Vệ tinh tự nhiên của Sao Thổ

Các vệ tinh tự nhiên của Sao Thổ rất đa dạng, từ các tiểu vệ tinh nhỏ hơn 1 kilômét (0,62 mi) cho đến Titan khổng lồ, thậm chí còn lớn hơn cả Sao Thủy. Sao Thổ có 83vệ tinh có quỹ đạo được xác nhận, 53 vệ tinh có tên, và chỉ 13 vệ tinh có đường kính lớn hơn 50 kilômét (31 mi).[1][2] Sao Thổ có 7 vệ tinh có khối lượng đủ lớn để đạt đến trạng thái cân bằng thủy tĩnh, và các vành đai dày đặc với chuyển động quỹ đạo phức tạp của riêng mình. Đặc biệt đáng chú ý trong số các vệ tinh của Sao Thổ là Titan, vệ tinh lớn thứ hai trong Hệ Mặt Trời, với một khí quyển kiểu Trái Đất và một quan cảnh bao gồm các hydrocarbon và các mạng lưới sông khô, và Enceladus, phát ra các luồng khí và bụi và có thể ẩn giấu nước lỏng dưới vùng cực nam.

Tác phẩm của họa sĩ về
hệ thống vành đai - vệ tinh của Sao Thổ
A spherical yellow-brownish body (Saturn) can be seen on the left. It is viewed at an oblique angle of to its equatorial plane. Around Saturn there are rings and small ring moons. Further to the right large round moons are shown in order of their distance.
Tác phẩm của họa sĩ về Sao Thổ, vành đai và các vệ tinh băng chính của nó - tính từ Mimas tơí Rhea

Các vành đai của Sao Thổ được tạo thành từ các vật thể có kích thước từ kính hiển vi đến các mặt trăng nhỏ rộng hàng trăm mét, mỗi vòng trên quỹ đạo riêng của nó quanh Sao Thổ. Do đó, không thể đưa ra một số lượng chính xác các mặt trăng sao Thổ, bởi vì không có ranh giới khách quan giữa vô số vật thể vô danh nhỏ tạo thành hệ vành đai của Sao Thổ và các vật thể lớn hơn được đặt tên là mặt trăng. Hơn 150 mặt trăng được nhúng trong các vòng đã được phát hiện bởi sự xáo trộn mà chúng tạo ra trong vật liệu vòng xung quanh, mặc dù điều này được cho là chỉ là một mẫu nhỏ trong tổng dân số của các vật thể đó.

Vẫn còn 29 mặt trăng chưa được đặt tên (tính đến tháng 10 năm 2019), sử dụng tên từ thần thoại Gallic, Norse và Inuit dựa trên các nhóm quỹ đạo của các mặt trăng. Hai mươi trong số các mặt trăng này đang xếp hàng để nhận được chỉ định vĩnh viễn, dự kiến tên gọi với mười bảy Norse, hai Inuit và một tên Gallic.

Nhóm

Các nhà khoa học phân loại các vệ tinh của Sao Thổ ra làm bảy loại. Khác hẳn với trường hợp của Sao Mộc, một vệ tinh của Sao Thổ có thể thuộc nhiều loại. Các loại vệ tinh của Sao Thổ gồm có:

  • Loại "bảo vệ vòng đai" có quỹ đạo nằm sát ngoài, hay sát trong, hay ở giữa của vòng đai. Các vệ tinh ở sát ngoài hay sát trong của một vòng đai giới hạn phạm vi của vòng đai đó và làm cho ranh giới của nó rõ ràng hơn, trong khi các vệ tinh ở giữa một vòng đai tạo ra những khoảng hở ở trong giữa vòng đai. Các vệ tinh thuộc loại này gồm có: Pan, Atlas, Prometheus, Pandora, Epimetheus, Janus, S/2004 S3 và S/2004 S4 (hai vệ tinh mới được khám phá vào năm 2004 nên chưa có tên).
  • Loại vệ tinh "lớn, bên trong" có quỹ đạo nằm giữa 200 ngàn và 450 ngàn km nếu kể từ tâm của Sao Thổ ra. Tuy tên gọi có chữ "lớn", loại này bao gồm vài vệ tinh nhỏ. Các vệ tinh thuộc loại này gồm: Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Methone, Pallene...
  • Loại "quỹ đạo chung" là một nhóm vệ tinh nằm trên cùng một quỹ đạo nhưng ở cách xa nhau và có cùng một vận tốc nên không bao giờ va chạm. Tethys (xem loại "lớn, bên trong" ở trên) dùng chung một quỹ đạo với hai vệ tinh nhỏ tên là TelestoCalypso; Dione (xem loại "lớn, bên trong" ở trên) dùng chung một quỹ đạo với hai vệ tinh nhỏ tên là HelenePolydeuces.
    Trường hợp của Epimetheus và Janus (xem loại "bảo vệ vòng đai" ở trên) là trường hợp đặc biệt của loại này: cả hai lớn gần bằng nhau, có quỹ đạo riêng, và gần nhau vừa đủ để có thể va chạm, nhưng cứ vào khoảng 4 năm hai vệ tinh này đổi quỹ đạo với nhau để tránh va chạm.
  • Loại vệ tinh "lớn, bên ngoài" có quỹ đạo nằm giữa 1 triệu và 3,5 triệu km nếu kể từ tâm của Sao Thổ ra. Các vệ tinh thuộc loại này gồm: Titan, HyperionIapetus. Loại này có thể gọi là một nhóm.

Các vệ tinh thuộc những loại trên là vệ tinh lớn với khối lượng đáng kể (ngoại trừ S/2004 S3, S/2004 S4, Methone và Pallene). Các vệ tinh còn lại là các vệ tinh nhỏ, thường thường bán kính chỉ vào khoảng 10 km (ngoại trừ Phoebe), có quỹ đạo ở ngoài 10 triệu km nếu kể từ tâm của Sao Thổ ra, mới được khám phá gần đây và được chia ra làm 3 nhóm:

Trong các vệ tinh lớn, 8 vệ tinh tự quay một vòng chung quanh chính mình trong cùng một thời gian với một vòng chung quanh Sao Thổ nên luôn luôn có một mặt hướng về Sao Thổ và một mặt quay đi – giống như trường hợp của Mặt Trăng đối với Địa Cầu. Trong số các vệ tinh nhỏ, 6 vệ tinh đi ngược với chiều quay của Sao Thổ. Hầu hết các vệ tinh của Sao Thổ có cấu tạo pha trộn giữa băng và đá.

18 vệ tinh lớn nhất của Sao Thổ
TênĐường kính của
vệ tinh
(km)
Khối lượng của
vệ tinh
(kg)
Bán kính của
quỹ đạo
(km)
Chu kỳ của
quỹ đạo
(ngày)
Pan203 × 1015133 5830,575
Atlas30 (40 × 20)10 × 1015137 6700,6019
Prometheus91 (145 × 85 × 62)270 × 1015139 3500,6130
Pandora84 (114 × 84 × 62)220 × 1015141 7000,6285
Epimetheus115 (144 × 108 × 98)560 × 1015151 4220,6942 S
Janus178 (196 × 192 × 150)2,01 × 1018151 4720,6945 S
Mimas39238,0 × 1018185 5200,942422 S
Enceladus49873,0 × 1018238 0201,370218 S
Tethys1060622 × 1018294 6601,887802 S
Telesto29 (34 × 28 × 36)7 × 1015294 6601,887802
Calypso26 (34 × 22 × 22)4 × 1015294 6601,887802
Dione11201,05 × 1021377 4002,736915 S
Helene33 (36 × 32 × 30)30 × 1015377 4002,736915
Rhea15302,49 × 1021527 0404,5175 S
Titan5150135 × 10211 221 83015,94542
Hyperion286 (410 × 260 × 220)17,7 × 10181 481 10021,27661
Iapetus14601,88 × 10213 561 30079,33018 S
Phoebe2204,00 × 101812 952 000−550,48
Chu kỳ của quỹ đạo mang dấu trừ (−) nếu vệ tinh đi ngược với chiều quay của Sao Thổ.
S có nghĩa là chu kỳ quay của vệ tinh bằng đúng chu kỳ của quỹ đạo.

Bảng thống kê

Key

Major icy moons

Titan

Inuit group

Gallic group

Norse group

Các vệ tinh tự nhiên của Sao Thổ được liệt kê dưới đây theo bán kính trung bình quỹ đạo quay quanh hành tinh chính, từ gần đến xa. Vệ tinh có khối lượng đủ để có hình dạng cân bằng thủy tĩnh được in đậm, vệ tinh dị hình có nền màu đỏ, da cam và ghi.

Thứ tự
Nhãn
[Ghi chú 1]
Tên
Phát âm (key)HìnhĐường kính (km)[Ghi chú 2]
Khối lượng
(×1018 kg)
[Ghi chú 3]
Semi-major axis (km)
[Ghi chú 4]
Chu kỳ quỹ đạo (d)
[Ghi chú 4]
[Ghi chú 5]
Độ nghiêng quỹ đạo(°) [Ghi chú 4][Ghi chú 6]
Lệch tâm
Vị tríNăm phát hiện[3]
Khám phá bởi
[3]
0S/2009 S 1≈ 0,3<00000001≈ 117,000≈ 0.47≈ 0°≈ 0outer B Ring2009Cassini–Huygens[2]
0(moonlets) 0.04 to 0.5<00000001≈ 130,000≈ 0.55≈ 0°≈ 0Three 1000-km bands within A Ring2006Cassini–Huygens
1XVIIIPanˈpæn 28.4 ± 2.6
(35×32×21)
000495±000075133,584+0575050.001°0000035in Encke Division1990M. Showalter
2XXXVDaphnisˈdæfnɨs 7.8 ± 1.6
(9×9×6)
0000084±0000012136,505+059408≈ 0°≈ 0in Keeler Gap2005Cassini–Huygens
3XVAtlasˈætləs 30.2 ± 2.8
(42×36×18)
0.0066 ± 0.00006137,670+0601690.003°0.0012outer A Ring shepherd1980Voyager 2
4XVIPrometheusproʊˈmiːθiːəs 86.2 ± 5.4
(123×79×61)
0.1566 ± 0.0019139,380+0612990.008°0.0022inner F Ring shepherd1980Voyager 2
5XVIIPandorapænˈdɔərə 80.6 ± 4.4
(103×80×64)
0.1356 ± 0.0022141,720+0628500.050°0.0042outer F Ring Shepherd1980Voyager 2
6aXIEpimetheusˌɛpɨˈmiːθiːəs 113.4 ± 3.8
(116×117×106)
053040±000193151,422+0694330.335°0.0098co-orbital1977J. Fountain, and S. Larson
6bXJanusˈdʒeɪnəs 179.2 ± 4
(195×194×152)
1.912 ± 0.005151,472+0694660.165°0.0068co-orbital1966A. Dollfus
8LIIIAegaeoniːˈdʒiːən ≈ 0.5~00000001167,500+0808120.001°0.0002G Ring moonlet2008Cassini–Huygens
9IMimasˈmaɪməs 396.4 ± 1.0
(415×394×381)
37.493 ± 0.031185,404+09424221.566°0.02021789W. Herschel
10XXXIIMethonemɨˈθoʊniː 3.2 ± 1.2~000002194,440+1009570.007°0.0001Alkyonides2004Cassini–Huygens
11XLIXAntheˈænθiː ≈ 2~0000007197,700+1036500.1°0.001Alkyonides2007Cassini–Huygens
12XXXIIIPallenepəˈliːniː 4.4 ± 0.6
(5×4×4)
~000005212,280+1153750.181°0.0040Alkyonides2004Cassini–Huygens
13IIEnceladusɛnˈsɛlədəs 504.2 ± 0.4
(513×503×497)
108.022 ± 0.101237,950+13702180.010°0.0047Generates the E ring1789W. Herschel
14IIITethysˈtiːθɨs 1,066 ± 2.8
(1081×1062×1055)
617.049 ± 0.132294,619+18878020.168°0.00011684G. Cassini
14aXIIITelestotɨˈlɛstoʊ 24.8 ± 0.8
(31×24×21)
~0.00941294,619+1.8878021.158°0.000vệ tinh Troia dẫn trước Tethys1980B. Smith, H. Reitsema, S. Larson, and J. Fountain
14bXIVCalypsokəˈlɪpsoʊ 21.2 ± 1.4
(30×23×14)
~0.0063294,619+18878021.473°0.000vệ tinh Troia đi sau Tethys1980D. Pascu, P. Seidelmann, W. Baum, and D. Currie
17IVDionedaɪˈoʊniː 1,123.4 ± 1.8
(1128×1122×1121)
