HOEVEEL MANEN ZITTEN ER IN HET ZONNESTELSEL?

Send

Duizenden jaren lang staarden mensen omhoog naar de nachtelijke hemel en waren ze onder de indruk van de maan. Voor veel oude culturen vertegenwoordigde het een godheid en de cycli ervan kregen een goddelijke betekenis. Tegen de tijd van de klassieke oudheid en de middeleeuwen werd de maan beschouwd als een hemellichaam dat rond de aarde draaide, net als de andere bekende planeten van de dag (Mercurius, Venus, Mars, Jupiter en Saturnus).

Ons begrip van manen veranderde echter radicaal toen in 1610 astronoom Galileo Galilei zijn telescoop op Jupiter richtte en 'vier zwervende sterren' rond Jupiter opmerkte. Vanaf dit punt zijn astronomen gaan begrijpen dat andere planeten dan de aarde hun eigen manen kunnen hebben - in sommige gevallen enkele tientallen of meer. Dus hoeveel manen zijn er in het zonnestelsel?

In feite vereist het beantwoorden van die vraag eerst een beetje opheldering. Als we het hebben over bevestigde manen die om een van de planeten van het zonnestelsel cirkelen (d.w.z. die in overeenstemming zijn met de definitie die de IAU in 2006 heeft aangenomen), dan kunnen we zeggen dat er momenteel 173 bekende manen. Als we echter de vloer openen voor dwergplaneten met objecten die eromheen draaien, stijgt het aantal naar 182.

Er zijn echter ook meer dan 200 manen met een kleine planeet waargenomen in het zonnestelsel (vanaf januari 2012). Dit omvat de 76 bekende objecten in de asteroïdengordel met satellieten, vier Jupiter-trojans, 39 bijna-aardobjecten (twee met elk twee satellieten), 14 Mars-kruisers en 84 natuurlijke satellieten van Trans-Neptuniaanse objecten. En er zijn nog eens 150 extra kleine lichamen waargenomen binnen de ringen van Saturnus. Als we dit allemaal opnemen, kunnen we zeggen dat het zonnestelsel dat heeft 545 bekende satellieten.

Inner zonnestelsel:

De planeten van het innerlijke zonnestelsel - Mercurius, Venus, aarde en Mars - zijn allemaal terrestrische planeten, wat betekent dat ze zijn samengesteld uit silicaatgesteente en mineralen die worden onderscheiden tussen een metalen kern en een silicaatmantel en korst. Om een aantal redenen zijn er binnen deze regio van het zonnestelsel weinig satellieten.

Alles bij elkaar bestaan er slechts drie natuurlijke satellieten in een baan om planetaire lichamen in het innerlijke zonnestelsel - aarde en Mars. Hoewel wetenschappers theoretiseren dat er in het verleden manen rond Mercurius en Venus waren, wordt aangenomen dat deze manen lang geleden het oppervlak hebben geraakt. De reden voor deze spaarzaamheid van satellieten heeft veel te maken met de zwaartekrachtinvloed van de zon.

Zowel Mercurius als Venus zijn te dicht bij de zon (en in het geval van Mercurius te zwak in termen van zijn eigen zwaartekracht) om een passerend object te hebben vastgegrepen, of vastgehouden aan puinringen in een baan die hadden kunnen samenvallen om een satelliet te vormen na verloop van tijd. De aarde en Mars konden satellieten vasthouden, maar vooral omdat ze de buitenste van de binnenste planeten zijn.

De aarde heeft maar één natuurlijke satelliet, die we kennen - de Maan. Met een gemiddelde straal van 1737 km en een massa van 7,3477 x 10²² kg is de maan 0,273 keer zo groot als de aarde en 0,0123 keer zo groot, wat vrij groot is voor een satelliet. Het is ook de op één na dichtste maan in ons zonnestelsel (na Io), met een gemiddelde dichtheid van 3,3464 g / cm³.

Er zijn verschillende theorieën voorgesteld voor de vorming van de maan. De huidige hypothese is dat het aarde-maansysteem ongeveer 4,5 miljard jaar geleden is ontstaan als gevolg van een impact tussen de nieuw gevormde proto-aarde en een Mars-formaat object (genaamd Theia). Door deze inslag zou materiaal van beide objecten in een baan om de aarde zijn gestraald, waar het uiteindelijk de maan zou vormen.

