Vệ Tinh Nix: Vệ tinh tự nhiên của Sao Diêm Vương

Nó được khám phá cùng lúc với vệ tinh ngoài cùng Hydra của Sao Diêm Vương vào tháng 6 năm 2005 bởi Đội tìm kiếm các Thiên thể đồng hành với Sao Diêm Vương. Nó được đặt tên theo Nyx, nữ thần bóng đêm trong thần thoại Hy Lạp. Theo khoảng cách từ Sao Diêm Vương, Nix là vệ tinh thứ ba, có quỹ đạo giữa các vệ tinh Styx và Kerberos.

Nix

Ảnh màu được nâng cao của Nix, chụp bởi New Horizons
Khám phá Vệ Tinh Nix
Khám phá Vệ Tinh Nix bởi	Kính viễn vọng không gian Hubble Đội tìm kiếm các Thiên thể đồng hành với Sao Diêm Vương
Ngày phát hiện	Ngày 15 tháng 6 năm 2005
Tên định danh
Tên định danh	Pluto II
Phiên âm	/ˈnɪks/
Đặt tên Vệ Tinh Nix theo	Νύξ Nyx
Tên thay thế	S/2005 (134340) 2 S/2005 P 2
Tính từ	Nictian /ˈnɪktiən/
Đặc trưng quỹ đạo
Bán trục lớn	48694 ± 3 km
Độ lệch tâm	0,002036 ± 0,000050
Chu kỳ quỹ đạo	24,85463 ± 0,00003 d
Độ nghiêng quỹ đạo	0,133 ± 0,008° (122,53 ± 0,008° đến quỹ đạo của Sao Diêm Vương)
Vệ tinh của	Sao Diêm Vương
Đặc trưng vật lý
Kích thước	49,8 x 33,2 x 31,1 km
Khối lượng	(4,5 ± 4,0) x 1016 kg
Mật độ trung bình	1,37 g/cm³
Hấp dẫn bề mặt	0,00016319 ± 0,00001813222 g
Chu kỳ tự quay	1,829 ± 0,009 d quay hỗn loạn (giảm 10% giữa sự khám phá và bay qua)
Độ nghiêng trục quay	132° (đến mặt phẳng quỹ đạo; tháng 7 năm 2015) (nghịch hành 48°)
Suất phản chiếu	0,56 ± 0,05 hình học
Nhiệt độ	33–55 K
Cấp sao biểu kiến	23.38–23.7 (được đo)

Tàu vũ trụ New Horizons đã chụp ảnh hệ Sao Diêm Vương, bao gồm Nix, khi nó bay qua khu vực này vào tháng 7 năm 2015. Các hình ảnh từ tàu New Horizons cho thấy một khu vực lớn màu đỏ trên thiên thể này, có khả năng là một hố va chạm.

 

Các thành viên của Đội tìm kiếm các Thiên thể đồng hành với Sao Diêm Vương đã sử dụng Kính viễn vọng không gian Hubble để khám phá ra Nix. Đội New Horizons nghi ngờ rằng Sao Diêm Vương và vệ tinh của nó Charon có thể ở trong trạng thái đồng hành với những vệ tinh khác, vì vậy họ sử dụng Kính viễn vọng không gian Hubble để tìm kiếm những vệ tinh mờ xung quanh Sao Diêm Vương vào năm 2005. Kể từ khi cấp sao của Nix mờ hơn Sao Diêm Vương 5 lần, các hình ảnh chụp dài được chụp theo thứ tự để tìm nó.

Các bức ảnh từ vệ tinh này được chụp vào các ngày 15 tháng 5 và 18 tháng 5 năm 2005. Max J. Mutchler đã khám phá Nix và Hydra một cách độc lập vào ngày 15 tháng 6 năm 2005 và bởi Andrew J. Steffl vào ngày 15 tháng 8 năm 2005. Các phát hiện này đã được công bố vào ngày 31 tháng 10 năm 2005, sau những xác nhận tiên đoán sơ bộ trước đó từ năm 2002. Hai vệ tinh mới khám phá của Sao Diêm Vương có định danh tạm thời là S/2005 P 1 (Hydra) và S/2005 P 2 (Nix). Chúng được biết đến một cách không chính thức là "P1" và "P2", theo thứ tự bởi đội khám phá.

