Astronomowie odkryli nowe księżyce Urana i Neptuna

Trzy nowe księżyce w Układzie Słonecznym odkryli amerykańscy naukowcy. Dwa krążą wokół Neptuna, jeden porusza się wokół Urana. Liczba znanych naturalnych satelitów Neptuna wzrosła więc do 16, a Urana – do 28.
Teleskopy pomogły odkryć księżyce lodowych olbrzymów
.Odkryte właśnie księżyce są bardzo małe i najciemniejsze spośród podobnych ciał niebieskich w Układzie Słonecznym. Obserwacja naturalnych satelitów odległych planet stanowi wyzwanie dla badaczy: często są to obiekty niewielkie i zbyt ciemne, by wychwyciły je teleskopy.
Uran i Neptun to najodleglejsze i najsłabiej zbadane planety w Układzie Słonecznym. Niekompletna jest również wiedza na temat księżyców obu lodowych olbrzymów. Do tej pory znanych było 27 naturalnych satelitów krążących wokół Urana i 14 wokół Neptuna. Poprzednie odkrycie nowego księżyca Neptuna, Hippokampa, nastąpiło w 2013 r.
Kolejne obiekty w zewnętrznym Układzie Słonecznym odkryli teraz astronomowie pod kierownictwem dr Scotta S. Shepparda z Carnegie Institution for Science w Waszyngtonie (USA) – podano w komunikacie tej instytucji.
„Trzy nowo odkryte księżyce są najsłabiej odbijającymi światło spośród wszystkich kiedykolwiek wykrytych za pomocą ziemskich teleskopów obiektów wokół dwóch lodowych olbrzymów. Do ich znalezienia potrzebne było specjalne przetwarzanie obrazu” – mówi dr Sheppard.
Badacze zauważyli ślad nowego księżyca Urana na zdjęciach wykonanych za pomocą teleskopów Magellana w Obserwatorium Las Campanas w Chile w listopadzie 2023 r. i dwa lata wcześniej. Słabą plamkę światła można było zidentyfikować dopiero wtedy, gdy astronomowie nałożyli na siebie i porównali obrazy z kilku nocy. Kilkuminutowe ekspozycje rejestrowane w ciągu 3-4 godzin ujawniły, że plamka światła poruszała się wraz z Uranem i wokół niego. Naukowcy nie mieli więc wątpliwości, że musi to być księżyc Urana.
Nowy obiekt jest 28. księżycem Urana i pierwszym odkrytym na orbicie tej planety od ponad 20 lat. Ma ok. 8 km średnicy, co czyni go najmniejszym znanym do tej pory satelitą siódmej planety od Słońca, i krąży wokół niej po mimośrodowej, nachylonej orbicie. Jedno okrążenie Urana zajmuje mu ok. 680 dni. Księżyc ma tymczasowy symbol S/2023 U1, jednak zgodnie z tradycją dostanie nazwę na cześć postaci z którejś ze sztuk Williama Szekspira lub Alexandra Pope’a, podobnie jak np. Tytania, Uriel, Ariel albo Miranda.
Czym są nowe księżyce odległych nam planet?
.Dwa nowo odkryte księżyce Neptuna były już widoczne w 2021 r. na zdjęciach wykonanych przez teleskopy Magellana i japoński Subaru. Mniejszy z tych obiektów zidentyfikowano dopiero dzięki obrazom otrzymanym z teleskopów Europejskiego Obserwatorium Południowego (ESO) w Chile i teleskopu Obserwatorium Gemini na Hawajach.
Neptun ma więc obecnie 16 znanych księżyców. Większy i jaśniejszy, wstępnie nazwany S/2002 N5, ma średnicę 23 km i okrąża planetę w prawie dziewięć lat. Drugi, S/2021 N1, o średnicy 14 km, potrzebuje na okrążenie ok. 27 lat. I te obiekty prawdopodobnie zmienią nazwę. Zgodnie z wytycznymi Międzynarodowej Unii Astronomicznej zostaną nazwane od imion nereid, nimf morskich z mitologii greckiej – jak wcześniej np. Galatea albo Halimede.
Zdaniem badaczy nowo odkryte księżyce potwierdzają, że wszystkie zewnętrzne planety Układu Słonecznego mają bardzo podobnie zorganizowany system księżyców. Najbliższe i najodleglejsze satelity każdej z tych planet to zwykle małe, lodowe obiekty poruszające się po znacznie nachylonych orbitach. Wszystkie trzy nowo odkryte księżyce wykazują podobieństwa w swoich orbitach do już znanych satelitów Urana i Neptuna. Według dr. Shepparda, orbita S/2023 U1 przypomina trajektorie Kalibana i Stephano. Mniejszy księżyc Neptuna, S/2021 N1, porusza się orbicie podobnej do toru Psamanthe i Neso, a orbita S/2002 N5 jest zbliżona do orbit Sao i Laomedei.
Dr Sheppard tłumaczy, że charakterystyczne orbity i niewielkie rozmiary nowych księżyców sugerują, że nie powstały one jednocześnie ze swoimi planetami. Prawdopodobnie to pozostałości większych ciał niebieskich, które zostały najpierw przechwycone przez grawitację Urana i Neptuna, a następnie rozpadły się w wyniku kolizji. Odkrywcy nowych obiektów uważają, że wokół tych dwóch planet mogą istnieć inne, jeszcze mniejsze księżyce. Zgodnie z obecną wiedzą w Układzie Słonecznym jest ponad 200 księżyców.
Dr Scott S. Sheppard ma na koncie ujawnienie wielu nowych ciał niebieskich. Jest odkrywcą lub współodkrywcą m.in. 56 księżyców Jowisza, Saturna, Urana i Neptuna, 29 planetoid i kilku komet. W uznaniu jego dokonań jedną z planetoid, odkrytą 22 marca 1999 r., nazwano (17898) Scottsheppard.
Przyszłość badań nad kosmosem
.Nowe księżyce Saturna i Urana to nie jedyne najnowsze odkrycia w dziedzinie astronomii. Zespoły naukowców na całym świecie natrafiają na coraz to nowe, interesujące aspekty przestrzeni kosmicznej. Ważnym zagadnieniem może się wkrótce okazać etyczne badanie galaktyki. Na łamach Wszystko co Najważniejsze pisze o tym Guy CONSOLMAGNO, amerykański planetolog, astronom, popularyzator nauki i jezuita.
„Moje badania od wielu lat skupiają się na asteroidach: małych, skalistych ciałach niebieskich krążących wokół Słońca, często na orbitach między Marsem a Jowiszem, w rejonie znanym jako pas planetoid. Uważa się je za fragmenty pierwotnego materiału, z którego powstały planety naszego Układu Słonecznego. Mamy powody sądzić, że meteoryty stanowią odłamki tych asteroid” – opisuje autor artykułu.
Główną motywacją naszej pracy w Obserwatorium Watykańskim jest zrozumienie, jak 4,6 miliarda lat temu powstawały planety. Badanie meteorytów może dać nam wgląd w asteroidy, a tym samym wskazówki do historii samego Układu Słonecznego.
„Obecnie istnieje jednak jeszcze jedna motywacja badania fizycznej natury asteroid” – dodaje ekspert. Jak zaznacza, wiemy, że trajektorie niektórych asteroid od czasu do czasu ulegają zaburzeniu, gdy przecinają orbitę Ziemi, a ich pewna część może stanowić zagrożenie dla mieszkańców naszego globu. Zdarzenia te nie ograniczają się do takich jak to, które prawdopodobnie spowodowało wymarcie dinozaurów 65 milionów lat temu. Nasze najlepsze szacunki sugerują obecnie, że tak ogromne uderzenia mają miejsce tylko raz na sto milionów lat. Ale mniejsze, bardziej powszechne zdarzenia również mogą mieć istotny wpływ na życie na Ziemi.
„Zaledwie 50 000 lat temu w powierzchnię Ziemi uderzył meteoryt, który pozostawił po sobie Krater Meteorytowy w Arizonie. Jego uderzenie było równoważne wybuchowi jądrowemu o mocy 10 megaton. Siła fali uderzeniowej musiała spowodować zniszczenia w promieniu ok. 40 km od miejsca uderzenia. Zderzenia o takiej skali są stosunkowo rzadkie, ale te mniejsze również mogą mieć poważne skutki” – przypomina jezuita.
„W ciągu kilku następnych dziesięcioleci asteroidy mogą stać się nowymi źródłami zasobów naturalnych. W ostatnich miesiącach 2018 r. dwie oddzielne sondy kosmiczne, jedna japońskiej agencji kosmicznej JAXA, a druga amerykańskiej NASA, dotarły do asteroid, których niewielkie rozmiary i bliskie Ziemi orbity sprawiają, że są one ciałami niebieskimi, które mogą posłużyć jako źródła minerałów w nieodległej przyszłości” – pisze Guy CONSOLMAGNO.
W jego opinii, jednym z wyjątkowych aspektów nauki o asteroidach jest fakt, że posiadamy tysiące fizycznych próbek asteroid w naszych ziemskich kolekcjach meteorytów, dostępnych do badań chemicznych i fizycznych w naszych laboratoriach. Na podstawie takich badań możemy wysuwać konkretne twierdzenia na temat składu i struktury fizycznej asteroid.
Istnieje też wiele różnych dowodów potwierdzających związek między meteorytami a asteroidami. Około dwadzieścia kilka „ognistych kul” zostało sfotografowanych z wielu miejsc z wystarczającą szczegółowością, aby można było prześledzić ich orbity. Materiał pozyskany z tych obiektów jest typowy dla meteorytów.
Najbardziej wymowne dowody pochodzą z próbek pobranych bezpośrednio z samych asteroid. Najczęściej spotykane meteoryty można podzielić na dwie główne grupy: zwykłe (z suchego kamienia) i węglowe (ciemne i czasami bogate w węgiel i wodę).
„Najważniejszymi zasobami asteroid zapewne są woda i tlen, których użyteczność jest oczywista nie tylko ze względu na możliwość podtrzymywania życia człowieka w przestrzeni kosmicznej, ale także ze względu na możliwość produkcji paliw rakietowych, co pozwoli na eksplorację kosmosu na większą skalę. Paliw, które w przeciwnym razie musiałyby być transportowane z powierzchni Ziemi przy ogromnych kosztach i niskiej efektywności takiego rozwiązania” – przypomina autor.