De største måner i vores solsystem kan indeholde nogle objekter, der potentielt kan have… egne måner i kredsløb. Hvis mange af disse måner befandt sig forskellige steder, ville astronomer definere dem som planeter. Baseret på hvor de befinder sig, er de syv største ikke-planeter i Solsystemet alle måner.
Emily Lakdawalla, via http://www.planetary.org/multimedia/space-images/charts/the-not-planets.html. The Månen: Gari Arrillaga. Andre data: NASA/JPL/JHUAPL/SwRI/UCLA/MPS/IDA. Behandling af Ted Stryk, Gordan Ugarkovic, Emily Lakdawalla og Jason Perry
Astronomisk set skal legemer i solsystemet opfylde tre kriterier for at opnå den højt besungne status som planet:
- Gravitationelt trække sig selv ind i en sfæroidform, hvor de opnår hydrostatisk ligevægt,
- Orbejde om Solen i en ellipse og ingen andre mindre moderlegemer,
- og rydde deres bane for alle objekter med væsentlig masse.
De otte planeter i vores solsystem og vores sol, i skala i størrelse, men ikke med hensyn til omløbsafstande… Bemærk, at det er de eneste otte objekter, der opfylder alle tre planetkriterier som fastsat af IAU.
Wikimedia Commons-bruger WP
I vores solsystem er det kun otte verdener, der klarer skæringen i betragtning af disse kriterier. De fire klippeplaneter (Merkur, Venus, Jorden og Mars) og de fire gasgiganter (Jupiter, Saturn, Uranus og Neptun) er de eneste, der kan kaldes planeter i henhold til disse definitioner. Alt andet, uanset hvor stort eller massivt, fejler på et af de to sidstnævnte kriterier.
Hvis man vurderer, om et objekt er en planet eller ej ud fra IAU’s kriterier, opfylder det planeter i … vores solsystem, men ingen andre. Men ved at se på en fjern verdens masse, baneparametre og solsystemets alder kan man gengive IAU’s definition for 99+% af de verdener, vi kender til.
Margot (2015), via http://arxiv.org/abs/1507.06300
Et simpelt masse-afstandsforhold kunne udvide denne definition til også at omfatte andre solsystemer og dermed omdanne IAU’s nuværende definition til en universel definition, der også definerer “planeter” for exoplanetære systemer.
Og selv om det endnu ikke er universelt accepteret, viser denne klare relation, at IAU’s definition ikke blot er arbitrær, men har en underliggende fysisk mekanisme, der kan redegøre for et sådant klassifikationsskema.
Tætheder af forskellige legemer i Solsystemet. Bemærk forholdet mellem tæthed og afstand … fra Solen, Tritons lighed med Pluto, og hvordan selv Jupiters satellitter, fra Io til Callisto, varierer så voldsomt i tæthed.
Karim Khaidarov
Men at være en planet er pr. definition ikke det hele. Mange af de ikke-planeter, selv i vores eget solsystem, er fascinerende i deres egen ret. Her er de 10 største, vi har, sammen med det, der gør dem så interessante.
Dette naturfarvebillede af Ganymedes anti-Jupiter-hæmisfære stammer fra rumsonden Galileo. Den … har vand-is på sine poler ned til omkring 40° bredde og en tynd atmosfære af ilt- og brintatomer, der sandsynligvis er lavet af fordampet is. Et underjordisk hav kan indeholde mere vand end hele Jorden tilsammen.
NASA/JPL (redigeret af Wikimedia Commons-brugeren PlanetUser)
1.) Ganymedes: Jupiters største måne er den største ikke-planet i solsystemet. Med en diameter på 5.268 km (3.271 miles) er den 8 % større end planeten Merkur, selv om den har mindre end halvdelen af massen af vores solsystems inderste planet, da den hovedsagelig består af is og silikatmineraler. Med kun 45 % af Merkurs masse har den en asteroidelignende massefylde snarere end en massefylde, der er sammenlignelig med de jordiske planeter.
Så har den alligevel en jernkerne, der genererer sit eget magnetfelt, som dominerer meget tæt på overfladen, selv over det enorme magnetfelt fra den nærliggende moderplanet Jupiter. Observationer tyder på, at den har et underjordisk hav under overfladen, som muligvis indeholder endnu mere vand end planeten Jorden har. Dens atmosfære er næsten ikke-eksisterende: Den er 100 milliarder gange tyndere end Jordens og består næsten udelukkende af oxygen- og hydrogenforbindelser fra fordampet is.
På dette billede af Titan er metandisen og atmosfæren vist i en næsten gennemsigtig blå farve, med… overfladekendetegn under skyerne vist. En sammensætning af ultraviolet, optisk og infrarødt lys blev brugt til at konstruere dette billede.
NASA/JPL/Space Science Institute
2.) Titan: Saturns enorme satellit giver Ganymedes kamp til stregen som den største ikke-planet af alle. Titan overgår også Merkur i størrelse, men har ikke meget andet til fælles med den stort set luftløse Ganymedes. Titans atmosfære er den rigeste af alle måner i solsystemet med et atmosfærisk tryk ved overfladen, der er større end selv Jordens. Den danner sæsonbestemte skyer og vejrmønstre ved dens poler, over de methannætter, der dominerer dens atmosfære.
Overfladetrykket muliggør tilstedeværelsen af væsker der, mest fremtrædende metan. Huygens-landingsfartøjet opdagede metansøer og endda vandfald på Titans overflade, mens Cassinis infrarøde billeddanner var i stand til at kortlægge Titans overflade gennem skyerne. På mange måder er Titan den af alle de måner, vi kender til, den, der ligner de andre stenplaneter i Solsystemet mest.
Lyse ar på en mørkere overflade vidner om en lang historie af nedslag på Jupiters måne Callisto i… dette billede af Callisto fra NASA’s Galileo rumsonde. T
NASA/JPL/DLR(German Aerospace Center)
3.) Callisto: Den ældste og mest stærkt kraterede måne i Solsystemet, Callisto på størrelse med Merkur, er den største måne, der viser meget få egenskaber af det, vi ville kalde “differentiering” mellem dens lag. Callisto er den fjerneste af de fire galilæiske måner omkring Jupiter og modtager meget lidt tidevandsopvarmning på denne store afstand, og den er ikke låst fast i de samme resonansbaner som Io, Europa og Ganymedes. Den har den laveste massefylde og overfladetyngdekraft af alle de galilæiske satellitter.
Selv om den er tidevandsfikseret til Jupiter, med den samme side altid vendt mod sin joviske moder, synes dens overflade at være ekstremt gammel. Det er den mest kraftigt kraterede verden, der er kendt i Solsystemet, og man mener, at den har den ældste overflade af alle. Af alle de store måner, vi kender, viser Callisto de mindste forskelle i sammensætning mellem kerne, kappe og skorpe, hvilket sandsynligvis skyldes, at den er dannet ved langsom akkretion i så stor afstand (og med så lidt tidevandsopvarmning) fra Jupiter.
Jupiters inderste galilæiske satellit, Io, er flerfarvet af svovl, is og vulkansk … aktivitet. Dens mangel på kratere tyder på en næsten konstant genopståen, hvilket giver den den yngste overflade af alle kendte objekter i Solsystemet.
NASA/JPL/University of Arizona
4.) Io: Jupiters vulkanske verden bliver konstant revet fra hinanden af tidevandet og genopstår selv via sit indre af smeltet lava. Io er på mange måder et modstykke til Callisto og viser, hvordan en stor måne kan være med en ekstraordinær mængde tidevandsopvarmning fra at kredse for tæt på en gasgigant. Io viser:
- i alt mere end 400 aktive vulkaner, hvilket gør den til det mest geologisk aktive objekt overhovedet,
- plumper af svovl og svovldioxid, der stiger så højt som 500 km (300 miles) over overfladen,
- og mere end 100 bjerge, hvoraf mange rejser sig højere end Jordens Mt. Everest, som skyldes løftehændelser inde på Io.
Io har stort set ingen kratere, da den konstant kommer op til overfladen igen, og mange regioner med smeltet lava, der er synlige til enhver tid. Io er den mest vand-/isfattige verden i hele Solsystemet og består primært af silikatbjergarter med en metalrig kerne.
Måneoverfladens maria – eller have – er synlige på det nærmeste sted. Stillehavet (Mare… Tranquillitas) var stedet for Apollo 11’s landing. Vores måne blev sandsynligvis dannet ved et gigantisk nedslag ti millioner år efter, at de andre planeter blev dannet, og det gør vores måne til den eneste store satellit til en jordplanet, der er kendt til dato.
NASA/GSFC/Arizona State University, annotationer efter stjernedato / The University of Texas McDonald Observatory
5). Moon: Vores måne, som er den eneste satellit fra en stenverden på denne liste, kan meget vel være det yngste store objekt i solsystemet. Ifølge vores bedste teorier blev Jordens måne dannet ved et gammelt kæmpe sammenstød, der fandt sted ca. 50 millioner år efter, at de andre planeter og deres satellitter blev dannet, og hvor vragresterne smeltede sammen til den ledsager til Jorden, som vi kender i dag.
Som alle de andre måner på denne liste er vores måne tidsmæssigt låst til sin moderplanet, så den samme side altid vender mod vores verden. Den har sin egen indre varmekilde: primært fra henfaldet af radioaktive grundstoffer. Månens sammensætning minder meget om sammensætningen af Jordens sten, hvilket gør den unik blandt alle de store ikke-planetariske objekter i Solsystemet.
Europa, en af Solsystemets største måner, kredser om Jupiter. Under dens frosne, iskolde overflade findes et … flydende vand af hav, der opvarmes af tidevandskræfter fra Jupiter.
NASA, JPL-Caltech, SETI Institute, Cynthia Phillips, Marty Valenti
6.) Europa: Den mindste og mest gæstfrie af Jupiters fire store måner, Europa, er dækket af vand-is med et flydende ocean under overfladen. I lighed med Ganymedes har Europa en meget tynd atmosfære, der hovedsagelig består af ilt, hvilket skyldes sublimeringen af de flygtige isarter på overfladen. I modsætning til de andre måner på denne liste indtil videre gør Europas isoverflade og store volumen den imidlertid til det mest glatte objekt i Solsystemet, på trods af dens stribede udseende.
Varmen fra tidevandsbøjning, induceret af Jupiters tyngdekraft, menes at forårsage, at det underjordiske ocean forbliver flydende og driver isen til at bevæge sig på en måde, der minder om pladetektonik. Med kemikalier fra overfladen, der aktivt transporteres til det underjordiske ocean under overfladen, plus den hydrotermiske opvarmning fra undergrunden, kan Europas oceaner potentielt huse udenjordisk liv. Kryovulkaniske plamager, der ligner Saturns Enceladus, blev først opdaget i 2013.
Global farvemosaik af Triton, taget i 1989 af Voyager 2 under dens forbiflyvning af Neptun-systemet…. Farven blev syntetiseret ved at kombinere billeder med høj opløsning taget gennem orange, violette og ultraviolette filtre; disse billeder blev vist som røde, grønne og blå billeder og kombineret for at skabe denne farveversion. Den rødlige farve ved polen menes at være et resultat af ultraviolet lys, der reagerer med metan, svarende til det, der for nylig er set på Pluto, hvilket peger i retning af en lignende oprindelse.
NASA / JPL / USGS
7). Triton: Neptuns største måne var engang solsystemets største Kuiperbælteobjekt, men blev for længe siden indfanget af gravitationen. Da den kredser tæt på i en middelafstand på kun 355.000 km, er både ringe og måner ingen steder at finde omkring Neptun, før man når en afstand, der er mere end 15 gange så stor. Triton må under sin indfangning have ryddet en stor del af det neptuniske system!
Triton kredser retrograd (mod uret i modsætning til med uret) og er den eneste store måne, der udviser denne egenskab, hvilket er endnu et bevis på dens indfangede natur. Det er en aktiv verden, der genopstår af sig selv med tiden, med udbrud af gejsere, en tynd, Pluto-lignende atmosfære og dækket af en blanding af nitrogen-, vand- og kuldioxid-is. Dens røgudstrålende kryovulkaner peger på et underjordisk hav og løbende aktivitet.
Triton udgør 99,5 % af den masse, der kredser om Neptun: det største forhold af alle planet-måne-systemer med mere end én naturlig satellit.
Pluto og dens måne Charon; billedkomposit sammensat af mange New Horizons-billeder. Pluto er… den 8. største ikke-planet i vores solsystem; Charon er nummer 17.
NASA / New Horizons / LORRI
8.) Pluto: Endelig kommer vi til alles foretrukne tidligere planet, og den første ikke-måne på vores liste. Pluton-systemet, der er langt mindre og mindre massivt end Triton og har mindre end halvdelen af Merkurs diameter, er det første i Kuiperbæltet, der er blevet afbilledet fra tæt hold. Dens store naturlige satellit, Charon, blev sandsynligvis dannet ved et kæmpe nedslag, sammen med dens fire andre måner: Især Charon er så stor, at den gør det plutoniske system til et binært system, hvor systemets massemidtpunkt ligger uden for selve Pluto. Dens geologiske historie peger også på en aktiv verden, da gigantiske isbjerge, sneer, dale og sublimerende sletter viser en frossen verden i bevægelse. Sammen med mange af verdenerne på denne liste har Pluto sandsynligvis et flydende ocean under overfladen, hvilket rejser flere spørgsmål om biokemi og organiske stoffer, end det giver svar.
Eris kan næppe afbildes selv med de kraftigste teleskoper, da dens ekstreme afstand fra … solen, selv med dens hvide farve og store størrelse, gør den umulig at opløse med den nuværende teknologi. Alt, hvad vi ved om den, har måttet komme fra meget smarte måleteknikker sammen med en lille smule tilfældighed.
Wikimedia Commons bruger Litefantastic
9.) Eris: Eris er næsten lige så stor som Pluto, men mere massiv, og dens nuværende placering, nær aphelium i dens bane, placerer den på ca. tre gange afstanden mellem Solen og Pluto. Indtil sidste måned var Eris, med undtagelse af nogle kometer med lange perioder, det fjerneste kendte objekt i solsystemet. En okkultation af en stjerne af Eris i 2010 gjorde det muligt at måle dens størrelse til 2.326 km: kun 2 % mindre end Plutos diameter på 2.372 km.
Ud over dens masse, størrelse og omløbstid ved man meget lidt om Eris på grund af dens enorme afstand. Den har mindst én naturlig satellit: Dysnomia, er hvidere i farven end hverken Triton eller Pluto, indeholder is på overfladen og en tynd atmosfære, der ligner begge disse verdener, og tager 558 år om at fuldføre en bane omkring Solen. Hvis vi sendte en forbipasserende mission til Eris i 2032, kunne en tyngdekraftsassistance fra Jupiter få et rumfartøj dertil på blot 24,7 år.
Dette højopløselige farvekomposit af Titania blev lavet ud fra Voyager 2-billeder taget den 24. januar 1986, … da rumfartøjet nærmede sig sin nærmeste nærhed til Uranus. Voyagers smalvinkelkamera optog dette billede af Titania, en af Uranus’ store måner, gennem de violette og klare filtre. Rumfartøjet var omkring 500.000 kilometer væk.
NASA / Voyager 2
10.) Titania: Kun ved at gå helt ned til den tiende største ikke-planet i solsystemet kan vi endelig nå frem til en af Uranus’ måner, hvoraf Titania er den største. Betydeligt mindre end Eris, er Titania under 1.600 km i diameter og består af omtrent lige store mængder is og sten. Der kan være et tyndt lag flydende vand ved grænsen mellem kerne og kappe på denne verden, og den udviser moderat kratering, der peger på en genopstandelse relativt tidligt i dens historie, efter at de fleste af de nedslag, der har påvirket de andre nærliggende måner, allerede havde fundet sted.
Der er både vandis og kuldioxidis på overfladen af Titania, hvilket kan tyde på en meget tynd, spinkel kuldioxidatmosfære. Ved okkultationer af en stjerne lykkedes det imidlertid ikke at afsløre nogen atmosfære overhovedet; hvis der findes en sådan, skal der sandsynligvis ca. ti billioner af dem til for at svare til trykket på Jordens overflade. Den er kun blevet undersøgt på nært hold én gang: af Voyager 2 i 1986.
Når man rangordner alle måner, små planeter og dværgplaneter i vores solsystem, kan man se, at … mange af de største ikke-planetariske objekter er måner, hvoraf nogle få er Kuiperbælteobjekter. Det er først, når man kommer helt ned til Sedna eller Ceres, at vi finder en verden, der ikke falder ind under en af disse to kategorier.
Montage af Emily Lakdawalla. Data fra NASA / JPL, JHUAPL/SwRI, SSI og UCLA / MPS / DLR / IDA, bearbejdet af Gordan Ugarkovic, Ted Stryk, Bjørn Jonsson, Roman Tkachenko og Emily Lakdawalla
De næststørste objekter på listen omfatter andre måner af Saturn (som Rhea og Iapetus) og Uranus (f.eks, Oberon), efterfulgt af de andre dværgplaneter i Kuiperbæltet og Plutos kæmpemåne, Charon. Hvis ideen om, at der er et stort objekt ca. ~200 AU væk, som foreløbigt kaldes enten “Planet Nine” eller “Planet X”, viser sig at være korrekt, kan det måske slå alt på denne liste ned en taktik, eller det kan endda selv blive klassificeret som en planet.
Mange af de objekter, som vi i øjeblikket mener har en vis betydning i Solsystemet, såsom Ceres, den største asteroide (nr. 25), eller Sedna, et muligt objekt fra Oortskyen (nr. 23), er ikke i nærheden af at komme i top 10. Der er så meget at lære ved at se på, hvad der er omkring os, og hvor det befinder sig. I stedet for at diskutere klassifikation bør vi værdsætte vores kosmiske baghave for præcis det, den er, og alle de rigdomme, der er indeholdt deri.