Супутник-пастух

Прометей (праворуч) і Пандора (ліворуч) обертаються біля кільця F Сатурна, але пастухом вважається лише Прометей.
Рух супутника-пастуха — частинки розташовані попереду або позаду супутника на його орбіті, тому вони або прискорюються в напрямку супутника й викидаються назовні, або сповільнюються та втягуються всередину.

Супутник-пастух або супутник-сторож (англ. shepherd moon, herder moon, watcher moon) — невеликий природний супутник, який своєю гравітацією очищає щілину в матеріалі планетарного кільця або утримує частинки всередині кільця. Таким чином, супутник, неначе пастух, «пасе» «стадо» частинок кільця — звідки й назва.

Супутник-пастух своєю гравітацією захоплює частинки кільця й відхиляє їх від початкових орбіт за рахунок орбітального резонансу. Через це в системі кілець виникають розриви, як-от відома щілина Кассіні, а також інші характерні смуги або дивні «закручені» деформації кілець.

Відкриття

Гіпотезу про існування супутників-пастухів було висунуто на початку 1979 року[1]. Спостереження кілець Урана показували, що вони дуже тонкі й чітко виражені, з різкими проміжками між кільцями. Щоб пояснити цей факт, Пітер Голдрайх і Скотт Тремейн припустили, що кожне кільце могли «обмежувати» два невеликі супутники, які на той час ще не були відкриті. Перші зображення супутників-пастухів пізніше того ж року зробив «Вояджер-1»[2].

Приклади

Юпітер

Кілька внутрішніх малих супутників Юпітера, а саме Метіда та Адрастея, перебувають у системі кілець Юпітера, а також усередині межі Роша Юпітера[3]. Цілком можливо, що ці кільця складаються з матеріалу, який відривається від цих двох тіл під дією приливних сил Юпітера — можливо, завдяки ударам матеріалу кілець об їхні поверхні.

Сатурн

У складній системі кілець Сатурна є кілька супутників-пастухів. До них належать Прометей (кільце F)[4], Дафніс (щілина Кілера)[5], Пан (щілина Енке)[6], Янус і Епіметей (обидва — кільце A)[7].

Уран

В Урана також є супутники-пастухи в кільці ε — Корделія та Офелія; це внутрішній та зовнішній пастухи відповідно[8]. Обидва супутники перебувають у межах радіуса синхронної орбіти Урана, тому їхні орбіти повільно зменшуються через припливне уповільнення[9].

Нептун

Кільця Нептуна дуже незвичайні тим, що під час спостережень з Землі здається що вони складаються з неповних дуг. Але зображення «Вояджера-2» показали, що це повні кільця з яскравими згустками[10]. Вважається[11], що за цю нерівномірність «відповідає» гравітаційний вплив супутника-пастуха Галатеї та, можливо, інших ще не відкритих супутників-пастухів.

Малі планети

Виявлено кільця навколо деяких кентаврів. Кільця Харікло надзвичайно чіткі, і є підозра, що вони або дуже молоді, або утримуються на місці супутником-пастухом, маса якого сумірна з масою[12]. Також вважається, що кільця, схожі за формою на кільця Харікло, є в Хірона[13].

Див. також

Література

  • Arnold Hanslmeier: Einführung in Astronomie und Astrophysik. Spektrum, Berlin/Heidelberg 2007, ISBN 978-3-8274-1846-3.

Примітки

  1. ↑ Goldreich, Peter; Tremaine, Scott (1979). Towards a theory for the Uranian rings (PDF). Nature. 277 (5692): 97—99. Bibcode:1979Natur.277...97G. doi:10.1038/277097a0.
  2. ↑ Voyager 1.
  3. ↑ Faure, Gunter; Mensing, Teresa (2007). Introduction to Planetary Science: The Geological Perspective. Springer. ISBN 978-1-4020-5233-0.
  4. ↑ On the masses and motions of mini-moons: Pandora's not a. www.planetary.org. Процитовано 14 червня 2016.
  5. ↑ NASA - Cassini Finds New Saturn Moon That Makes Waves. www.nasa.gov (англ.). Архів оригіналу за 13 травня 2017. Процитовано 14 червня 2016. [Архівовано 2017-05-13 у Wayback Machine.]
  6. ↑ Showalter, Mark R. (27 червня 1991). Visual detection of 1981S13, Saturn's eighteenth satellite, and its role in the Encke gap. Nature (англ.). 351 (6329): 709—713. Bibcode:1991Natur.351..709S. doi:10.1038/351709a0.
  7. ↑ Moutamid, Maryame El; Nicholson, Philip D.; French, Richard G.; Tiscareno, Matthew S.; Murray, Carl D.; Evans, Michael W.; French, Colleen McGhee; Hedman, Matthew M.; Burns, Joseph A. (1 жовтня 2015). How Janus' Orbital Swap Affects the Edge of Saturn's A Ring?. Icarus. 279: 125—140. arXiv:1510.00434. Bibcode:2016Icar..279..125E. doi:10.1016/j.icarus.2015.10.025.
  8. ↑ Esposito, Larry W. (1 січня 2002). Planetary rings. Reports on Progress in Physics (англ.). 65 (12): 1741—1783. Bibcode:2002RPPh...65.1741E. doi:10.1088/0034-4885/65/12/201. ISSN 0034-4885.
  9. ↑ Karkoschka, Erich (1 травня 2001). Voyager's Eleventh Discovery of a Satellite of Uranus and Photometry and the First Size Measurements of Nine Satellites. Icarus. 151 (1): 69—77. Bibcode:2001Icar..151...69K. doi:10.1006/icar.2001.6597.
  10. ↑ Miner, Ellis D.; Wessen, Randii R.; Cuzzi, Jeffrey N. (2007). Present knowledge of the Neptune ring system. Planetary Ring System. Springer Praxis Books. ISBN 978-0-387-34177-4.
  11. ↑ Salo, Heikki; Hanninen, Jyrki (1998). Neptune's Partial Rings: Action of Galatea on Self-Gravitating Arc Particles. Science. 282 (5391): 1102—1104. Bibcode:1998Sci...282.1102S. doi:10.1126/science.282.5391.1102. PMID 9804544.
  12. ↑ Braga-Ribas, F.; Sicardy, B.; Ortiz, J. L.; Snodgrass, C.; Roques, F.; Vieira-Martins, R.; Camargo, J. I. B.; Assafin, M.; Duffard, R. (April 2014). A ring system detected around the Centaur (10199) Chariklo. Nature. 508 (7494): 72—75. arXiv:1409.7259. Bibcode:2014Natur.508...72B. doi:10.1038/nature13155. PMID 24670644.
  13. ↑ Ortiz, J. L.; Duffard, R.; Pinilla-Alonso, N.; Alvarez-Candal, A.; Santos-Sanz, P.; Morales, N.; Fernández-Valenzuela, E.; Licandro, J.; Bagatin, A. Campo (2015). Possible ring material around centaur (2060) Chiron. Astronomy & Astrophysics. 576: A18. arXiv:1501.05911. Bibcode:2015A&A...576A..18O. doi:10.1051/0004-6361/201424461. ISSN 0004-6361.