Темный спутник урана умбриэль.


Солнечная система > Система Уран > Спутники > Ариэль

Мозаика из 4 снимков высокого разрешения Ариэля, выполненных в 1986 году Вояджером-2

Мозаика из 4 снимков высокого разрешения Ариэля, выполненных в 1986 году Вояджером-2

Ариэль – четвертый по величине спутник Урана: таблица параметров, кратеры, состав, название, влияние планеты, исследование Вояджера-2, фото телескопа Хаббл.

Во внешней Солнечной системе скрывается огромное количество не найденных объектов, способных удивить своими характеристиками. Большая часть информации о лунном семействе Урана досталась от единственного пролета Вояджера-2 в 1986 году. Оказалось, что спутник Ариэль в равной степени наполнен льдом и скалами. Есть кратерная и геологически активная территории.

Обнаружение и имя спутника Ариэль

Уильям Лассел заметил спутник Урана Ариэль 24 октября 1851 года. Это были первые находки возле Урана с момента обнаружения Гершелем Оберона и Титании в 1787 году.

Сравнительные размеры основных спутников Урана

Сравнительные размеры основных спутников Урана

Ариэль получила название в честь персонажей Шекспира и Поупа. Это был дух воздуха, создавший огромный шторм, защитивший героев в «Похищение замка». Это традицию начал Джон Гершель в 1852 году.

Поверхность Умбриэля

Поверхность Умбриэля темнее, чем поверхности всех других спутников Урана, и отражает менее половины света, который отражает Ариэль, хотя эти спутники близки по размеру. Умбриэль имеет очень низкое альбедо Бонда — всего около 10 % (для сравнения, у оно равно 23 %). Поверхность Умбриэля демонстрирует оппозиционный эффект: при увеличении фазового угла с 0° до 1° отражательная способность уменьшается с 26 % до 19 %. В отличие от другого тёмного спутника Урана — — поверхность Умбриэля слегка голубого цвета. Молодые ударные кратеры (например, кратер Ванда) ещё голубее. Кроме того, переднее полушарие немного краснее заднего. Это покраснение, вероятно, вызвано космическим выветриванием из-за бомбардировки заряженными частицами и микрометеоритами со времён образования Солнечной системы. Однако асимметрия цвета Умбриэля может быть связана и с аккрецией красноватого материала, поступающего из внешней части системы Урана (вероятно, от нерегулярных спутников). Это вещество должно оседать в основном на переднем полушарии. Если не считать этого различия полушарий, поверхность Умбриэля относительно однородна по альбедо и цвету.

Поверхность спутника сильно кратерирована, но на ней нет кратеров с хорошо заметными светлыми лучами, в отличие от других спутников Урана. Одно из предложенных объяснений этому состоит в том, что тепла, выделявшегося в недрах Умбриэля в эпоху его образования, почему-то было недостаточно для плавления коры и гравитационной дифференциации. Поэтому состав Умбриэля слабо зависит от глубины, и выбросы глубинных пород вокруг ударных кратеров неотличимы от основной поверхности. Однако наличие каньонов показывает, что когда-то на спутнике протекали эндогенные процессы; вероятно, они привели к обновлению поверхности и уничтожению старых форм рельефа.

Сейчас на Умбриэле названия имеют детали рельефа лишь одного типа — кратеры. Их на этом спутнике намного больше, чем на Ариэле и , что указывает на его меньшую эндогенную активность. Из всех спутников Урана только Оберон превосходит Умбриэль по числу кратеров. Диаметры известных кратеров составляют от нескольких километров до 210 километров. Все изученные кратеры Умбриэля имеют центральный пик, но ни у одного нет лучей.

