A new satellite of Uranus and two new moons of Neptune discovered! Uranus for the first time in 20 years | sorae universe portal website

The planets in the solar system have different sizes.SatellitesHave been found. The largest planets have more than two orders of magnitude more satellites, but it is not known how many moons actually exist.

The monitoring team, including Scott S. Shepherd of the Carnegie Institution,The new satellite of Uranus “S/2023 U 1”And the,Neptune's new moons “S/2002 N 5” and “S/2021 N 1”I announced my findings.Uranus adds a satellite for the first time in about 20 yearsThis brings the total number to 28. Neptune was also added for the first time in about 10 years, bringing the total number to 16. Furthermore,S/2021 N 1 is the satellite that orbits not only Neptune, but also the farthest from the planet among all the satellites in the solar system.The record has been updated.

■How many satellites are there in the solar system?

All planets in the solar system, except Mercury and Venus, have one or more moons. In particular, the four giant planets, Jupiter, Saturn, Uranus, and Neptune, have been confirmed to have more than 10 permanent satellites. In 2023, dozens of new satellites will be added to Jupiter and Saturn, bringing the number of Saturn's moons to 146.(※1)Jupiter has 95 moons.

*1…Among Saturn's moons, three have been excluded from the census because they are likely to be temporary ring masses. If we add that, the number of Saturn's moons becomes 149.

Related articles
・62 new satellites of Saturn have been discovered, bringing the total to 145, making it the first planet to have more than 100 satellites (May 16, 2023)
・ 7 new moons of Jupiter discovered, bringing the total number to 91 (January 29, 2023)

Compared to Jupiter and Saturn, Uranus and Neptune have a much smaller total number of moons. Before this report, Uranus had 27 satellites and Neptune had 16. One reason is that they are both far from Earth, making it difficult to detect light reflected from smaller, fainter satellites. In fact, several moons of Jupiter and Saturn with a diameter of less than 10 km have been discovered, but the smallest moons of Uranus and Neptune are thought to be more than 10 km in diameter, indicating that moons this small are difficult to find.

The nature of the satellite's orbit also poses additional difficulties for observations. Observing faint satellites requires long exposures using very sensitive telescopes. However, the satellite's light may be obscured by a bright planet very close to the satellite. This makes imaging the satellite itself difficult.

Furthermore, satellites orbiting far from the planet move at a very slow orbital speed, so they appear to barely move when imaged over the course of several days. To prove that it is a satellite, it is necessary to calculate its orbit around the planet, so observations must be carried out at annual intervals.

■Explore hard-to-find satellites in a new way

Under these circumstances, a monitoring team led by Scott S. Shepard of the Carnegie Institution for Astronomy announced the discovery of new satellites orbiting Uranus and Neptune. Shepard is known for discovering many hard-to-observe moons, and has worked with other astronomers to discover more than 100 new moons of the four major planets since 2000. Massu. In particular, Mr. Shepherd is involved in the discoveries of more than half of the moons of Jupiter and Saturn.

All of the new satellites are very faint objects with visual magnitudes of 25 to 27 degrees, and even if imaged as is, they are indistinguishable from the background noise. Therefore, Shepherd and his colleagues reconsidered their imaging method, instead of using traditional long exposures.A method of overlapping dozens of short-term exposuresThis allows you to highlight the faint light from the satellite while suppressing the light from planets and background stars, which are much brighter than the satellite. All newly discovered satellites underwent repeated short 5-minute exposures during 3 to 4 hours of imaging time daily.

وبما أن هذه الأقمار الصناعية الجديدة قد تم اكتشافها للتو، لم يتم منحها أسماء فريدة. في الوقت الحاضر، الرمز المؤقت المعين ميكانيكيًا هو الاسم الرسمي. يتم عرض اصطلاح التسمية للرمز المؤقت في الصورة أعلاه، ولكن من المهم ملاحظة أن الرقم المكون من 4 أرقام يشير إلى العام الذي تم رصده فيه لأول مرة ولا يعني العام الذي تم فيه التعرف عليه كقمر صناعي جديد.

