Charon (måne)

Ej att förväxla med den mindre planeten 2060 Chiron .
Charon
Charon in True Color - High-Res.jpg
Charon i sann färg, avbildad av New Horizons
Discovery
Upptäckt av James W. Christy
Upptäcktsdatum 22 juni 1978
Beteckningar
Beteckning
 Pluto I
Uttal / ˈ k ɛər ɒ n , - ə n / KAIR -on, -⁠ən eller / ˈ ʃ ær ə n / SHAIR -ən
Döpt efter
 Upptäckarens fru, Charlene, och Χάρων Kharōn
S/1978 P 1
Adjektiv

Charonian ( / k ə ˈ r oʊ n i ə n , ʃ ə -/ kə- ROH -nee-ən, shə- ) Charontian, -ean ( / k ə ˈ r ɒ n t i ə n / kə- RON -te -ən ) Charonean ( / ˌ k ær ə ˈ n iː ə n / KARR -ə- NEE -ən )
Orbitalegenskaper  

Epok 2 452 600 .5 (2002 nov 22)
Periapsis 19 587 km
Apoapsis 19 595 km

19 591 , 4 km (planetocentrisk) 17 181 , .0 km (barycentric)
Excentricitet 0,0002

6,387 2304 ± 0,000 0011 d (6 d, 9 h, 17 m, 36,7 ± 0,1 s)
Genomsnittlig omloppshastighet
0,21 km/s
Lutning

0,080° (till Plutos ekvator) 119,591° ± 0,014° (till Plutos bana) 112,783° ± 0,014° (till ekliptikan )
223,046° ± 0,014° (till vårdagjämning )
Satellit av Pluto
Fysiska egenskaper
Medelradie
 606,0 ± 0,5 km (0,095 jordar, 0,51 Plutos)
Tillplattning <0,5 %
4,6 × 10 6 km 2 (0,0090 jordar)
Volym (9,32 ± 0,14) × 10 8 km 3 (0,00086 jordar)
Massa

(1,586 ± 0,015) × 10 21 kg ( 2,66 × 10 −4 jordar ) (12,2 % av Pluto)
Medeldensitet _
1,702 ± 0,017 g/cm 3
0,288 m/s 2

0,59 km/s 0,37 mi/s
synkron
Albedo 0,2 till 0,5 vid en solfasvinkel på 15°
Temperatur −220 °C ( 53 K )
16.8
1
55 millibågarsek

Charon ( / ˈ k ɛər ɒ n , - ə n / KAIR -on, -⁠ən eller / ˈ ʃ ær ə n / SHAIR -ən ), känd som (134340) Pluto I , är den största av de fem kända naturliga satelliterna av dvärgplaneten Pluto . Den har en medelradie på 606 km (377 mi). Charon är det sjätte största kända trans-neptuniska objektet efter Pluto, Eris , Haumea , Makemake och Gonggong . Den upptäcktes 1978 vid United States Naval Observatory i Washington, DC , med hjälp av fotografiska plattor tagna vid United States Naval Observatory Flagstaff Station (NOFS).

Med halva diametern och en åttondel av Plutos massa är Charon en mycket stor måne i jämförelse med sin moderkropp. Dess gravitationsinflytande är sådan att barycentret för det Plutoniska systemet ligger utanför Pluto, och de två kropparna är tidvattenlåsta till varandra.

Den rödbruna hatten på Charons nordpol består av toliner , organiska makromolekyler som kan vara livsviktiga ingredienser . Dessa toliner producerades från metan , kväve och relaterade gaser som kan ha frigjorts av kryovulkaniska utbrott på månen, eller kan ha överförts över 19 000 km (12 000 mi) från Plutos atmosfär till månen i omloppsbana.

Rymdfarkosten New Horizons är den enda sond som har besökt Pluto-systemet. Den närmade sig Charon till inom 27 000 km (17 000 mi) 2015.

Upptäckt

Charons upptäckt vid Naval Observatory Flagstaff Station som en tidsvarierande utbuktning på bilden av Pluto (sedd nära toppen till vänster, men saknas till höger). Negativ bild.

Charon upptäcktes av United States Naval Observatory-astronomen James Christy , med hjälp av 1,55-meters (61 in) teleskopet vid United States Naval Observatory Flagstaff Station (NOFS). Den 22 juni 1978 hade han undersökt mycket förstorade bilder av Pluto på fotografiska plattor tagna med teleskopet två månader tidigare. Christy märkte att en lätt förlängning uppträdde med jämna mellanrum. Utbuktningen bekräftades på plattor som går tillbaka till den 29 april 1965. Internationella astronomiska unionen tillkännagav formellt Christys upptäckt för världen den 7 juli 1978.

