NATUURLIJKE SATELLIETEN: KENMERKEN, VORMING, FUNCTIE, VOORBEELDEN - ARTE - 2025

Natuurlijke satellieten zijn rotsachtige lichamen die door de zwaartekracht met planeten zijn verbonden. Meestal zijn ze kleiner dan de planeet waar ze omheen draaien. Natuurlijke satellieten worden ook wel "manen" genoemd omdat de maan de natuurlijke satelliet van de aarde is. De aanwezigheid van deze sterren komt vrij vaak voor, want behalve Mercurius, Venus en Ceres, hebben de andere planeten van het zonnestelsel manen die eromheen draaien.

Het totale aantal manen in het zonnestelsel is onbekend, aangezien wordt aangenomen dat er nog veel meer te ontdekken zijn. Tot nu toe is het bestaan ​​van 181 gedocumenteerd, waarvan de planeet Saturnus het grootste aantal heeft: 82.

Enkele van de natuurlijke satellieten van het zonnestelsel. Ganymede, gevolgd door Titan, Callisto, Io en de maan zijn de grootste. Venus heeft 0 manen Neptunus heeft 14. Gebruiker: primefac

Natuurlijke satellieten hebben geen manen, maar er zijn asteroïden die dat wel doen. (243) Ida is een asteroïde met een natuurlijke satelliet: Dactyl.

De enige natuurlijke satelliet die met het blote oog zichtbaar is, is onze eigen maan. Om de satellieten van Jupiter te zien heb je een telescoop nodig. Galileo Galilei was de eerste die de vier grootste ontdekte in 1610 en ze doopte met mythologische namen: Io, Callisto, Europa en Ganymede.

Sindsdien heeft elke nieuw ontdekte satelliet een mythologische naam gekregen, met uitzondering van die van Uranus, die zijn vernoemd naar personages uit William Shakespeare.

Deze animatie toont een natuurlijke satelliet in een baan om de bovenliggende planeet. Bron: Wikimedia Commons. Wiki-MG **** @@@ - fr Accueil fr: Accueil

Opleiding

De oorsprong van natuurlijke satellieten gaat terug tot de vorming van het zonnestelsel. De momenteel meest algemeen aanvaarde hypothese is de nevelhypothese: uit de overblijfselen van een supernova werd een nevel van kosmisch gas en stof gevormd, die dankzij de zwaartekracht genoeg materie samenbracht om in de eerste plaats de zon te creëren.

Toen de zon eenmaal was gemaakt, bleef er een roterende schijf van gas en stof omheen, zoals is waargenomen bij jonge sterren, waarin deze schijven vaak voorkomen.

De materie in de schijf die de ster omgeeft, condenseert tijdens het afkoelen en de deeltjes waaruit de ster bestaat, botsen. In de loop van de tijd werden planetesimalen gevormd, de embryo's van toekomstige planeten, en op dezelfde manier konden satellieten worden gevormd.

Op deze manier geloven kosmologen dat alle lichamen die het zonnestelsel bevat, zijn gevormd, inclusief de zon zelf, planeten, satellieten, asteroïden en kometen. Het proces van agglomeratie en verdichting van materie wordt aangroei genoemd.

Nu blijft de vraag hoe elke planeet zijn eigen natuurlijke satellieten heeft verkregen. In ons zonnestelsel hebben de rotsachtige planeten of binnenplaneten weinig satellieten. Mercurius en Venus niet. De aarde heeft er maar één, en dat is de maan, terwijl Mars er twee heeft: Phobos en Deimos.

Maar de gasvormige buitenplaneten tellen hun manen bij tientallen. Er zijn dus verschillende theorieën die dit proberen uit te leggen:

-De satellieten lieten zich los van de planeet en bleven in zijn baan

- De planeet heeft de satelliet gevangen

-Zowel de planeet als de satelliet vormden vanaf het begin een systeem.

Bewegingen van natuurlijke satellieten

Grootte vergelijking tussen de aarde en de maan. Apollo 17 Afbeelding van de hele aarde: NASA Telescopisch beeld van de volle maan: Gregory H. Revera

Gravitatie-interacties tussen lichamen in het zonnestelsel leiden tot complexe scenario's voor de beweging van satellieten. Deze interacties wijzigen de banen en de bekende bewegingen van translatie en rotatie, andere worden toegevoegd, zoals libraties.

De libraties of aarzelingen van de maan zijn oscillerende bewegingen van de satelliet die vanaf de aarde worden waargenomen. Dankzij de libraties is, hoewel de maan altijd hetzelfde gezicht naar de aarde laat zien, een klein extra percentage van de niet-zichtbare kant te zien.

De interacties veranderen ook het uiterlijk van de satellieten en deze op hun beurt die van de planeet waar ze omheen draaien. Hierover zal later nog iets meer gezegd worden.

Soorten natuurlijke satellieten

Wat betreft de typen, de natuurlijke satellieten kunnen bijvoorbeeld zijn:

Regelmatige satellieten

Gewone satellieten roteren in dezelfde richting als hun moederplaneet rond de zon, dus hoogstwaarschijnlijk zijn ze tegelijkertijd ontstaan ​​of zijn ze het resultaat van een catastrofale gebeurtenis die de planeet in verre tijden heeft meegemaakt.

Onregelmatige satellieten

Ze draaien bijna altijd in de richting tegengesteld aan die van de moederplaneet (ze zijn retrograde), en hun baan heeft de neiging om een ​​grotere excentriciteit te hebben en ze zijn verder weg, waarvoor ze in de categorie van waarschijnlijk gevangen satellieten vallen.

Tijdelijke satellieten

Het zijn meestal kleine asteroïden die een tijdlang door de planeet zijn gevangen en vervolgens de ruimte blijven binnendringen. De kleine RH120 uit 2006, ongeveer 3 meter lang, wordt verondersteld om de 20 jaar in een baan om de aarde te komen en wordt daar vastgelegd, hoewel het misschien niet de enige tijdelijke satelliet van de aarde is.

Er zijn ook andere namen voor natuurlijke satellieten, afhankelijk van de effecten die ze op de planeet hebben of volgens de configuratie van zijn baan.

Functie

De natuurlijke satellieten van de planeten zijn niet gemaakt om een ​​specifieke functie te hebben, in tegenstelling tot kunstmatige satellieten. Ze bestaan ​​vanwege meerdere interacties van het zwaartekrachttype en andere fysische processen die nog gedeeltelijk onbekend zijn.

Baan

Satellieten hebben echter opmerkelijke effecten op de planeten waar ze omheen draaien. Het is voldoende om na te denken over het effect van de getijden om de enorme invloed die de maan op de aarde heeft te begrijpen.

En niet alleen dat, de maan draagt ​​ook bij aan het vormgeven van de baan van de aarde, zodat als die zou ontbreken, het klimaat en de leefomstandigheden hier aanzienlijk zouden worden beïnvloed.

Evenzo helpen de manen van de andere planeten om de banen van hun ouderplaneten vast te stellen en hun kenmerken te configureren.

Ring configuratie

Het is de moeite waard om het geval van de herdersatellieten op de buitenplaneten te noemen, zo genoemd omdat ze met hun zwaartekracht helpen om de configuratie van de ringen op planeten zoals Saturnus, de planeet met de meest opvallende ringen, te behouden.

Rond Saturnus bevindt zich een dunne schijf van materiaal dat is samengesteld uit zeer fijne deeltjes. De baan van sommige van zijn manen, zoals Mimas, gaat door de schijf en verdeelt deze in ringen. Er wordt dan gezegd dat de satellieten deze ringen zwaartekracht "grazen", waardoor het gebied rond hun baan vrij blijft.

Getijdenkrachten

Getijdekrachten zijn aanwezig tussen een planeet en zijn satellieten, bijvoorbeeld tussen de aarde en de maan. Ze zijn te wijten aan het feit dat beide verlengde lichamen zijn, dat wil zeggen met meetbare afmetingen.

De gravitatie-interactie tussen de twee is dus niet helemaal homogeen, omdat er punten zijn die dichter bij elkaar liggen, waar de omvang van de zwaartekracht groter is.

Onthoud dat de aantrekkingskracht van de zwaartekracht afhangt van de afstand tussen de objecten. Als we hun waarde tussen de aarde en de maan willen berekenen met de vergelijking van Newton, doen we dat meestal door hun respectievelijke massa's en de afstand tussen hun middelpunten te substitueren.

Door het op deze manier te doen, gaan we ervan uit dat de massa van beide in het midden geconcentreerd is.

Maar dingen veranderen als je rekening houdt met een punt op aarde dat zich op een bepaalde afstand van het centrum bevindt. In de volgende afbeelding is bijvoorbeeld de zwaartekracht van de maan (aan de linkerkant) iets anders op de punten A, B, C en D. We verwachten in ieder geval dat deze sterker zal zijn op punt A, dat dichterbij is, en kleiner op punt B, dat verder weg is.

Figuur 3. De getijdekrachten die voornamelijk door de maan worden uitgeoefend, zorgen ervoor dat de oceanen er bij hoog water naartoe stijgen. Bron: Wikimedia Commons. Eman.

Eigenlijk is het verschil niet al te groot, maar het is voldoende om de aardse getijden te veroorzaken, aangezien de oceanische massa's, die vloeibaar zijn, gemakkelijker vervormbaar zijn door de lichte zwaartekracht die door de maan wordt uitgeoefend.