Поверхность Умбриэля, как и других крупных спутников Урана, испещрена системой каньонов, направленных с северо-востока на юго-запад. В настоящее время нет объяснения, почему поверхность спутника такая тёмная и однородная. Возможно, она покрыта тонким слоем тёмного материала, вынесенного на поверхность метеоритными ударами или выброшенного вулканами. По другой версии, кора Умбриэля может полностью состоять из тёмной материи, что делает невозможным появление ярких выбросов вокруг кратеров.

Умбриэль в астрономии

Умбриэль, снимок Вояджера-2

Умбриэль — спутник Урана, обнаруженный Уильямом Ласселом 24 октября 1851 года. Лассель также обнаружил Ариэль, в то же время. Все 27 лун Урана названы в честь персонажей из пьес Александра Поупа и Уильяма Шекспира. Эти имена были предложены Джоном Гершелем, сыном Уильяма Гершеля — знаменитым астрономом, открывшим Титанию и Оберон.

Размер, масса и орбита спутника Ариэль

Радиус – 578.9 км (0.0908 земного), а масса – 1.353 х 1021 кг (0.000226 от земной). Орбитальный путь практически круглый, а отдаленность спутника Ариэль от Урана составляет 191020 км. При эксцентриситете в 0.0012 его экваториальный наклон – 0.260°.

Таким образом вы узнали, спутником какой планеты является Ариэль.

Основные параметры спутника Ариэль

Сведения об открытии
Дата открытия24 октября 1851
ПервооткрывателиУильям Лассел
Орбитальные характеристики
Большая полуось191 020 км
Эксцентриситет0,0012
Период обращениясинхронизирован (обращён к Урану одной стороной)
Наклонение0,260°
СпутникУрана
Физические характеристики
Размеры1162,2×1155,8 км
Радиус578,9 км
Масса1,35×1021 кг
Плотность~1,67 г/см3
Альбедо0,39

Орбитальное ускорение – 5.51 км/с, а на один облет вокруг планеты уходит 2.52 дней. Наблюдается синхронность с осевым вращением, поэтому пребывает в гравитационном блоке с планетой.

Ариэль выполняет вращение в экваториальной плоскости Урана, поэтому расположен перпендикулярно Солнцу. Это приводит к тому, что сезоны длятся по 42 года.

Сравнительные размеры Земли, Луны и Ариэль

Сравнительные размеры Земли, Луны и Ариэль

Лунная орбита полностью погружена в планетарную магнитосферу, а значит заднее полушарие поражено магнитосферной плазмой. Эта бомбардировка привела к потемнению на задней стороне.

Сейчас Ариэль лишена орбитального резонанса, но ранее наблюдался показатель 5:3 с Мирандой и 4:1 с Титанией.

Умбриэль

Он является одним из пяти основных спутников.

И Умбриэль почти одинакового размера, с диаметром 1158 километров и 1170 километров соответственно. Диаметр составляет около одной трети от диаметра Земли.

Он является третьей по величине луной, но только четвертой по массе.

Ученые считают, что большая его часть состоит из водяного льда и около 40% составляет плотный скальный материал.

Умбриэль, снимок сделан с использованием светлых фильтров

Он имеет самую темную поверхность среди всех спутников. Альбедо — это свет, который отражается от поверхности, и у него он весьма низок, всего 16 %.

Один оборот вокруг Урана занимает примерно 4,1 дня.

Так как он находится на синхронной орбите с планетой, то ему также необходимо 4,1 дня чтобы совершить один оборот вокруг оси. Расстояние до планеты составляет в среднем 266 тысяч километров. Уран является единственной планетой в Солнечной системе, из-за большого наклона оси (89 градусов) вращающийся лежа на боку. Спутники вращаются в плоскости экватора планеты. Северные и южные полюса проводят 42 года на свету, а затем 42 года в темноте.

Открытый Уильямом Ласселом 24 октября 1851 года. Назван в честь гнома из поэмы английского поэта Александра Поупа «Похищение локона».

Умбриэль в основном состоит изо льдов с существенной долей камня. Возможно, он имеет каменное ядро, покрытое ледяной мантией. По размерам Умбриэль занимает третье место среди спутников Урана и обладает самой тёмной поверхностью, отражая всего 16 % падающего света.

Умбриэль, покрытый многочисленными ударными кратерами, достигающими 210 километров в диаметре, занимает второе место среди спутников Урана по количеству кратеров (после Оберона).

Умбриэль, как и все спутники Урана, предположительно образовался в , окружавшем планету сразу после ее формирования.

Систему Урана изучал с близкого расстояния лишь один — . Пролёт состоялся в январе 1986 года. Несколько снимков Умбриэля позволили изучить и картировать примерно 40 % его поверхности.

Состав и поверхность спутника Ариэль

Стоит на 4-м месте по величине и 3-м по массивности. Плотность в 1.66 г/см3 говорит о равном объеме водяного льда и камней вместе с тяжелыми органическими соединениями. Спектрограф показал, что ведущая сторона богаче на водяной лед.

Пока никто не знает точной причины, но может быть связь с атакой заряженными частичками из планетарной магнитосферы. Контакт частиц и водяного льда приводит к сублимации и разложению метана, а также затемнению метаногенных и прочих органических молекул.

Цветное изображение Ариэля, отображающее каньоны с равнинами (внизу справа) и яркий кратер (внизу слева)

Цветное изображение Ариэля, отображающее каньоны с равнинами (внизу справа) и яркий кратер (внизу слева)

Полагают, что внутри спутника Ариэль состоит из скалистого ядра и ледяной мантии. Ядро в радиусе простирается на 372 км (64% от общего) и занимает 52% массы. В теории может существовать океан, но здесь мало шансов.

ИК-спектроскопия заметила концентрации двуокиси углерода на поверхности, а больше всего на задней полусфере. Точную причину не выяснили, но возможно все дело в карбонатах или органическом материале, на которые повлияли УФ-свет или магнитосфера.

Поверхность делится на 3 типа: кратеры, рельефы и равнины. Можно отыскать каньоны, скалы, хребты и впадины. На южном полюсе много кратерных формирований, считающихся наиболее древними.

Поверхностная плотность кратеров ниже, чем у Оберона и Умбриэля, а значит они не появились в начале формирования системы. Ранее спутник обладал более эксцентричным орбитальным путем и мог переживать геологическую активность, которая стерла старые отметины.

Янгор – крупнейший кратер, охватывающий 78 км. Все масштабные кратеры наделены плоским дном и центральными вершинами. Большинство выступают многоугольными, есть светлые пятна. Кратеры пересекаются с узкими хребтами и каньонами. Последние могли сформироваться из-за разлома, вызванного замерзанием воды или жидкого аммиака.

В ширину каньоны простираются на 15-50 км и сконцентрированы на восточном и северо-восточном направлениях.

Ариэль, запечатленный в 1986 году на удаленности в 130000 км

Ариэль, запечатленный в 1986 году на удаленности в 130000 км

Рельеф представлен хребтами с длиной в сотни километров. Они пересекаются с кратерами, которые режут их на многоугольные участки. Каждая полоса (ширина – 25-70 км) наделена хребтом и впадиной с длиной в 200 км и отдаленностью – 10-35 км.

Самая молодая местность – равнины, представленные гладкими областями. Полагают, что они создавались долго и расположены на дне каньонов. Причиной формирования могли стать криовулканы.

Проход Ариэль, зафиксированный телескопом Хаббл в 2008 году

Проход Ариэль, зафиксированный телескопом Хаббл в 2008 году

Альбедо составляет 23%. Поверхность обычно нейтральная по окрасу, но есть асимметрия, из-за чего одно полушарие немного краснеет. Причина может скрываться в контакте заднего полушария с планетарной магнитосферой.

