Кольца Урана
Большинство колец Урана непрозрачны. Их ширина не больше нескольких километров. Кольцевая система содержит в целом немного пыли, она состоит в основном из крупных объектов диаметром от 20 сантиметров до 20 метров. Однако некоторые кольца оптически тонкие: широкое тусклое 1986U2R/ζ, μ и ν состоят из мелких частиц пыли, тогда как узкое тусклое λ содержит крупные тела. Относительно небольшое количество пыли в кольцевой системе объясняется аэродинамическим сопротивлением протяжённой экзосферы — короны Урана.
Считается, что кольца Урана относительно молоды, их возраст не превышает 600 миллионов лет. Кольцевая система Урана, вероятно, образовалась от столкновений спутников, ранее обращавшихся вокруг планеты. В результате столкновений спутники разбивались на всё более мелкие частицы, которые теперь образуют кольца в строго ограниченных зонах максимальной гравитационной стабильности.
До сих пор не ясен механизм, удерживающий узкие кольца в их границах. Первоначально считалось, что у каждого узкого кольца есть пара «спутников-пастухов», которые и поддерживают его форму, но в 1986 году Вояджер-2 обнаружил только одну пару таких спутников (Корделию и Офелию) вокруг самого яркого кольца — ε.
Важной и пока нерешённой физической проблемой остаётся разрешение загадки механизма, удерживающего границы колец. Если бы такой механизм отсутствовал, то эти границы постепенно размывались бы, и кольца Урана не просуществовали бы дольше миллиона лет
Наиболее часто упоминаемая модель механизма сдерживания была предложена Петером Голдрайхом и Скоттом Тремэйном: это пара соседствующих спутников, внешний и внутренний «пастухи», которые посредством гравитационного взаимодействия отбирают у кольца чрезмерный или добавляют ему недостающий угловой момент (или, что эквивалентно, энергию). «Пастухи» таким образом удерживают частицы, из которых состоят кольца, хотя постепенно удаляются от них. Для этого массы спутников-пастухов должны превышать массу кольца как минимум в 2—3 раза. Такой механизм работает для кольца ε, которое, как известно, «пасут» Корделия и Офелия. Корделия также является внешним «пастухом» для кольца δ, а Офелия — для γ. Однако вблизи других колец не известно ни одного спутника крупнее 10 километров. Текущее расстояние Корделии и Офелии от кольца ε может использоваться для определения возраста кольца. Вычисления показывают, что это кольцо не может быть старше 6 × 108 лет.
Так как кольца Урана, вероятно, молоды, они должны непрерывно пополняться фрагментами столкновений между более крупными телами. По некоторым оценкам, время разрушения спутника размером с Пак может составлять несколько миллиардов лет. Соответственно, спутник меньших размеров разрушится гораздо быстрее.
Таким образом, возможно, что все внутренние и внешние кольца Урана являются продуктом разрушения спутников размером меньше Пака в течение последних четырёх с половиной миллиардов лет. Каждое такое разрушение дало бы начало целому каскаду столкновений, которые размололи бы почти все большие тела в намного меньшие частицы, включая пыль.
В конечном счёте большая часть массы была бы утеряна, и частицы сохранились бы только в тех областях, где их орбиты стабилизируются взаимными резонансами и «выпасом». Конечным продуктом такой «разрушительной эволюции» стала бы система из узких колец, однако в пределах колец должны были сохраниться и маленькие спутники. По современным оценкам, их максимальный размер — около 10 километров.
Происхождение пылевых полос более ясное. Время существования пыли очень короткое, от ста до тысячи лет, и, по-видимому, она непрерывно пополняется в результате столкновений между большими частицами в кольцах, маленькими спутниками и метеороидами, попавшими в систему Урана извне. Пояса порождающих пыль спутников и частиц невидимы из-за их низкой оптической глубины, в то время как пыль хорошо видна в прямом рассеянном свете. Предполагается, что узкие главные кольца и пояса из пылевых полос и мелких спутников отличаются распределением размеров частиц. В главных кольцах больше частиц с размерами от сантиметра до метра. Такое распределение увеличивает площадь поверхности материала колец, что приводит к высокой оптической плотности в обратно-рассеянном свете. В пылевых полосах, наоборот, количество крупных частиц относительно небольшое, что приводит к низкой оптической глубине.
