Skathi (vệ tinh)

Skathi

Hình ảnh khám phá của Skathi (khoanh tròn) được chụp bởi Kính viễn vọng Canada–Pháp–Hawaii vào tháng 9 năm 2000
Khám phá
Khám phá bởi	Brett J. Gladman John J. Kavelaars và cộng sự[a]
Nơi khám phá	Đài quan sát Mauna Kea
Ngày phát hiện	23 tháng 9 năm 2000
Tên định danh
Tên định danh	Saturn XXVII
Đặt tên theo	Skaði
Tên thay thế	S/2000 S 8
Đặc trưng quỹ đạo [1]
Bán trục lớn	15541000 km
Độ lệch tâm	0,270
Chu kỳ quỹ đạo	−728,2 ngày
Độ nghiêng quỹ đạo	152,6°
Vệ tinh của	Sao Thổ
Nhóm	Nhóm Norse
Đặc trưng vật lý
Đường kính trung bình	8+50% −30% km[2]
Chu kỳ tự quay	11,10±0,02 giờ
Cấp sao biểu kiến	23,6

Skathi /ˈskɑːði/ còn có tên là Saturn XXVII, ban đầu có tên gọi là Skadi, là một vệ tinh tự nhiên của Sao Thổ. Skathi là một trong những vệ tinh dị hình của Sao Thổ, trong nhóm vệ tinh Bắc Âu của nó. Vệ tinh này được phát hiện vào ngày 23 tháng 9 năm 2000 bởi một nhóm các nhà thiên văn học do Brett Gladman dẫn đầu. Khi được phát hiện vào ngày 23 tháng 9 năm 2000 bởi một nhóm các nhà khoa học và được đặt theo tên của Skaði, một nhân vật trong thần thoại Bắc Âu, như một phần của nỗ lực nhằm đa dạng hóa tên gọi của các đối tượng thiên văn chủ yếu là tiếng Hy Lạp và La Mã.

Skathi chỉ mất hơn 725 ngày để hoàn thành một quỹ đạo của Sao Thổ và ước tính mất 111 ± 002 giờ để quay trên trục của nó. Vệ tinh này quay quanh sao Thổ ở khoảng cách lớn hơn nhiều vệ tinh khác của hành tinh, với độ nghiêng quỹ đạo lớn và độ lệch tâm, và nó di chuyển theo hướng thụt lùi. Không có nhiều thông tin về Skathi, bởi vì nó quá mờ. Khác với các quan sát trên Trái đất, mặt trăng của Sao Thổ này chỉ được quan sát bởi tàu thăm dò Cassini và thậm chí những phép đo đó chỉ được thực hiện ở khoảng cách gần 9,7 triệu kilômét (6 triệu dặm).

Nguồn gốc của Skathi vẫn còn là một câu hỏi bỏ ngỏ. Một khả năng là ban đầu vệ tinh này là một tiểu hành tinh hình thành ở nơi khác và bị lực hấp dẫn của Sao Thổ bắt giữ khi nó bay qua hành tinh. Một khả năng khác là nó ban đầu là một phần của một trong các mặt trăng của Sao Thổ, như Phoebe, nó tách ra trong một vụ va chạm và trở thành một vệ tinh độc lập.Thành phần vật lý của vệ tinh này vẫn chưa được xác định, nhưng được biết nó có chiều ngang khoảng 8 kilômét (5 mi) và có hình dạng bất thường

Khám phá

Một hình ảnh động của ba hình ảnh lần đầu tiên mô tả Skathi, được chụp vào ngày 23 tháng 9 năm 2000.

Skathi được phát hiện vào ngày 23 tháng 9 năm 2000, bởi Brett J. Gladman, John J. Kavelaars, Jean-Marc Petit, Hans Scholl, Matthew J. Holman, Brian G. Marsden, Phil Nicholson và Joseph A. Burns. Nhóm nghiên cứu đã sử dụng hình ảnh được chụp bởi Kính viễn vọng Canada-Pháp-Hawaii tại Đài thiên văn Mauna Kea. Họ tuyên bố phát hiện ra Skathi vào ngày 7 tháng 12 năm 2000, cùng với bảy vệ tinh khác của Sao Thổ được công bố cùng ngày: Siarnaq, Tarvos, Ijiraq, Thrymr, Mundilfari, Erriapus, and Suttungr.