Efterföljande observationer av Pluto fastställde att utbuktningen berodde på en mindre medföljande kropp. Utbuktningens periodicitet motsvarade Plutos rotationsperiod, som tidigare var känd från Plutos ljuskurva . Detta indikerade en synkron bana , vilket starkt antydde att utbuktningseffekten var verklig och inte falsk. Detta resulterade i omvärderingar av Plutos storlek, massa och andra fysiska egenskaper eftersom den beräknade massan och albedon för Pluto-Charon-systemet tidigare hade tillskrivits enbart Pluto.

Tvivel om Charons existens raderades ut när den och Pluto gick in i en femårsperiod av ömsesidiga förmörkelser och transiter mellan 1985 och 1990. Detta inträffar när omloppsplanet Pluto–Charon är kant-mot sett från jorden, vilket bara sker med två intervaller i Plutos 248-åriga omloppsperiod. Det var en slump att ett av dessa intervall inträffade strax efter Charons upptäckt.

namn

Charon är uppkallad efter Charon , de dödas färjeman i grekisk mytologi, visad i denna artonhundratalsmålning av Alexander Litovchenko

Efter upptäckten fick Charon först den tillfälliga beteckningen S/1978 P 1, efter den då nyligen instiftade konventionen. Den 24 juni 1978 föreslog Christy första gången namnet Charon som en vetenskapligt klingande version av hans fru Charlenes smeknamn, "Char". Även om kollegor vid sjöobservatoriet föreslog Persephone , fastnade Christy för Charon efter att ha upptäckt att det helt klart var namnet på en lämplig mytologisk figur: Charon ( / ˈ k ɛər ən / ; antikgrekiska : Χάρων ) är de dödas färjeman, nära associerad med guden Pluto . IAU antog officiellt namnet i slutet av 1985, och det tillkännagavs den 3 januari 1986 .

Av en slump, nästan fyra decennier före Charons upptäckt, hade science fiction-författaren Edmond Hamilton uppfunnit tre månar av Pluto för sin 1940-roman Calling Captain Future och döpt dem till Charon, Styx och Cerberus.

Det finns mindre debatt om det föredragna uttalet av namnet. Den mytologiska figuren uttalas med a / k / ljud, och detta följs ofta även för månen. Men Christy själv uttalade initialen ⟨ch⟩ som ett / ʃ / ljud, eftersom han hade döpt månen efter sin fru Charlene. Många engelsktalande astronomer följer den klassiska konventionen, men andra följer Christys, och det är det föreskrivna uttalet på NASA och New Horizons- teamet.

Charon Feature Map 2018

Efter en förfrågan 2015 från International Astronomical Union om förslag på namn för att namnge berg, kratrar etc. på månen, beslutades 2018 att använda namn från litterära personer, upptäcktsresande och från mytologi. Till exempel ' Butler Mons ', ' Clarke Montes ', ' Kubrick Mons ', ' Nemo Crater ', ' Dorothy Crater '.

Bildning

Simuleringsarbete publicerat 2005 av Robin Canup antydde att Charon kunde ha bildats av en kollision för cirka 4,5 miljarder år sedan, ungefär som Jorden och Månen . I denna modell träffade ett stort Kuiper-bälte -objekt Pluto med hög hastighet, förstörde sig själv och sprängde bort mycket av Plutos yttre mantel , och Charon sammansmältade från skräpet. En sådan påverkan bör dock resultera i en isigare Charon och stenigare Pluto än vad forskare har funnit. Man tror nu att Pluto och Charon kan ha varit två kroppar som kolliderade innan de gick i omloppsbana om varandra. Kollisionen skulle ha varit våldsam nog att koka bort flyktiga isar som metan ( CH
4 ) men inte våldsam nog för att ha förstört någon av kroppen. Den mycket liknande densiteten hos Pluto och Charon antyder att föräldrakropparna inte var helt differentierade när nedslaget inträffade.

Atmosfär

Charon har ingen betydande atmosfär. Det har spekulerats om en mycket liten atmosfär som omger månen, men det har inte funnits någon indikation på något väsentligt. [ citat behövs ]

Pluto har en tunn men betydande atmosfär, och under vissa förhållanden drar Charons gravitation en del av Plutos övre atmosfär, särskilt kväve, från Plutos isformationer, mot Charons yta. Kvävet fångas mestadels i den kombinerade tyngdpunkten mellan de två kropparna innan det når Charon, men all gas som når Charon hålls tätt mot ytan. Gasen består till största delen av joner av kväve, men mängderna är försumbara jämfört med totalen av Plutos atmosfär.

De många spektrala signaturerna av isformationer på Charons yta har fått vissa att tro att isformationerna skulle kunna försörja en atmosfär, men atmosfärsförsörjande formationer har ännu inte bekräftats. Många forskare har en teori om att dessa isformationer kan döljas utom direkt synhåll, antingen i djupa kratrar eller under Charons yta. Liknande [ förtydligande behövs ] till hur Pluto överför atmosfären till Charon, Charons relativt låga gravitation, på grund av dess låga massa, gör att all atmosfär som kan vara närvarande snabbt flyr ytan ut i rymden. Även genom stjärnockultation, som används för att undersöka atmosfären hos stjärnkroppar, kan forskare inte bekräfta en existerande atmosfär; detta testades 1986 när man försökte utföra stjärnockultationstestning på Pluto. Charon fungerar också som ett skydd för Plutos atmosfär och blockerar solvinden som normalt skulle kollidera med Pluto och skadar dess atmosfär. Eftersom Charon blockerar dessa solvindar, minskar dess egen atmosfär, istället för Plutos. Denna effekt är också en allvarlig potentiell förklaring till Charons brist på atmosfär; när det börjar ackumuleras stängs det av solvindarna. [ förtydligande behövs ] Även om [ förtydligande behövs ] är det fortfarande möjligt för Charon att ha en atmosfär. Som tidigare nämnts överför Pluto en del av sin atmosfäriska gas till Charon, varifrån den tenderar att fly ut i rymden. Om vi ​​antar att Charons densitet är 1,71 g/cm 3 , vilket är den grova uppskattning vi har för närvarande, skulle den ha en yttyngdkraft på 0,6 av Plutos. Den har också en högre medelmolekylvikt än Pluto och en lägre exobas yttemperatur, så att gaserna i dess atmosfär inte skulle fly lika snabbt från Charon som de gör från Pluto.

Det har funnits betydande bevis för CO 2 -gas och H 2 O-ånga på Charons yta, men dessa ångor är inte tillräckliga för en livskraftig atmosfär på grund av deras låga ångtryck. Plutos yta har rikliga isformationer, men dessa är flyktiga, eftersom de består av flyktiga ämnen som metan. Dessa flyktiga isstrukturer orsakar en hel del geologisk aktivitet och håller dess atmosfär konstant, medan Charons isstrukturer huvudsakligen består av vatten och koldioxid, mycket mindre flyktiga ämnen som kan förbli vilande och inte påverka atmosfären särskilt mycket.

Bana

En simulerad vy av Pluto-Charon-systemet som visar att Pluto kretsar runt en punkt utanför sig själv. Syns också den ömsesidiga tidvattenlåsningen mellan de två kropparna.
Animation av Plutos månar runt Plutos barycentrum – Ekliptikplan
Frontvy
Sidovy
             Pluto ·   Charon ·    Styx ·    Nix ·    Kerberos ·    Hydra

Charon och Pluto kretsar runt varandra var 6.387 dag. De två objekten är gravitationsmässigt låsta till varandra, så var och en håller samma ansikte mot den andra. Detta är ett fall av ömsesidig tidvattenlåsning, jämfört med jordens och månen, där månen alltid visar samma ansikte mot jorden, men inte vice versa. Det genomsnittliga avståndet mellan Charon och Pluto är 19 570 kilometer (12 160 mi). Upptäckten av Charon gjorde det möjligt för astronomer att exakt beräkna massan av det Plutoniska systemet, och ömsesidiga ockultationer avslöjade deras storlekar. Ingendera indikerade dock de två kropparnas individuella massor, vilket bara kunde uppskattas, förrän upptäckten av Plutos yttre månar i slutet av 2005. Detaljer i de yttre månarnas banor avslöjade att Charon har ungefär 12 % av Plutos massa.

Fysiska egenskaper

Huvudartikel: Charons geologi
Se även: Lista över geologiska särdrag på Charon
Storleksjämförelser: Jorden , Månen och Charon

Charons diameter är 1 212 kilometer (753 mi), drygt hälften av Plutos. Större än dvärgplaneten Ceres , den är den tolfte största naturliga satelliten i solsystemet . Charon är till och med lika i storlek som Uranus månar Umbriel och Ariel . Charons långsamma rotation innebär att det bör vara lite utplattadning eller tidvattenförvrängning, om Charon är tillräckligt massiv för att vara i hydrostatisk jämvikt . Varje avvikelse från en perfekt sfär är för liten för att ha upptäckts av observationer av New Horizons- uppdraget. Detta i motsats till Iapetus , en Saturnisk måne som liknar Charon i storlek men med en uttalad oblateness som dateras till tidigt i dess historia. Avsaknaden av sådan oblateness i Charon kan betyda att den för närvarande är i hydrostatisk jämvikt, eller helt enkelt att dess bana närmade sig sin nuvarande tidigt i dess historia, när det fortfarande var varmt.

Baserat på massuppdateringar från observationer gjorda av New Horizons är massförhållandet mellan Charon och Pluto 0,1218:1. Detta är mycket större än månen till jorden: 0,0123:1. På grund av det höga massförhållandet barycentret utanför Plutos radie, och Pluto-Charon-systemet har kallats en dvärgdubbelplanet . Med fyra mindre satelliter i omloppsbana om de två större världarna, har Pluto-Charon-systemet beaktats i studier av omloppsstabiliteten hos cirkumbinära planeter .

Interiör

De två motstridiga teorierna om Charons inre struktur

Charons volym och massa möjliggör beräkning av dess densitet, 1,702 ± 0,017 g/cm 3 , från vilken det kan fastställas att Charon är något mindre tät än Pluto och antyder en sammansättning av 55% sten till 45% is (± 5%), medan Pluto är cirka 70 % sten. Skillnaden är betydligt lägre än för de flesta misstänkta kollisionssatelliter. Innan New Horizons flyg förbi fanns det två motstridiga teorier om Charons inre struktur: vissa forskare trodde att Charon var en differentierad kropp som Pluto, med en stenig kärna och en isig mantel, medan andra trodde att den skulle vara enhetlig genomgående. Bevis till stöd för den tidigare positionen hittades 2007, när observationer av Gemini Observatory av fläckar av ammoniakhydrater och vattenkristaller på Charons yta antydde närvaron av aktiva kryogeyser. Det faktum att isen fortfarande var i kristallin form antydde att den nyligen hade avsatts, eftersom solstrålning skulle ha degraderat den till ett amorft tillstånd efter ungefär trettio tusen år.

Yta

Charon i förstärkt färg för att få fram skillnader i ytsammansättning, som visar den så kallade Mordor Macula i toppen
Organa , Charons yngsta krater.
Mosaik av bilder i bästa upplösning av Charon från olika vinklar

Till skillnad från Plutos yta, som är sammansatt av kväve- och metanisar , verkar Charons yta domineras av den mindre flyktiga vattenisen. 2007 antydde observationer från Gemini Observatory av fläckar av ammoniakhydrater och vattenkristaller på Charons yta närvaron av aktiva kryogeysrar och kryovulkaner .

Fotometrisk kartläggning av Charons yta visar en latitudinell trend i albedo , med ett ljust ekvatorialband och mörkare poler. Den nordliga polarregionen domineras av ett mycket stort mörkt område som informellt kallats " Mordor " av New Horizons- teamet. Den föredragna förklaringen till denna egenskap är att den bildas av kondensation av gaser som flydde från Plutos atmosfär . På vintern är temperaturen -258 °C, och dessa gaser, som inkluderar kväve, kolmonoxid och metan, kondenserar till sina fasta former; när dessa isar utsätts för solstrålning reagerar de kemiskt och bildar olika rödaktiga toliner . Senare, när området återigen värms upp av solen när Charons årstider ändras, stiger temperaturen vid polen till -213 °C, vilket resulterar i att de flyktiga ämnena sublimeras och flyr ut Charon, vilket bara lämnar tolinerna kvar. Under miljontals år bygger det kvarvarande tolin upp tjocka lager, vilket skymmer den isiga skorpan. Förutom Mordor New Horizons bevis på omfattande tidigare geologi som tyder på att Charon förmodligen är differentierad; i synnerhet det södra halvklotet har färre kratrar än det norra och är betydligt mindre robust, vilket tyder på att en massiv återuppbyggnadshändelse – kanske föranledd av att ett inre hav helt eller delvis fryser – inträffade någon gång i det förflutna och tog bort många av tidigare kratrar.

2018 utnämnde International Astronomical Union en krater på Charon, som Revati som är en karaktär i det hinduiska eposet Mahabharata .

Charon har en serie omfattande grabens eller kanjoner, såsom Serenity Chasma , som sträcker sig som ett ekvatorialbälte i minst 1 000 km (620 mi). Argo Chasma når potentiellt så djupt som 9 km (6 mi), med branta klippor som kan konkurrera med Verona Rupes på Miranda för titeln högsta klippan i solsystemet.

Berg i en vallgrav

Huvudartikel: Kubrick Mons

I ett släppt foto av New Horizons har en ovanlig ytfunktion fängslat och förbryllat vetenskapsteamet för uppdraget. Bilden avslöjar ett berg som reser sig ur en depression. Det är "ett stort berg som sitter i en vallgrav", säger Jeff Moore, från NASA:s Ames Research Center , i ett uttalande. "Det här är en funktion som har geologer häpnade och chockade", tillade han. New Horizons tog fotot från ett avstånd av 79 000 km (49 000 mi).

Observation och utforskning

Sedan de första suddiga bilderna av månen (1) togs bilder som visar Pluto och Charon upplösta till separata skivor för första gången av rymdteleskopet Hubble på 1990-talet (2) . Teleskopet var ansvarigt för de bästa, men ändå lågkvalitativa bilderna av månen. 1994 visade den tydligaste bilden av Pluto-Charon-systemet två distinkta och väldefinierade skivor ( 3) . Bilden togs av Hubbles Faint Object Camera (FOC) när systemet var 4,4 miljarder kilometer (2,6 miljarder miles) från jorden. Senare gjorde utvecklingen av adaptiv optik det möjligt att lösa upp Pluto och Charon till separata skivor med hjälp av markbaserade teleskop .

I juni 2015 tog rymdfarkosten New Horizons på varandra följande bilder av Pluto-Charon-systemet när det närmade sig det. Bilderna sattes ihop till en animation. Det var den bästa bilden av Charon hittills (4) . I juli 2015 New Horizons närmast Plutosystemet. Det är den enda rymdfarkost som hittills har besökt och studerat Charon. Clyde Tombaughs barn var gäster på Johns Hopkins Applied Physics Laboratory under New Horizons närmaste inflygning.

Tidslinje för Charon-observationer

(1) Upptäckt; 1978

(2) HST – före korrigering; 1990

(3) HST – efter korrigering; 1994

(4) animerad vy i första färgen; 2015

Klassificering

Masscentrum (barycenter) av Pluto-Charon-systemet ligger utanför båda kroppen . Eftersom inget av objekten verkligen kretsar om det andra, och Charon har 12,2 % av Plutos massa, har det hävdats att Charon bör anses vara en del av en binär planet med Pluto. Internationella astronomiska unionen (IAU) säger att Charon anses vara bara en satellit av Pluto, men idén att Charon kan klassas som en dvärgplanet i sig kan övervägas vid ett senare tillfälle.

I ett utkast till förslag för 2006 års omdefiniering av termen föreslog IAU att en planet definieras som en kropp som kretsar runt solen och som är tillräckligt stor för att gravitationskrafter ska göra objektet (nästan) sfäriskt. Enligt detta förslag skulle Charon ha klassificerats som en planet, eftersom utkastet uttryckligen definierade en planetarisk satellit som en där barycentret ligger inom huvudkroppen. I den slutliga definitionen omklassificerades Pluto som en dvärgplanet , men den formella definitionen av en planetarisk satellit beslutades inte. Charon finns inte på listan över dvärgplaneter som för närvarande erkänns av IAU. Hade förslaget accepterats skulle till och med månen hypotetiskt klassificeras som en planet om miljarder år när tidvattenaccelerationen som gradvis flyttar månen bort från jorden tar den så långt bort att systemets masscentrum inte längre ligger inom jorden.

De andra månarna i Pluto – Nix , Hydra , Kerberos och Styx – kretsar kring samma barycenter men de är inte tillräckligt stora för att vara sfäriska och de anses helt enkelt vara satelliter för Pluto (eller Pluto-Charon).

Galleri

  • Global map of Charon in enhanced color

    Global karta över Charon i förbättrad färg

  • Identically processed enhanced color views of Pluto and Charon

    Identiskt bearbetade förbättrade färgvyer av Pluto och Charon

  • High resolution enhanced color mosaic of Charon

    Högupplöst förbättrad färgmosaik av Charon

  • Pluto and Charon, to scale. Viewed by New Horizons on approach.

    Pluto och Charon, i skala. Sedd av New Horizons vid inflygning.

  • Pluto and Charon as viewed by New Horizons (color; July 11, 2015).


    Pluto och Charon sett av New Horizons (färg; 11 juli 2015).

  • Pluto and Charon as viewed by New Horizons (false-color; July 13, 2015).


    Pluto och Charon sett av New Horizons (falskfärgad; 13 juli 2015).

  • Charon – night-side as viewed by New Horizons (July 17, 2015).


    Charon – nattsidan sett av New Horizons (17 juli 2015).

videoklipp


Charon – Flyover-videoanimation (00:20) (släpptes 1 oktober 2015).

Se även

Anteckningar

externa länkar


Hämtad från " https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Charon_(moon)&oldid=1140474540 "