Mycket har lärt sig om Saturnus månsystem under de senaste decennierna, tack vare Att resa uppdrag och de nyare undersökningar som utförts av Cassini rymdsond. Mellan dess uppskattade 150 månar och månar (endast 53 av dem har identifierats och namngetts) det råder ingen brist på vetenskapliga kuriosa och tillräckligt många mysterier för att hålla astronomer här på jorden sysselsatta i årtionden.
Tänk på Mimas, som ofta kallas Saturnus 'Dödsstjärnans måne' på grund av dess ovanliga utseende. Ungefär som Saturnus månar Tethys och Rhea , Mimas säregna egenskaper representerar något av ett mysterium. Det är inte bara nästan helt sammansatt av is, dess färg och ytegenskaper avslöjar en hel del om historien om det Saturnian (aka. Cronian) systemet. Utöver det kan det till och med hysa ett inre hav med flytande vatten.
Upptäckt och namngivning:
Saturnus måne Mimas upptäcktes av William Herschel 1789, mer än 100 år efter att Saturnus större månar upptäcktes av Christian Huygens och Giovanni Cassini. Som med alla de sju då kända satelliterna i Saturnus, föreslogs Mimas namn av William Herschels son John i hans publikation från 1847 Resultat av astronomiska observationer gjorda vid Godahoppsudden .
Mimas har fått sitt namn från en av titanerna i den grekiska mytologin, som var söner och döttrar till Cronus (den grekiska motsvarigheten till Jupiter). Mimas var en avkomma till Gaia, född från blodet från den kastrerade Uranus, som så småningom dog under kampen med de olympiska gudarna om kontroll över universum.
En kopia av teleskopet som William Herschel använde för att observera Uranus. Kredit: Alun Salt/Wikimedia Commons
Storlek, massa och omloppsbana:
Med en medelradie på 198,2 ± 0,4 km och en massa på cirka 3,75 × 1019kg, Mimas motsvarar i storlek 0,0311 jordar och 0,0000063 gånger så massiv. Den kretsar kring Saturnus på ett genomsnittligt avstånd (halvhuvudaxeln) på 185 539 km, den är den innersta av Saturnus större månar och den åttonde månen som kretsar kring Saturnus. Dens omloppsbana har också en mindre excentricitet på 0,0196, från 181 902 km vid periapsis och 189 176 km vid apoapsis.
Med en uppskattad omloppshastighet på 14,28 km/s tar Mimas 0,942 dagar att fullborda en enda bana om Saturnus. Som många av Saturnus månar. Mimas rotationsperiod är synkron med dess omloppsperiod, vilket betyder att den håller ett ansikte ständigt pekande mot planeten. Mimas är också i en 2:1 medelrörelseresonans med den större månen Tethys, och i en 2:3 resonans med den yttre F-ringen herdemånen, Pandora .
Komposition och ytegenskaper:
Mimas medeldensitet på 1,1479 ± 0,007 g/cm³ är bara något högre än vatten (1 g/cm³), vilket betyder att Mimas mestadels består av vattenis, med bara en liten mängd silikatsten. I detta avseende är Mimas mycket lik Tethys, Rhea och Dione - Saturnus månar som huvudsakligen består av vattenis.
På grund av tidvattenkrafterna som verkar på den är Mimas märkbart prolat - dvs dess längsta axel är cirka 10 % längre än den kortaste, vilket ger den dess äggformade utseende. Faktum är att Mimas med en diameter på 396 km (246 mi) precis är tillräckligt stor och massiv för att uppnå hydrostatisk jämvikt (dvs. att bli rundad i form av sin egen gravitationskraft). Mimas är den minsta kända astronomiska kroppen som har uppnått detta.
Mosaikbild av Mimas, skapad av bilder tagna av NASA:s rymdfarkost Cassini, som visar Herschel-kratern i mitten. Kredit: NASA/JPL
Tre typer av geologiska egenskaper är officiellt erkända på Mimas: kratrar, chasmata (klyftor) och catenae (kraterkedjor). Av dessa är kratrar de vanligaste, och man tror att många av dem har funnits sedan solsystemets början. Mimas yta är mättad med kratrar, där varje del av ytan visar synliga fördjupningar och nyare nedslag skriver över äldre.
Mimas mest utmärkande drag är den gigantiska nedslagskratern Herschel , uppkallad för att hedra William Herschel (upptäckaren av Uranus, dess månar Oberon , och Titania , och de kroniska månarna Enceladus och Mimas). Denna stora krater ger Mimas utseendet som 'Dödsstjärnan' frånStjärnornas krig. Med en diameter på 130 km (81 mi) är Herschels nästan en tredjedel av Mimas egen diameter.
