Главная Фотогалерея Рефераты Новости Видеогалерея Статьи  
 
 
Содержание
 
   

Тефия – спутник Сатурна

Спутник Сатурна - ТефияТефия – один из спутников Сатурна, который имеет средние размеры. Ее диаметр равняется 1060 км. Ее открытие принадлежит Джованни Кассини, который еще в 1684 году обнаружил его во время своих исследований. Именно ему принадлежит идея дать название спутнику в честь титаниде из древнегреческих мифов. Показатель видимой звездной величины для этого спутника находится в пределах 10,2.

Спутник Тефия отличается относительно невысокой плотностью в районе 0,98 г/см³. Это свидетельствует о том, что ее основой стал лед с вкраплениями различных пород камня. Спектроскопические исследования показывают, что поверхность спутника Тефия скована льдом, но в его составе есть также темное вещество, природа которого остается неизвестной. Тефия известна очень светлой поверхностью. По уровню альбедо спутник занимает вторую позицию, уступая только Энцеладу.

Поверхность спутника Тефияпокрыта многочисленными кратерами, самой крупной впадиной является Одиссей, диаметр которой составляет 450 км. Окружность спутника также занята огромным каньоном, который растянулся на 2000 км. Его ширина достигает 100 км. Ученые называют его каньоном Итака. Именно эти объекты, по мнению ученых, подсказывают нам о том, как был образован спутник Тефия. Только небольшую часть поверхности спутника занимает ровная плоскость, которая вероятно образовалась при криовулканической активности Тефии. Как и в случае с другими спутниками газового гиганта, формирование Тефии произошло благодаря пылевому диску, который покрывал Сатурн после его формирования.

Процесс открытия спутника Тефия

Спутник Сатурна удалось открыть астроному Джованни Кассини в 1684 году. В это же время он доказал наличие у газового гиганта еще одного спутника – Дионы. Во время наблюдений астроном использовал Парижскую обсерваторию. Открытые ученым спутники, которых было 4, он обозначил как «звёзды Людовика» (имеется ввиду короля Франции Людовик XIV). Исследователи продолжительное время называли этот спутник Saturn III.

Новое название для спутника было предложено Джоном Гершелем. Его публикация результатов исследований, сделанная в 1847 году, содержит предложение присвоить спутникам Сатурна названия титанов. Поэтому Сатурн III теперь называют Тефией.

Орбита спутника Тефия находится на дистанции в 295 тысяч км от центра газового гиганта. Уровень его эксцентриситета небольшой, а наклон в отношении экватора планеты не превышает 1 градуса. Тефия находится в пределах магнитосферы газового гиганта. Поверхность спутника часто страдает от бомбардировок ионов, которые находятся в магнитосфере Сатурна.

Физические показатели спутника Тефия

Поверхности ТефииРазмеры спутника Тефия составляют всего 1060 км, поэтому он занимает шестнадцатую позицию среди спутников в нашей системе. Тефия относится к ледяным телам, в число которых входит Рея и Диона. Ледяной состав спутника доказывает его плотность. До сегодняшнего дня не удалось установить, есть ли у спутника дифференциация на твердое ядро и ледяную кору. Если удастся доказать наличие каменного ядра, то его масса не будет существенно превышать 6% от общего веса Тефии. Радиус такого ядра, по предположениям ученых, равен 145 км. Воздействие приливной и центробежной силы на спутнике привело к тому, что он напоминает по форме трехосный эллипсоид. За время исследований спутника  ученые пришли к выводу, что под поверхностью Тефии не может быть воды в жидком виде. Спутник отличается самой светлой поверхностью, имея визуальное альбедо 1,2. По всей видимости результатом подобного эффекта стала обработка поверхности под действием кольца Е, вещество которого представлено мелким водяным паром. Уровень радиолокационного альбедо для спутника весьма высок. Яркость ведущего полушария примерно на 1/6 больше, чем у ведомого.

Наличие высокого альбедо доказывает, что спутник представлен чистым водяным льдом, в котором содержится лишь небольшой процент примесей темных материалов. Помимо льда, Тефия не имеет других соединений, которые бы удалось идентифицировать. Но ученые предполагают, что на поверхности могут быть обнаружены органические вещества в виде аммиака. У обнаруженного темного вещества наблюдаются те же характеристики, что и на поверхностях темных спутников газового гиганта - Япета и Гипериона. Астрономы предполагают, что речь может идти о высокодисперсном железе или гематите. Благодаря измерениям теплового излучения и радиолокационным наблюдениям удалось получить информацию о том, что ледяная поверхность отличается сложной структурой. Реголит демонстрирует высокую пористость, показатель которой выше 95%.

Поверхность спутника Тефия

Тефия в усиленных цветахНа поверхности луны Сатурна есть множество крупных элементов, которые имеют различный оттенок и степень яркости. На поверхности ведомого полушария, возле его центрального сегмента, поверхность отличается более красным и темным цветом, чем ведущее полушарие. На последнем также отмечается более высокая интенсивность красного в центральной части, но здесь нет явного потемнения. Это показывает, что самая нейтральная по цвету поверхность там, где эти два полушария разделены. Наличие подобной окраски является характерным признаком для спутников газового гиганта, имеющих средние размеры. Причины подобного цветового контраста могут заключаться в отложении частиц льда на ведущем полушарии, когда оно пересекает кольцо Е. Темные частицы оседают на заднем полушарии по причине падения вещества, приходящего с внешних лун Сатурна. К тому же, ведомое полушарие может подвергаться мощному воздействию плазмы, выделяемой магнитосферой газового гиганта.

В геологическом плане Тефия продолжает оставаться сравнительно простым спутником. На ее поверхности есть множество холмов и кратеров, большинство из которых имеют диаметр в 40км. Задняя часть полушария покрыта гладкой равниной. Астрономы доказали наличие крупных тектонических структур, среди которых несколько впадин и каньонов.

Западная часть спутника Тефия носит следы соприкосновения с крупным астероидом, в результате которого на поверхности остался кратер размером в 450км. Он занимает примерно 40% от всего диаметра спутника. К настоящему моменту кратер успел стать достаточно плоским. Его дно находится на уровне плоскости самого спутника. По всей видимости, причиной такого эффекта стала вязкая релаксация или распрямление ледяной мантии. Но стенки кратера вздымаются на 5000м над уровнем поверхности спутника. В центральной части Одиссея есть глубокая впадина, вокруг которой находятся массивы, стремящиеся ввысь на 9 км надо дном.

Вторым главным элементом на поверхности спутника является каньон Итака громадных размеров. Его протяженность составляет свыше 2000км, что равно 75% от окружности всей луны Сатурна. Средние показатели глубины находятся в пределах 3000 метров, ширина же каньона в нескольких местах достигает размеров в 100 км. На этот каньон припадает более 1/10 от всей поверхности Тефии.

Каньон Итака на спутнике ТефияПо всей видимости, образование Итаки произошло под действием затвердевания подземного океана спутника. В этот период мантия расширилась, что привело к растрескиванию поверхности. Причиной образования океана, который в дальнейшем замерз, мог стать орбитальный резонанс с Дионой, что привело к нагреву недр. Когда он завершился, океан окончательно замерз. Но у подобной модели есть ряд проблем, по причине которых ученые разрабатывают еще одну версию образования Итаки.

В связи с ней на спутнике образовалась мощная ударная волна, которая возникла в момент удара астероида, сформировавшего кратер Одиссей. Именно эта волна привела к появлению гигантских трещин на поверхности планеты. В этом случае Итаку можно назвать самым внешним кольцевым гребнем Одиссея. Тем не менее, анализ возраста и концентрация кратеров на поверхности доказывает, что Итака появилась раньше Одиссея, поэтому гипотеза об их одновременном появлении сегодня больше не находит приверженцев.

Наличие гладких равнин на ведомом полушарии наблюдается за Одиссем. Они отличаются резкой границей в месте, где начинается кратерированная местность. Равнина находится возле антипода Одиссея, что может быть признаком их взаимной связи. Некоторые астрономы предполагают, что равнины были созданы благодаря фокусированию сейсмических волн, которые были образованы при соприкосновении астероида и Тефии. Но ровная плоскость и наличие явных границ демонстрирует то, что образование этого участка произошло под действием недр. Вероятно, литосфера Тефии была потревожена в процессе образования Одиссея.

Большая часть кратеров на спутнике отличаются наличием только центрального пика. Те из них, которые имеют свыше 150км в диаментре, отличаются сложными кольцевыми пиками. Но лишь у Одиссея наблюдается центральная депрессия, которая имеет вид центральной ямы. Более старые свидетельства столкновений луны Сатурна с астероидами отличаются небольшой глубиной, что отличает их от молодых. В этом и проявляется процесс релаксации мантии.

Количество кратеров на поверхности спутника не равномерно. Это является свидетельством того, что спутник определенное время проявлял геологическую активность. На старых участках представлено максимально количество кратеров. Это дает возможность справиться с определением хронологии для спутника. Самые кратерированные участки местности имеют максимальный возраст. Их можно сравнить с возрастом существования нашей солнечной системы. Наиболее молодой структурой является местность в районе кратера Одиссей. Специалисты считают, что она образовалась примерно 1-3 млрд. лет назад. Исследователи пришли к мнению, что Итака старше Одиссея, на что намекает концентрация кратеров.

