Vnitřní měsíc ( angl. Inner moon ) je přirozená družice s progresivním pohybem na dráze s malým sklonem uvnitř oblasti velkých družic planety. Obvykle se předpokládá, že takové satelity vznikly na stejném místě a ve stejnou dobu jako planeta. Výjimkou jsou přirozené satelity Neptunu, protože se pravděpodobně jedná o znovu poskládané fragmenty původních objektů, které se zhroutily při zachycení velkého satelitu - Tritonu . [1] Vnitřní satelity se od ostatních pravidelných satelitů liší svou blízkostí k planetě, krátkými oběžnými dobami, nízkou hmotností, velikostí a nepravidelným tvarem.
V současné době je známo asi třicet vnitřních satelitů, které obíhají kolem všech čtyř obřích planet (Jupiter, Saturn, Uran a Neptun). Vzhledem k malé velikosti a lesku planety je obtížné pozorovat vnitřní satelity ze Země. Některé vnitřní měsíce, jako Pan a Dafnis poblíž Saturnu, byly pozorovány pouze kosmickými sondami.
První pozorovaný vnitřní měsíc byl Amalthea , objevený Edwardem Barnardem v roce 1892. Další byly Saturnovy měsíce Epimetheus a Janus , pozorované v roce 1966. Tyto dva satelity jsou na stejné oběžné dráze, což vedlo ke zmatkům, které se podařilo vyřešit až po průletu Voyageru 1 v roce 1980. Většinu ostatních známých vnitřních satelitů objevily Voyager 1 a Voyager 2 během jejich průletů kolem Jupiteru (1979), Saturnu (1980), Uranu (1986) a Neptunu (1989).
Všechny vnitřní satelity jsou na téměř kruhových prográdních drahách. Střední hodnota excentricity je 0,0012; satelit s nejvyšší orbitální excentricitou je Phoebe , e=0,0177. Sklon dráhy k rovině rovníku planety je také velmi malý. Všechny známé vnitřní satelity kromě jednoho mají sklon menší než jeden stupeň se střední hodnotou 0,1°. Naiad, měsíc nejbližší Neptunu, je výjimkou: jeho dráha je skloněna pod úhlem 4,75° k rovině Neptunova rovníku.
Nejvnitřnější satelity obíhají v oblastech planetárních prstenců, v rámci Rocheova limitu pro kapalná tělesa, a pouze vnitřní síly a tření brání zničení satelitů působením slapových sil. To znamená, že pokud položíte kámen na povrch satelitu v bodě nejvzdálenějším od planety, slapová síla bude větší než síla přitahování kamene satelitem, v důsledku čehož se kámen odletět z povrchu. Z tohoto důvodu fotografie povrchu takových satelitů ukazují, že jsou bez prachu a kamenů na povrchu.
Nejextrémnějšími případy jsou Pan, který obíhá uvnitř prstenců v rámci 70% Rocheovy hranice, a Naiad. Hustota Naiad není známa, takže přesný Rocheův limit pro ni není také znám, ale pokud předpokládáme hustotu 1100 kg / m³, pak je Naiad v ještě menší vzdálenosti od planety vzhledem k Rocheově limitu.
Ty ze satelitů, které mají periodu rotace kratší než periodu rotace planety, zažívají zpomalení přílivu a odlivu, což vede k postupnému přibližování se k planetě ve spirále. Ve vzdálené budoucnosti takové satelity spadnou na planetu nebo budou zničeny slapovými silami. Příklady takových měsíců jsou Jupiterův Metis a Adrastea , stejně jako většina známých vnitřních měsíců Uranu a Neptunu, až po Perditu a Larissu včetně . Žádný ze Saturnových měsíců však tuto vlastnost nemá, protože samotný Saturn se rychle otáčí.
Vnitřní satelity jsou malé ve srovnání s velkými satelity planet. Všechny známé vnitřní satelity jsou příliš malé na to, aby získaly a udržely sféroidní tvar. Mnohé z nich jsou silně protáhlé, jako například Amalthea, jejíž délka je dvakrát větší než šířka. Největší vnitřní družicí je Proteus , dosahuje velikosti 440 km a tvarem se blíží kouli, ale stále není dostatečně velký, aby uvažoval o tvaru získaném pouze vlivem gravitační komprese. Většina známých vnitřních satelitů má velikost mezi 50 a 100 km, nejmenší je Daphnis s velikostí mezi 6 a 8 km. Nepotvrzené objekty obíhající v blízkosti Saturnova prstence F , jako je S/2004 S 6 , by mohly být ještě menší měsíce, pokud se nejedná o dočasné prachové kapky. Sonda Cassini-Huygens našla důkaz (malé prachové prstence), že i menší satelity mohou obíhat kolem Cassini slotu . [2] Velikosti nejmenších známých vnitřních satelitů rostou se vzdáleností planet od Slunce, ale tato závislost pravděpodobně souvisí s obtížností identifikace malých satelitů kolem vzdálených planet.
