Neptune, cette géante gazeuse glacée qui est la huitième planète de notre Soleil, a été découverte en 1846 par deux astronomes - Urbain Le Verrier et Johann Galle. Conformément à la convention de la nomenclature planétaire, Neptune a été nommé d'après le dieu romain de la mer (l'équivalent du grec Poséidon). Et juste dix-sept jours après sa découverte, les astronomes ont commencé à remarquer qu'il avait lui aussi un système de lunes.
Initialement, seule Triton - la plus grande lune de Neptune - a pu être observée. Mais au milieu du 20e siècle et après, grâce aux améliorations des télescopes au sol et au développement de sondes spatiales robotisées, de nombreuses lunes supplémentaires seraient découvertes. Neptune possède maintenant 14 satellites reconnus et, en l'honneur de leur planète mère, tous portent le nom de petites divinités aquatiques de la mythologie grecque.
Découverte et dénomination:
Triton, étant la plus grande et la plus massive des lunes de Neptune, fut la première découverte. Il a été observé par William Lassell le 10 octobre 1846, juste dix-sept jours après la découverte de Neptune. Il faudra près d'un siècle avant que d'autres lunes soient découvertes.
La première était Nereid, la deuxième lune la plus grande et la plus massive de Neptune, qui a été découverte le 1er mai 1949 par Gerard P. Kuiper (pour qui la ceinture de Kuiper est nommée) à l'aide de plaques photographiques de l'observatoire McDonald à Fort Davis, Texas. La troisième lune, plus tard nommée Larissa, a été observée pour la première fois par Harold J. Reitsema, William B. Hubbard, Larry A. Lebofsky et David J. Tholen le 24 mai 1981.
La découverte de cette lune était purement fortuite et s'est produite à la suite de la recherche continue d'anneaux similaires à ceux découverts autour d'Uranus quatre ans plus tôt. Si des anneaux étaient effectivement présents, la luminosité de l'étoile diminuerait légèrement juste avant l'approche la plus proche de la planète. Tout en observant l'approche rapprochée d'une étoile vers Neptune, la luminosité de l'étoile a baissé, mais seulement pendant plusieurs secondes. Cela indiquait la présence d'une lune plutôt que d'un anneau.
Aucune autre lune n'a été trouvée avant Voyager 2 a survolé Neptune en 1989. Au cours de son passage dans le système, la sonde spatiale a redécouvert Larissa et a découvert cinq lunes intérieures supplémentaires: Naiad, Thalassa, Despina, Galatea et Proteus.
En 2001, deux levés à l'aide de grands télescopes terrestres - l'Observatoire interaméricain Cerro Tololo et les télescopes Canada-France-Hawaï - ont trouvé cinq lunes extérieures supplémentaires portant le total à treize. Des enquêtes de suivi effectuées par deux équipes en 2002 et 2003 ont respectivement réobservé ces cinq lunes, à savoir Halimede, Sao, Psamathe, Laomedeia et Neso.
Et puis, le 15 juillet 2013, une équipe d'astronomes dirigée par Mark R. Showalter de l'Institut SETI a révélé qu'elle avait découvert une quatorzième lune inconnue dans des images prises par le télescope spatial Hubble de 2004 à 2009. La quatorzième lune encore inconnue, actuellement identifiée comme S / 2004 N 1, ne mesurerait pas plus de 16 à 20 km de diamètre.
Conformément aux conventions astronomiques, les lunes de Neptune sont toutes tirées de la mythologie grecque et romaine. Dans ce cas, tous sont nommés pour les dieux de la mer, ou pour les enfants de Poséidon (qui incluent Triton, Proteus, Depsina et Thalassa), les petites eaux grecques (Naiad et Nereid) ou Nereids, les nymphes d'eau dans la mythologie grecque ( Halimede, Galatea, Neso, Sao, Laomedeia et Psamathe).
Cependant, de nombreuses lunes n'ont été officiellement nommées qu'au 20e siècle. Le nom Triton, suggéré à l'origine par Camille Flammarion dans son livre de 1880 Astronomie Populaire, mais pas dans l'usage courant avant au moins les années 1930.
Lunes intérieures (régulières):
Les lunes régulières de Neptune sont celles situées le plus près de la planète et qui suivent des orbites progrades circulaires qui se trouvent dans le plan équatorial de la planète. Ce sont, par ordre de distance de Neptune: Naiad (48 227 km), Thalassa (50 074 km), Despina (52 526 km), Galatea (61 953 km), Larissa (73 548 km), S / 2004 N 1 (105 300 ± 50 km ) et Protée (117 646 km). Tous, sauf les deux extérieurs, se trouvent sur l'orbite synchrone de Neptune (ce qui signifie que l'orbite de Neptune est plus lente que sa période orbitale (0,6713 jour) et est donc en train de décélérer de façon radicale.
Les lunes intérieures sont étroitement associées au système d'anneaux étroits de Neptune. Les deux satellites les plus intérieurs, Naiad et Thalassa, orbitent entre les anneaux Galle et LeVerrier, tandis que Despina orbite juste à l'intérieur de l'anneau LeVerrier. La prochaine lune, Galatea, orbite juste à l'intérieur de l'anneau Adams le plus proéminent et sa gravité aide à maintenir l'anneau en contenant ses particules.
D'après les données d'observation et les densités présumées, la Naiad mesure 96 × 60 × 52 km et pèse environ 1,9 x 1017 kg. Pendant ce temps, Thalassa mesure 108 x 100 × 52 km et pèse 3,5 x 1017 kg; Despina mesure 180 x 148 x 128 et pèse 21 x 1017 kg; Galatea mesure 204 x 184 x 144 et pèse 37,5 x 1017 kg; Larissa mesure 216 x 204 x 168 et pèse 49,5 x 1017 kg; S / 2004 N1 mesure 16-20 km de diamètre et pèse 0,5 ± 0,4 x 1017 kg; et Proteus mesure 436 x 416 x 402 et pèse 50,35 x 1017 kg.
Seules les deux plus grandes lunes régulières ont été imagées avec une résolution suffisante pour discerner leurs formes et leurs caractéristiques de surface. Néanmoins, à l'exception de Larissa et Proteus (qui sont en grande partie arrondis), toutes les lunes intérieures de Neptune seraient de forme allongée. De plus, toutes les lunes intérieures des objets sombres, avec un albédo géométrique allant de 7 à 10%.
Leurs spectres indiquent également qu'ils sont fabriqués à partir de glace d'eau contaminée par des matériaux très sombres, probablement des composés organiques. À cet égard, les lunes neptuniennes intérieures sont similaires aux lunes intérieures d'Uranus.
Lunes extérieures (irrégulières):
Les lunes irrégulières de Neptune se composent des satellites restants de la planète (y compris Triton). Ils suivent généralement des orbites inclinées excentriques et souvent rétrogrades loin de Neptune; la seule exception est Triton, qui orbite près de la planète en suivant une orbite circulaire, bien que rétrograde et inclinée.
Dans l'ordre de leur distance de la planète, les lunes irrégulières sont Triton, Nereid, Halimede, Sao, Laomedeia, Neso et Psamathe, un groupe qui comprend des objets progrades et rétrogrades. À l'exception de Triton et Nereid, les lunes irrégulières de Neptune sont similaires à celles d'autres planètes géantes et auraient été capturées par gravitation par Neptune.
En termes de taille et de masse, les lunes irrégulières sont relativement cohérentes, allant d'environ 40 km de diamètre et 4 x 1016 kg en masse (Psamathe) à 62 km et 16 x 1016 kg pour Halimede.
Triton et Nereid:
Le Triton et le Néréide sont des satellites irréguliers inhabituels et sont donc traités séparément des cinq autres lunes néptuniennes irrégulières. Entre ces deux lunes et les autres lunes irrégulières, quatre différences majeures ont été notées.
Tout d'abord, ce sont les deux plus grandes lunes irrégulières connues du système solaire. Le triton lui-même est presque d'un ordre de grandeur plus grand que toutes les autres lunes irrégulières connues et comprend plus de 99,5% de toute la masse connue pour orbiter autour de Neptune (y compris les anneaux de la planète et treize autres lunes connues).
Deuxièmement, ils ont tous les deux des axes semi-majeurs atypiquement petits, Triton étant d'un ordre de grandeur plus petit que ceux de toutes les autres lunes irrégulières connues. Troisièmement, ils ont tous deux des excentricités orbitales inhabituelles: Nereid a l'une des orbites les plus excentriques de tous les satellites irréguliers connus, et l'orbite de Triton est un cercle presque parfait. Enfin, Nereid a également la plus faible inclinaison de tous les satellites irréguliers connus
Avec un diamètre moyen d'environ 2700 km et une masse de 214080 ± 520 x 1017 kg, Triton est la plus grande des lunes de Neptune et la seule assez grande pour atteindre l'équilibre hydrostatique (c'est-à-dire de forme sphérique). À une distance de 354 759 km de Neptune, il se situe également entre les lunes intérieures et extérieures de la planète.
Triton suit une orbite rétrograde et quasi circulaire, et est composé en grande partie d'azote, de méthane, de dioxyde de carbone et de glaces d'eau. Avec un albédo géométrique de plus de 70% et un albédo Bond pouvant atteindre 90%, il est également l'un des objets les plus brillants du système solaire. La surface a une teinte rougeâtre, due à l'interaction du rayonnement ultraviolet et du méthane, provoquant des tholines.
Triton est également l'une des lunes les plus froides du système solaire, avec une température de surface d'environ 38 K (? 235,2 ° C). Cependant, du fait que la lune est géologiquement active (ce qui entraîne un cryovolcanisme) et des variations de température de surface qui provoquent la sublimation, Triton est l'une des deux lunes du système solaire qui a une atmosphère substantielle. Tout comme sa surface, cette atmosphère est composée principalement d'azote avec de petites quantités de méthane et de monoxyde de carbone, et avec une pression estimée à environ 14 bars.
Le triton a une densité relativement élevée d'environ 2 g / cm3 indiquant que les roches constituent environ les deux tiers de sa masse, et les glaces (principalement de la glace d'eau) le tiers restant. Il peut également y avoir une couche d'eau liquide au fond de Triton, formant un océan souterrain. Les caractéristiques de surface comprennent la grande calotte polaire sud, les anciens plans de cratère recoupés par le graben et les escarpements, ainsi que les caractéristiques de jeunesse causées par le resurfaçage endogène.
En raison de son orbite rétrograde et de sa proximité relative avec Neptune (plus proche que la Lune de la Terre), Triton est regroupé avec les lunes irrégulières de la planète (voir ci-dessous). De plus, on pense qu'il s'agit d'un objet capturé, peut-être une planète naine qui faisait autrefois partie de la ceinture de Kuiper. Dans le même temps, ces caractéristiques orbitales sont la raison pour laquelle Triton connaît une décélération des marées. et finira par tourner en spirale vers l'intérieur et entrer en collision avec la planète dans environ 3,6 milliards d'années.
Nereid est la troisième plus grande lune de Neptune. Il a une orbite prograde mais très excentrique et serait un ancien satellite régulier qui a été dispersé sur son orbite actuelle par des interactions gravitationnelles pendant la capture de Triton. La glace d'eau a été détectée par spectroscopie à sa surface. Le néréide présente de grandes variations irrégulières dans sa magnitude visible, qui sont probablement causées par une précession forcée ou une rotation chaotique combinée à une forme allongée et des taches lumineuses ou sombres à la surface.
Formation:
Compte tenu de la distribution déséquilibrée de la masse dans ses lunes, il est largement admis que Triton a été capturé après la formation du système satellite d'origine de Neptune - dont une grande partie aurait été détruite au cours du processus de capture. De nombreuses théories ont été proposées concernant les mécanismes de sa capture au fil des ans.
Le plus largement accepté est que Triton est un membre survivant d'un objet binaire de ceinture de Kuiper qui a été perturbé par une rencontre avec Neptune. Dans ce scénario, la capture de Triton était le résultat d'une rencontre à trois corps, où il est tombé dans une orbite rétrograde tandis que l'autre objet a été détruit ou éjecté au cours du processus.
L'orbite de Triton lors de sa capture aurait été très excentrique et aurait provoqué des perturbations chaotiques dans les orbites des satellites neptuniens intérieurs originaux, les obligeant à entrer en collision et à se réduire en un disque de gravats. Ce n’est qu’après que l’orbite de Triton est redevenue circulaire que certains des décombres se sont réintégrés dans les lunes régulières actuelles. Cela signifie qu'il est probable que les satellites internes actuels de Neptune ne sont pas les corps originaux qui se sont formés avec Neptune.
Des simulations numériques montrent qu'il existe une probabilité de 0,41 que la lune Halimède entre en collision avec Néréide à un moment donné dans le passé. Bien que l'on ne sache pas si une collision a eu lieu, les deux lunes semblent avoir des couleurs similaires («grises»), ce qui implique que Halimède pourrait être un fragment de Néréide.
Compte tenu de sa distance par rapport au Soleil, la seule mission à avoir jamais étudié Neptune et ses lunes de près était la mission Voyager 2. Et bien qu'aucune mission ne soit actuellement prévue, plusieurs propositions ont été faites selon lesquelles une sonde robotique serait envoyée au système à la fin des années 2020 ou au début des années 2030.
Nous avons de nombreux articles intéressants sur Neptune, les lunes de Neptune et la région trans-neptunienne ici à Space Magazine. Voici un article complet sur Moon Triton, Naiad et Nereid de Neptune et S / 2004 N 1.
Voici un bel article sur les derniers objets trans-neptuniens à découvrir et comment les astronomes prédisent au moins deux autres plus grandes planètes du système solaire
Pour plus d'informations, consultez la page d'exploration du système solaire de la NASA intitulée «Neptune: la planète la plus venteuse».
