Proteus (vệ tinh)

Proteus

Ảnh do tàu Voyager 2 chụp (1989)
Khám phá
Khám phá bởi	Voyager 2 Stephen P. Synnott
Ngày phát hiện	16 tháng 6 năm 1989
Tên định danh
Tính từ	Protean
Đặc trưng quỹ đạo[1]
Kỷ nguyên 18 tháng 8 năm 1989
Cận điểm quỹ đạo	117584±10 km
Viễn điểm quỹ đạo	117709±10 km
Bán trục lớn	117647±1 km (4.75 RN)
Độ lệch tâm	000053±000009
Chu kỳ quỹ đạo	112231477±000000002 d
Tốc độ vũ trụ cấp 1 trung bình	7623 km/s
Độ nghiêng quỹ đạo	0524° (so với xích đạo của Sao Hải Vương) 0026°±0007° (to local Laplace plane)
Vệ tinh của	Sao Hải Vương
Đặc trưng vật lý
Kích thước	424 × 390 × 396 km[2][a]
Bán kính trung bình	210±7 km[5]
Thể tích	(34±04)×10^7 km^3[2]
Khối lượng	44×10^19 kg[b]
Mật độ trung bình	≈ 1.3 g/cm³ (ước lượng)[5]
Hấp dẫn bề mặt	66.85 m/s^2[c]
Tốc độ vũ trụ cấp 2	5,29 km/s[d]
Chu kỳ tự quay	đồng bộ chuyển động quay[2]
Độ nghiêng trục quay	không[2]
Suất phản chiếu	0,096[5][6]
Nhiệt độ	≈ 51 K (ước lượng)
Cấp sao biểu kiến	19,7[5]

Proteus (/ˈproʊtiːəs/ PROH-tee-əsPROH-tee-əs; tiếng Hy Lạp: Πρωτεύς), cũng được biết đến là Neptune VIII, là vệ tinh tự nhiên lớn thứ hai của Sao Hải Vương, và là vệ tinh bên trong lớn nhất của Sao Hải Vương. Được phát hiện bởi tàu vũ trụ Voyager 2 vào năm 1989, nó được đặt tên theo thần Proteus, vị thần biển cả có khả năng thay đổi hình dạng trong Thần thoại Hy Lạp. Vệ tinh Proteus quay quanh Sao Hải Vương với một quỹ đạo gần như gần xích đạo ở khoảng cách vào khoảng 4,75 lần bán kính quỹ đạo của hành tinh.

Mặc dù là một thiên thể chủ yếu là băng có đường kính hơn 400 km, hình dạng của Proteus chệch đi đáng kể khỏi một hình elip. Nó có hình giống một khối đa diện dị hình hơn với một vài mặt hơi lõm và lồi lên cao tới 20 km. Bề mặt của nó tối, có màu trung lập, và bị va chạm nặng nề. Hố va chạm lớn nhất của vệ tinh Proteus là Pharos, có đường kính hơn 230 km. Cũng có một số vách đá, rãnh khe và thung lũng liên quan tới những hố va chạm lớn.

Vệ tinh Proteus hẳn không phải một thiên thể gốc hình thành cùng với Sao Hải Vương; nó có lẽ đã phát triển dần lên quanh một hạt nhân sau đó từ những mảnh vụn được tạo ra khi vệ tinh lớn nhất của Sao Hải Vương Triton bị bắt giữ.

Khám phá và quỹ đạo

Vệ tinh Proteus được phát hiện ra từ những bức ảnh chụp bởi tàu thăm dò vũ trụ Voyager 2 hai tháng trước chuyến bay qua Sao Hải Vương vào tháng 8 năm 1989. Nó nhận được ký hiệu tạm thời là S/1989 N 1.^[7] Stephen P. Synnott và Bradford A. Smith tuyên bố sự phát hiện ra nó vào ngày 7 tháng 7 năm 1989, chỉ nói tới "17 khung hình chụp trong vòng 21 ngày", như vậy ngày khám phá ra nó là đâu đó trước ngày 16 tháng 6.^[8]

Vào ngày 16 tháng 9 năm 1991, S/1989 N 1 được đặt tên theo thần Proteus, vị thần biển cả có khả năng thay đổi hình dạng trong thần thoại Hy Lạp.^[9]

Vệ tinh Proteus quay quanh Sao Hải Vương ở một khoảng cách xấp xỉ bằng với 4,75 lần bán kính quỹ đạo của hành tinh. Quỹ đạo của nó có độ lệch tâm nhỏ và nghiêng khoảng 0,5° so với xích đạo của hành tinh.^[1] Vệ tinh Proteus là vệ tinh thông thường có cùng hướng quay lớn nhất của Sao Hải Vương. Nó tự quay đồng bộ với chuyển động quay quỹ đạo, tức là một mặt của nó luôn hướng về hành tinh.^[2]

Đặc điểm vật lý

Vệ tinh Proteus là vệ tinh lớn thứ hai của Sao Hải Vương. Nó có đường kính khoảng 420 kilomet, lớn hơn cả vệ tinh Nereid, vệ tinh thứ hai được phát hiện. Nó không được phát hiện qua các kính viễn vọng đặt trên Trái Đất bởi vì nó ở gần Sao Hải Vương tới nỗi nó mất đi ánh sáng phản xạ lại ánh sáng mặt trời.^[7] Bề mặt của vệ tinh Proteus tối—xuất phản chiếu hình học vào khoảng 10%. Màu sắc bề mặt của nó thì trung lập vì năng suất phản xạ không thay đổi đáng kể với bước sóng từ tím sang xanh lá.^[7] Dưới tia hồng ngoại khoảng 2 μm bề mặt Proteus trở nên ít phản chiếu hơn, hướng tới khả năng xuất hiện một hợp chất hữu cơ phức tạp ví dụ như hydrocarbon hoặc xyanua. Những hợp chất này có thể chịu trách nhiệm cho suất phản chiếu thấp của các vệ tinh bên trong của Sao Hải Vương. Mặc dù vệ tinh Proteus thường được các nhà khoa học nghĩ rằng chứa một lượng quan trọng nước đá, nó vẫn chưa được phát hiện ra dưới kinh quang phổ trên bề mặt.^[10]

Hình dạng của vệ tinh Proteus thì gần giống một khối cầu với bán kính vào khoảng 210 km, mặc dù sự sai lệch đi so với hình dạng khối cầu là lớn—lên tới 20 km; các nhà khoa học tin rằng nó cũng lớn bằng một thiên thạch mà khối lượng riêng của nó có thể mà không bị kéo thành một hình dạng cầu hoàn hảo bởi chính trọng lực của nó.^[4] Vệ tinh Mimas của sao thổ có hình dạng elip dù hơi nhẹ hơn cả vệ tinh Proteus, có lẽ là do nhiệt độ cao hơn gần Sao Thổ hoặc nhiệt thủy triều.^[4] Proteus hơi kéo dài về hướng Sao Hải Vương, mặc dù hình dạng tổng thể của nó thì gần với một hình đa diện bất thường hơn là một ellipsoid ba trục. Bề mặt Proteus có một vài mặt phẳng hoặc mặt hơi lõm có đường kính từ 150 tới 200 km. Chúng chắc là những hố va chạm bị xuống cấp.^[2]

Vệ tinh Proteus bị va chạm nặng nề, không cho thấy một dấu hiệu nào của bất cứ sự biến đổi về mặt địa chất.^[7] Hố va chạm lớn nhất, Pharos, có đường kính từ 230 tới 260 km.^[4] Độ sâu của nó vào khoảng 10–15 km.^[2] Hố va chạm này vòm ở chính giữa ở đáy của nó với chiều cao vài kilomet.^[2] Pharos là đặc điểm bề mặt duy nhất được đặt tên trên vệ tinh này: cái tên này là tiếng Hy Lạp và chỉ hòn đảo nơi Proteus trị vì.^[11] Ngoài Pharos ra, có một vài hố va chạm có đường kính khoảng 50–100 và nhiều cái khác nữa có đường kính dưới 50 km.^[2]

Địa mạo thứ hai tìm thấy trên vệ tinh là các đặc điểm chiều dài như vách đá, thung lũng và rãnh khe. Cái nổi trội nhất chạy song song với xích đạo cho tới phía tây Pharos. Những đặc điểm này có khả năng được tạo ra như là kết quả của các va chạm khổng lồ, thứ đã tạo nên Pharos và các hố va chạm lớn khác hoặc là kết quả của áp lực thủy triều từ Sao Hải Vương.^[2][4]

Nguồn gốc

Vệ tinh Proteus, giống như các vệ tinh bên trong khác của Sao Hải Vương, không có khả năng là một thiên thể gốc hình thành cùng hành tinh, mà có khả năng hơn là đã hình thành quanh một hạt nhân từ những mảnh vụn được tạo ra sau khi Triton bị bắt giữ. Quỹ đạo của Triton khi bị bắt giữ có lẽ có độ lệch tâm lớn, và đã tạo nên những nhiễu loạn hỗn loạn cho quỹ đạo của các vệ tinh bên trong gốc của Sao Hải Vương, khiến chúng va chạm và chỉ còn những đĩa toàn mảnh vụn.^[12] Chỉ sau khi quỹ đạo của Triton trở thành hình tròn thì những đĩa mảnh vụn mới tái hình thành quanh một hạt nhân thành các vệ tinh như ngày nay.^[13]

Hình ảnh

• 
  Một hình ảnh tái hiện của Proteus đang quay quanh Neptune
• 
  Bản đồ Proteus
• Mẫu 3D hoạt hình của vệ tinh Proteus với một tấm lưới được chồng lên trên
• Mẫu 3D hoạt hình của vệ tinh Proteus
• 
  Bức ảnh màu duy nhất được chụp của Proteus, cho thấy màu đỏ hồng của nó

Ghi chú

1. Trong các tài liệu trước đó những không gian hơi khác đã được báo cáo. Vào năm 1991, Thomas và Veverka đã báo cáo 440×416×404 km.^[2][3] Vào năm 1992 Croft đã báo cáo 430×424×410 km.^[4] Sự khác biệt được gây ra bởi việc sử dụng những set ảnh khác nhau và bởi sự thật là hình dạng của Proteus không được mô tả kỹ bởi một hình ellipsoid ba trục.^[2]
2. Khối lượng được tính toán bằng cách nhận khối lượng từ Stooke (1994)^[2] bởi khối lượng riêng giả sử là 1.300 kg/m³. Nếu sử dụng không gian lớn hơn một chút từ các tài liệu trước đó thì khối lượng sẽ tăng lên thành 5×10¹⁹ kg.^[5]
3. Lực hấp dẫn bề mặt có nguồn gốc từ khối lượng m, hằng số hấp dẫn G và bán kính r: Gm/r².
4. Tốc độ vũ trụ cấp hai có nguồn gốc từ khối lượng m, hằng số hấp dẫn G và bán kính r: √2Gm/r.

Tham khảo

1. ^ Jacobson, R. A.; Owen, W. M., Jr. (2004). “The orbits of the inner Neptunian satellites from Voyager, Earthbased, and Hubble Space Telescope observations”. Astronomical Journal. 128 (3): 1412–1417. Bibcode:2004AJ....128.1412J. doi:10.1086/423037.
2. ^ Stooke, Philip J. (1994). “The surfaces of Larissa and Proteus”. Earth, Moon, and Planets. 65 (1): 31–54. Bibcode:1994EM&P...65...31S. doi:10.1007/BF00572198.
3. Williams, Dr. David R. (ngày 22 tháng 1 năm 2008). “Neptunian Satellite Fact Sheet”. NASA (National Space Science Data Center). Truy cập ngày 12 tháng 12 năm 2008.
4. ^ Croft, S. (1992). “Proteus: Geology, shape, and catastrophic destruction”. Icarus. 99 (2): 402–408. Bibcode:1992Icar...99..402C. doi:10.1016/0019-1035(92)90156-2.
5. ^ “Planetary Satellite Physical Parameters”. JPL (Solar System Dynamics). ngày 18 tháng 10 năm 2010. Truy cập ngày 11 tháng 10 năm 2011.
6. Karkoschka, Erich (2003). “Sizes, shapes, and albedos of the inner satellites of Neptune”. Icarus. 162 (2): 400–407. Bibcode:2003Icar..162..400K. doi:10.1016/S0019-1035(03)00002-2.
7. ^ Smith, B. A.; Soderblom, L. A.; Banfield, D.; Barnet, C.; Basilevsky, A. T.; Beebe, R. F.; Bollinger, K.; Boyce, J. M.; Brahic, A. (1989). “Voyager 2 at Neptune: Imaging Science Results”. Science. 246 (4936): 1422–1449. Bibcode:1989Sci...246.1422S. doi:10.1126/science.246.4936.1422. PMID 17755997.
8. Green, Daniel W. E. (ngày 7 tháng 7 năm 1989). “1989 N 1”. IAU Circular. 4806. Truy cập ngày 24 tháng 10 năm 2011.
9. Marsden, Brian G. (ngày 16 tháng 9 năm 1991). “Satellites of Saturn and Neptune”. IAU Circular. 5347. Truy cập ngày 24 tháng 10 năm 2011.
10. Dumas, Christophe; Smith, Bradford A.; Terrile, Richard J. (2003). “Hubble Space Telescope NICMOS Multiband Photometry of Proteus and Puck”. The Astronomical Journal. 126 (2): 1080–1085. Bibcode:2003AJ....126.1080D. doi:10.1086/375909.
11. “Proteus: Pharos”. Gazetteer of Planetary Nomenclature. USGS Astrogeology. Truy cập ngày 4 tháng 6 năm 2010.
12. Goldreich, P.; Murray, N.; Longaretti, P. Y.; Banfield, D. (1989). “Neptune's story”. Science. 245 (4917): 500–504. Bibcode:1989Sci...245..500G. doi:10.1126/science.245.4917.500. PMID 17750259.
13. Banfield, Don; Murray, Norm (tháng 10 năm 1992). “A dynamical history of the inner Neptunian satellites”. Icarus. 99 (2): 390–401. Bibcode:1992Icar...99..390B. doi:10.1016/0019-1035(92)90155-Z.

Liên kết ngoài

• Proteus Profile Lưu trữ 2007-08-01 tại Wayback Machine at NASA's Solar System Exploration site
• Proteus page at The Nine Planets
• Proteus, A Moon Of Neptune on Views of the Solar System
• Ted Stryk's Proteus Page Lưu trữ 2007-10-04 tại Wayback Machine
• Neptune's Known Satellites (by Scott S. Sheppard)