Mars heeft ondertussen twee manen: Phobos en Deimos. Net als onze eigen maan zijn beide Mars-manen netjes op Mars vergrendeld, zodat ze altijd hetzelfde gezicht aan de planeet presenteren. In vergelijking met onze maan zijn ze ruw en asteroïdachtig van uiterlijk en ook veel kleiner. Vandaar de heersende theorie dat het ooit asteroïden waren die door de zwaartekracht van Jupiter uit de hoofdgordel werden geschopt en vervolgens door Mars werden verworven.

De grotere maan is Phobos, wiens naam komt van het Griekse woord dat "angst" betekent (d.w.z. fobie). Phobos meet slechts 22,7 km breed en heeft een baan die hem dichter bij Mars plaatst dan Deimos. Vergeleken met de eigen maan van de aarde - die op een afstand van 384.403 km van onze planeet draait - draait Phobos op een gemiddelde afstand van slechts 9.377 km boven Mars.

De tweede maan van Mars is Deimos, die zijn naam dankt aan het Griekse woord voor paniek. Hij is nog kleiner, meet slechts 12,6 km breed en is ook minder onregelmatig van vorm. Zijn baan plaatst hem veel verder weg van Mars, op een afstand van 23,460 km, wat betekent dat Deimos 30,35 uur nodig heeft om een baan rond Mars te voltooien.

Deze drie manen zijn de som van de manen die in het Innerlijke Zonnestelsel te vinden zijn (althans volgens de conventionele definitie). Maar als we verder naar het buitenland kijken, zien we dat dit eigenlijk slechts het topje van de ijsberg is. Te denken dat we dat ooit geloofden de Moon was de enige in zijn soort!

Buitenste zonnestelsel:

Buiten de asteroïdengordel (en vorstlijn) worden de dingen heel anders. In deze regio van het zonnestelsel heeft elke planeet een substantieel systeem van manen; in het geval van Jupiter en Saturnus, misschien zelfs wel in de honderden. Tot dusver zijn in totaal 170 manen bevestigd die in een baan om de buitenplaneten draaien, terwijl nog honderden andere kleinere lichamen en asteroïden in een baan om de aarde draaien.

Vanwege zijn enorme omvang, massa en zwaartekracht heeft Jupiter de meeste satellieten van elke planeet in het zonnestelsel. Op dit moment omvat het Jovian-systeem 67 bekende manen, hoewel men schat dat het tot 200 manen en maantjes kan hebben (waarvan de meerderheid nog niet is bevestigd en geclassificeerd).

De vier grootste Joviaanse manen staan bekend als de Galilese manen (genoemd naar hun ontdekker, Galileo Galilei). Ze omvatten: Io, het meest vulkanisch actieve lichaam in ons zonnestelsel; Europa, waarvan wordt vermoed dat het een enorme ondergrondse oceaan heeft; Ganymede, de grootste maan in ons zonnestelsel; en Callisto, waarvan ook wordt gedacht dat het een ondergrondse oceaan heeft en enkele van de oudste oppervlaktematerialen in het zonnestelsel bevat.

Dan is er de Inner Group (of Amalthea-groep), die bestaat uit vier kleine manen met een diameter van minder dan 200 km, een baan met een straal van minder dan 200.000 km en een orbitale helling van minder dan een halve graad. Deze groepen omvatten de manen van Metis, Adrastea, Amalthea en Thebe. Samen met een aantal tot nu toe onzichtbare innerlijke moonlets, vullen deze manen het vage ringsysteem van Jupiter aan en onderhouden ze dit.

Jupiter heeft ook een reeks onregelmatige satellieten, die aanzienlijk kleiner zijn en meer verre en excentrische banen hebben dan de andere. Deze manen zijn onderverdeeld in families met overeenkomsten in baan en compositie, en worden verondersteld grotendeels het gevolg te zijn van botsingen van grote objecten die door de zwaartekracht van Jupiter zijn gevangen.

Net als bij Jupiter wordt geschat dat Saturnus ten minste 150 manen en manen heeft, maar slechts 53 van deze manen hebben een officiële naam gekregen. Hiervan hebben er 34 een diameter van minder dan 10 km en nog eens 14 hebben een diameter van 10 tot 50 km. Sommige van de binnen- en buitenmanen zijn echter vrij groot, variërend van 250 tot meer dan 5000 km.

Traditioneel zijn de meeste manen van Saturnus vernoemd naar de Titanen van de Griekse mythologie en gegroepeerd op basis van hun grootte, banen en nabijheid van Saturnus. De binnenste manen en gewone manen hebben allemaal kleine orbitale hellingen en excentriciteiten en geprogrammeerde banen. Ondertussen hebben de onregelmatige manen in de ultraperifere gebieden een baanradius van miljoenen kilometers, een baanperiode van meerdere jaren en bewegen ze zich in retrograde banen.

De Inner Large Moons, die in de E-ring cirkelen, omvat de grotere satellieten Mimas Enceladus, Tethys en Dione. Deze manen zijn allemaal voornamelijk samengesteld uit waterijs en worden verondersteld te worden onderscheiden in een rotsachtige kern en een ijzige mantel en korst. De grote buitenste manen, die buiten de E-ring van Saturnus cirkelen, zijn qua samenstelling vergelijkbaar met de binnenste manen - d.w.z. voornamelijk samengesteld uit waterijs en rots.

Met een diameter van 5150 km en 1350 × 10²⁰ kg in massa, Titan is de grootste maan van Saturnus en omvat meer dan 96% van de massa in een baan rond de planeet. Titan is ook de enige grote maan met een eigen atmosfeer, die koud, dicht is en voornamelijk bestaat uit stikstof met een kleine fractie methaan. Wetenschappers hebben ook de aanwezigheid van polycyclische aromatische koolwaterstoffen in de bovenste atmosfeer opgemerkt, evenals methaanijskristallen.

Het oppervlak van Titan, dat moeilijk te observeren is door aanhoudende atmosferische nevel, vertoont slechts een paar inslagkraters, tekenen van cryovulkanen en longitudinale duinvelden die blijkbaar waren gevormd door getijdenwinden. Titan is ook het enige lichaam in het zonnestelsel naast de aarde met vloeistoflichamen op het oppervlak, in de vorm van methaan-ethaanmeren in de noord- en zuidpoolgebieden van Titan.

Uranus heeft 27 bekende satellieten, die zijn onderverdeeld in de categorieën grotere manen, binnenmanen en onregelmatige manen (vergelijkbaar met andere gasreuzen). De grootste manen van Uranus zijn, in volgorde van grootte, Miranda, Ariel, Umbriel, Oberon en Titania. Deze manen variëren in diameter en massa van 472 km en 6,7 x 10¹⁹ kg voor Miranda tot 1578 km en 3,5 × 10²¹ kg voor Titania. Elk van deze manen is bijzonder donker, met een lage binding en geometrische albedo's. Ariel is het helderst terwijl Umbriel het donkerst is.

Er wordt aangenomen dat alle grote manen van Uranus zich hebben gevormd in de aanwasschijf, die enige tijd na de vorming ervan rond Uranus bestond, of het gevolg was van de grote impact die Uranus vroeg in zijn geschiedenis had geleden. Elk bestaat uit ongeveer gelijke hoeveelheden steen en ijs, behalve Miranda die voornamelijk uit ijs bestaat.

De ijscomponent kan ammoniak en kooldioxide bevatten, terwijl wordt aangenomen dat het rotsachtige materiaal is samengesteld uit koolstofhoudend materiaal, inclusief organische verbindingen (vergelijkbaar met asteroïden en kometen). Er wordt aangenomen dat hun composities gedifferentieerd zijn, met een ijzige mantel rond een rotsachtige kern.

Neptunus heeft 14 bekende satellieten, die op één na allemaal vernoemd zijn naar Griekse en Romeinse godheden van de zee (behalve S / 2004 N 1, die momenteel geen naam heeft). Deze manen zijn verdeeld in twee groepen - de reguliere en onregelmatige manen - op basis van hun baan en nabijheid van Neptunus. De gewone manen van Neptunus - Naiad, Thalassa, Despina, Galatea, Larissa, S / 2004 N 1 en Proteus - zijn degenen die het dichtst bij de planeet staan en die cirkelvormige, geprogrammeerde banen volgen die in het equatoriale vlak van de planeet liggen.

De onregelmatige manen van Neptunus bestaan uit de overgebleven satellieten van de planeet (inclusief Triton). Ze volgen over het algemeen hellende excentrieke en vaak retrograde banen ver van Neptunus. De enige uitzondering is Triton, die dicht bij de planeet draait en een cirkelvormige baan volgt, hoewel retrograde en geneigd.

In volgorde van hun afstand tot de planeet zijn de onregelmatige manen Triton, Nereid, Halimede, Sao, Laomedeia, Neso en Psamathe - een groep die zowel geprogrammeerde als retrograde objecten omvat. Met uitzondering van Triton en Nereid zijn de onregelmatige manen van Neptunus vergelijkbaar met die van andere gigantische planeten en wordt aangenomen dat ze door Neptunus door de zwaartekracht zijn gevangen.

Met een gemiddelde diameter van ongeveer 2700 km (mi) en een massa van 214080 ± 520 x 10¹⁷ kg, Triton is de grootste van de manen van Neptunus en de enige die groot genoeg is om een hydrostatisch evenwicht te bereiken (d.w.z. bolvormig van vorm). Op een afstand van 354.759 km van Neptunus zit het ook tussen de binnenste en buitenste manen van de planeet.

Deze manen vormen het leeuwendeel van de natuurlijke satellieten in het zonnestelsel. Dankzij voortdurende verkenning en verbeteringen in onze instrumentatie worden satellieten echter ook in een baan rond kleinere lichamen ontdekt.

Dwergplaneten en andere lichamen:

Zoals eerder opgemerkt, zijn er verschillende dwergplaneten, TNO's en andere lichamen in het zonnestelsel die ook hun eigen manen hebben. Deze bestaan voornamelijk uit de natuurlijke satellieten waarvan is bevestigd dat ze in een baan om Pluto, Eris, Haumea en Makemake draaien. Met vijf satellieten in een baan om de aarde heeft Pluto de meest bevestigde manen (hoewel dat met verdere observatie kan veranderen).

De grootste, en het dichtst in de buurt van Pluto, is Charon. Deze maan werd in 1978 voor het eerst geïdentificeerd door astronoom James Christy met behulp van fotografische platen van het United States Naval Observatory (USNO) in Washington, D.C. Beyond Charon ligt de vier andere circumbinary manen - respectievelijk Styx, Nix, Kerberos en Hydra.

Nix en Hydra werden in 2005 gelijktijdig ontdekt door het Pluto Companion Search Team met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop. Hetzelfde team ontdekte Kerberos in 2011. De vijfde en laatste satelliet, Styx, werd in 2012 ontdekt door het New Horizons-ruimtevaartuig terwijl hij beelden van Pluto en Charon vastlegde.

Charon, Styx en Kerberos zijn allemaal massief genoeg om onder hun eigen zwaartekracht in een bolvorm te zijn gevallen. Nix en Hydra zijn ondertussen langwerpig van vorm. Het Pluto-Charon-systeem is ongebruikelijk, omdat het een van de weinige systemen in het zonnestelsel is waarvan het zwaartepunt boven het primaire oppervlak ligt. Kortom, Pluto en Charon draaien om elkaar heen, waardoor sommige wetenschappers beweren dat het een "dubbel-dwergsysteem" is in plaats van een dwergplaneet en een baan om de maan.

Bovendien is het ongebruikelijk dat elk lichaam netjes aan het andere is vergrendeld. Charon en Pluto presenteren elkaar altijd hetzelfde gezicht; en vanuit elke positie op beide lichamen staat de andere altijd op dezelfde positie aan de hemel, of altijd verduisterd. Dit betekent ook dat de rotatieperiode van elk gelijk is aan de tijd die het hele systeem nodig heeft om rond zijn gemeenschappelijk zwaartepunt te roteren.

In 2007 suggereerden observaties van het Gemini Observatorium van plekken met ammoniakhydraten en waterkristallen op het oppervlak van Charon de aanwezigheid van actieve cryogeisers. Dit lijkt erop te wijzen dat Pluto een ondergrondse oceaan heeft die warm van temperatuur is en dat de kern geologisch actief is. Pluto's manen worden verondersteld gevormd te zijn door een botsing tussen Pluto en een lichaam van vergelijkbare grootte in het begin van de geschiedenis van het zonnestelsel. Bij de botsing kwam materiaal vrij dat zich consolideerde in de manen rond Pluto.

Op de tweede plaats komt Haumea, die twee bekende manen heeft - Hi'iaka en Namaka - die zijn vernoemd naar de dochters van de Hawaiiaanse godin. Beiden werden in 2005 ontdekt door het team van Brown tijdens het uitvoeren van observaties van Haumea bij de W.M. Keck Observatorium. Hi'iaka, die aanvankelijk de bijnaam "Rudolph" kreeg van het Caltech-team, werd ontdekt op 26 januari 2005.

Het is de buitenste en - met een diameter van ongeveer 310 km - de grootste en helderste van de twee, en draait om de 49 dagen om Haumea in een bijna cirkelvormig pad. Infraroodwaarnemingen geven aan dat het oppervlak bijna volledig bedekt is met puur kristallijn waterijs. Daarom hebben Brown en zijn team gespeculeerd dat de maan een fragment van Haumea is dat is afgebroken tijdens een botsing.

Namaka, de kleinste en binnenste van de twee, werd op 30 juni 2005 ontdekt en kreeg de bijnaam "Blitzen". Het is een tiende van de massa van Hi'iaka en draait Haumea in 18 dagen in een zeer elliptische baan. Beide manen omcirkelen Haumea is zeer excentrieke banen. Er zijn nog geen schattingen gemaakt van hun massa.

Eris heeft één maan genaamd Dysnomia, genoemd naar de dochter van Eris in de Griekse mythologie, die voor het eerst werd waargenomen op 10 september 2005 - een paar maanden na de ontdekking van Eris. De maan werd opgemerkt door een team dat de Keck-telescopen op Hawaï gebruikte, die op dat moment bezig waren met het uitvoeren van observaties van de vier helderste TNO's (Pluto, Makemake, Haumea en Eris).

In april 2016 zijn waarnemingen gedaan met behulp van de Hubble-ruimtetelescoop‘S Wide Field Camera 3 onthulde dat Makemake een natuurlijke satelliet had - die door het ontdekkingsteam werd aangeduid als S / 2015 (136472) 1 (bijgenaamd MK 2). Het wordt geschat op 175 km (110 mijl) in diameter en heeft een semi-grote as ten minste 21.000 km (13.000 mijl) van Makemake.

Grootste en kleinste manen:

De titel voor grootste maan in het zonnestelsel gaat naar Ganymedes, met een diameter van 5262,4 kilometer (3270 mijl). Dit maakt het niet alleen groter dan de maan van de aarde, maar zelfs groter dan de planeet Mercurius - hoewel het slechts de helft van de massa van Mercurius heeft. Wat betreft de kleinste satelliet, dat is een gelijkspel tussen S / 2003 J 9 en S / 2003 J 12. Deze twee satellieten, die beide in een baan om Jupiter draaien, hebben een diameter van ongeveer 1 km (0,6 mijl).

Een belangrijk ding om op te merken bij het bespreken van het aantal bekende manen in het zonnestelsel is dat het sleutelwoord hier 'bekend' is. Elk jaar worden er meer satellieten bevestigd en de overgrote meerderheid van de satellieten die we nu kennen, is pas de afgelopen decennia ontdekt. Terwijl onze verkenningsinspanningen doorgaan en onze instrumenten verbeteren, zullen we merken dat er nog honderden op de loer liggen!

We hebben hier bij Space Magazine veel interessante artikelen geschreven over de manen van het zonnestelsel. Hier is wat is de grootste maan in het zonnestelsel? Wat zijn de planeten van het zonnestelsel ?, Hoeveel manen heeft de aarde?, Hoeveel manen heeft Mars?, Hoeveel manen heeft Jupiter?, Hoeveel manen heeft Saturnus?, Hoeveel manen heeft Uranus ?, Hoeveel manen heeft Neptunus?

Ga voor meer informatie naar de NASA-pagina over zonnestelselverkenning.

We hebben een hele reeks podcasts over het zonnestelsel opgenomen bij Astronomy Cast. Bekijk ze hier.

Bronnen: