Намака

Намака (повне позначення (136108) Гаумеа II ) — менший внутрішній супутник транснептунової карликової планети Гаумеа . Відкритий Майклом Е. Брауном та командою адаптивної оптики обсерваторії Кека восени 2005 року, він названий на честь , та однієї з дочок Гаумеї в . Намака рухається по сильно еліптичній орбіті, нахиленій приблизно на 13 градусів відносно екватора Гаумеї. Намака сильно збурюється як гравітаційним впливом більшого зовнішнього супутника Гаумеї, Хіїака, так і змінним гравітаційним полем витягнутої форми Гаумеї.

З діаметром близько 150км (93 милі), за прогнозами, Намака матиме неправильну форму та . Вона має відбивну поверхню, що складається з прісноводного льоду, подібну до поверхні Гаумеї та Хіїаки. Як і Хіїака, Намака вважається фрагментом Гаумеї, який був викинутий після гігантського зіткнення 4,4 мільярда років тому.

Відкриття та назва Намаку було відкрито восени 2005 року Майклом Е. Брауном та командою адаптивної оптики обсерваторії Кека на Мауна-Кеа, Гаваї . Її було помічено на зображеннях Гаумеї з високою роздільною здатністю, зроблених телескопом Keck II 1 березня, 28 травня та 30 червня 2005 року. Намаку не було розпізнано раніше, оскільки вона була набагато тьмянішою та ближчою до Гаумеї, ніж її яскравіший супутник Хіїака, який був відкритий Брауном та його командою ще в січні 2005 року. Про відкриття Намаки оголосило Центральне бюро астрономічних телеграм 1 грудня 2005 року.

Коли було оголошено про Намаку, їй було надано тимчасове позначення , що вказує на те, що це другий супутник Гаумеї (тоді відомого як ), відкритий 2005 року. Браун прозвав супутник «Блітцен» на честь одного з оленів Санта-Клауса, як продовження різдвяних прізвиськ, які він давав системі Гаумеа на той час.

Гаумеа, Хіїака та Намака були офіційно названі на честь гавайських божеств Міжнародним астрономічним союзом (МАС) 17 вересня 2008 року. У гавайській міфології Намака — це водний дух, народжений з тіла богині родючості Гаумеї . Ці назви були запропоновані МАС командою Брауна у вересні 2006 року, яка хотіла віддати шану місцю, де вони відкрили супутники Гаумеї.

Орбіта

Намака — внутрішній супутник Гаумеї, який обертається навколо карликової планети приблизно за 18,3 дні на середній відстані . Намака рухається по сильно нахиленій еліптичній орбіті з ексцентриситетом близько 0,22 та нахилом приблизно відносно екватора Гаумеї та орбітальної площини Хіїаки. Намака сильно збурюється як гравітаційним впливом Хіїаки, так і змінним гравітаційним полем витягнутої форми Гаумеї, що призводить до змінних у часі ексцентриситету та нахилу а також та орбіти Намаки.

Співвідношення орбітальних періодів Намаки та Хіїаки становить , що означає, що Намака та Хіїака можуть перебувати в (або близькі до) орбітальному резонансі середнього руху 8:3 один до одного, де Хіїака робить 3 оберти на кожні 8 обертів, виконаних Намакою. Хоча невідомо, чи перебувають Намака та Хіїака сьогодні в орбітальному резонансі 8:3, Моделювання показало, що цей резонанс, ймовірно, відіграв важливу роль у формуванні сучасних орбіт супутників, дозволивши Хіїаці перенести свій початковий ексцентриситет орбіти та нахил до Намаки протягом останніх кількох сотень мільйонів років. Невідомо, як давно почався цей резонанс і як довго він тривав.

Вплив на Гаумеї та її кільце Як і у випадку з Хіїакою, гравітація Намаки створює невеликий крутний момент на Гаумею, що призводить до повільної прецесії осі обертання карликової планети менш ніж на 1 градус. Період осьової прецесії Гаумеї, спричиненої Намакою, еквівалентний періоду вузлової прецесії орбіти Намаки, який становить кілька десятиліть. Гравітаційний вплив Намаки на кільце Гаумеї невеликий, оскільки місяць має малу масу та обертається далеко від кільця Гаумеї. Хоча похила орбіта Намаки може впливати на нахил кільця Гаумеї та потенційно розсіювати частинки кільця, ці ефекти нейтралізуються набагато сильнішими гравітаційними збуреннями, спричиненими сплющеною формою Гаумеї.

Спостереження

Якщо дивитися з Землі, Намака приблизно в 67 разів тьмяніша за Гаумею (1,5% яскравості Гаумеї) і в 3,7 рази тьмяніша за Хіїаку (~27% від яскравості Хіїаки). Оскільки Намака обертається поблизу Гаумеї, її кутова відстань від Гаумеї становить менше 1 кутової секунди, тому його неможливо розв'язати окремо без використання телескопів високої роздільної здатності, таких як космічний телескоп «Габбл».

Передбачалося, що Намака мала затемнити та побачити Гаумею 2009–2011 років, але спостереження не виявили жодного з них протягом цього часу. Пізніші перерахунки показали, що передбачені часові рамки затемнень Намаки та покриттів Гаумеї були загалом точними, але дещо зміщені в часі порівняно з попередніми прогнозами. Інколи Намака може проходити перед зіркою фону та блокувати її світло від Землі, що призводить до покриття. Лише одне покриття Намакою спостерігалося 16 березня 2025 року.

Фізичні характеристики

Розмір, маса та щільність Хоча діаметр Намаки погано обмежений, найімовірніше, це між , згідно зі спостереженнями у видимому світлі та тепловому інфрачервоному діапазоні з виведеними значеннями його альбедо та густини. Припускаючи середній діаметр , Намака була б приблизно вдвічі меншою за діаметр Хіїаки. Точніші та прецизійні вимірювання діаметра Намаки можна зробити, якщо спостерігати, як вона перекриває фонову зорю.

Намака має масу приблизно , що приблизно в десять разів менше маси Хіїаки (~10% маси Хіїаки) та приблизно в 3000 разів менша за Гаумеї (~0,03% маси Гаумеї). Масу Намаки було визначено шляхом спостереження за відхиленнями орбіт Намаки та , спричиненими їхнім гравітаційним впливом один на одного. Якщо Намака має діаметр , його маса вказувала б на низьку об'ємну щільність , що може свідчити про те, що Намака має дуже пористу внутрішню структуру, подібну до інших малих транснептунових об'єктів.

Поверхня Як і у Гаумеї та Хіїаки, поверхня Намаки здебільшого складається з прісноводного льоду. Хоча геометричне альбедо або відбивна здатність поверхні Намаки не вимірювалася, найімовірніше, вона становить від 50% до 80%.

Обертання та форма Очікується, що Намака матиме неправильну форму через свій малий розмір. Спостереження космічного телескопа «Габбл» 2008 року свідчать про те, що Намака має витягнуту форму, оскільки її яскравість коливається на 0,3 зоряної величини. Однак спостереження Хаббла 2009 та 2010 років не виявили жодних значних періодичних коливань яскравості Намаки, що може свідчити про те, що Намака має або сильно нахилену вісь обертання, або повільне обертання з періодом більше 1 дня.

Оскільки Намака обертається поблизу Гаумеї, очікується, що приливні сили карликової планети уповільнили обертання Намаки. Однак, якщо Намака обертається повільно, то обертання Намаки буде хаотичним, оскільки її ексцентрична орбіта призводить до виникнення численних спін-орбітальних резонансів, викликаних припливами Гаумеї. Моделювання передбачає, що нахил осі та період обертання Намаки можуть непередбачувано змінюватися протягом багатьох років, подібно до хаотично обертового супутника Сатурна, Гіперіона. Підтвердження повільного та хаотичного обертання Намаки буде складним, оскільки це вимагає тривалого періоду спостережень з високою роздільною здатністю.

Походження

Вважається, що Намака та Хіїака є фрагментами Гаумеї, які були викинуті внаслідок гігантського зіткнення 4,4 мільярда років тому (77–82 мільйони років після формування Сонячної системи ), коли Нептун мігрував назовні та гравітаційно розсіював об'єкти в поясі Койпера. Існує гіпотеза, що ця ударна подія стосувалася двох великих об'єктів поясу Койпера подібного розміру, які зіткнулися один з одним під кутом і об'єдналися в одне тіло, що швидко обертається, яке зрештою деформувалося в еліпсоїдне тіло, перетворившись на Гаумею, яку ми бачимо сьогодні. Хоча ця гіпотеза пояснює швидке обертання Гаумеї та високу об'ємну щільність, вона не пояснює існування супутників Гаумеї та сімейства крижаних об'єктів, що знаходяться на подібних орбітах, оскільки такий енергійний удар викинув би фрагменти зі швидкостями, що в кілька разів перевищують другу космічну швидкість.

Замість того, щоб утворитися безпосередньо в результаті гігантського зіткнення, вважається, що родина та супутники Гаумеї були викинуті внаслідок обертального поділу Гаумеї приблизно через 80 мільйонів років після удару (через 147–162 мільйони років після формування Сонячної системи). У дослідженні 2022 року, проведеному під керівництвом Джесіки Новіелло та її колег, було висловлено припущення, що Гаумеа продовжувала диференціювати та розширювати своє кам'яне ядро після гігантського зіткнення, що призвело до поступового прискорення швидкості обертання Гаумеї внаслідок збереження кутового моменту. Відцентрові сили на екваторі Гаумеї зрештою зросли настільки, що крижаний поверхневий матеріал почав викидатися на орбіту навколо Гаумеї, утворюючи диск матеріалу, який зрештою об'єднався в супутники. Близько 3% початкової маси Гаумеї та 14% її початкового кутового моменту було втрачено внаслідок обертального поділу.

Акреція матеріалу навколо Гаумеї, ймовірно, була повільною, на що натякає сучасна низька щільність Намаки. Деякі з супутників, що утворилися з цього диска, гравітаційно розсіялися один на одного та вийшли з системи Гаумеї, перетворившись на супутники родини Гаумеї, тоді як решта матеріалу на орбіті навколо Гаумеї перетворилася на Намаку, Хіїаку та кільце Гаумеа. Намака та Хіїака, ймовірно, сформувалися з початково компланарними та круговими орбітами поблизу своїх сучасних місць розташування від Гаумеї. Подальша орбітальна еволюція внаслідок припливних взаємодій з Гаумеєю та збурень від близько пролітаючих транснептунових об'єктів зрештою призвела до того, що Намака та Хіїака увійшли в орбітальний резонанс із середнім рухом 8:3, що призвело до їхніх сучасних орбіт.

Див. також

Хіїака – більший супутник Гаумеї Родина Гаумеа – популяція багатих на водяний лід об'єктів поясу Койпера, які були викинуті з Гаумеї 4,4 мільярда років тому.

Примітки

Посилання