1,095.452 ± 0.168377,396+27369150.002°0.00221684G. Cassini
17aXIIHeleneˈhɛlɨniː 33 ± 1.2
(39×37×25)
~002446377,396+27369150.212°0.0022vệ tinh Troia dẫn trước Dione1980P. Laques and J. Lecacheux
17bXXXIVPolydeucesˌpɒliˈdjuːsiːz 2.6 ± 0.8
(3×2×1)
~000003377,396+27369150.177°0.0192vệ tinh Troia đi sau Dione2004Cassini–Huygens
20VRheaˈriːə 1,528.6 ± 4.4
(1534×1525×1526)
2,306.518 ± 0.353527,108+45182120.327°00012581672G. Cassini
21VITitanˈtaɪtən 5,151134,520 ± 201,221,930+15945420.3485°0.02881655C. Huygens
22VIIHyperionhaɪˈpɪəriən 266 ± 8
(328×260×214)
5.584 ± 0.0681,481,010+21276610.568°0123006in 4:3 resonance with Titan1848W. Bond
G. Bond
W. Lassell
23VIIIIapetusaɪˈæpɨtəs 1,805.635 ± 0.3753,560,8203,560,820+79.32157.570°00286131671G. Cassini
24XXIVKiviuqˈkɪvioʊk≈ 16~00027911,294,800+448.1649.087°0.3288Inuit group2000B. Gladman, J. Kavelaars
25XXIIIjiraqˈiː.ɨrɒk≈ 12~00011811,355,316+451.7750.212°0.3161Inuit group2000B. Gladman, J. Kavelaars
26IX♣†Phoebeˈfiːbiː 214.4 ± 12.4
(230×220×210)
8.292 ± 0.01012,869,700−545.09173.047°0156242Norse group1899W. Pickering
27XXPaaliaqˈpɑːliɒk≈ 22~00072515,103,400+692.9846.151°0.3631Inuit group2000B. Gladman, J. Kavelaars
28XXVIISkathiˈskɒði≈ 8~00003515,672,500−732.52149.084°0.246Norse (Skathi) Group2000B. Gladman, J. Kavelaars
29XXVIAlbiorixˌælbiˈɒrɪks≈ 32~0.022316,266,700+774.5838.042°0.477Gallic group2000M. Holman
30S/2007 S 2≈ 6~00001516,560,000−792.96176.68°0.2418Norse group2007S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna, B. Marsden
31XXXVIIBebhionnbɛˈviːn, ˈvɪvi.ɒn≈ 6~00001517,153,520+838.7740.484°0.333Gallic group2004S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
32XXVIIIErriapusˌɛriˈæpəs≈ 10~00006817,236,900+844.8938.109°0.4724Gallic group2000B. Gladman, J. Kavelaars
33XLVIISkollˈskɒl, ˈskɜːl≈ 6~00001517,473,800−862.37155.624°0.418Norse (Skathi) group2006S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
34XXIXSiarnaqˈsiːɑrnək≈ 40~0.043517,776,600+884.8845.798°024961Inuit group2000B. Gladman, J. Kavelaars
35LIITarqeqˈtɑrkeɪk≈ 7~00002317,910,600+894.8649.904°0.1081Inuit group2007S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
36S/2004 S 13≈ 6~0.0001518,056,300−905.85167.379°0.261Norse group2004S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
37LI♣Greipˈɡreɪp≈ 6~00001518,065,700−906.56172.666°0.3735Norse group2006S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
38XLIV♣Hyrrokkinhɪˈrɒkɨn≈ 8~00003518,168,300−914.29153.272°0.3604Norse (Skathi) group2006S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
39L♣Jarnsaxajɑrnˈsæksə≈ 6~00001518,556,900−943.78162.861°0.1918Norse group2006S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
40XXITarvosˈtɑrvɵs≈ 15~0.002318,562,800+944.2334.679°0.5305Gallic group2000B. Gladman, J. Kavelaars
41XXV♣Mundilfariˌmʊndəlˈvɛri≈ 7~00002318,725,800−956.70169.378°0.198Norse group2000B. Gladman, J. Kavelaars
42S/2006 S 1≈ 6~00001518,930,200−972.41154.232°0.1303Norse (Skathi) group2006S. Sheppard, D.C. Jewitt, J. Kleyna
43S/2004 S 17≈ 4~00000519,099,200−985.45166.881°0.226Norse group2004S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
44XXXVIII♣Bergelmirbɛərˈjɛlmɪər≈ 6~00001519,104,000−985.83157.384°0.152Norse (Skathi) group2004S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
45XXXI♣Narviˈnɑrvi≈ 7~00002319,395,200−1,008.45137.292°0.320Norse (Narvi) group2003S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
46XXIII♣Suttungrˈsʊtʊŋɡər≈ 7~00002319,579,000−1,022.82174.321°0.131Norse group2000B. Gladman, J. Kavelaars
47XLIII♣Hatiˈhɑːti≈ 6~00001519,709,300−1,033.05163.131°0.291Norse group2004S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
48S/2004 S 12≈ 5~00000919,905,900−1,048.54164.042°0.396Norse group2004S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
49XL♣Farbautifɑrˈbaʊti≈ 5~00000919,984,800−1,054.78158.361°0.209Norse (Skathi) group2004S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
50XXXThrymrˈθrɪmər≈ 7~00002320,278,100−1,078.09174.524°0.453Norse group2000B. Gladman, J. Kavelaars
51XXXVIAegirˈaɪ.ɪər≈ 6~00001520,482,900−1,094.46167.425°0.237Norse group2004S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
52S/2007 S 3≈ 5~00000920,518,500≈ −1,100177.22°0.130Norse group2007S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
53XXXIX♣Bestlaˈbɛstlə≈ 7~00002320,570,000−1,101.45147.395°0.77Norse (Narvi) group2004S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
54S/2004 S 7≈ 6~00001520,576,700−1,101.99165.596°0.5299Norse group2004S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
55S/2006 S 3≈ 6~00001521,076,300−1,142.37150.817°0.4710Norse (Skathi) group2006S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
56XLI♣Fenrirˈfɛnrɪər≈ 4~00000521,930,644−1,212.53162.832°0.131Norse group2004S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
57XLVIII♣Surturˈsʊərtər≈ 6~00001522,288,916−1,242.36166.918°0.3680Norse group2006S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
58XLV♣Kariˈkɑri≈ 7~00002322,321,200−1,245.06148.384°0.3405Norse (Skathi) group2006S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
59XIXYmirˈɪmɪər≈ 18~00039722,429,673−1,254.15172.143°0.3349Norse group2000B. Gladman, J. Kavelaars
60XLVI♣Logeˈlɔɪ.eɪ≈ 6~00001522,984,322−1,300.95166.539°0.1390Norse group2006S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna
61XLIIFornjotˈfɔrnjɒt≈ 6~00001524,504,879−1,432.16167.886°0.186Norse group2004S. Sheppard, D. Jewitt, J. Kleyna

Ghi chú

Tham khảo


Liên kết ngoài