Происхождение и эволюция

Умбриэль, как и другие спутники Урана, предположительно сформировался из аккреционного диска или туманности; диск газа и пыли вокруг Урана существовал некоторое время после формирования последнего или, возможно, появился при столкновении с крупным телом, в результате которого, вероятно, планета приобрела большой наклон оси к плоскости эклиптики[31]. Точный состав туманности неизвестен, однако более высокая плотность спутников Урана по сравнению со спутниками Сатурна указывает, что туманность, вероятно, содержала малое количество воды]. Значительные количества углерода и азота, возможно, были представлены в виде оксида углерода (CO) и молекулярного азота (N2), а не аммиака и метана[31]. Спутник, формировавшийся в такой туманности, должен содержать меньшее количество водяного льда (с клатратами CO и N2) и большее количество каменистых пород, а потому иметь более высокую плотность]

.

Образование Умбриэля путем аккреции, вероятно, продолжалось в течение нескольких тысяч лет[31]. Столкновения, сопровождавшие аккрецию, вызывали нагрев наружных слоев спутника[32]. Максимальная температура (около 180 кельвинов) была достигнута на глубине приблизительно 3 километра[32]. После завершения формирования внешний слой остыл, в то время как внутренний стал нагреваться из-за распада радиоактивных элементов, заключенных в его породах]. Поверхностный слой за счет охлаждения сжимался, в то время как нагревающийся внутренний расширился. Это вызвало обширные пространственные изменения в коре Умбриэля, которые сопровождались многочисленными разломами[33]. Существующая система каньонов может быть результатом этого процесса, длившегося около 200 миллионов лет. Таким образом, эндогенная деятельность на Умбриэле должна была прекратиться несколько миллиардов лет назад]

.

Изначальная аккреция частиц, разогревающая спутник, и продолжающийся далее распад радиоактивных элементов могли быть достаточны для расплавления льда[32] в присутствии некоторых антифризов (Например, аммиака в форме гидрата аммиака и солей[18]). Дальнейшее таяние, вероятно, привело к отделению льда от горных пород и формированию каменного ядра, окруженного ледяной мантией[22]. На границе ядра с мантией мог образоваться слой жидкой воды (океан), насыщенный растворенным аммиаком. Эвтектическая температура этой смеси составляет 176 К. Если температура океана была ниже этого значения, то он должен был давно замерзнуть[18]. Среди всех спутников Урана Умбриэль был наименее подвержен эндогенным процессам преобразования поверхности[22], хотя эти процессы могли оказать свое влияние на Умбриэль (как и на другие спутники) в начале его существования[30]. К сожалению, сведения об Умбриэле до сих пор очень скудны и в значительной мере ограничены исследованиями, проведенными «Вояджером-2»

.

Исследование спутника Ариэль

На фото видно, что спутник Ариэль расположен близко к планете Уран, поэтому любителям отыскать спутник крайне сложно. Но в 19-м веке за ним много раз смотрели в наземные телескопы. В 2006 году космическому телескопу Хаббл удалось зафиксировать на фото редкий транзит, где Ариэль бросил тень на верхушки планетарных вулканов. Еще одно событие отметила Европейская южная обсерватория в 2008 году.

Первые детали ученые получили с полетом Вояджера-2 в 1986 году, отдаленным от спутника на 127000 км.

Художественная интерпретация корабля Вояджер-2

Художественная интерпретация корабля Вояджер-2

Добытые снимки передавали лишь 40% поверхности и только 35% обладали достаточным разрешением для создания геологической карты. Дело в том, что пролет выпал на летнее солнцестояние, так что для обзора открылось лишь южное полушарие.

Больше никаких проектов не проводили и пока не планируют. Думали запустить Кассини, но у аппарата не хватило бы топлива после Сатурна, так как лететь примерно 20 лет. Но Ариэль – интересный объект и если ученые решат запустить миссию к Урану, то не оставят спутник без внимания. Полюбуйтесь на фото спутника Ариэль и карту поверхности.

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: