Спутники Урана (17 фото)

Обнаружение и имя спутника Миранда

Миранду обнаружил в 1948 году астроном Дж. Койпер, работавший в обсерватории Макдоналд (США). Ученый проводил измерение блеска открытых на тот момент сателлитов седьмой планеты: Умбриэля, Ариэля, Оберона и Титании.

16 февраля он заметил новое небесное тело на фото, полученном из телескопа, а 1 марта смог воспроизвести его траекторию.

Согласно традиции, положенной сыном Уильяма Гершеля (первооткрывателя сателлитов Оберона и Титании), спутники Урана называют так же, как персонажей произведений У. Шекспира.

Открытый Койпером объект был назван в честь героини пьесы «Буря» — юной герцогини. Элементы ее рельефа позднее получили названия по аналогии с местами, где развиваются события в произведениях драматурга.

На изображении видно, как располагаются спутники Урана на его орбите. Credit: astronomy.ru.

Обнаружение и наименование

Миранда спутник был обнаружен в 1948 г., 16 февраля. В качестве его первооткрывателя выступает Джерард Койпер, который обучался и работал в Техасском университете. 1 марта появилась возможность передачи его движения вокруг планеты. Учёный последовал общепринятой традиции, поэтому для нарекания найденного объекта предпочёл имя персонажа из произведений Шекспира. Это событие стало настоящей данью Дж. Гершелю, которым были предложены следующие имена: Оберон, Ариэль, Умбриэль.

Миранда в натуральном цвете

Происхождение и эволюция

Миранда образована из древней газопылевой туманности, существовавшей с момента зарождения планеты или образованной при столкновении с крупным космическим объектом. После медленного охлаждения на ее поверхности образовались трещины, разделившие мантию на грабены (опущенные участки).

Процесс дальнейшего образования рельефа шел 3 млрд. лет. В нем чередовались фазы нагрева и охлаждения, в недрах шли процессы конвекции. Сдвиги орбиты стали причиной формирования уступов, а изменение эксцентриситета привело к угасанию геологической активности.

Изучая сателлит, астрономы расходятся во мнении, какие процессы ответственны за его образование и формирование поверхности.

Доминируют две основные эволюционные версии:

  1. По первой. Объект изначально имел гораздо большие размеры. В результате столкновений с другими небесными телами он постоянно раскалывался, а затем «собирался» заново. Однако эта гипотеза не объясняет наличия старых и крупных кратеров.
  2. По другой версии. Текущий ландшафт образовался в результате внутренних процессов. Воздействие гравитации Урана стало причиной вращения и нагревания ядра Миранды. Эти процессы шли неравномерно и вызывали подобие геологической активности. Этим объясняется выраженный рельеф поверхности сателлита.

Спутник отражает не более трети солнечного света. Это свидетельство того, что на его поверхности присутствуют углеродистые материалы. Миранда является почти такой же яркой, как и Ариэль (наиболее крупная луна Урана).

Ее блеск возрастает во время оппозиции, когда наблюдатели с Земли находятся между спутником и Солнцем. Астрономы сделали вывод о пористости поверхности сателлита, что является результатом столкновений с большим количеством микрометеоритов.

Спутник Урана Миранда

Спутник Урана Миранда

Спутник Миранда – самый большой из всех приближенных к планете Уран из всех собратьев. Открыл его в 1948 году Джерард Койпер, американский ученый-астроном. Спутнику дали имя героини пьесы Шекспира «Буря». Большим сюрпризом для исследователей стало то, что Миранда обладает всеми возможными геологическими формами, представленными на твердых планетах Солнечной системы. Гипотез по этому поводу много, но ни одна из них еще не получила подтверждения, чтобы стать аксиомой.

Спутник Миранда: гипотезы и факты

Есть две теории, которые пытаются объяснить столь удивительный факт. Одна из них предполагает, что когда-то спутник Урана столкнулся с каким-то огромным космическим объектом, из-за чего буквально рассыпался на части. Но воздействие гравитации привело к тому, что он через какое-то время «собрался» вновь в единое целое, что послужило причиной такой в высшей степени странной формы. Вторая теория делает упор на то, что недра спутника Миранда нагреваются неравномерно, вследствие этого на нем и существует такое геологическое разнообразие. В любом случае, где бы ни скрывалась истина, уникальный спутник был и остается весьма интересным космическим телом.

Минеральный грунт Миранды содержит большие включения льда. Точно неизвестно, но астрономы пришли к выводу, что отдельные области на протяжении всей эволюции спутника Миранда меняли свой внешний вид не менее пяти раз. Его территория почти вся покрыта мелкими кратерами, за исключением одного участка, который назвали Шеврон.

Шеврон

Шеврон на территории спутника Миранда

Шеврон похож на трапецию, которая сложилась чередованием светлых и черных полос. Размеры у не внушительные: сто сорок на двести километров. Полосы, из которых образована трапеция, представляют собой параллельные гряды в большом количестве. Продолжается Шеврон странным разломом, который имеет глубину в двадцать километров и уходит за пределы освещенного пространства на территории спутника Миранда.

Скала Вероны Рупс

Скала Вероны Рупс

Миранде принадлежит один из рекордов среди всех спутников и планет Солнечной системы в категории самых высоких образований. Гигантская скала Вероны Рупс возвышается над окружающим пространством в гордом одиночестве, ее высота составляет двадцать километров, что в десять раз превышает высоту отвесных обрывов земного Большого Каньона. Самая большая необычность заключается в том, что размеры спутника Миранды совсем невелики, всего четыреста семьдесят два километра в диаметре. Вопрос, как она умудрилась «вырастить» на своей поверхности такой необычный объект? Этот интересный феномен косвенно подтверждает состоятельность теории о катаклизме, расколовшем спутник на куски, которые потом «сложились» обратно.

Рельеф со множеством хребтов, ущелий, древних кратеров и сравнительно молодых гладких областей представляет собой поверхность спутника. Самые глубокие ущелья представляют собой пропасти глубиной до девятнадцати километров, а огромный кратер Алонсо поражает своими размерами в соотношении с размером спутника Миранда: диаметр его ни много ни мало – двадцать четыре километра.

Трапециевидный Шеврон и скала Вероны Рупс – это не все, чем удивляет Миранда. Спутник обладает еще одной странной формой в виде прямоугольника. Он состоит из таких же полос, только более широких, чем у Шеврона, и в пять раз превышает его размеры. Астрономы дали ему название Цирки Максими, позаимствовав его у древних римлян, которые называли так большой стадион.

Небольшой по размерам спутник Миранда загадал ученым столько загадок, что разбираться с ними придется еще очень длительное время.

0

Рекомендуем также:

● Каковы размеры планет?
Планета очень отличается от звезды. Звезда — это огромный шар, состоящий из горячих газов, которые выделяют тепло и свет. Планета — намного меньшее небесное тело, которое светит отраженным …

● Нейтронные звёзды

Если масса сжимающейся звезды превосходит массу Солнца более чем в 1,4 раза, то такая звезда, достигнув стадии белого карлика, на этом не остановится. Гравитационные силы в этом случае …

● Что такое Вселенная?

Вселенная — это весь окружающий нас материальный мир, в том числе и то, что находится за пределами Земли — космическое пространство, планеты, звезды. Это материя без конца и …

● Спутник Юпитера Ио

Спутник Юпитера Ио Ио — спутник Юпитера, самый близкий к планете из четырёх галилеевых спутников. Отличается бурной вулканической активностью. История открытия и название Ио была открыта Галилео Галилеем в 1610 с …

● История вселенной за 10 минут

Если сжать всю историю Земли (4,5 миллиарда лет) в один год, то получится, что жизнь на Земле появилась в середине марта, первые наземные животные – лишь в конце …

● Солнце — звезда, подарившая нам жизнь

Среди миллиардов звёзд, щедро рассыпанных по нашей Галактике, есть одна-единственная, самая дорогая для всех обитателей планеты Земля, и которая так гордо звучит — «Солнце». Поклоняться этой звезде как …

● Послание лунным братьям от индейцев навахо

В начале 1960-х годах НАСА активно готовило астронавтов для полёта на Луну, некоторые тренировки проводились в пустынях Аризоны на территориях резервации индейцев племени навахо. Однажды старый индеец с сыном …

● Как далеко простирается космос?

Большинство астрономов считают, что та Вселенная, которую мы можем наблюдать,— это только часть всей Вселенной. Они представляют Вселенную распространяющейся далеко в пространстве. Но как далеко она распространяется? Или …

● Спутник Марса Фобос

Спутник Фобос Спутник Фобос вращается вокруг Марса по самой низкой орбите в сравнении со всеми остальными спутниками планет Солнечной системы. От Марса его отделяет всего лишь шесть тысяч километров. …

● Планета Юпитер

Частица бесконечного Космоса – планета Юпитер – начинает открывать свои тайны человечеству. Объять необъятное – только так можно назвать попытки людей хоть как-то объяснить Мироздание. Объяснить, конечно, не …

● Планета Венера

Второй после Меркурия с точки зрения удаленности от Солнца признается планета Венера, которая находится от главного Светила на расстоянии в 108 миллионов километров. Двигаясь по своей орбите с …

● Колонизация Марса

«Почему до сих пор никак не может начаться колонизация Марса?!» Время от времени этот недоуменный вопрос возникает в головах энтузиастов освоения космоса. В самом деле, ныне объединенные возможности ведущих …

● Что такое созвездия?

Как много звезд на небе! Их сочетания образуют фигуры — созвездия. А чтобы легче было запоминать и узнавать их на небе, человек дал им красивые названия: Гончие Псы, …

● Исследование показало как вода могла течь на холодном и ледяном древнем Марсе

Для учёных, которые пытаются понять, на что был похож древний Марс, красная планета посылает несколько противоречивых сигналов. Долины и каньоны, похожие на высохшие русла древних рек, не оставляют …

● Спутник Юпитера Европа

Спутник Европа Замечателен по своей уникальности юпитерианский ледяной спутник Европа. Имя ему дано в честь возлюбленной греческого бога Юпитера. Открытие Европы приходится на 1610 год, это событие случилось вскоре …

Размер масса и орбита

Миранда является наиболее близким спутником Урана. Расстояние от него до планеты 129900 км, что в два раза ближе, чем от Луны до Земли.