Космические исследования Миранды
Миранда, как и другие спутники Урана (да и сам Уран) не избалована вниманием ученых. Единственным рукотворным аппаратом сблизившимся с Мирандой достаточно тесно (пролет на расстоянии 29000 км) был «Вояджер-2», изучавший систему Урана в январе 1986 год
При пролёте «Вояджера» вблизи Миранды Солнце освещало только южное полушарие спутника, и поэтому северное осталось неизученным.
Следующий ближайший космический полет в сторону Миранды состоится не ранее, чем после 2020-го года, в рамках программы НАСА «Uranus orbiter and probe» или же программы «Uranus Pathfinder» европейского космического агентства.
История исследования Пака
Пак, снимок космического телескопа Хаббл
Обнаружил спутник Урана американский Стефан Синнотт, когда 30 декабря 1985 года анализировал полученные с зонда «Вояджер-2» снимки. В качестве члена проекта Вояджер он открыл несколько лун Юпитера, Сатурна, Урана. Имя Пак, по традиции именования спутников Урана в честь духов и фольклорных героев, он получил от одноименного эльфа, персонажа пьесы Уильяма Шекспира «Сон в летнюю ночь». Примечательно, что Пак в пьесе отличался быстротой, как и названный в его честь спутник.
Несмотря на малое количество известных данных, Пак удалось изучить едва не лучше всех внутренних лун Урана. Он был единственным из открытых «Вояджером-2» спутников, который аппарат сумел заметить достаточно рано, благодаря чему снимки вышли четче и подробнее, чем обычно. Но и такой, «хороший» результат не блистает деталями — при расстоянии в 492600 километров от Пака, разрешение снимков составило 100 километров на пиксель.
После самого «Вояджера», Пак исследовали мощнейшие наземные телескопы. Спектральный анализ спутника Урана, результаты которого доказали наличие в составе Пака водного льда, провел телескоп «Хаббл». Мощный орбитальный телескоп, запущенный 1990 году, до сих пор служит астрономам инструментом для сверхдальних исследований — в том числе и других галактик.
На этом данные о Паке заканчиваются. Это оправдано, как и отдаленностью Урана и сложностью его исследований, так и малым приоритетом изучения луны. Подобно другим спутникам Урана, Паку не повезло попасть под прицел современного наследника Вояджеров «Новые Горизонты» — тот пролетел мимо в спящем режиме, не отходя от своего пути к Плутону.
Характеристики Пака
Карта Пака
Фотографии с зонда «Вояджер-2», сделанные в 1985 году, являются единственным источником данных про Пак. Наблюдать его иначе можно только с больших космических телескопов вроде «Хаббл», да и то с трудом — система малых спутников Урана очень хаотична и нестабильна, из-за чего орбиты объектов постоянно меняются. Эта помеха одновременно послужила и ценным источником данных — наблюдение гравитационных взаимодействий между телами системы Урана порой открывает больше, чем детальный снимок. Про спутник Пак известно на сегодняшний день следующее:
- Масса Пака — 2,9× 1018 кг. Учитывая диаметр около 81 километра, плотность спутника составляет всего 1,3 г/см3 — немногим больше плотности воды. Похожей консистенцией обладает очень плотная бумага для черчения. При этом Пак самый большой из внутренних спутников и шестой по размеру среди всех лун Урана. Астрономы классифицируют его как переходное звено между внутренними и внешними спутниками.
- Орбитальные характеристики Пака известны более-менее хорошо. Период его вращения вокруг собственной оси синхронизирован — то есть равен периоду вращения Урана, который составляет 17 часов 14 минут. За 18 часов Пак облетает вокруг самой планеты.