■أول قمر صناعي جديد لأورانوس منذ 20 عاما “S/2023 U 1”

قمر صناعي جديد لأورانوسس/2023 ش 1تم اكتشافه بواسطة شيبرد ومارينا بروزوفيتش وبوب جاكوبسون من مختبر الدفع النفاث (JPL). وقد لوحظ ذلك لأول مرة عندما ظهر تلسكوب ماجلان (مرصد لاس كامباناس، تشيلي) في صورة التقطت في 4 نوفمبر 2023، ولكن عند النظر إلى الوراء وتحليل البيانات السابقة، كان أقدم سجل رصد هو، وتبين أن الصورة تعود إلى عصر ما قبل الميلاد. الصورة ملتقطة في 8 سبتمبر 2021 بواسطة تلسكوب سوبارو (مونا كيا، هاواي).وهذه هي المرة الأولى منذ حوالي 20 عامًا التي يتم فيها اكتشاف قمر صناعي جديد على أورانوس.وهذه هي المرة الأولى منذ فيلم “مارجريت” الذي صدر في 9 أكتوبر 2003.

S/2023 U 1 هو قمر صناعي رجعي يستغرق حوالي 681 يومًا (حوالي 1.86 سنة) ليدور حول أورانوس في مدار بيضاوي الشكل على مسافة متوسطة تبلغ حوالي 7.98 مليون كيلومتر.(※2)لقد تم تحليل ذلك. وتشبه طبيعة هذا المدار طبيعة أقمار أورانوس الأخرى كاليبان وستيفانو. ويقدر قطره بحوالي 8 كيلومترات فقط وربما يكون أصغر قمر تم اكتشافه لأورانوس.

*2: الاتجاه المداري للقمر الصناعي العادي يتطابق مع اتجاه دوران الكوكب، وهذا ما يسمى “القمر الصناعي المتقدم”. يشير “القمر الصناعي الرجعي” إلى قمر صناعي يكون اتجاهه المداري معاكسًا لاتجاه دوران الكوكب.

عادة ما تتم تسمية الأجسام غير العادية مثل الأقمار بأسماء أساطير، ولكن الأسماء الصحيحة لأقمار أورانوس مأخوذة من مسرحية ويليام شكسبير أو قصيدة ألكسندر بوب “سارق الشعر”. في الوقت الحاضر، تتم تسمية جميع الأقمار الصناعية الرجعية التي تدور بعيدًا عن أورانوس بأسماء شخصيات من رواية شكسبير العاصفة، لذلك من المتوقع أن يتم تسمية S/2023 U 1 أيضًا بهذا الاسم.

■ قمرا نبتون الجديدان “S/2002 N 5″ و”S/2021 N 1”

في 3 سبتمبر و6 أكتوبر 2021، قام السيد شيبرد والسيد بروزوفيتش والسيد جاكوبسون برصد نبتون باستخدام تلسكوب ماجلان. كما تم إجراء ملاحظات مماثلة باستخدام تلسكوب سوبارو في الفترة من 7 إلى 8 سبتمبر من نفس العام. بالإضافة إلى شيبرد، تم إجراء عمليات الرصد باستخدام تلسكوب سوبارو بواسطة ديفيد ثولين من جامعة هاواي، وتشاد تروجيلو من جامعة شمال أريزونا، وباتريك صوفيا ليكاوا من جامعة كينداي.

ونتيجة لذلك، تم التأكد من ظهور قمرين صناعيين غير معروفين ولهما سطوع مختلف. ولإثبات اليقين باكتشاف هذه الأقمار الصناعية، في 15-16 نوفمبر 2022 و3-4 نوفمبر 2023، تم استخدام تلسكوب ماجلان، وتلسكوب سوبارو، والتلسكوب الكبير جدًا (VLT)” (مرصد بارانال، تشيلي) عدة مرات. لقطات إضافية. من أجل التقاط الضوء من القمر الصناعي بشكل أكثر دقة، تم التنبؤ بالموقع الذي سيتم التقاط الصورة فيه بناءً على مدار القمر الصناعي المتوقع الذي أنشأه بروزوفيتش وجاكوبسون. ونتيجة لذلك، تم التأكيد على أن هذين القمرين الصناعيين يدوران بالفعل حول نبتون.

بالإضافة إلى ذلك، كشف فحص بيانات الرصد السابقة أن القمر الصناعي الأكثر سطوعًا تم تصويره بواسطة م. هولمان وت. جراف في 14 أغسطس 2002 باستخدام تلسكوب 4 أمتار تابع لمرصد سيرو تولولو للبلدان الأمريكية (تشيلي). وقد تم العثور عليه أيضًا في صورة التقطها ب. جلادمان باستخدام VLT في 3 سبتمبر من نفس العام. إلا أن بيانات الرصد هذه وحدها لم تكن كافية لتأكيد أنه قمر صناعي، وتم التغاضي عنه في ذلك الوقت. ومن ناحية أخرى، لم يتم العثور على أقمار صناعية خافتة حتى الآن في بيانات الرصد السابقة.

ونتيجة لهذه الخلفية، تكون الأقمار الصناعية أكثر سطوعًاس/2002 ن 5」(※3)، القمر الصناعي الخافت هوس/2021 ن1” كان اسمه. يُعتقد حاليًا أن هذه الاختلافات في السطوع تعكس الاختلافات في القطر الفعلي.

*3…الرمز المؤقت S/2002 N 5 يعني أنه خامس قمر صناعي لنبتون يتم اكتشافه في بيانات الرصد في عام 2002. تم التأكيد على أن الأقمار الصناعية من 1 إلى 4 كانت أقمارًا صناعية في وقت اكتشافها، وقد تم منحها الآن الأسماء الصحيحة وهي “هاليميدي” و”ثاو” و”لاوميديا” و”نيسو”.

S/2002 N 5 is an estimated satellite with a diameter of about 23 km and orbits in an elliptical orbit inclined at an angle of 42 degrees. The average distance from Neptune is about 23.4 million kilometers, but the distance varies widely, from about 10.6 million kilometers when it is closest to Neptune to about 36.2 million kilometers when it is farthest. S/2002 N 5 takes about 8.60 years (about 3,141 days) to orbit in this long orbit. The nature of this orbit is similar to Neptune's other moons, Thao and Laomidia.

S/2021 N 1 is estimated to be about 14 km in diameter and may be the smallest Neptune moon ever discovered. Approximately 45 degrees.(※4)It is a retrograde satellite with a highly inclined orbit, similar to Neptune's other moons Psamat and Niso.

*4…Retrograde satellites are represented with an orbital inclination of more than 90 degrees, so the orbital inclination of S/2021 N 1 in the catalog is 134.5 degrees. If you measure this from any horizontal plane, it will be 45.5 degrees.

The orbit of S/2021 N1 is very long-range. The average distance from Neptune is about 50.6 million kilometers, ranging from about 28.3 million kilometers when it is closest to about 72.9 million kilometers when it is farthest. Both the average distance and the distance to the farthest distance maintained by Neptune's moon Nesso to date.The satellite orbiting furthest from the planet (host star)“It is being updated. Given this vast distance, the revolution takes about 27.43 years, and it is alsoThe satellite with the longest orbital periodHe broke the record. The number of days is approximately 10,018 days, and this is the first time that a satellite has been discovered that takes more than 10,000 days in orbit.

The orbit of S/2021 N 1 has a sense of distance that can be compared to a star and a planet rather than a planet and a satellite. The distance of about 72.9 million kilometers at its farthest distance exceeds the distance of about 69.8 million kilometers when Mercury is at its farthest distance from the Sun. In addition, since it reaches approximately 63% of the radius of the Hill Sphere that can maintain a stable satellite orbit over a long period of time, it can be considered close to the theoretical limit for stable existence as a satellite.

Neptune's moons are named after the Greek god of the sea. Satellites with orbits similar to S/2002 N 5 and S/2021 N 1 are named after the Nereids, a group of 50 sea deities, so they are similar to S/2002 N 5 and S/2021 N 1. It is expected that they will also be named S/2021 N 1 accordingly.

■New satellite may explain the origin of satellites

The three new moons discovered this time are all located at a great distance from the planet, have elliptical and inclined orbits, and are distinguished by the presence of other moons with similar orbits. Also, 2 out of 3 satellites are retrograde. It is believed that such moons did not form at the same time as planets, but were captured by small celestial bodies such as comets later. It is believed that the reason behind the existence of multiple satellites with similar orbits is that they were too close to the planet when they were captured, or because they broke up into pieces due to a collision with another celestial body.

The presence of satellites with similar orbits would be useful in exploring the origins of these satellites. For example, if we observe satellites closely and compare data such as color and brightness to find similarities, it becomes clear that they were originally a single celestial body. It should also be useful in determining the size and number of debris that will be generated when performing dynamical simulations around Uranus and Neptune.

The monitoring method used this time is that if there are satellites with similar characteristics, there is a high probability that they will be detected at the same time. It is therefore possible that all the moons of Uranus with a diameter of about 8 km or more and those of Neptune with a diameter of about 14 km or more have been discovered. In comparison, Jupiter's moons with a diameter of about 2 km or more and Saturn's moons with a diameter of about 3 km or more have all been discovered.

source

Written by Riri Aya