A Belső Hold ( eng. Inner moon ) egy természetes műhold, amely előrehaladottan mozog a bolygó nagy műholdjainak tartományán belül kis dőléssel . Általában azt feltételezik, hogy az ilyen műholdak ugyanazon a helyen és ugyanabban az időben keletkeztek, mint a bolygó. A Neptunusz természetes műholdai kivételt képeznek, mivel valószínűleg az eredeti objektumok újra összeállított töredékei, amelyek összeomlottak egy nagy műhold - Triton - elfogása során . [1] A belső műholdak a bolygóhoz való közelségükben, rövid keringési periódusukban, kis tömegükben, méretükben és szabálytalan alakjukban különböznek a többi normál műholdaktól .
Jelenleg mintegy harminc belső műhold ismeretes, amelyek mind a négy óriásbolygó (Jupiter, Szaturnusz, Uránusz és Neptunusz) körül keringenek. A bolygó kis mérete és fényessége miatt a belső műholdakat nehéz megfigyelni a Földről. A belső holdak egy részét, mint például a Pan és a Daphnis a Szaturnusz közelében, csak űrhajók figyelték meg.
Az első megfigyelt belső hold az Amalthea volt, amelyet Edward Barnard fedezett fel 1892-ben. A Szaturnusz 1966-ban megfigyelt Epimetheus és Janus holdja következett. Ez a két műhold ugyanazon a pályán kering, ami zavart okozott, ami csak a Voyager 1 1980-as elrepülése után oldódott meg. A többi ismert belső műholdat a Voyager 1 és a Voyager 2 fedezte fel a Jupiter (1979), a Szaturnusz (1980), az Uránusz (1986) és a Neptunusz (1989) melletti elrepülése során.
Minden belső műhold csaknem körkörös előrehaladott pályán van. Az excentricitás medián értéke 0,0012; a legnagyobb orbitális excentricitású műhold a Phoebe , e=0,0177. A pálya dőlése a bolygó egyenlítőjének síkjához képest is nagyon kicsi. Egy kivételével az összes ismert belső műhold dőlésszöge kisebb, mint egy fok, mediánértéke 0,1°. Ez alól a Naiad, a Neptunuszhoz legközelebb eső hold kivétel: pályája 4,75°-os szöget zár be a Neptunusz egyenlítőjének síkjával.
A legbelső műholdak a bolygógyűrűk tartományaiban keringenek, a folyékony testekre vonatkozó Roche-határon belül , és csak a belső erők és a súrlódás akadályozza meg a műholdak pusztulását az árapály-erők hatására. Ez azt jelenti, hogy ha egy követ tesz a műhold felszínére a bolygótól legtávolabbi ponton, akkor az árapályerő nagyobb lesz, mint a kő műhold általi vonzási ereje, aminek következtében a kő elrepül a felszínről. Emiatt az ilyen műholdak felületéről készült fényképek azt mutatják, hogy nincs por és kövek a felszínükön.
A legszélsőségesebb eset a Pan, amely a 70%-os Roche határon belül kering a gyűrűkön belül, és a Naiad. A Naiad sűrűsége ismeretlen, így a pontos Roche-határ sem ismert, de ha 1100 kg/m³ sűrűséget feltételezünk, akkor a Naiad még kisebb távolságra van a bolygótól a Roche-határhoz képest.
Azok a műholdak, amelyeknek a forgási periódusa rövidebb, mint a bolygó forgási periódusa, árapály-lassulást tapasztalnak, ami a bolygó fokozatos spirálszerű közeledéséhez vezet. A távoli jövőben az ilyen műholdak a bolygóra esnek, vagy az árapály erők megsemmisítik őket. Ilyen holdak például a Jupiter Metis és Adrastea , valamint az Uránusz és a Neptunusz legtöbb ismert belső holdja, egészen a Perditáig és a Larisszáig . Azonban a Szaturnusz egyik holdja sem rendelkezik ezzel a tulajdonsággal, mivel maga a Szaturnusz gyorsan forog.
A belső műholdak kicsik a bolygók nagy műholdjaihoz képest. Az összes ismert belső műhold túl kicsi ahhoz, hogy gömb alakú formát szerezzen és tartson fenn. Sok közülük erősen megnyúlt, mint például az Amalthea, amelynek hossza kétszerese a szélességének. A legnagyobb belső műhold a Proteus , mérete eléri a 440 km-t, és alakja közel áll egy golyóhoz, de még mindig nem elég nagy ahhoz, hogy figyelembe vegyük a gravitációs kompresszió hatására létrejött alakot. A legtöbb ismert belső műhold 50 és 100 km közötti, a legkisebb a Daphnis 6 és 8 km közötti méretekkel. A Szaturnusz F-gyűrűje közelében keringő, meg nem erősített objektumok , mint például az S/2004 S 6 , még kisebb holdak is lehetnek, hacsak nem ideiglenes porfoltokról van szó. A Cassini-Huygens űrszonda bizonyítékokat (kis porgyűrűket) talált arra, hogy még kisebb műholdak is keringhetnek a Cassini slot körül . [2] A legkisebb ismert belső műholdak mérete a bolygók Naptól való távolságával nő, de ez a függőség valószínűleg a távoli bolygók körüli kis műholdak azonosításának nehézségével függ össze.