- Легкость Пака объясняется его составом. Он, как и другие малые луны Урана, состоит с водяного льда со значительной примесью неизвестного темного материала — возможно, органических веществ, вроде метана или аммиака, подвергнутых воздействию радиации Урана. Однако, это лишь предположения. В связи с особенностями своего строения, Уран — радиоактивная планета с необычным магнитным фоном: у него два северных и два южных магнитных пояса. Таким образом, спектрографический анализ подтвердил только наличие воды на Паке, оставляя лишь догадываться о консистенции черной примеси.
- Загадочный материал Пака влияет на его яркость — подобно другим внутренним спутникам, в прицелах радиотелескопов Пак имеет альбедо 0,1 — то есть отражает всего 10% света, который на него попадает.
- В оптическом диапазоне поверхность Пака серая на цвет и явно неоднородная. На ней угадывается большое количество кратеров — три крупнейших из них видно даже на снимке низкого разрешения с «Вояджера-2».
- Форма Пака неправильная и слегка вытянутая, из-за чего он напоминает орех. На фотографиях угадываются вмятины и крупные щербины на рельефе спутника — но их наличие остается пока лишь вопросом дискуссий.
Как выглядит спутник Урана Миранда
Миранда – пятый по размеру (и пятый по счету открытый) спутник Урана, наиболее маленький из пятерки крупнейших спутников этой планеты (Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон, Миранда) и находящийся ближе других к планете. Своим названием (также как и другие 4 спутника) Миранда обязана героям произведений Уильяма Шекспира, в этом конкретном случае – пьесы “Буря”.
Миранда – один из спутников Урана. Даже на такой фотографии видно, что поверхности этого небесного тела “здорово досталось”
Миранда находится на расстоянии 129 900 км от Урана (ближе в 2 раза, чем Луна к Земле) и всегда повернута к планете одной стороной. Орбита Миранды практически круговая, а её плоскость экватора почти перпендикулярна плоскости орбиты планеты. Из-за этого на поверхности Миранды происходит весьма своеобразная смена времен года и “суток”, когда один полюс Миранды непрерывно освещен в течение 42 лет, а второй то же время находится в “полярной ночи”.
Диаметр спутника составляет чуть менее 500 километров, что слишком мало для поддержания геологической активности. Тем не менее, для куска безжизненного камня, Миранда имеет слишком уж замысловатую поверхность: если сказать короче, то её ландшафт самый разнообразный среди известных нам космических тел, исключая только Землю!
Миранде принадлежит своеобразный рекорд высоты – на её поверхности встречаются каньоны глубиной до 24 километров. Причем, из-за низкой гравитации на этому спутнике Урана, если бы кто-то упал с самого края подобной пропасти, его путь до дна занял бы долгих 10 минут.
Крупнейшие спутники Урана: Пак, Миранда (выделена красным), Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон. Да большое голубое пятно слева – это Уран
Уран и его кольца (статьи и новости)
|
Уран стал первой планетой, обнаруженной в Новое время и при помощи телескопа. Несмотря на то, что порой Уран различим невооружённым глазом, ранние наблюдатели никогда не признавали Уран Систему Урана изучал с близкого расстояния лишь один космический аппарат — «Вояджер-2».
В отличие от газовых гигантов — Сатурна и Юпитера, Это самая холодная планетарная атмосфера Солнечной системы с минимальной температурой в 49 К (?224 °C).
Так же, как и у других газовых гигантов Солнечной системы, у Урана имеется система колец и магнитосфера, а кроме того, 27 спутников. Магнитное поле планеты наклонено на 60° относительно оси вращения. (Из Википедии и др. источников)
Наверное, наклон магнитосферы указывает на прежний наклон вращения планеты.
Возможно, это было время и других загадочных событий Солнечной системы, |
Планета Уран
В атмосфере Урана концентрация сероводорода значительно выше, чем в атмосфере Сатурна и Юпитера.
Однако низкая температура, вызванная удаленностью планеты от Солнца, замораживает газ.
Тм не менее, кристаллы газа могут образовывать даже облака.
Прошлое Урана
|
В прошлом Уран мог столкнуться с другой крупной планетой (вдвое больше Земли). Столкновение произошло три-четыре миллиарда лет назад. Именно тогда могли быть сформированы крупные спутники планеты.
Большое небесное тело до сих пор может находиться в Солнечной системе, но слишком далеко для того, чтобы астрономы могли его заметить. |
Уран столкнулся с большой планетой.
Интересные факты
Самый загадочный спутник — Миранда. На этой небольшой луне есть равнины, каньоны, скалы, разломы и впадины. Ее уступ Верона достигает в высоту 20 км. Он был смоделирован по фотографиям «Вояджера» для ролика Wanderers. Как раз с этой скалы прыгали космоджамперы в фильме Эрика Вернквиста.
Верона — уступ, находящийся на Миранде. Credit: erikwernquist.com.
Самое странное официальное название носит гигантский 44-километровый кратер на поверхности Умбриэля. Он называется Злыдень. Это имя суперзлодея вселенной Marvel Comics.
Кольца Урана случайно были обнаружены в 1977 г. В момент наблюдения планета проходила мимо одной из крупных звезд. Когда Уран затмил ее, астрономы заметили, что до того как диск планеты покрыл звезду, она несколько раз померкла. Около пяти кратковременных затмений случилось и после прохождения Урана. Был сделан вывод, что у него есть кольца, как у Сатурна. Они состоят из темных частиц и почти не отражают свет, поэтому не похожи ни на одни в Солнечной системе.
Если в ближайшие десять лет к Урану отправится еще один космический аппарат, то мы увидим полюса лун, ранее скрытые тьмой, и проверим, верно или нет, что количество спутников равно 25.
Спутники Урана (27)
|
У Урана есть 27 спутников, о которых известно астрономам. Все спутники Урана названы в честь персонажей произведений Вильяма Шекспира и Александра Поупа.
Все спутники совершенно разной величины: есть как очень маленькие луны, так и большие, Все спутники Урана, предположительно образовались в аккреционном диске, окружавшем планету сразу после её формирования. |
Спутниковая система Урана.
Обзор 5 главных спутников Урана
|
Старые (обнаруженные много раньше других) пять спутников Урана называют главными, или «основными». Из них четыре считаются планетоподобными космическими объектами Причём, 2 первых известных спутника, Титания и Оберон,
Эти 5 крупных спутников достаточно массивны, чтобы гидростатическое равновесие придало им шарообразную форму. Размеры крупных спутников варьируются от 472 км в диаметре (Миранда) и до 1578 км (Титания). Наибольший из этих 5-ти, Титания, имеет 1578 км в диаметре.
Крупнейшие спутники Урана состоят из каменного ядра и ледяной оболочки, Ариэль является самым светлым из этих космических тел,
Имевшие место в прошлом резонансы 3:1 между Мирандой и Умбриэлем Спутникам Урана легче выйти из орбитального резонанса, чем спутникам Сатурна или Юпитера, |
Три группы спутников Урана
Спутники Урана можно разделить на 3 группы — как по времени открытия, так и по удалённости от планеты-гиганта:
- I. «Домирандовские» спутники Урана (открыты после «основных» пяти):
- Корделия (Уран VI),
- Офелия (Уран VII),
- Бианка (Уран VIII),
- Крессида (IX),
- Дездемона (Уран X),
- Джульетта (Уран XI),
- Порция (Уран XII),
- Розалинда (Уран XIII),
- Купидон (Уран XXVII),
- Белинда (Уран XIV),
- Пердита (Уран XXV),
- Пак (Уран XV),
- Маб (Уран XXVI);
- II. Старые (главные, крупнейшие) спутники Урана:
- Миранда (Уран V: Дж. Койпер, 1948)
- Ариэль (Уран I: У. Ласселл, 1851)
- Умбриэль (Уран II: У. Ласселл, 1851)
- Титания (Уран III: У. Гершель, 1787)
- Оберон (Уран IV: У. Гершель, 1787)
- III. «Заобероновские» спутники Урана:
- Франциско (Уран XXII),
- Калибан (Уран XVI),
- Стефано (Уран XX),
- Тринкуло (Уран XXI),
- Сикоракса (Уран XVII),
- Маргарита (Уран XXIII),
- Просперо (Уран XVIII),
- Сетебос (Уран XIX),
- Фердинанд (Уран XXIV).