Происхождение Тефии

Тефия, как сегодня принято считать, был образован благодаря аккреционному диску, который продолжал существовать вокруг газового гиганта даже после его формирования. В этот период температура на орбите Сатурна была невысокой, поэтому его спутники были сформированы из застывшего льда. По всей видимости, в аккреционном диске было определенное содержание аммиака и углекислого газа. Но их уровень не удалось определить.

Одиссей — кратер спутника ТефияОчень высокий уровень льда, который наблюдается и сегодня, остается необъяснимым. Сатурнианская субтуманность, где находится Тефия, подходит для восстановительной реакции, что могло привести к получению метана. Подобная особенность частично объясняет причину, по которой луны газового гиганта имеют большое количество льда, объём которого больше, чем у других тел Солнечной системы. Во время восстановительной реакции происходит высвобождение кислорода, который при взаимодействии с водородом, образует жидкость. Одной из самых необычных теорий является то, что внутренние кольца вокруг планеты были образованы благодаря приливной силе крупнейших спутников, покрытых льдами. Многие из этих лун, как считают разработчики теории, со временем были поглощены Сатурном.

По всей видимости, период аккреции затянулся на пару тысячелетий, что позволило Тефии и другим спутникам, схожим по своей структуре с ней, полностью сформироваться. В то же время ряд столкновений приводил к нагреву ее внешнего слоя. Ученые разработали несколько моделей, которые демонстрируют, что даже внутренняя часть спутника в этот период существенно нагревалась до 155 К. Когда Тефия была сформирована, то теплопроводность позволила поверхности быстро остыть, а внутренний слой разогрелся. Приповерхностные слои начали сжиматься, а внутренние расширились. Это привело к сильному напряжению растяжения, что и стало причиной появления трещин, которые сегодня можно видеть на планете.

Тефия отличается небольшим содержанием твердых пород. По этой причине в процессе ее формирования, вероятно, роль радиоактивного распада была не высока. Это показывает, что спутник не был подвержен существенному таянию, если только нагрев недр не происходил за счет приливных сил, создаваемых газовым гигантом. Сильные приливные силы могли возникать при существенном  эксцентриситете орбиты. Это положение могло сохраняться благодаря орбитальному резонансу с другими спутниками. Более точных сведений на сегодня не существует.

Процесс исследований Тефии

Космические аппараты серии «Вояджер» были первыми зондами, которые пролетали над поверхностью спутника. Первая модель находилась в 415 тысячах км над Тефией, а второй «Вояджер» был всего в 93000 км над ледяной поверхностью. «Вояджер-1» отправил на Землю всего один снимок, на котором была поверхность спутника. Его разрешение было не более 15 км. Но уже «Вояджер-2» смог подлететь ближе к спутнику, а также пролетел практически вокруг Тефии, обеспечивая передачу множества изображений при разрешении 2 км. Первый крупный элемент, который был отмечен на поверхности луны Сатурна, стала Итака. Среди всех прочих спутников Сатурна именно Тефии «Вояджеры» уделили максимум внимания.

Несколько лет назад, в 2004 году к орбите Сатурна добрался  «Кассини». Его основная миссия, которая длилась примерно 4 года, позволила совершить целевой полет к этому спутнику. Во время облета Тефии  «Кассини» был на дистанции в 1500000м от ее ледяной поверхности. Позднее космический аппарат смог совершить несколько повторных сближений с луной Сатурна, но расстояние до ее поверхности измерялось уже в десятках тысяч километров. Во время пролета, который состоялся в августе 2010 года, удалось получить сведения о четвертом по величине кратере на поверхности спутника. Диаметр Пенелопы, именно так назван кратер, достигает 200 км.

Благодаря наблюдениям, проведенным с помощью космического аппарата «Кассини», удалось получить более качественную карту поверхности спутника. Также установленное на зонде оборудование позволило провести исследование поверхности в инфракрасном спектре. Их результаты продемонстрировали, что поверхность Тефии полностью покрыта твердым льдом, имеющим водяную структуру. Выполнение радиолокационных наблюдений позволило отметить наличие сложной и пористой структуры реголита, покрывающего планету. Исследование плазмы, которая находится возле спутника, демонстрирует то, что Тефия не выбрасывает плазму, находясь в магнитосфере газового гиганта. Космические миссии, разрабатываемые на сегодня, не имеют перед собой цели исследовать поверхность этого спутника. Но уже в 2020 году к планете планируют направить новую экспедицию, которая сможет предоставить дополнительные данные о Тефии.


   
Поиск
Rambler's Top100