Aurinkokuntamme suurimmat kuut saattavat sisältää joitakin kohteita, joilla on ehdokkaita mahdollisesti… omia kiertäviä kuita. Jos monet näistä kuista sijaitsisivat eri paikoissa, tähtitieteilijät määrittelisivät ne planeetoiksi. Sijaintinsa perusteella Aurinkokunnan seitsemän suurinta ei-planeettaa ovat kaikki kuita.
Emily Lakdawalla, via http://www.planetary.org/multimedia/space-images/charts/the-not-planets.html. Kuu: Gari Arrillaga. Muut tiedot: NASA/JPL/JHUAPL/SwRI/UCLA/MPS/IDA. Käsittely: Ted Stryk, Gordan Ugarkovic, Emily Lakdawalla ja Jason Perry
Astronomisesti Aurinkokunnan kappaleiden on täytettävä kolme kriteeriä saavuttaakseen paljon ylistetyn planeetan aseman:
- Gravitaatiovoima vetää itsensä pallonmuotoiseksi, jolloin ne saavuttavat hydrostaattisen tasapainon,
- Kiertää Auringon kiertoradalla ellipsinmuotoisesti eikä mitään muuta pienempää emokappaletta,
- ja tyhjentää kiertoratansa kaikista olennaisesti massoitetuista kappaleista.
Aurinkokuntamme kahdeksan planeettaa ja Aurinkomme, mittakaavassa koon, mutta ei kiertoradan… etäisyyksien suhteen. Huomaa, että nämä ovat ainoat kahdeksan kohdetta, jotka täyttävät kaikki kolme IAU:n asettamaa planeettakriteeriä.
Wikimedia Commons -käyttäjä WP
Aurinkokunnassamme vain kahdeksan planeettaa täyttää nämä kriteerit. Neljä kiviplaneettaa (Merkurius, Venus, Maa, Mars) ja neljä kaasujättiläismaailmaa (Jupiter, Saturnus, Uranus, Neptunus) ovat ainoat, joita voidaan kutsua planeetoiksi näiden määritelmien mukaan. Kaikki muu, olipa se kuinka suuri tai massiivinen tahansa, epäonnistuu jommassakummassa näistä kahdesta jälkimmäisestä kriteeristä.
Jos IAU:n kriteerien mukaan arvioidaan, onko jokin kohde planeetta vai ei, se tyydyttää planeetat… meidän aurinkokunnassamme, mutta ei muita. Kuitenkin tarkastelemalla kaukaisen maailman massaa, kiertorataparametreja ja aurinkokunnan ikää, voit toistaa IAU:n määritelmän 99+ %:lle tuntemistamme maailmoista.”
Margot (2015), via http://arxiv.org/abs/1507.06300
Yksinkertaisella massan ja etäisyyden välisellä suhteella tämä määritelmä voitaisiin ulottaa koskemaan muitakin Aurinkokuntia, jolloin IAU:n nykyisestä määritelmästä tulisi universaali määritelmä, joka määrittelisi ”planeetat” myös eksoplanetaarisille systeemeille.
Vaikka se ei ole vielä yleisesti hyväksytty, tämä selkeä suhde osoittaa, että IAU:n määritelmä ei ole pelkästään mielivaltainen, vaan sen taustalla on fysikaalinen mekanismi, joka voisi selittää tällaisen luokittelujärjestelmän.
Aurinkokunnan eri kappaleiden tiheydet. Huomaa tiheyden ja etäisyyden suhde… Auringosta, Tritonin ja Pluton samankaltaisuus, ja kuinka jopa Jupiterin satelliittien, Iosta Callistoon, tiheys vaihtelee niin valtavasti.
Karim Khaidarov
Planeetan oleminen ei kuitenkaan määritelmän mukaan ole kaikki kaikessa. Monet muut kuin planeetat, jopa omassa aurinkokunnassamme, ovat kiehtovia omalla tavallaan. Tässä ovat 10 suurinta niistä sekä se, mikä tekee niistä niin mielenkiintoisia.
Tämä luonnonvärikuva Ganymedeksen Jupiterin vastaisesta puolipallosta on peräisin Galileo-avaruusalukselta. Sillä… on vesijäätä navoillaan noin 40° leveysasteelle asti ja ohut happi- ja vetyatomeista koostuva ilmakehä, joka on todennäköisesti tehty höyrystyneistä jäistä. Maanalainen valtameri saattaa sisältää enemmän vettä kuin koko Maa yhteensä.
NASA/JPL (muokannut Wikimedia Commonsin käyttäjä PlanetUser)
1.) Ganymede: Jupiterin suurin kuu on aurinkokunnan suurin ei-planeetta. Halkaisijaltaan 5 268 km (3 271 mailia) se on 8 % suurempi kuin planeetta Merkurius, vaikka sen massa on alle puolet Aurinkokuntamme sisimmän planeetan massasta, sillä se koostuu pääasiassa jäästä ja silikaattimineraaleista. Koska sen massa on vain 45 % Merkuriuksen massasta, sen tiheys on pikemminkin asteroidin kaltainen kuin maanpäällisiin planeettoihin verrattavissa oleva tiheys.
Sillä on kuitenkin rautainen ydin, joka synnyttää oman magneettikenttänsä, joka hallitsee hyvin lähellä pintaa jopa läheisen emoplaneetta Jupiterin valtavaa magneettikenttää. Havainnot viittaavat siihen, että sen pinnan alla on maanalainen valtameri, joka sisältää mahdollisesti jopa enemmän vettä kuin Maa-planeetalla on. Sen ilmakehä on lähes olematon: 100 miljardia kertaa ohuempi kuin Maan, ja se koostuu lähes yksinomaan höyrystyneistä jäistä syntyvistä happi- ja vety-yhdisteistä.
Tässä Titanin kuvassa metaanisumu ja ilmakehä näkyvät lähes läpinäkyvällä sinisellä, ja pilvien alla näkyvät… pinnan piirteet. Tämän näkymän rakentamiseen käytettiin ultravioletti-, optisen ja infrapunavalon yhdistelmää.
NASA/JPL/Space Science Institute
2.) Titan: Saturnuksen valtava satelliitti antaa Ganymedekselle kyytiä suurimpana ei-planeettana. Titan ylittää kooltaan myös Merkuriuksen, mutta sillä ei ole juuri muuta yhteistä lähes ilmattoman Ganymedeksen kanssa. Titanin ilmakehä on rikkain kaikista Aurinkokunnan kuista, ja sen pinnalla vallitsee jopa Maata korkeampi ilmanpaine. Se muodostaa kausittaisia pilviä ja sääilmiöitä navoillaan, ilmakehää hallitsevien metaanisumujen yläpuolella.
Pinnanpaine mahdollistaa siellä nesteiden, merkittävimmin metaanin, esiintymisen. Huygens-laskeutuja löysi Titanin pinnalta metaanijärviä ja jopa vesiputouksia, kun taas Cassinin infrapunakuvaaja pystyi kartoittamaan Titanin pintaa pilvien läpi. Monella tapaa se muistuttaa kaikista tuntemistamme kuista eniten Aurinkokunnan muita kiviplaneettoja.
Kirkkaat arvet tummemmalla pinnalla todistavat Jupiterin kuun Calliston pitkästä törmäyshistoriasta… tässä NASA:n Galileo-avaruusaluksen kuvassa Callistosta. T
NASA/JPL/DLR(German Aerospace Center)
3.) Callisto: Merkuriuksen kokoinen Callisto on Aurinkokunnan vanhin ja voimakkaimmin rapautunut kuu, ja se on suurin kuu, jonka kerrosten välillä on hyvin vähän ominaisuuksia, joita kutsuisimme ”eriytymiseksi”. Callisto on kaukaisin neljästä Galilein kuusta Jupiterin ympärillä, ja se saa hyvin vähän vuorovesilämmitystä näin kaukana, eikä se ole lukittunut samoille resonanssiradoille kuin Io, Europa ja Ganymedeus. Sen tiheys ja pintapainovoima on alhaisin kaikista Galilein satelliiteista.
Vaikka se on vuorovesilukittunut Jupiteriin, ja sen kasvot ovat aina samansuuntaiset kohti Jupiterin emoa, sen pinta näyttää olevan erittäin vanha. Se on aurinkokunnan voimakkaimmin kraateroitunut maailma, ja sen pinnan uskotaan olevan kaikkein vanhin. Kaikista tuntemistamme suurista kuista Callistolla on pienimmät erot ytimen, vaipan ja kuoren koostumuksessa, mikä johtuu todennäköisesti siitä, että se on muodostunut hitaasti kasautumalla niin kaukana Jupiterista (ja niin vähäisellä vuorovesikuumennuksella).
Jupiterin sisimpänä oleva Galilein satelliitti Io on monivärinen rikin, jään ja vulkaanisen… toiminnan vuoksi. Sen kraattereiden puute viittaa lähes jatkuvaan pinnankorkeuteen, mikä tekee siitä Aurinkokunnan kaikista tunnetuista kohteista nuorimman pinnan.
NASA/JPL/University of Arizona
4.) Io: Jupiterin tuliperäistä maailmaa repivät vuorovedet jatkuvasti kappaleiksi, ja se nousee uudelleen pinnalle sulan laavan sisältä. Io on monella tapaa Calliston vastakohta, sillä se näyttää, millainen suuri kuu voi olla, jolla on poikkeuksellisen paljon vuorovesien aiheuttamaa kuumenemista, koska se kiertää liian lähellä kaasujättiläistä. Iolla on nähtävissä:
- yhteensä yli 400 aktiivista tulivuorta, mikä tekee siitä geologisesti aktiivisimman kohteen kaikista,
- rikki- ja rikkidioksidipilviä, jotka kohoavat jopa 500 kilometrin korkeuteen sen pinnan yläpuolelle,
- ja yli 100 vuorta, joista monet kohoavat korkeammalle kuin Maan Mt. Everestiä korkeammalle, mikä johtuu Ion sisällä tapahtuneista maankohoamistapahtumista.
Iolla ei ole käytännössä lainkaan kraattereita, koska se nousee jatkuvasti maan pinnalle, ja sillä on monia alueita, joilla on milloin tahansa näkyvissä sulaa laavaa. Io on koko Aurinkokunnan vesi-/jäätiköyhin maailma, joka koostuu pääasiassa silikaattikivestä, jonka ydin on metallirikas.
Kuun pinnan maria eli meriä, jotka näkyvät lähialueella. Rauhallisuuden meri (Mare… Tranquillitas) oli Apollo 11:n laskeutumispaikka. Kuumme muodostui todennäköisesti jättimäisestä törmäyksestä kymmeniä miljoonia vuosia muiden planeettojen muodostumisen jälkeen, ja se tekee Kuustamme toistaiseksi ainoan tunnetun maanpäällisen planeetan suuren satelliitin.
NASA/GSFC/Arizona State University, Stardate-merkinnät / The University of Texas McDonald Observatory
5.) Kuu: Ainoa kivimaailman satelliitti tällä listalla, Kuumme saattaa hyvinkin olla aurinkokunnan nuorin suuri kohde. Parhaiden teorioiden mukaan Maan Kuu syntyi muinaisessa jättiläistörmäyksessä, joka tapahtui noin 50 miljoonaa vuotta sen jälkeen, kun muut planeetat ja niiden satelliitit olivat muodostuneet, ja jäänteet yhdistyivät nykyisin tuntemaksemme Maan kumppaniksi.
Kuten kaikki muutkin tämän luettelon kuut, Kuumme on vuorovesilukittu emoplaneettaansa, ja sama puoli on aina meidän maailmaamme päin. Sillä on kuitenkin oma sisäinen lämmönlähteensä: pääasiassa radioaktiivisten alkuaineiden hajoamisesta. Kuun koostumus on hyvin samankaltainen kuin Maan kivien koostumus, mikä tekee siitä ainutlaatuisen kaikkien Aurinkokunnan suurten ei-planetaaristen kappaleiden joukossa.
Europa, yksi Aurinkokunnan suurimmista kuista, kiertää Jupiteria. Sen jäätyneen, jäisen pinnan alla on… nestemäistä vettä sisältävä valtameri, jota Jupiterin vuorovesivoimat lämmittävät.
NASA, JPL-Caltech, SETI-instituutti, Cynthia Phillips, Marty Valenti
6.) Europa: Jupiterin neljästä suuresta kuusta pienin ja vieraanvaraisin, Europa on vesijään peittämä ja sillä on pinnanalainen, nestemäinen valtameri. Ganymedin tavoin Europalla on hyvin ohut ilmakehä, joka koostuu enimmäkseen hapesta, joka johtuu sen pinnalla olevien haihtuvien jäiden sublimoitumisesta. Toisin kuin muut tähän mennessä tässä luettelossa mainitut kuut, Europa on kuitenkin jäisen pintansa ja suuren tilavuutensa vuoksi Aurinkokunnan tasaisin kohde, vaikka se näyttääkin raidalliselta.
Jupiterin vetovoiman aiheuttaman vuorovesijouston aiheuttaman lämmön uskotaan aiheuttavan sen, että pinnanalainen valtameri pysyy nestemäisenä, mikä saa jään liikkumaan laattatektoniikkaa muistuttavalla tavalla. Koska pintakemikaalit kulkeutuvat aktiivisesti alla olevaan pinnanalaiseen valtamereen ja hydroterminen lämpeneminen alhaalta päin, Europan valtamerissä voi mahdollisesti olla maan ulkopuolista elämää. Saturnuksen Enceladuksen kaltaisia kryovulkanisia piippuja havaittiin ensimmäisen kerran vuonna 2013.
Globaalinen värimosaiikki Tritonista, jonka Voyager 2 otti vuonna 1989 Neptunuksen järjestelmän ohilennon aikana…. Väri syntetisoitiin yhdistämällä oranssin, violetin ja ultravioletin suodattimien läpi otettuja korkean resoluution kuvia; nämä kuvat näytettiin punaisina, vihreinä ja sinisinä kuvina ja yhdistettiin tämän väriversion luomiseksi. Punertavan värin navan kohdalla uskotaan olevan seurausta ultraviolettivalon reagoimisesta metaanin kanssa, samaan tapaan kuin mitä on nähty viime aikoina Plutolla, mikä viittaa samanlaiseen alkuperään.
NASA / JPL / USGS
7.) Triton: Neptunuksen suurin kuu oli aikoinaan Aurinkokunnan suurin Kuiperin vyöhykkeen kohde, mutta joutui painovoiman vangiksi kauan sitten. Se kiertää lähietäisyydellä vain 355 000 km:n keskietäisyydellä, eikä renkaita eikä kuita löydy Neptunuksen ympäriltä ennen kuin saavutetaan yli 15 kertaa suurempi etäisyys. Tritonin on kaappauksensa aikana täytynyt tyhjentää valtava osa Neptunuksen järjestelmästä!
Triton kiertää takaperin (vastapäivään eikä myötäpäivään), ja Triton on ainoa suuri kuu, jolla on tämä ominaispiirre, mikä on lisätodiste sen kaapatusta luonteesta. Se on aktiivinen maailma, joka nousee ajan mittaan uudelleen pinnalle, ja sillä on purkautuvia geysirejä, ohut, Pluton kaltainen ilmakehä, ja sitä peittää typpi-, vesi- ja hiilidioksidijään sekoitus. Sen savua päästävät kryovulkaanit viittaavat maanalaiseen valtamereen ja jatkuvaan toimintaan.
Triton muodostaa 99,5 % Neptunusta kiertävästä massasta: tämä on suurin osuus kaikista planeetta-kuu-järjestelmistä, joissa on useampi kuin yksi luonnollinen satelliitti.
Pluto ja sen kuu Charon; monista New Horizonsin kuvista koottu kuvakomposiitti. Pluto on… aurinkokuntamme kahdeksanneksi suurin muu kuin planeetta; Charon on sijalla 17.
NASA / New Horizons / LORRI
8.) Pluto: Lopuksi pääsemme kaikkien entiseen suosikkiplaneettaan ja listamme ensimmäiseen ei-kuuhun. Tritonia huomattavasti pienempi ja massiivisempi ja alle puolet Merkuriuksen halkaisijasta oleva Pluton on ensimmäinen Kuiperin vyöhyke, joka on kuvattu läheltä. Sen suuri luonnollinen satelliitti Charon ja neljä muuta kuuta ovat todennäköisesti syntyneet jättimäisessä törmäyksessä: Styx, Nix, Kerberos ja Hydra.
Etenkin Charon on niin suuri, että se tekee Plutonista kaksoissysteemin, jossa systeemin massakeskipiste sijaitsee itse Pluton ulkopuolella. Sen geologinen historia viittaa myös aktiiviseen maailmaan, sillä jättimäiset jäävuoret, lumet, laaksot ja sublimoituvat tasangot osoittavat jäätyneen maailman olevan liikkeessä. Monien tämän listan maailmojen tavoin Plutolla on todennäköisesti nestemäinen valtameri pinnan alla, mikä herättää enemmän kysymyksiä biokemiasta ja orgaanisuudesta kuin antaa vastauksia.
Eris on tuskin kuvattavissa edes tehokkaimmilla teleskoopeilla, sillä sen äärimmäinen etäisyys… Auringosta tekee sen valkoisesta väristä ja suuresta koosta huolimatta mahdottomaksi erotella sitä nykyisellä tekniikalla. Kaikki, mitä siitä tiedämme, on täytynyt saada erittäin nokkelilla mittaustekniikoilla sekä pienellä osuudella sattumaa.
Wikimedia Commonsin käyttäjä Litefantastic
9.) Eris: Lähes yhtä suuri kuin Pluto, mutta massiivisempi, Eriksen nykyinen sijainti, lähellä sen radan aphelionia, sijoittaa sen noin kolminkertaiselle etäisyydelle Auringon ja Pluton välillä. Viime kuukauteen asti Eris oli eräitä pitkäkestoisia komeettoja lukuun ottamatta kaukaisin tunnettu kohde Aurinkokunnassa. Eriksen vuonna 2010 tapahtuneen tähden peittymisen ansiosta sen kooksi saatiin mitattua 2326 kilometriä, mikä on vain kaksi prosenttia pienempi kuin Pluton halkaisija, joka on 2372 kilometriä.
Massan, koon ja kiertoaikojen lisäksi Eriksestä tiedetään hyvin vähän sen valtavan etäisyyden vuoksi. Sillä on ainakin yksi luonnollinen satelliitti: Dysnomia, on väriltään valkoisempi kuin Triton tai Pluto, sisältää pintajäätä ja ohutta ilmakehää, joka on samanlainen kuin näillä molemmilla maailmoilla, ja sillä kestää 558 vuotta kiertää Auringon ympäri. Jos lähettäisimme Erikseen ohilentolennon vuonna 2032, Jupiterin painovoiman avulla avaruusalus pääsisi sinne vain 24,7 vuodessa.
Tämä korkearesoluutioinen värikomposiitti Titaniasta on tehty Voyager 2:n kuvista, jotka otettiin 24.1.1986… avaruusluotain lähestyi lähimmillään Uranusta. Voyagerin kapeakulmainen kamera otti tämän kuvan Titaniasta, yhdestä Uranuksen suurista kuista, violetin ja kirkkaan suodattimen läpi. Avaruusalus oli noin 500 000 kilometrin päässä.
NASA / Voyager 2
10.) Titania: Vain menemällä aina Aurinkokunnan kymmenenneksi suurimmalle ei-planeetalle asti päästään lopulta yhteen Uranuksen kuista, joista Titania on suurin. Huomattavasti Eristä pienempi Titania on halkaisijaltaan alle 1 600 kilometriä, ja se koostuu suunnilleen yhtä paljon jäästä ja kivestä. Tämän maailman ytimen ja vaipan rajalla saattaa olla ohut kerros nestemäistä vettä, ja siinä on kohtalaisia kraattereita, jotka viittaavat siihen, että se on noussut pinnalle suhteellisen varhain sen historiassa sen jälkeen, kun suurin osa muihin lähistöllä sijaitseviin kuihin vaikuttaneista törmäyksistä oli jo tapahtunut.
Titaanian pinnalla on sekä vesijäätä että hiilidioksidijäätä, mikä saattaa viitata hyvin ohueen ja ohueen hiilidioksidikehään. Tähden peittymiset eivät kuitenkaan paljastaneet minkäänlaista ilmakehää; jos sellainen on olemassa, sitä tarvittaisiin todennäköisesti noin kymmenen biljoonaa, jotta se vastaisi Maan pinnan painetta. Sitä on tutkittu läheltä vain kerran: Voyager 2:n toimesta vuonna 1986.
Kun asettaa kaikki aurinkokuntamme kuut, pikkuplaneetat ja kääpiöplaneetat paremmuusjärjestykseen, huomaa, että… monet suurimmista ei-planetaarisista kohteista ovat kuita, ja muutamat niistä ovat Kuiperin vyön kohteita. Vasta Sednaan tai Ceresiin asti löydämme maailman, joka ei kuulu jompaankumpaan näistä kahdesta kategoriasta.
Emily Lakdawallan tekemä asennus. Data from NASA / JPL, JHUAPL/SwRI, SSI, and UCLA / MPS / DLR / IDA, processed by Gordan Ugarkovic, Ted Stryk, Bjorn Jonsson, Roman Tkachenko, and Emily Lakdawalla
Luettelon seuraavaksi suurimpiin kohteisiin lukeutuvat muut Saturnuksen kuut (kuten Rhea ja Iapetus) ja Uranus (esim, Oberon), sitten muut Kuiperin vyön kääpiöplaneetat ja Pluton jättiläiskuu Charon. Jos ajatus siitä, että noin 200 AU:n päässä on suuri kohde, jota kutsutaan alustavasti joko ”Planeetta Yhdeksänksi” tai ”Planeetta X:ksi”, osoittautuu oikeaksi, se saattaa pudottaa kaikki tällä listalla olevat kohteet, tai se saatetaan jopa luokitella itse planeetaksi.
Monet kohteet, joilla tällä hetkellä uskomme olevan jonkinlaista merkitystä Aurinkokunnassa, kuten Ceres, suurin asteroidi (25. sijalla) tai Sedna, mahdollinen Oortin pilven objekti (23. sijalla), eivät ole lähelläkään 10:n parhaan joukkoa. On niin paljon opittavaa katsomalla, mitä ympärillämme on ja missä se on. Sen sijaan, että kiistelemme luokittelusta, meidän pitäisi arvostaa kosmista takapihaamme juuri sellaisena kuin se on, ja kaikkia sen sisältämiä rikkauksia.