Как видим, система урановых спутников схожа с таковой у Сатурна:
главные («классические» и часто планетоподобные) спутники занимают среднюю зону,
а до и после неё располагаются малые тела большей частью астероидного происхождения.
Причём, у обоих планет имеются кольца.
Только у Урана система более симметричная.
Возможно, у Сатурна не все спутники открыты в ближней зоне, а у Урана — в дальней.
Характеристики Пака
Карта Пака
Фотографии с зонда «Вояджер-2», сделанные в 1985 году, являются единственным источником данных про Пак. Наблюдать его иначе можно только с больших космических телескопов вроде «Хаббл», да и то с трудом — система малых спутников Урана очень хаотична и нестабильна, из-за чего орбиты объектов постоянно меняются. Эта помеха одновременно послужила и ценным источником данных — наблюдение гравитационных взаимодействий между телами системы Урана порой открывает больше, чем детальный снимок. Про спутник Пак известно на сегодняшний день следующее:
- Масса Пака — 2,9× 1018 кг. Учитывая диаметр около 81 километра, плотность спутника составляет всего 1,3 г/см3 — немногим больше плотности воды. Похожей консистенцией обладает очень плотная бумага для черчения. При этом Пак самый большой из внутренних спутников и шестой по размеру среди всех лун Урана. Астрономы классифицируют его как переходное звено между внутренними и внешними спутниками.
- Орбитальные характеристики Пака известны более-менее хорошо. Период его вращения вокруг собственной оси синхронизирован — то есть равен периоду вращения Урана, который составляет 17 часов 14 минут. За 18 часов Пак облетает вокруг самой планеты.
- Легкость Пака объясняется его составом. Он, как и другие малые луны Урана, состоит с водяного льда со значительной примесью неизвестного темного материала — возможно, органических веществ, вроде метана или аммиака, подвергнутых воздействию радиации Урана. Однако, это лишь предположения. В связи с особенностями своего строения, Уран — радиоактивная планета с необычным магнитным фоном: у него два северных и два южных магнитных пояса. Таким образом, спектрографический анализ подтвердил только наличие воды на Паке, оставляя лишь догадываться о консистенции черной примеси.
- Загадочный материал Пака влияет на его яркость — подобно другим внутренним спутникам, в прицелах радиотелескопов Пак имеет альбедо 0,1 — то есть отражает всего 10% света, который на него попадает.
- В оптическом диапазоне поверхность Пака серая на цвет и явно неоднородная. На ней угадывается большое количество кратеров — три крупнейших из них видно даже на снимке низкого разрешения с «Вояджера-2».
- Форма Пака неправильная и слегка вытянутая, из-за чего он напоминает орех. На фотографиях угадываются вмятины и крупные щербины на рельефе спутника — но их наличие остается пока лишь вопросом дискуссий.
Деление спутников Урана на группы
Обнаружить все 27 спутников было непростой задачей, диаметр некоторых ничтожно мал для космических масштабов, и составляет 11-15 км. Свое вращение они совершают в плоскости экватора Урана. Учитывая местонахождения и размеры, все луны разделили на три группы.
Пять крупных спутников
Оберон наиболее удален от Урана, он покрыт следами ударных кратеров. Его состав – это комбинация льда, горных пород и метановых соединений. Спутник имеет раскаленное ядро и мантию. Исследования позволяют определить, что возраст Оберона сопоставим с Ураном. Многочисленные кратеры возникли при падении астероидов и как результат собственной активности объекта. Приливные силы, возникающие под действием гравитации соседних спутников, провоцировали выбросы из недр, их следы остались в виде глубоких каньонов. Светлые пятна на поверхности – это снег и водяной лед, остатки выбросов.
На Ариэле обнаружены следы недавней вулканической активности. Он изрезан рифтовыми долинами, имеющими длину до 300 километров, а ширину до 30 км. Они разветвляются и переплетаются, а веществом, которое двигалось по этим протокам, был лед. Иней, которым покрыта поверхность, делает Ариэль светлее остальных спутников. Диаметр объекта – 1167 км. Он неизменно повернут к планете одной стороной, и облетает ее за 2,5 суток.
Умбриэль – самый темный спутник. Для его поверхности характерно многочисленное наложение кратеров, причем светлые выбросы из них полностью отсутствуют. Объяснение этому видят в малом количестве тепла в период образования луны. Темная порода и лед не растаяли и остались в первоначальном виде, а бомбардирующие частицы смешались с ними. Его сфера имеет диаметр 1169 км.
Больший процент в составе Миранды приходится на лед, присутствуют примеси карбонатов и силикатов. Она ближайший к Урану и наименьший в своей группе спутник, ее диаметр – всего 480 км. Рельеф луны очень необычен, его удалось рассмотреть только на фотографиях с высоким разрешением. Замечены необычные параллельные гряды, образующие трапецию, а также другие системы полос. Причины появления таких борозд неизвестны.
На первую группу приходится вся масса спутниковой системы, остальные объекты не учитываются.
Внутренние спутники
Уран с системой колец и спутников, снимок телескопа Кек
Между орбитой Миранды и Ураном находятся 13 темных объектов маленького размера, их диаметр ничтожен в масштабах космоса, от 18 км (Купидон) до 162 км (Пак). Их появление объясняют захватом пролетающих астероидов и комет. Два ближайших к планете спутника – Корделия и Офелия – расположились на краю кольца и удерживают его частицы на орбите. Их называют «пастухами».
Внутренние спутники постоянно оказывают влияние на орбиты друг друга, и в будущем это может привести к столкновениям.
Нерегулярные спутники
Девять спутников, наиболее удаленных от планеты, называют нерегулярными. Все они вращаются по эллиптическим орбитам в ретроградном направлении. Первые две луны открыли с помощью телескопа в 1997 году, их назвали Калибан и Сикоракса. Такие же по характеристикам спутники присутствуют и у других газовых гигантов, их наличие объясняется захватом космических тел.
Интересные факты
Так как расположение самого Урана необычно, и он вращается «на боку», то его спутники заняли уникальное положение – перпендикулярно орбите планеты. Масса лун распределилась неравномерно: 40% приходится на Титанию, чуть меньше на Оберон, Ариэль и Умбриэль делят 23%, Миранда занимает 0,7%, а все остальные спутники – 0,1%. Одной из версий возникновения колец у планеты считается распад одного из внутренних спутников Урана.
Посмотрите как в фантастическом ролике будущие колонизаторы космоса прыгают с утесов спутника Урана Миранды!
История открытия
- Первыми были обнаружены Титания и Оберон астрономом У. Гершелем в январе 1787 тг. Изначально их называли Уран II и Уран IV.
- В 1851 г. два новых спутника Ариэль и Умбриэль открыл британский астроном У. Лассель. Следующее открытие совершено лишь через 100 лет. В 1948 г. Дж. Койпер обнаружил еще один спутник ‒ Миранду.
- Новое открытие произошло в 1985 г., когда был обнаружен Пак. В 1986 г. после прохождения рядом с Ураном корабля «Вояджер-2» американскими учеными открыта целая группа спутников из десяти объектов разной удаленности от планеты.
- В 1997-1999 г.г. были обнаружены еще 5 компаньонов Урана. Последние открытия пришлись на 2001-2003 г.г. Тогда ученым удалось найти сразу 6 объектов.