Dess väggar är cirka 5 km (3,1 mi) höga, delar av golvet är 10 km (6,2 mi) djupt och dess centrala topp reser sig 6 km (3,7 mi) över kraterbotten. Om det fanns en krater av motsvarande skala på jorden skulle den vara över 4 000 km (2 500 mi) i diameter, vilket skulle göra den bredare än Australiens kontinent.
Nedslaget som gjorde denna krater måste nästan ha krossat Mimas och tros ha skapat sprickorna på motsatta sidan av månen genom att skicka stötvågor genom Mimas kropp. I detta avseende påminner Mimas yta mycket om Tethys, med sin massiva Odysseus krater på dess västra halvklot och det koncentriska Ithaca chasma , som tros ha bildats som ett resultat av påverkan som skapade Odysseus.
Färgkarta över Mimas, skapad med hjälp av data från Cassini-rymdsonden. Kredit: NASA/JPL/Caltech/SSI/LPI
Mimas yta är också mättad med mindre nedslagskratrar, men inga andra är i närheten av Herschels storlek. Kratringen är inte heller enhetlig, med större delen av ytan täckt av kratrar som är större än 40 km (25 mi) i diameter. Men i den södra polarregionen finns det i allmänhet inga kratrar som är större än 20 km (12 mi) i diameter.
Data erhållna 2014 frånCassinirymdfarkoster har också lett till spekulationer om ett möjligt inre hav. På grund av planetens frigöring (svängning i dess bana) tror forskare att planetens inre inte är enhetligt, vilket kan vara resultatet av ett stenigt inre eller ett inre hav vid gränsen mellan kärnan och manteln. Detta hav skulle sannolikt bibehållas tack vare tidvattenböjning orsakad av Mimas orbitala resonanser med Tethys och Pandora.
Ett antal funktioner i Saturnus ringar är också relaterade till resonanser med Mimas. Mimas är ansvarig för att rensa materialet från Cassini-divisionen, som är gapet mellan Saturnus två bredaste ringar - A-ringen och B-ringen. Mimas upprepade drag i Cassini Division-partiklarna, alltid i samma riktning, tvingar dem in i nya banor utanför gapet.
Partiklar i Huygens Gap vid den inre kanten av Cassini-divisionen är i en 2:1-resonans med Mimas. Med andra ord, de kretsar runt Saturnus två gånger för varje bana som Mimas konkurrerar med. Gränsen mellan C- och B-ringen är under tiden i en 3:1-resonans med Mimas; och nyligen visade sig G-ringen vara i en 7:6 samrotationsexcentricitetsresonans med Mimas.
Denna figur illustrerar det oväntade och bisarra mönstret av dagtemperaturer som finns på Saturnus lilla inre måne Mimas. Kredit: NASA/JPL/GSFC/SWRI/SSI
Utforskning:
Det första uppdraget att studera Mimas på nära håll var Pioneer 11 , som flög förbi Saturnus 1979 och närmade sig den 1 september 1979 på ett avstånd av 104 263 km. De Reser 1och2 uppdrag både flög förbi Mimas 1980 respektive 1981 och tog bilder av Saturnus atmosfär, dess ringar, dess månsystem. Bilder tagna avReser 1sonden var de första någonsin av Herschel-kratern.
Mimas har avbildats flera gånger avCassiniorbiter, som gick i omloppsbana runt Saturnus 2004. En nära förbiflygning inträffade den 13 februari 2010, dåCassinipasserade Mimas på ett avstånd av 9 500 km (5 900 mi). Förutom att tillhandahålla flera bilder av Mimas krateryta, tog den också mätningar av Mimas omloppsbana, vilket ledde till spekulationer om ett möjligt inre hav.
Saturnussystemet är verkligen ett under. Så många månar, så många mysterier och så många chanser att lära sig om bildningen av solsystemet och hur det kom till. Man kan bara hoppas att framtida uppdrag kan undersöka några av de djupare, som det som kan dölja sig under Mimas isiga, imponerande 'Death Star'-yta!
Vi har skrivit många bra artiklar om Mimas och Saturnus månar här på Universe Today. Här är en om Herschel-kratern , en om den första detaljerad look Cassini gjort, och en om dess 'Death Star'-framträdande.
En annan bra resurs om Mimas är Solutsikt , och du kan få ännu mer information från Nio planeter .
Vi har spelat in två avsnitt av Astronomy Cast bara om Saturnus. Den första är Avsnitt 59: Saturnus , och den andra är Avsnitt 61: Saturnus månar .