 

Hiệp hội thiên văn quốc tế (IAU) đã chấp nhận cái tên Nix và đã công bố nó vào ngày 21 tháng 6 năm 2006 cùng với việc đặt tên Hydra trong Thông tư IAU 8723. Nix được đặt tên theo Nyx, nữ thần bóng đêm của Hy Lạp và là mẹ của Charon, người chèo đò của Hades trong thần thoại Hy Lạp. Hai vệ tinh mới có tên một cách có chủ ý theo tên viết tắt N và H để vinh danh sứ mệnh New Horizons đến Sao Diêm Vương, tương tự như cách hai chữ cái đầu tiên của tên Sao Diêm Vương tôn vinh Percival Lowell. Đề nghị ban đầu cho việc đặt tên cho Nix là sử dụng cách đánh vần cổ đại Nyx, tuy nhiên để tránh sự nhầm lẫn với tiểu hành tinh 3908 Nyx, cách đánh vần đã chuyển thành Nix, kiểu đánh vần Ai Cập của cái tên. Dạng tính từ của cái tên là Nictian (tiếng Nga Никта Nikta).

Tên của các đặc điểm trên các vật thể trong hệ Sao Diêm Vương có liên quan đến thần thoại và văn học và lịch sử khám phá. Cụ thể, tên của các đặc điểm trên Nix phải liên quan đến các vị thần bóng đêm từ văn học, thần thoại và lịch sử.

Các vệ tinh nhỏ hơn của Sao Diêm Vương, bao gồm Nix, có thể là hình thành từ các mảnh vỡ bị đẩy ra từ một vụ va chạm lớn giữa Sao Diêm Vương và một vật thể khác ở vành đai Kuiper, tương tự như cách Mặt Trăng được cho là hình thành từ các mảnh vỡ bị đẩy ra bởi một vụ va chạm lớn của Trái Đất. Các mảnh vụn từ vụ va chạm sau đó sẽ hợp lại thành các vệ tinh của Sao Diêm Vương. Tuy nhiên, giả thuyết va chạm không thể giải thích cách Nix duy trì bề mặt phản chiếu cao của nó.

Đặc điểm Vệ Tinh Nix vật lý

Nix có hình dạng thuôn dài. Nó có trục dài nhất dài 49,8 km (30,9 mi) và trục ngắn nhất dài 31,1 km (19,3 mi). Điều này mang lại cho vệ tinh kích thước được đo là 49,8 km × 33,2 km × 31,1 km.

Nghiên cứu ban đầu xuất hiện cho thấy bề mặt của Nix có màu đỏ. Trái ngược với điều này, các nghiên cứu khác cho thấy vệ tinh có phổ trung tính, tương tự như các vệ tinh nhỏ của Sao Diêm Vương. Phổ trung tính của vật thể này biểu thị rằng nước đá hiện diện trên bề mặt của nó. Nix cũng có vẻ khác nhau về độ sáng và suất phản chiếu, hoặc độ phản xạ. Sự dao động độ sáng được cho là do các khu vực có các vệt anbêđô khác nhau trên bề mặt của vệ tinh. Hình ảnh của Nix từ tàu vũ trụ New Horizons cho thấy một khu vực màu đỏ lớn rộng khoảng 18 km, có thể giải thích hai phép đo mâu thuẫn về màu sắc bề mặt của Nix.

