Monde
Vor der Begegnung mit Voyager 2 waren Neptuns einzige bekannte Monde Triton, der 1846 visuell durch ein Teleskop entdeckt wurde Nereid, mehr als ein Jahrhundert später, 1949, in Teleskopfotografien entdeckt. (Neptuns Monde sind nach Figuren der griechischen Mythologie benannt, die normalerweise mit Poseidon oder mit Wasser verbunden sind.) Mit einem Durchmesser, der fast dem des Erdmondes entspricht, ist Triton bei weitem Neptuns größter Satellit – mehr als sechsmal so groß wie sein größtes bekanntes Geschwister, Proteus, das 1989 von Voyager 2 entdeckt wurde. Triton ist der einzige große Mond des Sonnensystems, der sich rückläufig um seinen Planeten bewegt. Während die Umlaufbahnen der größten Monde im Sonnensystem weniger als 5 ° zum Äquator ihres Planeten geneigt sind, ist die Umlaufbahn von Triton mehr als 157 ° zum Neptunäquator geneigt. Nereid, das sich im Durchschnitt mehr als 15 Mal weiter von Neptun entfernt befindet als Triton, hat die exzentrischste Umlaufbahn aller bekannten Mond. In seiner größten Entfernung ist Nereid fast siebenmal so weit von Neptun entfernt wie in seiner kleinsten Entfernung. Selbst bei seiner nächsten Annäherung ist Nereid fast viermal so groß wie Triton.
NASA / JPL
1989 fügten die Beobachtungen der Voyager sechs bisher unbekannte Monde zu Neptuns System hinzu. Alle sind weniger als die Hälfte von Tritons Entfernung von Neptun und reguläre Monde – Das heißt, sie bewegen sich in progressiven, fast kreisförmigen Bahnen, die in der Nähe der Äquatorialebene von Neptun liegen. In den Jahren 2002–03 wurden fünf weitere winzige Monde mit einem geschätzten Radius von 15–30 km (9–18 Meilen) in erdbasierten Beobachtungen entdeckt Diese sind unregelmäßig und haben stark exzentrische Umlaufbahnen, die in großen Winkeln zum Äquator des Planeten geneigt sind, drei Umlaufbahnen in retrograder Richtung. Ihre mittleren Entfernungen von Neptun liegen ungefähr zwischen 15 und 48 Millionen km (9 Millionen und 30 Millionen Meilen), weit außerhalb der Umlaufbahn von Nereid. Im Jahr 2013 wurde in einem Hubble-Weltraumteleskopbild ein winziger Mond, Hippocamp, mit einem Radius von etwa 17 km entdeckt. Seine Umlaufbahn wurde bereits 2004 in Archivbildern verfolgt. Er umkreist Larissa und Proteus, zwei von der Voyager entdeckte Monde. Die Eigenschaften der bekannten neptunischen Monde sind in der Tabelle mit Namen sowie orbitalen und physikalischen Eigenschaften zusammengefasst.
Von den sechs Entdeckungen der Voyager umkreisen alle außer Proteus Neptun in kürzerer Zeit, als der Planet benötigt, um sich zu drehen. Für einen Beobachter, der sich in der Nähe der Wolkendecken von Neptun befindet, scheinen sich diese fünf im Westen zu erheben und im Osten zu setzen. Die Voyager beobachtete zwei ihrer Entdeckungen, Proteus und Larissa, genau genug, um sowohl ihre Größe als auch ihre ungefähre Form zu erkennen. Beide Körper haben eine unregelmäßige Form und scheinen stark kraterartige Oberflächen zu haben. Die Größen der anderen vier werden aus einer Kombination entfernter Bilder und ihrer Helligkeit geschätzt, basierend auf der Annahme, dass sie ungefähr so viel Licht reflektieren wie Proteus und Larissa – ungefähr 7 Prozent. Proteus ist mit einem mittleren Radius von etwa 208 km etwas größer als Nereid mit einem mittleren Radius von etwa 170 km. Die anderen fünf Monde sind viel kleiner und haben jeweils einen mittleren Radius von weniger als 100 km (60 Meilen).
Die Voyager hat Nereid nicht aus nächster Nähe beobachtet, aber Daten von der Sonde weisen darauf hin, dass es fast einen hat Kugelform. Voyager stellte beim Drehen von Nereid keine großen Helligkeitsschwankungen fest. Obwohl das Raumschiff keine Rotationsperiode bestimmen konnte, ist es aufgrund der stark elliptischen Umlaufbahn des Mondes unwahrscheinlich, dass er sich synchron dreht, d. H. Dass seine Rotations- und Umlaufzeiten gleich sind. Die Rotationsperiode von Triton ist synchron und die der anderen inneren Monde von Neptun sind wahrscheinlich synchron oder nahezu synchron.
Triton ähnelt in Größe, Dichte und Oberflächenzusammensetzung dem Zwergplaneten Pluto. Seine stark geneigte, rückläufige Umlaufbahn lässt darauf schließen, dass es sich um ein eingefangenes Objekt handelt, das sich möglicherweise ursprünglich wie Pluto als eigenständiges eisiges Planetesimal im Kuipergürtel des äußeren Sonnensystems gebildet hat. Seine ursprüngliche Umlaufbahn wäre sehr exzentrisch gewesen, aber Gezeitenwechselwirkungen zwischen Triton und Neptun – zyklische Verformungen in jedem Körper, die durch die Anziehungskraft des anderen verursacht werden – hätten schließlich seinen Weg um Neptun in einen Kreis umgeformt. Der Prozess der Erfassung und Zirkularisierung der Umlaufbahn durch Triton hätte jedes zuvor existierende Mondsystem, das sich zusammen mit Neptun aus einer Scheibe aus protoplanetarem Material gebildet hatte, ernsthaft gestört. Die radikale Umlaufbahn von Nereid kann eine Folge dieses Prozesses sein (obwohl die Möglichkeit, dass auch Nereid ein gefangenes Objekt ist, nicht ausgeschlossen wurde).Monde, die sich zwischen Proteus und Nereid im Orbit befanden, wären aus dem neptunischen System ausgestoßen, in Neptun selbst geworfen oder vom geschmolzenen Triton absorbiert worden. Selbst die Monde, die näher an Neptun kreisen, wären einer Störung nicht entgangen. Die gegenwärtigen Umlaufbahnen von Naiad durch Proteus (siehe Tabelle) unterscheiden sich wahrscheinlich stark von ihren ursprünglichen Umlaufbahnen, und diese Monde können nur Fragmente der ursprünglichen Körper sein, die sich mit Neptun gebildet haben. Das anschließende Bombardement durch Trümmer, die Neptun umkreisen, und durch Meteoroiden aus dem interplanetaren Raum hat möglicherweise ihre Größe, Form und Umlaufbahn weiter verändert. Beispielsweise bildete sich das Hippocamp wahrscheinlich aus einem Aufprall, der Proteus fast störte.
Neptun hat auch eine Population trojanischer Asteroiden, die die stabilen Lagrange-Punkte 60 ° vor (L4) und hinter (L5) in ihrer Umlaufbahn besetzen um die Sonne. Der erste entdeckte Neptun-Trojaner, 2001 QR322, wurde 2001 gefunden. Ab 2019 waren 22 Neptun-Trojaner-Asteroiden bekannt – 19 bei L4 und 3 bei L5.