Lloerennau Naturiol Planedau yn y System Solar
Mae lloeren naturiol yn gorff nefol sy'n cylchdroi planed neu blaned gorrach oherwydd ei atyniad disgyrchiant. Yng nghysawd yr haul, gelwir lloerennau naturiol yn aml yn "lleuadau," er bod y term hwnnw'n cyfeirio'n wreiddiol at y Lleuad yn cylchdroi'r Ddaear. Mae bodolaeth lloerennau naturiol yn fwy na dim ond ategu: maent yn dylanwadu ar sefydlogrwydd cylchdro planed, yn cynhyrchu llanw, yn sbarduno gweithgaredd daearegol, ac yn gwasanaethu fel labordai naturiol ar gyfer deall ffurfiant cysawd yr haul. O leuadau bach, afreolaidd eu siâp i leuadau enfawr sy'n fwy na Mercher, mae amrywiaeth lloerennau naturiol yn dangos natur ddeinamig hanes cosmig o'n cwmpas.
Tarddiad lloerennau naturiol: wedi'u ffurfio, eu dal, neu eu gwrthdaro
Mae gwyddonwyr yn grwpio ffurfio lloerennau naturiol i sawl prif senario. Yn gyntaf, maent yn ffurfio gyda'u planedau (cyd-ffurfiant) o ddisg o ddeunydd o amgylch planed ifanc. Credir bod hyn wedi digwydd gyda llawer o loerennau planedau enfawr fel Iau a Sadwrn, sydd â "mini-systemau" tebyg i systemau solar bach. Yn ail, cânt eu dal gan ddisgyrchiant, pan fydd gwrthrych sy'n mynd heibio yn colli egni (er enghraifft, trwy ryngweithiadau tri chorff neu lusgo nwy cynnar) ac yn cael ei ddal fel lloeren. Credir bod llawer o loerennau bach y mae eu horbitau wedi'u gogwyddo neu'n groes i gyfeiriad cylchdroi'r blaned wedi tarddu o'r broses hon. Yn drydydd, maent yn ffurfio o ganlyniad i effaith enfawr, fel y ddamcaniaeth fwyaf poblogaidd ar gyfer tarddiad Lleuad y Ddaear: gwrthdrawiad gwrthrych maint Mawrth â'r deunydd ifanc a daflwyd allan gan y Ddaear a glystyrodd at ei gilydd yn ddiweddarach i ffurfio'r Lleuad.
Mae amrywiaeth orbitau lloeren—rhai bron yn gylchol ac yn gyfochrog â chyhydedd y blaned, rhai yn eliptig iawn, a hyd yn oed rhai yn ôl-raddol—yn cofnodi olion y prosesau hyn.
Planedau daearol: llai o loerennau, ond dylanwadol iawn
Mae gan y planedau creigiog (Mercury, Venus, Ddaear, Mawrth) duedd i gael ychydig o loerennau. Mae hyn oherwydd eu màsau llai a'u meysydd disgyrchiant llai pwerus na'r planedau enfawr, gan ei gwneud hi'n anoddach cynnal neu "gasglu" systemau lloeren mawr.
Mercwri: dim lloerennau naturiol
Nid oes gan Mercher unrhyw loerennau naturiol. Mae ei agosrwydd at yr Haul yn creu amgylchedd disgyrchiant ac ymbelydredd eithafol. Ar ben hynny, mae'r rhanbarth orbitol sefydlog ar gyfer lloerennau (lle nad ydynt yn cael eu "tynnu" yn hawdd gan yr Haul) yn fwy cyfyngedig.
Venus: dim lloerennau, dirgelwch deinameg
Nid oes gan Gwener unrhyw loerennau naturiol chwaith. Mae rhai damcaniaethau'n awgrymu y gallai fod gan Gwener loerennau bach ar un adeg a gollwyd yn ddiweddarach oherwydd rhyngweithiadau neu effeithiau llanw. Mae cylchdro hynod araf, yn ôl-raddol Gwener yn aml wedi arwain at drafodaethau ynghylch a oedd ei gorffennol yn cynnwys digwyddiad effaith mawr.
Ddaear: Y Lleuad fel sefydlogwr a gyrrwr llanw
Mae gan y Ddaear un lloeren naturiol sy'n fawr iawn o'i gymharu â'i faint: y Lleuad. Mae'r Lleuad yn dylanwadu ar y Ddaear mewn sawl ffordd, yn enwedig llanw'r cefnfor a sefydlogrwydd ei hechelin gylchdro. Credir bod y sefydlogrwydd hwn yn helpu i gadw hinsawdd y Ddaear yn fwy cyson dros raddfeydd amser daearegol. Mae wyneb y Lleuad yn dal cofnod o'r system solar gynnar oherwydd nad oes ganddi awyrgylch a gweithgaredd tectonig dwys fel y Ddaear; mae ei chraterau'n gwasanaethu fel archif o effeithiau'r gorffennol.
Mawrth: Phobos a Deimos, lleuadau bach a allai fod wedi cael eu dal
Mae gan Fawrth ddwy leuad fach: Phobos a Deimos. Mae'r ddau o siâp afreolaidd, yn dywyll, ac yn llawer llai na'r Lleuad. Mae llawer o wyddonwyr yn amau eu bod yn asteroidau wedi'u dal, er bod damcaniaeth hefyd eu bod wedi ffurfio o falurion o effaith fawr ar Fawrth. Mae Phobos yn orbitio'n agos iawn ac mae'n disgyn yn araf tuag at Fawrth; disgwylir iddo ddadfeilio'n gylch neu ddisgyn i wyneb Mawrth yn y pen draw.
Planedau nwy enfawr: teyrnas gymhleth o loerennau
Mae gan y planedau nwy cawr (Iau a Sadwrn) lawer o loerennau oherwydd eu màs mawr, eu disgiau ffurfio helaeth, a'u gallu disgyrchiant cryf i ddal gwrthrychau.
Iau: Lleuadau Galilea a'r potensial ar gyfer bydoedd cefnforol
Mae Iau yn enwog am ei bedwar lloeren fawr a ddarganfuwyd gan Galileo Galilei ym 1610: Io, Europa, Ganymede, a Callisto (a elwir yn loerennau Galileo). Mae'r pedwar yn arddangos amrywiadau eithafol:
– Io yw'r corff mwyaf gweithredol yn folcanig yn y system solar, wedi'i gynhesu gan rymoedd llanw o atyniad Iau ac atseiniau orbitol gydag Europa a Ganymede.
– Mae gan Europa arwyneb rhewllyd cymharol llyfn, gydag arwyddion cryf o gefnfor hylifol o dan yr iâ—ymgeisydd amlwg ar gyfer chwilio am fywyd microbaidd.
– Ganymede yw'r lloeren fwyaf yn y system solar, hyd yn oed yn fwy na Mercher, ac mae ganddi ei maes magnetig ei hun.
– Mae Callisto wedi’i orchuddio’n drwm â chraterau ac yn gymharol “dawel”, gan gofnodi hanes hir o wrthdrawiadau.
Yn ogystal â'r lloerennau mawr, mae gan Iau ddwsinau o loerennau bach, y mae llawer ohonynt yn orbitio'n ôl-raddol ac yn cael eu credu eu bod yn gyrff wedi'u dal neu wedi'u darnio o wrthrychau mwy.
Sadwrn: Titan, Enceladus, a bydoedd y cylchoedd
Mae Sadwrn yn fwyaf adnabyddus am ei system gylchoedd, ond mae ei lleuadau yr un mor ddiddorol. Titan yw lleuad fwyaf Sadwrn a'r unig un sydd ag awyrgylch trwchus. Mae gan Titan lynnoedd a glaw methan/ethan, gan ei wneud yn analog unigryw ar gyfer prosesau cemegol cyn-fiotig er gwaethaf ei dymheredd oer.
Lleuad amlwg arall yw Enceladus, sy'n chwydu geysers o rew ac anwedd dŵr o graciau yn ei begwn deheuol. Mae'r plu hyn yn awgrymu cefnfor tanddaearol a allai fod yn gartref i amodau byw. Mae llawer o ronynnau o geysers Enceladus yn cyfrannu at gylchoedd Sadwrn, gan ddangos y berthynas agos rhwng y lleuad a strwythur y cylch.
Planedau cawr iâ: lloerennau unigryw ac olion newid dramatig
Yn aml, gelwir Wranws a Neifion yn gewri iâ oherwydd bod eu cyfansoddiadau'n gyfoethog mewn "iâ" fel dŵr, amonia, a methan o dan bwysau uchel. Mae eu lleuadau'n cynnig cliwiau am eu hanes o wrthdrawiadau a chipio.
Wranws: system lloeren gyda deinameg rhyfedd
Mae gan Wranws echelin sydd wedi'i gogwyddo'n fawr iawn—mae'n ymddangos ei fod yn "rholio" o amgylch yr Haul. Credir mai canlyniad effaith enfawr yn ei hanes cynnar yw hyn. Mae prif leuadau Wranws, Titania, Oberon, Umbriel, Ariel, a Miranda, yn dangos rhai arwynebau wedi'u cracio ac arwyddion o weithgarwch yn y gorffennol. Mae Miranda yn nodedig am ei arwyneb "cymysg" iawn, sy'n awgrymu ei fod wedi mynd trwy brosesau daearegol cymhleth.
Neifion: Triton, lloeren ôl-weithredol y credir ei bod wedi'i chipio
Lleuad bwysicaf Neifion yw Triton, sy'n cylchdroi'n ôl-raddol. Mae hyn yn awgrymu'n gryf bod Triton wedi'i gipio, o bosibl yn tarddu o Wregys Kuiper. Mae gan Triton geysers nitrogen ac arwyneb rhewllyd gweithredol. Credir bod cipio Triton wedi tarfu ar system lloeren gynharach Neifion, gan o bosibl ddinistrio neu ddiarddel lleuadau hŷn.
Pam mae lloerennau naturiol yn bwysig i wyddoniaeth?
Mae astudio lloerennau naturiol yn ateb llawer o gwestiynau sylfaenol: sut mae planedau'n ffurfio, sut mae cemeg yn esblygu, a ble y gallai amodau bywiog godi. Mae lloerennau fel Europa ac Enceladus o ddiddordeb mawr oherwydd eu potensial ar gyfer dŵr hylif a ffynonellau ynni mewnol. Mae Lleuad y Ddaear yn helpu i ddeall hanes cynnar ffurfio planedau daearol. Yn y cyfamser, mae lloerennau bach, afreolaidd yn darparu cliwiau i brosesau mudo a chipio planedau yn y system solar gynnar.
Mae lloerennau hefyd yn gweithredu fel "rheolyddion" dynameg. Gall grymoedd llanw gynhesu tu mewn lloerennau, ymestyn gweithgaredd daearegol, a hyd yn oed ddylanwadu ar yr atmosffer. Mae rhyngweithiadau lloerennau â modrwyau—fel y "lleuadau bugail" sy'n gwarchod ymylon modrwyau—yn awgrymu bod disgyrchiant, microgwrthdrawiadau, ac atseiniau orbitol yn cydweithio i lunio'r strwythurau a welwn.
Cau
Mae lloerennau naturiol y planedau yn ein system solar yn fydoedd bach gyda phersonoliaethau rhyfeddol. Mae rhai wedi marw ac wedi'u crateru fel Callisto, mae eraill wedi'u difrodi gan folcanig fel Io, mae eraill yn llochesu cefnforoedd cudd fel Europa ac Enceladus, ac mae gan eraill atmosfferau trwchus fel Titan. Mae deall lloerennau naturiol yn golygu deall hanes ffurfio planedau, dynameg disgyrchiant, a'r siawns y bydd amgylchedd sy'n cynnal bywyd yn dod i'r amlwg. Yn y degawdau nesaf, mae'n debyg y bydd teithiau gofod sy'n targedu lleuadau rhewllyd a systemau lloeren planedau anferth yn allweddol i ateb y cwestiynau mawr: pa mor unigryw yw'r Ddaear, ac a yw bywyd yn bosibl mewn mannau eraill yn y system solar?
Os hoffech chi, gallaf ychwanegu tabl cyflym o brif leuadau pob planed neu greu fersiwn o'r erthygl sy'n canolbwyntio mwy ar "leuadau a allai fod yn fyw ynddynt" fel Europa, Enceladus, a Titan.