Khu vực màu đỏ được cho là một miệng hố va chạm lớn, nơi vật liệu màu đỏ được đẩy ra từ bên dưới lớp băng nước của Nix và đọng lại trên bề mặt của nó. Trong trường hợp này, Nix có thể sẽ có các lớp đất mặt bắt nguồn từ vụ va chạm. Một giải thích khác cho thấy rằng vật liệu màu đỏ có thể có nguồn gốc từ một vụ va chạm với Nix và một vật thể khác có thành phần khác. Tuy nhiên, không có biến thể màu đáng kể trên các miệng hố va chạm khác trên Nix.

Sự hiện diện của nước đá trên bề mặt của Nix chịu trách nhiệm cho độ phản xạ cao của nó. Một lượng khí mêtan đóng băng cũng có thể xuất hiện trên bề mặt của Nix và có thể chịu trách nhiệm cho sự hiện diện của vật liệu màu đỏ, có khả năng là tholin, trên bề mặt của nó. Trong trường hợp này, tholin trên bề mặt Nix có thể bắt nguồn từ phản ứng của mêtan với bức xạ cực tím từ Mặt Trời. Bắt nguồn từ dữ liệu đếm miệng núi lửa từ New Horizons, tuổi tác của bề mặt Nix được ước tính ít nhất là bốn tỷ năm tuổi.

Sự tự quay

Nix không bị khóa thủy triều và hỗn loạn tương tự như tất cả các vệ tinh nhỏ hơn của Sao Diêm Vương; độ nghiêng trục và thời gian quay của vệ tinh thay đổi rất nhiều trong khoảng thời gian ngắn. Do sự tự quay hỗn loạn của Nix, đôi khi nó có thể lật toàn bộ trục quay của nó. Các ảnh hưởng hấp dẫn khác nhau của Sao Diêm Vương và Charon khi chúng quay quanh khối tâm hệ của chúng gây ra sự hỗn loạn của các vệ tinh nhỏ của Sao Diêm Vương, bao gồm cả Nix. Sự hỗn loạn của Nix cũng được củng cố bởi hình dạng thuôn dài của nó, tạo ra các mô men tác động lên vật thể. Vào thời điểm New Horizons bay qua, Nix đang quay với thời gian 43,9 giờ lùi về xích đạo của Sao Diêm Vương với độ nghiêng trục 132 độ - nó quay ngược về quỹ đạo của nó quanh Sao Diêm Vương. Tốc độ quay của Nix đã tăng 10 phần trăm kể từ khi Nix được phát hiện; nó đã quay nhanh hơn kể từ khi phát hiện ra nó.

Quỹ đạo

Nix quay quanh khối tâm hệ Sao Diêm Vương-Charon ở khoảng cách 48.694 km (30.257 mi), giữa các quỹ đạo của Styx và

Hình động của các vệ tinh của Sao Diêm Vương quanh khối tâm hệ Sao Diêm Vương - mặt phẳng hoàng đạo

 

Nhìn từ bên trên

 

Nhìn từ bên cạnh

       Sao Diêm Vương ·        Charon ·        Styx ·        Nix ·        Kerberos ·        Hydra

Kerberos. Tất cả các vệ tinh của Sao Diêm Vương bao gồm Nix đều có quỹ đạo rất tròn là đồng phẳng với quỹ đạo của Charon; các vệ tinh của Sao Diêm Vương có độ nghiêng quỹ đạo rất thấp so với đường xích đạo của Sao Diêm Vương. Các quỹ đạo gần như tròn và đồng phẳng của các mặt trăng của Sao Diêm Vương cho thấy rằng chúng có thể đã trải qua các diễn biến thủy triều kể từ khi hình thành. Vào thời điểm hình thành các mặt trăng nhỏ hơn của Sao Diêm Vương, Nix có thể có quỹ đạo lệch tâm hơn xung quanh khối tâm hệ Sao Diêm Vương-Charon. Quỹ đạo tròn hiện tại của Nix có thể đã được gây ra bởi sự suy giảm thủy triều của Charon về độ lệch tâm của quỹ đạo của nó, thông qua các tương tác thủy triều. Các tương tác thủy triều lẫn nhau của Charon trên quỹ đạo của Nix sẽ khiến nó chuyển độ lệch quỹ đạo của nó sang Charon, do đó làm cho quỹ đạo của Nix dần trở nên tròn hơn theo thời gian.

Nix có chu kỳ quỹ đạo khoảng 24,8546 ngày và quỹ đạo của nó cộng hưởng với các vệ tinh khác của Sao Diêm Vương. Nix nằm trong cộng hưởng quỹ đạo 3: 2 với Hydra và cộng hưởng 9:11 với Styx (các tỷ lệ biểu thị số lượng quỹ đạo hoàn thành trong mỗi đơn vị thời gian; tỷ lệ thời gian là nghịch đảo). Kết quả của sự cộng hưởng 3 vật thể "giống như Laplace" này, nó có các sự giao hội với Styx và Hydra theo tỷ lệ 2: 3.

Thời kỳ quỹ đạo của Nix gần với cộng hưởng quỹ đạo 1: 4 với Charon, với chênh lệch thời gian là 2,8%; không có cộng hưởng hoạt động. Một giả thuyết giải thích về sự cộng hưởng gần như vậy là các cộng hưởng bắt nguồn trước sự di cư ra ngoài của Charon sau sự hình thành của cả năm vệ tinh đã biết và được duy trì bởi sự dao động cục bộ 9% trong cường độ trường hấp dẫn Sao Diêm Vương của Charon.

 

 

 

Chuỗi các sự giao hội của Hydra (xanh dương), Nix (đỏ) và Styx (đen) trong hơn một phần ba chu kỳ cộng hưởng của chúng. Các chuyển động bị đặt ngược chiều kim đồng hồ và các quỹ đạo hoàn thành được đo ở phía trên bên phải của sơ đồ (nhấp vào hình ảnh để xem toàn bộ chu kỳ).

 

Ảnh LORRI và MVIC được ghép lại của Nix.

 

Nix được chiếu sáng một nửa, chụp bởi New Horizons.

Tàu vũ trụ New Horizons đã thám hiểm hệ Sao Diêm Vương và chụp ảnh Sao Diêm Vương và các vệ tinh của nó trong thời gian bay qua vào ngày 14 tháng 7 năm 2015. Trong số các vệ tinh nhỏ hơn của Sao Diêm Vương, chỉ có Nix và Hydra được chụp ở độ phân giải đủ cao để có thể nhìn thấy các đặc điểm bề mặt. Trước sự bay của hệ Sao Diêm Vương, Máy chụp ảnh trinh sát tầm xa trên tàu New Horizons đã thực hiện các phép đo kích thước, ban đầu ước tính Nix có đường kính khoảng 35 km. Những hình ảnh chi tiết đầu tiên về Nix được chụp bởi New Horizons từ khoảng cách khoảng 231.000 km đã được liên kết xuống hoặc nhận được từ tàu vũ trụ vào ngày 18 tháng 7 năm 2015 và được phát hành ra công chúng vào ngày 21 tháng 7 năm 2015. Với độ phân giải hình ảnh 3 km (1,9 mi) mỗi pixel, hình dạng của Nix thường được gọi là hình dạng "thạch đậu". Hình ảnh màu nâng cao từ dụng cụ Ralph MVIC của New Horizons cho thấy một vùng màu đỏ trên bề mặt của nó. Từ những hình ảnh đó, một phép đo chính xác khác về kích thước của Nix đã được thực hiện, cho ra kích thước xấp xỉ 42 km × 36 km.

• Background Information Regarding Our Two Newly Discovered Satellites of Pluto (Thông tin cơ bản về hai vệ tinh mới được phát hiện của Sao Diêm Vương) – Trang web của những người khám phá
• Nix In Depth (Cận cảnh Nix) – Cuộc thăm dò Hệ Mặt Trời của NASA