Малая планета-луна

Спутник малой планеты — это астрономический объект , который вращается вокруг малой планеты в качестве ее естественного спутника . По состоянию на январь 2022 года ^{[обновлять]}известно или предполагается, что у 457 малых планет есть спутники. ^[1] Открытия спутников малых планет (и двойных объектов в целом) важны, поскольку определение их орбит дает оценку массы и плотности основного объекта, позволяя получить представление об их физических свойствах, которые, как правило, недоступны иным способом. ^[2]

Некоторые из лун довольно велики по сравнению со своими главными спутниками: 90 Антиопа , Морс-Сомнус и Сила-Нунам (95%), Патрокл-Меноеций , Альтьира и Лемпо-Хииси (90%, с Лемпо-Паха на 50%). Крупнейшим известным спутником малой планеты по абсолютному размеру является крупнейший спутник Плутона Харон , который сам по себе имеет примерно половину диаметра Плутона.

Известно также несколько систем колец вокруг далеких объектов (см.: Кольца Харикло и Хирона ).

В дополнение к терминам спутник и луна , термин «двойной» ( двойная малая планета ) иногда используется для малых планет со спутниками, а «тройной» для малых планет с двумя спутниками. Если один объект намного больше, его можно назвать первичным , а его спутник — вторичным . Термин «двойной астероид» иногда используется для систем, в которых астероид и его спутник примерно одинакового размера, в то время как «двойной» имеет тенденцию использоваться независимо от относительных размеров компонентов. Когда двойные малые планеты схожи по размеру, Центр малых планет (MPC) называет их « двойными спутниками » вместо того, чтобы называть меньшее тело спутником. ^[3] Хорошим примером истинной двойной является система 90 Антиопы , идентифицированная в августе 2000 года. ^[4] Малые спутники часто называют лунными мушками. ^{[2] [5]}

До эпохи космического телескопа Хаббл и космических зондов, достигающих внешней Солнечной системы , попытки обнаружить спутники вокруг астероидов ограничивались оптическими наблюдениями с Земли. Например, в 1978 году наблюдения за звездными покрытиями были заявлены как доказательство наличия спутника у астероида 532 Геркулина . ^{[6] [7]} Однако более поздние более подробные изображения телескопа Хаббл не выявили спутника, и в настоящее время существует консенсус, что у Геркулины нет значительного спутника. ^[8] В последующие годы были и другие подобные сообщения об астероидах, имеющих компаньонов (обычно называемых спутниками). Письмо астронома Томаса Гамильтона в журнале Sky & Telescope в то время указывало на, по-видимому, одновременные ударные кратеры на Земле (например, озера Клируотер в Квебеке), предполагая, что эти кратеры были вызваны парами гравитационно связанных объектов. ^[9]

Также в 1978 году был открыт крупнейший спутник Плутона Харон ; однако в то время Плутон все еще считался одной из крупнейших планет.

В 1993 году первый астероидный спутник был подтвержден, когда зонд Галилео обнаружил небольшой Дактиль, вращающийся вокруг 243 Ида в поясе астероидов . Второй был обнаружен около 45 Евгении в 1998 году . ^[10] В 2001 году 617 Патрокл и его спутник такого же размера Менетий стали первыми известными двойными астероидами в троянцах Юпитера . ^[11] Первая транснептуновая двойная после Плутона-Харона, 1998 WW 31 , была оптически разрешена в 2002 году. ^[12]

В 2005 году было обнаружено, что астероид 87 Сильвия имеет два спутника, что делает его первой известной тройной системой (также называемой тройными малыми планетами ). ^[13] За этим последовало открытие второй луны, вращающейся вокруг 45 Евгении . ^[14] Также в 2005 году было обнаружено, что у карликовой планеты Хаумеа есть две луны, что делает ее вторым транснептуновым объектом после Плутона , о котором известно, что у него больше одной луны. ^[15] Кроме того, в 2008 и 2009 годах были обнаружены тройные астероиды 216 Клеопатра ^[16] и 93 Минерва ^[17] . С тех пор, как были обнаружены первые несколько тройных малых планет, их продолжают открывать со скоростью примерно по одной в год. Совсем недавно были обнаружены две луны, вращающиеся вокруг крупного околоземного астероида 3122 Флоренс , в результате чего число известных кратных систем в Солнечной системе достигло 16 (включая системы Плутона и Хаумеа).

В следующей таблице перечислены все спутники множественных систем, начиная с Плутона, который не имел номера, когда в 1978 году была открыта его первая луна. Наибольшая известная кратность характерна для Плутона (шестикратная система) и 130 Электры (четверная система).

Данные о популяциях двойных объектов все еще неоднородны. В дополнение к неизбежной наблюдательной ошибке (зависимости от расстояния от Земли, размера, альбедо и разделения компонентов) частота, по-видимому, различается среди разных категорий объектов. Среди астероидов, по оценкам, 2% имеют спутники. Среди транснептуновых объектов (ТНО), по оценкам, 11% считаются двойными или множественными объектами, и большинство крупных ТНО имеют по крайней мере один спутник, включая все четыре карликовые планеты, перечисленные МАС.

Известно более 50 двойных объектов в каждой из основных групп: околоземные астероиды, поясные астероиды и транснептуновые объекты , не считая многочисленных заявлений, основанных исключительно на изменении кривой блеска.

На данный момент обнаружено две двойные системы среди кентавров с большими полуосями, меньшими, чем у Нептуна. ^[18] Обе представляют собой двойные кольцевые системы вокруг 2060 Хирона и 10199 Харикло , открытые в 1993–2011 и 2013 годах соответственно.

Происхождение лун малых планет в настоящее время точно не известно, и существует множество гипотез. Одна из таких моделей заключается в том, что луны малых планет образуются из обломков, отбитых от основной в результате удара. Другие пары могут образовываться, когда небольшой объект захватывается гравитацией более крупного.

Формирование путем столкновения ограничивается угловым моментом компонентов, т. е. массами и их разделением. Тесные двойные соответствуют этой модели (например, Плутон – Харон ). Однако далекие двойные с компонентами сопоставимого размера вряд ли следовали этому сценарию, если только в этом событии не была потеряна значительная масса.

Расстояния компонентов для известных двойных звезд варьируются от нескольких сотен километров ( 243 Ида , 3749 Балам ) до более чем 3000 км ( 379 Хуэнна ) для астероидов. Среди транснептуновых объектов известные расстояния варьируются от 3000 до 50000 км. ^[18]

То, что является «типичным» для двойной системы, как правило, зависит от ее местоположения в Солнечной системе (предположительно, из-за различных способов происхождения и продолжительности жизни таких систем в различных популяциях малых планет). ^[19]

• Среди околоземных астероидов спутники имеют тенденцию вращаться на расстоянии порядка 3–7 первичных радиусов и имеют диаметры в два или несколько раз меньше первичного. Поскольку все эти двойные являются внутрипланетными кросселлерами, считается, что приливные напряжения, которые возникали, когда родительский объект проходил близко к планете, могут быть ответственны за образование многих из них, хотя столкновения, как полагают, также являются фактором создания этих спутников.
• Среди астероидов главного пояса спутники обычно намного меньше первичного (заметным исключением является 90 Антиопа ) и вращаются на расстоянии около 10 первичных радиусов. Многие из двойных систем здесь являются членами семейств астероидов , и ожидается, что значительная часть спутников будет фрагментами родительского тела, разрушение которого после столкновения с астероидом породило как первичное тело, так и спутник.

• Среди транснептуновых объектов обычно два орбитальных компонента имеют сопоставимые размеры, а большая полуось их орбит намного больше — около 100–1000 первичных радиусов. Ожидается, что значительная часть этих двойных систем будет первичной.
  • У Плутона есть пять известных лун. Его самая большая луна Харон больше половины размера самого Плутона и достаточно велика, чтобы вращаться вокруг точки за пределами поверхности Плутона. Фактически, каждая из них вращается вокруг общего барицентра между ними, при этом орбита Плутона полностью закрыта орбитой Харона; таким образом, они образуют двойную систему , неофициально называемую двойной карликовой планетой . Четыре других луны Плутона, Никс , Гидра , Кербер и Стикс , намного меньше и вращаются вокруг системы Плутон–Харон.
  • У Хаумеа есть две луны с радиусами около 155 км ( Хииака ) и 85 км ( Намака ).
  • У Макемаке есть один известный спутник, S/2015 (136472) 1 , диаметр которого оценивается примерно в 160 километров (100 миль).
  • 47171 Lempo — уникальная транснептуновая тройная система: Lempo и его луна примерно равной массы, Hiisi, образуют близкую двойную систему, разделенную примерно 867 км. Вторая луна, Paha, вращается вокруг двойной системы Lempo–Hiisi на расстоянии около 7411 км.
  • У Эриды есть одна известная луна, Дисномия . Ее радиус, основанный на ее яркости, оценивается примерно в 150–350 км. ^[20]

По состоянию на январь 2022 года ^{[обновлять]}существует 457 малых планет (систем) с 477 известными спутниками. ^[1] В следующей таблице представлен список общего числа этих систем по орбитальным классам:

Это список околоземных астероидов с компаньонами. ^[1] Кандидаты в двойные звезды с неподтвержденным статусом отображаются на темном фоне. ^[22] Для обзора см. резюме и введение.

Это список астероидов, пересекающих Марс, со спутниками. ^[1] Кандидаты в двойные звезды с неподтвержденным статусом отображаются на темном фоне. ^[22] Для обзора см. резюме и введение.

Это список астероидов главного пояса с компаньонами. ^[1] Кандидаты в двойные звезды с неподтвержденным статусом отображаются на темном фоне. ^[22] Для обзора см. резюме и введение.

Следующие двойные системы представляют собой двойные астероиды с компонентами схожего размера и барицентром , находящимся за пределами более крупного объекта.

Кроме того, эти тела могут быть двойными астероидами , но из-за ошибок в их размерах и орбите это неизвестно.

Это список троянов Jupiter с сопутствующими программами. ^[1] Кандидаты в двоичные файлы с неподтвержденным статусом отображаются на темном фоне. ^[22] Для обзора см. резюме и введение.

Это список транснептуновых объектов с компаньонами. ^[1] Кандидаты в двойные с неподтвержденным статусом отображаются на темном фоне. ^[22] В этом списке указан орбитальный период компаньона (P _s ) в днях, а не в часах. Для обзора см. резюме и введение.