Een vergelijkbare interactie vindt plaats tussen de aarde en de zon, ondanks het feit dat de zon veel verder weg staat, maar er moet rekening mee worden gehouden dat hij zwaarder is.

Hoog en laag water

Af en toe tellen de effecten van de maan en de zon op en dan zijn de getijden hoger. Dit gebeurt op een nieuwe maan of volle maan, wanneer de drie sterren op één lijn staan. Aan de andere kant, wanneer ze haaks staan, werken de getijdeneffecten elkaar tegen.

Getijdekrachten zijn niet uniek voor het aarde-maansysteem, maar zijn ook overal in het zonnestelsel aanwezig

De natuurlijke satellieten van de aarde

Uitzicht op de maan, de enige natuurlijke satelliet van de aarde. Bron: Max Pixels.

De enige natuurlijke satelliet van de aarde is onze maan. Het is de grootste satelliet vergeleken met de moederplaneet.

Hoewel het oppervlak onherbergzaam is, is de invloed ervan buitengewoon voor het leven op aarde: de zwaartekracht veranderde de baan van de aarde en verlengde de lichtperiode zodat planten de tijd hebben om fotosynthese uit te voeren.

Op de maan is er geen atmosfeer die kan worden ingeademd, er is geen vloeibaar water en er zijn plotselinge temperatuurveranderingen. Maar dankzij het komen de seizoenen en getijden voor, en het veranderde ook de atmosfeer van de aarde om deze ademend te maken.

Alsof dat nog niet genoeg is, dient het als gids voor de landbouw en is het een eeuwige inspiratiebron voor wetenschappers, filosofen, dichters en geliefden.

Natuurlijke satellieten van Mars

Figuur 5. Phobos en Deimos. Bron: Wikimedia Commons. Geen machineleesbare auteur opgegeven. RHorning aangenomen (op basis van auteursrechtclaims). .

Het zijn twee kleine (ongeveer 10 km in maximale diameter) en onregelmatige satellieten die aan het einde van de 19e eeuw werden ontdekt door de Amerikaanse astronoom Asaph Hall: Phobos en Deimos.

Ze kwamen waarschijnlijk van de asteroïdengordel die de binnen- en buitenplaneten van elkaar scheidt en werden voortgetrokken door de zwaartekracht van Mars.

Ze draaien in een baan heel dicht bij de rode planeet, met Phobos als het dichtst bij, in een baan van 3000 km of minder. Astronomen denken dat het uiteindelijk op het oppervlak van Mars zal neerstorten. Wat Deimos betreft, het zou mogelijk kunnen ontsnappen aan de zwaartekracht van Mars om een ​​onafhankelijke asteroïde te worden.

De natuurlijke satellieten van Jupiter

Vergelijking van afmetingen tussen de Galilese satellieten, de aarde en de maan. Bron: Wikimedia Commons. Hydra92.

De 4 grootste satellieten van Jupiter werden ontdekt dankzij de onlangs vrijgegeven telescoop van Galileo, daarom worden ze Galileïsche satellieten genoemd. Maar de gasreus heeft tot nu toe maar liefst 79 manen, hoewel de Galilese manen de grootste zijn, vergelijkbaar in grootte met de planeet Mercurius.

Een van hen, Io, heeft een atmosfeer, maakt een volledige omwenteling rond Jupiter in iets minder dan 2 dagen en heeft een gemiddelde dichtheid die vergelijkbaar is met die van de maan.

Europa van zijn kant is rotsachtig en heeft een ijle atmosfeer. Het duurt minder dan 4 dagen om de planeet rond te reizen en wetenschappers geloven dat het tektonische activiteit heeft, net als de aarde.

Ganymede en Callisto zijn de grootste manen, die een week nodig hebben om rond te draaien. Ganymedes, de grootste van de manen in het hele zonnestelsel, heeft zijn eigen magnetisch veld, een dunne atmosfeer met zuurstof en kan vloeibaar water bevatten, net als Callisto.

Jupiter heeft ook een groot aantal andere manen, zowel regelmatig als onregelmatig, sommige mogelijk gevormd door een deel van dezelfde nevel die door aangroei uit Jupiter is voortgekomen. Anderen, vooral de onregelmatige, werden zeker gevangen genomen door de zwaartekracht van Jupiter toen ze toevallig dicht genoeg bij de planeet kwamen.

De natuurlijke satellieten van Saturnus

Mimas, satelliet van Saturnus in afbeelding genomen vanaf Cassini. Bron: Wikimedia Commons.

Saturnus is de planeet met de meeste satellieten, ongeveer 82 volgens recente tellingen. Ze vormen een vrij complex systeem, waarin de herder-satellieten, de Trojaanse paarden, degenen die banen delen en een veelvoud aan satellieten opvallen.

Het belangrijkste, vanwege zijn grootte en omdat het een sfeer heeft, is Titan. Deze maan is de op een na grootste in het hele zonnestelsel, na Ganymedes, en is zichtbaar vanaf de aarde met behulp van de telescoop.

Tegen het midden van de 20e eeuw had Gerard Kuiper al methaan in de atmosfeer van Titan ontdekt, maar dankzij de Cassini-Huygens-missie weten we nu dat Titan de thuisbasis is van windsnelheden tot 210 m / s.

Ter vergelijking: landorkanen van categorie 5 zijn de meest intense en hebben winden met snelheden van iets meer dan 70 m / s. De regens op Titan zijn ook methaan, dus de vooruitzichten zijn niet welkom.

Mimas is een andere interessante satelliet van Saturnus, hoewel kleiner dan Titan. We noemden hem al eerder als ringherder. Maar wat opvalt aan het ijskoude oppervlak is een enorme inslagkrater genaamd Herschel naar zijn ontdekker. In het midden van de krater bevindt zich een berg van ongeveer 6000 meter hoog.

Iapetus van zijn kant onderscheidt zich doordat de ene kant duidelijk donkerder is dan de andere, hoewel de reden onbekend is. Het heeft ook zijn eigen gigantische inslagkrater met een diameter van 500 km, bevindt zich op grote afstand van Saturnus, veel verder dan de andere opmerkelijke satellieten, en de baan is erg hellend.

Natuurlijke satellieten van Uranus

De Miranda-satelliet gefotografeerd vanuit Voyager. NASA / JPL-Caltech

Tot op heden zijn er 27 satellieten van de planeet Uranus geteld, allemaal verstoken van atmosfeer. Onder hen zijn herder-satellieten, net als op Saturnus.

Op Uranus worden twee grote groepen satellieten onderscheiden: de binnenkant en de buitenkant. De eerste zijn gemaakt van ijs en steen, terwijl de samenstelling van de laatste nog onbekend is.

Titania en Oberon zijn de grootste satellieten van Uranus, maar de ijskoude Miranda-satelliet, de kleinste van de belangrijkste satellieten, valt op door zijn chaotische oppervlak, dat talloze klappen lijkt te hebben ondergaan, of misschien wel een extreem gewelddadige.

Het is ook mogelijk dat het sterk is beïnvloed door de getijdekrachten veroorzaakt door de moederplaneet Uranus en dus dat verontrustende gebarsten uiterlijk heeft.

De natuurlijke satellieten van Neptunus

Tot nu toe zijn er 15 satellieten van Neptunus en de meest opvallende is ook de grootste: Triton. Het is een onvoorstelbare ijzige wereld, want volgens de gegevens bevindt het oppervlak zich op 37 K of -236,15 ºC.

Aan de polen zijn stikstof en andere bevroren gassen zoals koolmonoxide en kooldioxide in overvloed aanwezig. Vanuit de ruimte gezien heeft Triton een prachtige bijna perfect bolvormige vorm, waardoor het zich onderscheidt van de andere, meer onregelmatige satellieten van Neptunus.

Wat betreft de andere satellieten van Neptunus, deze vallen in de categorie van onregelmatige satellieten, dus het is zeer waarschijnlijk dat de planeet ze ooit heeft gevangen.

Pluto's natuurlijke satellieten

Vergelijkende grootte Aarde-Maan en Pluto-Charon. Bron: NASA via Wikimedia Commons.

De bekendste van Pluto's satellieten is Charon, waarvan de grootte vergelijkbaar is met die van de moederplaneet, en daarom wordt het meer als een binair systeem beschouwd dan als een planeet en zijn satelliet.

Charon werd ontdekt in 1975, waardoor de mogelijkheid uitgesloten was dat Pluto ooit een satelliet van Neptunus was geweest. Naast de Pluto-Charon binominale, zijn er nog vier kleinere satellieten, genaamd: Nix, Hydra, Cerberus en Styx.

Pluto en Charon bevinden zich in synchrone banen, dat wil zeggen dat de tijd die ze nodig hebben om om hun as te draaien, dezelfde tijd is als waarin ze de baan afleggen.

Referenties

1. Carroll, B. An Introduction to Modern Astrophysics. 2e. Editie. Pearson.
2. Geoenccyclopedia. Natuurlijke satellieten. Hersteld van: geoenciclopedia.com.
3. Howell, E. Wat is een satelliet? Hersteld van: space.com.
4. Oster, L. 1984. Modern Astronomy. Redactioneel Reverté.
5. Wikipedia. Natuurlijke satelliet. Hersteld van: es.wikipedia.org.
6. Peale, S. 1999. Oorsprong en evolutie van de natuurlijke satellieten. Hersteld van: researchgate.net.