Vnitřní měsíce jsou v přílivovém zámku , takže jejich oběžná doba je synchronizována s dobou rotace, takže jsou vždy obráceny na stejnou stranu planety. Hlavní osy obrazců satelitů obvykle směřují k planetě.
Všechny vnitřní měsíce Jupiteru, Uranu a Neptunu mají velmi tmavý povrch s albedem 0,06 ( Metis ) až 0,10 ( Adrastea ). Saturnovy měsíce na druhé straně mají světlý povrch s albedem v rozmezí od 0,4 do 0,6. Předpokládá se, že povrchy těchto satelitů jsou pokryty ledovými částicemi, které vznikly v systému prstenců, kde satelity obíhají. Vnitřní měsíce jiných planet mohly ztmavnout kvůli účinkům kosmického zvětrávání . Žádný ze známých vnitřních satelitů nemá atmosféru.
Vnitřní satelity, které byly zobrazeny, mají povrchy s velkým počtem kráterů. Rychlost tvorby kráterů na objektech obíhajících v blízkosti obří planety je vyšší než u hlavních a vnějších satelitů, protože existuje fenomén gravitačního zaostřování: objekty obíhající kolem Slunce se při průchodu v blízkosti plynných obrů odchylují směrem k planetě díky jeho přitažlivosti, takže pravděpodobnost kolizí v případě nalezení satelitu v blízkosti planety je mnohem vyšší než u vnějších satelitů a meziplanetárního prostoru. V důsledku toho by podle odhadů měly být velmi malé satelity v blízkosti planet zničeny srážkami na časových měřítcích, které jsou mnohem menší než stáří sluneční soustavy. Takové odhady udávají minimální velikost satelitů, které lze zachovat.
Nejméně dva vnitřní měsíce Saturnu (Atlas a Prometheus) mají rovníkové hřbety. Zvlášť výrazný je hřeben na Atlasu. Pandora je také pokryta látkou, která na ni pravděpodobně spadla. Předpokládá se, že důvodem je narůstání hmoty prstenců na satelity. Dalším důkazem tohoto jevu může být nízká hustota satelitů a vysoké albedo. Bylo pozorováno, že Prometheus stahuje hmotu prstence F během periodických úzkých průchodů.
Jupiter má nejmenší sadu vnitřních měsíců, včetně pouze čtyř z následujících:
Sedm vnitřních měsíců Saturnu úzce souvisí s jeho prstencovým systémem, z nichž mnohé obíhají uvnitř prstenců a vytvářejí mezi měsíci mezery nebo malé prstence.
Některé objekty, jejichž poloha je známá, jako S/2004 S 3 , S/2004 S 4 a S/2004 S 6 , někdy obklopené prachovým halo, byly pozorovány v blízkosti prstence F, ale v současné době není jasné. zda jsou tyto satelity přechodnými shluky nebo obsahují pevné objekty (satelity).
Uran má velký vnitřní satelitní systém, který v současné době obsahuje 13 satelitů:
Neptun má sedm vnitřních měsíců:
Předpokládá se, že tyto satelity jsou << hromady sutin >>, znovu sestavené z fragmentů původních satelitů Neptunu. Tyto satelity byly silně ovlivněny Tritonem v období krátce poté, co byl satelit zachycen na počáteční oběžnou dráhu s velkou excentricitou. Perturbace vedly ke srážkám satelitů a ta část úlomků, která se neztratila, byla znovu sestavena do aktuálně pozorovaných satelitů poté, co se Tritonova dráha stala kruhovou. [jeden]
Většinu vnitřních satelitů zachytily Voyager 1 a Voyager 2. Většina vnitřních satelitů se na snímcích jeví jako jednotlivé pixely nebo mají průměr jen několik pixelů. Některé satelity však zobrazují podrobnosti o povrchu:
| Planeta | kosmická loď | |||
| Voyager 1 | Voyager 2 | Galileo | Cassini | |
|---|---|---|---|---|
| Jupiter | Amalthea | Amalthea Phoebe |
||
| Saturn | Pandora Prometheus Janus Epimetheus |
Atlas Pandora Prometheus Janus Epimetheus | ||
| Uran | Balíček | |||
| Neptune | Larissa Proteusová |
|||