В ожидании «Второго пришествия»
Как ни печально, но, по всей видимости, на новый полет к Урану в ближайшую пару столетий надеяться вряд ли приходится — разве что произойдет какое-то чудо в технике космических полетов, которое позволит летательным аппаратам перемещаться гораздо быстрее, чем сейчас.
Дело в том, что лишь в середине XXII века вновь сложится то благоприятное расположение планет, при котором станция, запущенная с Земли к Урану, сможет получить по пути «гравитационную поддержку» от Юпитера и Сатурна. Только тогда, наверное, и состоится третье — после тех, что были сделаны в XVIII и XX веках астрономом Гершелем и космическим роботом «Вояджером» — открытие самой таинственной из планет Солнечной системы. (Сейчас возможность отправки исследовательских зондов к Урану в ближайшие годы и десятилетия рассмаривают космические агентства США, ЕС и Китая. — Прим. Vokrugsveta.ru.)
Материал опубликован в журнале «Вокруг света» № 6, июнь 2004, частично обновлен в марте 2023
Спутники Урана
Так же как у газовых гигантов Солнечной системы, у Урана имеется система колец и магнитосфера, а кроме того, 27 спутников. Ориентация Урана в пространстве отличается от остальных планет Солнечной системы — его ось вращения лежит как бы «на боку» относительно плоскости обращения этой планеты вокруг Солнца. Вследствие этого планета бывает обращена к Солнцу попеременно то северным полюсом, то южным, то экватором, то средними широтами.
Предполагают, что спутники Урана, также как спутники Сатурна, преимущественно ледяные. Их названия не имеют отношения к мифологии. Они воскрешают в памяти череду литературных героев. Выбранные В.Гершелем названия Оберон и Титания заимствованы из комедии В.Шекспира «Сон в летнюю ночь». У.Лассель в 1851 г. воспользовался именем Ариэль из шекспировской «Бури» и Умбриэль из поэмы АЛопа «Похищенный локон». Традиция продолжена и в новейших десяти названиях, так что система спутников Урана стала своего рода небесным «шекспировским заповедником».
Самой необычной среди спутников Урана оказалась Миранда. По образному выражению одного из космических геологов, маленькая Миранда явила на обозрение землян коллекцию всевозможных геологических структур, существующих на телах Солнечной системы.
Спутники:
- Корделия
- Офелия
- Бианка
- Крессида
- Дездемона
- Джульетта
- Порция
- Розалинда
- Белинда
- Пак
- Миранда
- Ариэль
- Умбриэль
- Титания
- Оберон
Имеется много аргументов в пользу того, что отличия между ледяными и газовыми гигантами зародились ещё при формировании Солнечной системы. Как полагают, Солнечная система сформировалась из гигантского вращающегося шара, состоящего из газа и пыли и известного как Протосолнечная туманность. Потом шар уплотнился, и сформировался диск с Солнцем в центре. Бо́льшая часть водорода с гелием пошла на формирование Солнца. А частицы пыли стали собираться вместе, чтобы впоследствии сформировать протопланеты.
По мере роста планет некоторые из них обзавелись достаточно сильным гравитационным полем, чтобы сконцентрировать вокруг себя остаточный газ. Они продолжали набирать газ до тех пор, пока не достигали предела, и росли по экспоненте. Ледяным же гигантам удалось набрать значительно меньше газа — всего несколько масс Земли.
Таким образом, их масса не достигала этого предела. Современные теории формирования Солнечной системы имеют некоторые трудности в объяснениях формирования Урана и Нептуна. Эти планеты слишком крупные для расстояния, на котором они находятся от Солнца. Возможно, ранее они были ближе к Солнцу, но потом каким-то образом поменяли орбиты.
Впрочем, новые методы планетарного моделирования показывают, что Уран и Нептун действительно могли сформироваться на своём теперешнем месте, и, таким образом, их настоящие размеры согласно этим моделям не являются помехой в теории происхождения Солнечной системы.
Как выглядят спутники Урана?
