Регулярный спутник

Рецензированная статья

Рецензент: Московский планетарий

Луна является регулярным спутником Земли, но имеет достаточно большой эксцентриситет орбиты

Регуля́рный спу́тник — это спутник небесного тела, имеющий небольшие (по сравнению с общим диапазоном гравитационного воздействия родительской планеты), почти круговые и близкие к плоскости экватора своих небесных тел орбиты.

Регулярные спутники образовались на поздней стадии аккреции планеты в аккреционных газопылевых околопланетных (англ. pre-planetary) дисках, аналогичных диску вокруг Солнца, из которого образовались планеты.

Свойства

На регулярные спутники, рас­по­ло­жен­ные на низ­ких ор­би­тах, дей­ст­ву­ют зна­чительные при­лив­ные си­лы. Это при­во­дит к их син­хрон­но­му вра­ще­нию, при ко­то­ром к пла­не­те по­сто­ян­но об­ра­ще­на од­на сто­ро­на спут­ни­ка, а пе­рио­ды их вра­ще­ния и об­ра­ще­ния во­круг пла­не­ты сов­па­да­ют (это ха­рак­тер­но для Лу­ны).

Регулярные спутники, в отличие от нерегулярных, не подвержены ретроградному движению. Предполагается, что прямое движение вызвано происхождением регулярных спутников — образованием из дисков вокруг планет. Другими словами, регулярные спутники планет вращаются в одной плоскости, в одном направлении с планетой, что является доказательством их образования в протоспутниковых дисках планет.

Орбиты регулярных спутников имеют свойства, схожие с теми, которые можно наблюдать в Солнечной системе, что указывает на схожие процессы их формирования.

В галилеевых спутниках с увеличением расстояния от Юпитера происходит уменьшение их плотности, связанное с увеличением содержания воды в их геохимии. Так, в Европе увеличение произошло до 6-9 %, в Ганимеде — до 46-48 %, в Каллисто — до 49-50 %.

Образование

Во время аккреции регулярных спутников они собирали мелкие частицы и тела, которые происходили из солнечной туманности, известной как протопланетный диск. Затем, совместно с газом или путем захвата, они оказались в протоспутниковом диске и подверглись частичному испарению. Их начальный химический состав зависел от условий температуры и давления в протопланетном диске. Такие тела включали в себя не только минералы, но и летучие вещества, такие как льды H₂O и CO₂, аммиачный кристаллогидрат NH₃ ⋅ H₂O, сероводородные клатраты и, возможно, другие компоненты. Когда эти твердые частицы двигались вокруг планеты вместе с газом, они постепенно приближались к ней, уменьшая радиус своих орбит из-за трения с газом.

Этот процесс также вызывал нагрев газа и твердого вещества, что приводило к потере летучих компонентов, особенно в случае диска Сатурна, где инертные газы, такие как CO и метан, имели крайне низкие температуры для сохранения клатратов. В случае диска Юпитера, вероятно, происходила потеря всех летучих веществ, включая лёд H₂O, особенно в его внутренних зонах.

Известные регулярные спутники

В Солнечной системе насчитывается 60 регулярных спутников, среди них числятся:

• Луна;
• 8 спутников Юпитера, в том числе галилеевы спутники (Ио, Европа, Ганимед и Каллисто);
• 18 спутников Урана;
• 8 спутников Нептуна;
• 24 спутника Сатурна, в том числе Титан, Энцелад, Япет и Пан;
• Харон, спутник Плутона.

См. также

• Нерегулярный спутник
• Аккреционный диск
• Спутники Сатурна

Примечания

Литература

• Jewitt D., Sheppard S. S., Kleyna J. The Strangest Satellites in the Solar System (англ.) // Scientific American. — 2006. — № 4. — С. 40—47.
• Кусков О.Л., Дорофеева В.А., Кронрод В.А., Макалкин А.Б. Системы Юпитера и Сатурна: Формирование, состав и внутреннее строение крупных спутников (рус.). — URSS, 2009. — 576 с. — ISBN 978-5-382-00986-5.