Lúc đầu, Skathi được đặt tên tạm thời là "S/2000 S 8": chữ "S" đầu tiên biểu thị rằng nó là một vệ tinh (trái ngược với một vòng hành tinh), "2000" chỉ định rằng mặt trăng này được phát hiện vào năm 2000, chữ "S" thứ hai được gán vì nó quay quanh Sao Thổ và số 8 có nghĩa là nó là vật thể thứ tám như vậy được phát hiện trong năm đó.

Tên của Skathi được chọn đặc biệt để đa dạng hóa nguồn gốc của tên được đặt cho các vật thể thiên văn. Hầu hết các tên tiếng Anh cho các hành tinh có nguồn gốc từ tên La Mã cho các hành tinh, và các nhà khoa học đã đặt tên cho vệ tinh có xu hướng theo mô hình này. Với bối cảnh này, nhà sử học Jürgen Blunck đã viết rằng Kavelaars "đã cố gắng giúp danh pháp thiên văn tìm đường ra khỏi lối mòn Greco-Romano-Renaissance", cố gắng gán tên cho các vệ tinh mới được phát hiện "vừa đa văn hóa vừa là người Canada.".Đối với Skathi, ông đã chọn một cái tên từ thần thoại Bắc Âu, trong đó Skadi là một nữ đại gia đã đi đến Asgard để trả thù cho cái chết của cha cô. Một số vệ tinh khác của Sao Thổ (Ijiraq, Kiviuq, Paaliaq, Siarnaq và Tarqeq) đã được đặt tên từ thần thoại inuit.^[3]

Khi tên của mặt trăng được công bố vào năm 2003, nó được đặt tên là "Skadi", sử dụng ⟨d⟩ như một bắt chước đồ họa của chữ cái Iceland ⟨ð⟩ (eth).^[4] Năm 2005, Nhóm công tác của IAU về danh pháp hệ hành tinh thay vào đó đã quyết định sử dụng phiên âm⟨th⟩.^[5]

Khi Skathi được đặt tên vĩnh viễn, nó cũng được gán tên số La Mã là Saturn XXVII.^[3]

Chuyển động

Một sơ đồ các mặt trăng của Sao Thổ, với vị trí của nhóm Skathi được dán nhãn

Tất cả các thành viên của nhóm vệ tinh Bắc Âu của Sao Thổ, bao gồm Skathi, chia sẻ các đặc điểm quỹ đạo tương tự.^[6] Skathi có quỹ đạo ngược, có nghĩa là vật thể này quay theo hướng ngược lại như quỹ đạo của Sao Thổ.^[7]:415Phải mất hơn 725 ngày để hoàn thành một quỹ đạo xung quanh Sao Thổ, và nó làm như vậy ở khoảng cách trung bình 15.576.000 kilômét (9.678.000 dặm).^[2] Một chu kỳ quỹ đạo chỉ hơn hai năm là nhanh đối với một vệ tinh bất thường của Sao Thổ, và Skathi hoàn thành một quỹ đạo nhanh hơn bất kỳ mặt trăng thụt lùi nào khác của Sao Thổ ngoại trừ Phoebe.^[7]:411.Độ nghiêng quỹ đạo của nó,đại diện cho quỹ đạo nghiêng của nó được so sánh với mặt phẳng mà hầu hết các vật thể quay quanh mặt trời, là 149 ° so với hoàng đạo và 150 ° so với xích đạo của Sao Thổ.^[2] Điều này có nghĩa là vệ tinh này quay quanh một góc sắc nét so với hầu hết các vật thể trong Hệ Mặt trời. Skathi cũng có độ lệch tâm quỹ đạo là 0,246. Quỹ đạo tròn có giá trị bằng không; Quỹ đạo của Skathi có hình elip hơn quỹ đạo của nhiều vật thể trong Hệ Mặt trời, chẳng hạn như Trái đất, có độ lệch tâm là 0,016.^[8]

Theo một cách nào đó, quỹ đạo của Skathi là điển hình của các mặt trăng bất thường của Sao Thổ,^[6][7]:411 và có một trục bán lớn nhỏ hơn tất cả các mặt trăng thụt lùi khác của Sao Thổ ngoại trừ Phoebe.^[7]:419

Thời gian quay của Skathi ban đầu được ước tính là từ 11 đến 12 giờ.^[2] Tính đến năm 2019, các phép đo chính xác nhất là các phép đo được thực hiện bởi tàu thăm dò Cassini, xác định thời gian để Skathi xoay quanh trục quay của nó vào lúc 111±002 giờ..^[2]

Tính chất vật lý

Vật thể sáng nhất trong hình ảnh động này được cho là Skathi, được hiển thị di chuyển trên các ngôi sao nền.

Skathi lần đầu tiên được xác định bởi các quan sát trên Trái đất, và phần lớn thông tin về các đặc điểm và thành phần của Skathi đến từ các quan sát được lấy từ Trái đất. Tàu thăm dò Cassini cũng quan sát Skathi trong tám lần từ tháng 3 năm 2011 đến tháng 8 năm 2016.^[2] Tuy nhiên, những quan sát này được thực hiện trong một chuyến bay ngang qua ở khoảng cách gần 9,7 triệu kilômét (6 triệu dặm); ngay cả trong những quan sát này, Skathi chỉ là một điểm sáng mờ.^[9]

Nó có cường độ quang học rõ ràng là 23,6 từ Trái đất và cường độ thị giác tuyệt đối khoảng 14.^[7] vì vậy, nó ít sáng hơn nhiều từ Trái đất so với hàng trăm ngàn vật thể bên ngoài Hệ Mặt trời.^[10] Từ Trái đất, nó xuất hiện gần với vật thể sáng hơn nhiều mà nó quay quanh, Sao Thổ, và được cho là có một suất phản chiếu bề mặt thấp khoảng 0,06.^[7]:413[11]

Các quan sát của Cassini cho thấy Skathi có đường kính khoảng 8 kilômét (5 dặm).^[2] Lượng ánh sáng mà Skathi phản xạ thay đổi đáng kể khi nó quay, điều đó ngụ ý rằng nó là một vật thể có hình dạng bất thường.^[7]:418

Nhiều mặt trăng của Sao Thổ bao gồm băng nước và đá, nhưng thành phần hóa học của Skathi chưa được xác định, và nó có thể có thành phần vật lý khác với các mặt trăng khác của Sao Thổ (đặc biệt là vì nó có thể không có nguồn gốc từ vùng lân cận Sao Thổ)^[12]Mật độ của Skathi cũng không được biết đến, nhưng các vệ tinh bất thường của Sao Thổ thường không dày đặc, dưới 1 gram trên mỗi cm khối và mật độ thấp được cho là đặc trưng cho hầu hết các vật thể này.^{[7]:423–424}

Nguồn gốc

Đã có cuộc tranh luận sôi nổi về nguồn gốc của các vệ tinh bất thường khác của Skathi và Sao Thổ, được thúc đẩy bởi quỹ đạo của chúng khác nhau như thế nào so với các vệ tinh khác của Sao Thổ và mặt trời.^[13] Các hành tinh và vệ tinh của một hệ hành tinh thường được cho là hình thành bằng cách tích lũy với nhau từ các vật thể trong một đĩa tiền hành tinh.^[14] Bởi vì các hạt trong bất kỳ phần nào của đĩa tiền hành tinh thường di chuyển theo các hướng tương tự và với tốc độ tương tự, một mặt trăng được hình thành từ sự hợp nhất của các hạt này nên có một vòng tròn khá, quỹ đạo prograde, xấp xỉ trên mặt phẳng của đĩa tiền hành tinh.^[14] Nhưng quỹ đạo bất thường của Skathi, giống như các vệ tinh tự nhiên khác của Sao Thổ có chung quỹ đạo bất thường tương tự, đã thúc đẩy những suy đoán thay thế về nguồn gốc của nó.^[15]

Một khả năng là Skathi ban đầu được hình thành ở một nơi khác ngoài vùng lân cận của Sao Thổ, và sau đó bắt đầu đi qua không gian trước khi bị hành tinh này bắt giữ.^[13] Tuy nhiên, cũng có thể Skathi là một mảnh vỡ đã bị đánh bật khỏi một trong những mặt trăng khác của Sao Thổ, trong một vụ va chạm với một vật thể khác.^[16] Bởi vì quỹ đạo có thể cực kỳ hỗn loạn và nhạy cảm với các điều kiện ban đầu, có thể một số loại va chạm có thể tạo ra một quỹ đạo cực kỳ bất thường như Skathi, mặc dù các quỹ đạo này thường không ổn định trong khoảng thời gian rất dài.^[13]

Chú thích

1. The Jet Propulsion Laboratory's Solar System Dynamics page credits the discovery to Gladman and Kavelaars^[17] while the International Astronomical Union credits the team of astronomers involved in the survey.^[15]

Tham khảo

1. Sheppard, Scott S. (2019). “Moons of Saturn”. Carnegie Science. tr. 1038. Truy cập ngày 4 tháng 4 năm 2021.
2. ^ Denk, T.; Mottola, S. (2019). Cassini Observations of Saturn's Irregular Moons (PDF). 50th Lunar and Planetary Science Conference. Lunar and Planetary Institute.
3. ^ Blunck, Jürgen (2009). Solar System Moons: Discovery and Mythology. Berlin: Springer Science & Business Media. tr. 59. ISBN 978-3-540-68853-2.
4. “IAUC 8177: Satellites of Jupiter, Saturn, Uranus”. International Astronomical Union's Central Bureau for Astronomical Telegrams. ngày 8 tháng 8 năm 2003. Bản gốc lưu trữ ngày 9 tháng 7 năm 2008.
5. “IAUC 8471: Satellites of Saturn”. International Astronomical Union's Central Bureau for Astronomical Telegrams. ngày 21 tháng 1 năm 2005.
6. ^ Wall, Mike (ngày 7 tháng 10 năm 2019). “20 New Moons Found Around Saturn, Snagging Satellite Record from Jupiter”. Space.com. Truy cập ngày 17 tháng 4 năm 2021.
7. ^ Bản mẫu:Cite chapter
8. Simon, J.L.; Bretagnon, P.; Chapront, J.; Chapront-Touzé, M.; Francou, G.; Laskar, J. (tháng 2 năm 1994). “Numerical expressions for precession formulae and mean elements for the Moon and planets” (PDF). Astronomy and Astrophysics. 282 (2): 663–683. Bibcode:1994A&A...282..663S. ISSN 0004-6361.
9. “Rev224: Oct 21 - Nov 4 '15”. NASA CICLOPS: Cassini Imaging Central Laboratory for Operations. tháng 10 năm 2015. Bản gốc lưu trữ ngày 16 tháng 12 năm 2021. Truy cập ngày 17 tháng 4 năm 2021.
10. “Magnitude”. National Solar Observatory – Sacramento Peak. Bản gốc lưu trữ ngày 6 tháng 2 năm 2008. Truy cập ngày 24 tháng 4 năm 2021.
11. “Saturnian Satellite Fact Sheet”. NASA. ngày 15 tháng 10 năm 2019. Truy cập ngày 17 tháng 4 năm 2021.
12. Williams, Matt (ngày 1 tháng 8 năm 2015). “The Planet Saturn”. Universe Today. Truy cập ngày 17 tháng 4 năm 2021.
13. ^ Ma, Yuehua; Zheng, Jiaqing; Shen, Xiaohai (tháng 8 năm 2009). “On the Origin of Retrograde Orbit Satellites around Saturn and Jupiter”. Proceedings of the International Astronomical Union. Cambridge University Press. 5: 157–160. doi:10.1017/S1743921310001687. ISSN 1743-9213.
14. ^ Lissauer, J. J. (tháng 12 năm 2006). Armus, L.; Reach, W.T. (biên tập). “Planet Formation, Protoplanetary Disks and Debris Disks”. The Spitzer Space Telescope: New Views of the Cosmos ASP Conference Series. 357: 31.
15. ^ “Skathi In Depth”. NASA. ngày 19 tháng 12 năm 2019. Truy cập ngày 17 tháng 4 năm 2021.
16. Turrini, D.; Marzari, F.; Beust, H. (tháng 12 năm 2008). “A new perspective on the irregular satellites of Saturn – I. Dynamical and collisional history”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. Royal Astronomical Society. 391 (3): 1029–1051. doi:10.1111/j.1365-2966.2008.13909.x. ISSN 0035-8711.
17. “Planetary Satellite Discovery Circumstances”. NASA. ngày 28 tháng 10 năm 2019. Truy cập ngày 27 tháng 7 năm 2020.