Несмотря на то, что у Урана имеется собственная свита из 27 спутников, лишь 5 из них можно причислить к полноценным шарообразным лунам. Так, самым большим спутником планеты можно считать Титанию, диаметр которой составляет 1578 километров; на втором месте расположился Оберон, названный в честь одного из персонажей Уильяма Шекспира, на третьем спутник Умбриэль, затем спутники Ариэль и Миранда. Последний спутник, кстати, признан самой уродливой луной в Солнечной системе. Дело в том, что согласно научным исследованиям, этот небольшой спутник Урана в свое время подвергся некой масштабной катастрофе, вызвавшей его полное разрушение. Спустя некоторое время Миранде удалось каким-то непостижимым образом “склеиться” вновь, из-за чего поверхность спутника в настоящие дни представляет из себя испещренную бесформенными выступами ледяную пустыню, на фоне которой возвышается геологическое образование, названное уступом Вероны.
Поверхность Миранды и возвышающийся над ней уступ Верона
Спутник Урана Титания — самый первый открытый в окрестностях Урана сферический объект, который был обнаружен известным астрономом Уильямом Гершелем в 1787 году. Поверхность этого спутника буквально полностью испещрена системой гигантских разломов и обрывов, достигающих в глубину 5 километров. Самым большим и глубоким каньоном на Титании считается каньон Мессина, который простирается от экватора этой ледяной луны вплоть до южного полюса спутника.
Одно из первых изображений Титании, полученных землянами благодаря “Вояджеру-2”
Оберон, названный в честь главного героя из произведения “Сон в летнюю ночь” Уильяма Шекспира, представляет из себя самый далекий спутник Урана, на развитие которого практически не оказывает свое влияние магнитосфера ледяного гиганта. Кроме того, Оберон был признан самым красным спутником системы Урана из-за наличия на его поверхности большого количества темно-красного материала неизвестного происхождения.
Оберон — самый красный спутник Урана
Наполовину ледяной и наполовину каменный Ариэль — один из самых маленьких шарообразных спутников в Солнечной системе. Его поверхность обладает сложным рельефом, который представляет из себя глубокие каньоны, обрывы и долины с признаками геологической активности. Считается, что от полной геологической смерти его спасает только сильное приливное влияние Урана, растягивающее недра своей ледяной луны, что происходит ввиду довольно близкого расположения спутника к своему соседу.
Сосед Ариэля Умбриэль официально признан самым темным спутником Урана из-за его крайне низкой отражательной способности, которая составляет всего лишь 16%. Считается, что Умбриэль является одним из самых кратерированных спутников системы Урана, причем размеры некоторых особо крупных кратеров этой луны достигают 200 километров в диаметре. Известно, что Умбриэль не посещался какими-либо межпланетными зондами, кроме уже упомянутого выше “Вояджера-2” в 1986 году. Дальнейшие экспедиции в этот по-настоящему затерянный мир на сегодняшний день не планируются.
Как появился спутник Миранда
Ученые расходятся во мнениях относительно того, какие процессы ответственны за формирование поверхности Миранды. Одно из предположений состоит в том, что первоначальный спутник был несколько раз (до пяти раз!) расколот мощными столкновениями с другими телами и каждый раз заново “собирался” обраузя причудливую мозаику. Но эта версия не объясняет наличие явно старых и очень больших кратеров на поверхности спутника.
Другим, более вероятным сценарием является тот, что многочисленные удары метеоритов, частично расплавили ледяные недра и вода, поднимающаяся к поверхности Миранды, замерзла, образовав текущий ландшафт.
Поверхность Миранды светится довольно ярко “по меркам” спутников Урана, однако также как и остальные, она отражает не более 1/3 падающего света, что говорит о углеродистым материалом на поверхности (до 60% объема Миранды составляет лед, ещё около 40% – камень). Яркость Миранды резко возрастает, когда она находится в оппозиции, то есть, когда наблюдатель находится непосредственно между ней и Солнцем, что указывает на “пористую” поверхность небесного тела, образованную множеством ударов мелких метеоритов.
Фото поверхности Миранды с борта «Вояджера-2»