A belső holdak árapályzárban vannak , így keringési periódusuk szinkronban van a forgási periódusukkal, így mindig a bolygó ugyanazon oldalára néznek. A műholdak alakzatainak fő tengelyei általában a bolygó felé irányulnak.
A Jupiter, az Uránusz és a Neptunusz összes belső holdja nagyon sötét felülettel rendelkezik , albedója 0,06 ( Metis ) és 0,10 ( Adrastea ) között van. A Szaturnusz holdjainak viszont fényes felülete van, albedója 0,4 és 0,6 között van. Úgy gondolják, hogy ezeknek a műholdaknak a felületét jégrészecskék borítják, amelyek abban a gyűrűrendszerben keletkeztek, ahol a műholdak keringenek. Más bolygók belső holdjai a kozmikus időjárás hatásai miatt elsötétülhettek . Egyik ismert belső műholdnak sincs légköre.
A leképezett belső műholdak felülete nagyszámú kráterrel rendelkezik. Az óriásbolygó közelében keringő objektumokon a kráterek kialakulásának sebessége magasabb, mint a fő és a külső műholdaké, mivel létezik a gravitációs fókuszálás jelensége: a Nap körül keringő objektumok gázóriások közelében elhaladva eltérnek a bolygó felé. vonzása miatt, így a bolygóhoz közeli műhold megtalálása esetén sokkal nagyobb az ütközések valószínűsége, mint a külső műholdaké és a bolygóközi térben. Ennek eredményeként a becslések szerint a bolygók közelében lévő nagyon kicsi műholdakat a Naprendszer koránál jóval kisebb időskálán bekövetkező ütközések miatt kellene megsemmisíteni. Az ilyen becslések megadják a megőrizhető műholdak minimális méretét.
A Szaturnusz belső holdjai közül legalább kettő (Atlasz és Prométheusz) egyenlítői gerincekkel rendelkezik. Az Atlasz gerince különösen hangsúlyos. Ezenkívül Pandorát egy anyag borítja, amely valószínűleg ráesett. Feltételezhető, hogy az ok a gyűrűk anyagának a műholdakra való felhalmozódása. A jelenség másik bizonyítéka lehet a műholdak alacsony sűrűsége és a magas albedó. Megfigyelték, hogy a Prometheus az F gyűrű anyagát húzza a rendszeres közeli átjárások során.
A Jupiterben van a legkisebb belső holdkészlet, amely csak négyet tartalmaz a következők közül:
A Szaturnusz hét belső holdja szorosan kapcsolódik a gyűrűrendszeréhez, amelyek közül sok a gyűrűn belül kering, hézagokat vagy kis gyűrűket hozva létre a holdak között.
Néhány olyan objektumot, amelyek helyzete ismert, mint például az S/2004 S 3 , S/2004 S 4 és S/2004 S 6 , esetenként porhalóval körülvéve, megfigyeltek az F gyűrű közelében, de ez jelenleg nem tisztázott. hogy ezek a műholdak átmeneti csomók-e vagy szilárd objektumokat (műholdakat) tartalmaznak.
Az Uranusnak van egy nagy belső műholdrendszere, amely jelenleg 13 műholdat tartalmaz:
A Neptunusznak hét belső holdja van:
Úgy gondolják, hogy ezek a műholdak << törmelékkupacok >>, amelyeket a Neptunusz eredeti műholdjainak töredékeiből raktak össze. Ezeket a műholdakat erősen befolyásolta a Triton, röviddel azután, hogy a műholdat nagy excentricitású kezdeti pályára fogták. A perturbációk műholdak ütközéséhez vezettek, és a töredékek azon része, amely nem veszett el, újra összeállt a jelenleg megfigyelt műholdakká, miután a Triton pályája kör alakúvá vált. [egy]
A legtöbb belső műholdat a Voyager 1 és a Voyager 2 készítette. A legtöbb belső műhold egyetlen pixelként jelenik meg a képeken, vagy csak néhány pixel átmérőjű. Néhány műhold azonban felszíni részleteket mutat: