أقمار وحلقات كوكب نبتون

ما المقصود بأقمار كوكب نبتون؟

يمتلك نبتون 14 قمراً على الأقل وست حلقات ضيقة معروفة، يمكن اعتبار كل من الجسيمات التي لا تعد ولا تحصى التي تشكل الحلقات قمراً صغيراً في مداره، تدور الأقمار الأربعة الأقرب إلى مدار الكوكب داخل نظام الحلقة، حيث قد يتفاعل بعضها على الأقل بجاذبية مع جسيمات الحلقة مما يمنعها من الانتشار.

اكتشافات فوييجر لأقمار كوكب نبتون:

• قبل لقاء (Voyager 2) كانت أقمار نبتون الوحيدة المعروفة هي (Triton) التي تم اكتشافها بصرياً من خلال التلسكوب في عام 1846 و(Nereid)، التي تم اكتشافها في الصور التلسكوبية بعد أكثر من قرن.

• في عام 1949 (تم تسمية أقمار نبتون على اسم شخصيات في الأساطير اليونانية المرتبطة عادةً (Poseidon) أي الإله الروماني نبتون أو الماء)، يبلغ قطر (Triton) تقريبًا قطر قمر الأرض وهو إلى حد بعيد أكبر قمر صناعي لنبتون (أي أكثر من ستة أضعاف حجم أكبر شقيق معروف له) إن قمر (Proteus) اكتشفه فوييجر (Voyager 2) في 1989.

• ترايتون هو القمر الكبير الوحيد في النظام الشمسي الذي يسافر حول كوكبه بطريقة رجعية، علاوة على ذلك في حين أن مدارات أكبر الأقمار في النظام الشمسي تميل أقل من حوالي 5 درجات إلى خط الاستواء لكوكبهم، فإن مدار ترايتون يميل أكثر من 157 درجة إلى خط استواء نبتون.

• قمر نيريد الذي يدور أكثر من 15 مرة عن نبتون في المتوسط ​​مما يفعله ترايتون، لديه أكثر المدارات انحرافاً عن أي قمر معروف، وفي أكبر مسافة له يبعد نيريد حوالي سبعة أضعاف مسافة نبتون عن أصغر مسافة له، حتى في أقرب نهج لها إن (Nereid) هو ما يقرب من أربعة أضعاف مسافة (Triton).

• في عام 1989 أضافت ملاحظات فوييجر ستة أقمار لم تكن معروفة من قبل إلى نظام نبتون، تقع جميعها على مسافة أقل من نصف مسافة ترايتون من نبتون وهي أقمار منتظمة، أي أنها تسافر في مدارات تقدمية شبه دائرية تقع بالقرب من المستوى الاستوائي لنبتون، في الفترة 2002 إلى 2003 تم اكتشاف خمسة أقمار صغيرة إضافية يقدر نصف قطرها بحوالي 15 إلى 30 كيلومتر (9 إلى 18 ميل) في الملاحظات الأرضية.

والأقمار هذه غير منتظمة ولها مدارات شديدة الانحراف تميل بزوايا كبيرة إلى خط الاستواء للكوكب أي ثلاث مدارات في الاتجاه المعاكس، متوسط ​​مسافاتهم من نبتون يتراوح بين 15 مليون و48 مليون كيلومتر (9 ملايين و30 مليون ميل) خارج مدار نيريد.

• في عام 2013 تم اكتشاف قمر صغير (Hippocamp) نصف قطره حوالي 17 كيلومتر (11 ميل) في صورة تلسكوب هابل الفضائي، تم تتبع مداره في صور أرشيفية تعود إلى عام 2004، وهو يدور بين لاريسا وبروتيوس وهما قمرين اكتشفهما فوييجر.

من بين اكتشافات (Voyager) الستة تدور جميعها باستثناء (Proteus) حول نبتون في وقت أقل مما يستغرقه الكوكب للدوران، ومن ثم بالنسبة للمراقب المتمركز بالقرب من قمم السحب لنبتون يبدو أن هؤلاء الخمسة يرتفعون في الغرب ويوضعون في الشرق، لاحظ (Voyager) اثنين من اكتشافاته (Proteus وLarissa)، عن كثب بما يكفي لاكتشاف حجمهما وشكلهما التقريبي، كلا الجسمين غير منتظمين في الشكل ويبدو أنهما بهما أسطح شديدة الحفر.

يتم تقدير أحجام الأربعة الأخرى من خلال مجموعة من الصور البعيدة وسطوعها بناءً على افتراض أنها تعكس قدراً من الضوء مثل (Proteus وLarissa) يقدر بحوالي 7 بالمائة، (Proteus) يبلغ متوسط ​​نصف قطره حوالي 208 كم (129 ميلاً) أكبر قليلاً من نيريد ويبلغ نصف قطره حوالي 170 كم (106 ميلاً)، الأقمار الخمسة الأخرى أصغر بكثير ولكل منها متوسط ​​نصف قطر أقل من 100 كيلومتر (60 ميلاً).

لم يتمكن فوييجر من رصد نيريد على مسافة قريبة لكن البيانات الواردة من المسبار تشير إلى أن لها شكلاً كروياً تقريباً، لم يكتشف (Voyager) أي اختلافات كبيرة في السطوع أثناء تدوير (Nereid)، على الرغم من أن المركبة الفضائية لم تكن قادرة على تحديد فترة الدوران، فإن مدار القمر شديد الإهليجي يجعل من غير المحتمل أن يكون في دوران متزامن، أي أن دورانه وفتراته المدارية متساوية، فترة دوران ترايتون متزامنة ومن المحتمل أن تكون تلك الخاصة بأقمار نبتون الداخلية الأخرى متزامنة أو قريبة جداً.

نظام الحلقة في كوكب نبتون:

ظهر الدليل على أن نبتون لديه حلقة واحدة أو أكثر في منتصف الثمانينيات عندما أظهرت دراسات الاختفاء النجمي من الأرض من حين لآخر انخفاضاً قصيراً في سطوع النجم قبل أو بعد مرور الكوكب أمامه، نظراً لأن الانخفاضات شوهدت فقط في بعض الدراسات ولم تكن متماثلة أبداً على جانبي الكوكب، فقد خلص العلماء إلى أن أي حلقات موجودة لا تطوق نبتون تماماً ولكنها بدلاً من ذلك لها شكل حلقات جزئية أو أقواس دائرية.

ومع ذلك كشفت الصور المأخوذة من فوييجر 2 عن نظام من ست حلقات، كل منها في الواقع تحيط بنبتون بالكامل، تبين أن الأقواس المفترضة هي مناطق لامعة في الحلقة الخارجية تسمى (Adams)، حيث تكون كثافة جسيمات الحلقة عالية بشكل خاص، على الرغم من أن الحلقات تطوق أيضاً كلاً من الكواكب العملاقة الثلاثة الأخرى، إلا أن أيا منها لا يظهر التكتل المذهل، تم العثور على الأقواس في جزء 45 درجة من الحلقة.

على الرغم من أن قمر غالاتيا الذي يدور حول الكوكب فقط من الحافة الداخلية (لحلقة آدمز)، قد يتفاعل جاذبياً مع الحلقة (حلقة آدمز) لاحتجاز جزيئات الحلقة مؤقتاً في مثل هذه المناطق الشبيهة بالقوس، فإن الاصطدامات بين جسيمات الحلقة يجب أن تنشر المادة المكونة بشكل موحد نسبياً حول الحلقة، وبالتالي يُشتبه في أن الحدث الذي وفر المادة لأقواس آدامز الغامضة (ربما تفكك قمر صغير) حدث خلال آلاف السنين القليلة الماضية.

الحلقات الخمس الأخرى المعروفة لنبتون (جالي، لو فيرييه، لاسيل، أراغو وجالاتيا من أجل زيادة المسافة من الكوكب) تفتقر إلى عدم الانتظام في الكثافة التي أظهرتها حلقة الكوكب الرئيسية، يشبه (Le Verrier) الذي يبلغ عرضه الشعاعي 110 كيلومترات (70 ميلاً) إلى حد كبير مناطق الحلقات غير المتسلسلة (حلقة آدمز)، على غرار العلاقة بين قمر غالاتيا وحلقة آدمز يدور القمر ديسبينا حول نبتون باتجاه الكوكب مباشرة من الحلقة (Le Verrier)، قد يقوم كل قمر بطرد الجسيمات بالقرب من الحافة الداخلية للحلقة الخاصة به عن طريق الجاذبية، حيث يعمل بمثابة راعي القمر لمنع مادة الحلقة من الانتشار إلى الداخل.

جالي هي الحلقة الأعمق وهي أوسع بكثير وأكثر خفوتاً من (Adams أو Le Verrier)، ربما بسبب عدم وجود قمر قريب يمكن أن يوفر تأثيراً قوياً للرعي، يتكون (Lassell) من هضبة خافتة من مادة الحلقة التي تمتد إلى الخارج من (Le Verrier) في منتصف الطريق تقريباً إلى (Adams)، ومن المهم معرفة أن (Arago) هو الاسم المستخدم لتمييز منطقة ضيقة ومشرقة نسبياً عند الحافة الخارجية (لـ Lassell)، كما أن (Galatea) هو الاسم الذي يستخدم بشكل عام للإشارة إلى حلقة خافتة من المواد المنتشرة على طول مدار القمر (Galatea).