В диаметре сателлит достигает 480 км и считается одним из самых маленьких объектов Солнечной системы, которому удалось достичь гидростатического баланса.

По расчетам астрономов, он не менее 5 раз за свое существование менял очертания. Раз в 42 земных года на нем отмечается смена сезонов.

Параметры сателлита:

  • значение радиуса — 235,8 ед. (3,69% земного);
  • размеры — 240,4×234,2×232,9 км;
  • массовая величина — 6,59±0,75⋅1019 кг;
  • показатель наклонения оси к экватору — 4,338º;
  • среднее орбитальное ускорение — 6,66 м/с;
  • отсутствие магнитного поля.

Орбитальный период сателлита составляет 1,41 земных суток и совпадает с периодом ротации. Вращение по траектории синхронизируется с осевым, что ведет к гравитационному блоку сателлита и планеты.

Миранда повернута к Урану только одной стороной, и ее путь лежит только в магнитосфере планеты. Собственной атмосферы у сателлита не обнаружено.

Ведомое полушарие (направленное в сторону, противоположную орбитальному движению) постоянно находится под бомбардировкой высокоскоростных элементов магнитосферной плазмы. Ученые считают, что это является причиной потемнения атакуемой части спутника.

Исследования[ | ]

Снимок, полученный «Вояджером-2» с расстояния 1,38 млн км
«Вояджер-2», изучавший систему Урана в январе 1986 года, сблизился с Мирандой намного теснее, чем с любым другим спутником Урана (на 29 000 км), и поэтому заснял её намного детальнее[33]. Наилучшие фотографии Миранды имеют разрешение 500 м. Заснято около 40 % поверхности, но только 35 % — с качеством, пригодным для геологического картирования и подсчёта кратеров[источник не указан 1323 дня

]. При пролёте «Вояджера» вблизи Миранды Солнце освещало только южное её полушарие, и поэтому северное осталось неизученным[11]. Никакой другой космический корабль никогда не посещал Миранду (и вообще систему Урана). В 2020-х годах, возможно, будет запущен исследовательский аппарат НАСА «Uranus orbiter and probe». В его состав будет входить орбитальный модуль и атмосферный зонд. Кроме того, группа из 168 учёных представила Европейскому космическому агентству программу миссии «Uranus Pathfinder» для путешествия к внешней части Солнечной системы, в котором конечной целью будет Уран[34]. Цель вышеназванных программ — уточнение данных об Уране и его спутниках (в том числе и о Миранде).

Особенности состава и поверхности

Миранда отличается от других сателлитов седьмой планеты Солнечной системы необычной формой рельефа и наименьшей плотностью (1,15 ± 0,15 г/см3).

Информация, полученная в инфракрасном виде, помогла ученым определить, из чего состоит поверхность сателлита.

Здесь присутствуют:

  • лед водяного типа — до 60%;
  • силикаты;
  • аммиак — 3%;
  • соединения органической природы.

Температура ледяного мира в среднем составляет -178ºС. В той части, которая погружена во тьму, она падает до -213ºС. На камни приходится до 40% массы сателлита.

Есть гипотеза о наличии силикатного ядра, на поверхности которого присутствует мантия изо льда. Если это так,то отвод тепла из недр спутника происходит за счет явлений теплопроводности.

На поверхности спутника представлены хаотично разделенные склоны глубиной до 20 км, древние и более молодые области. Среди распространенных форм рельефа — разломы, хребты, кратеры.

На фото он выглядит словно склеенный из нескольких разных частей. Присутствуют террасы и скалы, каньоны, равнины и углубления различной высоты. Гравитация низкая, и падение физических тел с пиков может занимать десятки минут.

Учёные полагают, что поверхность, была разбита колоссальным столкновением. Credit: spacegid.com.

Области

В планетной номенклатуре областями называют крупные участки поверхности, отличающиеся по цвету или яркости.

Те из них, которые удалось заснять на Миранде аппарату «Вояджер 2», получили наименования Мантуя, Эфес, Дунсинан и Сицилия.

Внешне подобные участки представляют собой холмистые равнины, изъеденные воронками кратеров. В ряде участков наблюдаются разъемы и впадины, часть которых образовалась относительно недавно.

В разломах присутствуют грабены, что свидетельствует о тектонических процессах, которые остались в прошлом. Поверхности областей однородные, но на их границах отмечены более яркие очаги.

Венцы

Кольцеобразные или овальные элементы на поверхности планетарных спутников называют венцами.

Миранда — один из сателлитов, на котором отмечены подобные образования. Их формирование окончательно завершилось около 100000 лет назад. Моделирование позволило ученым предположить, что в их образовании принимала участие конвенция в недрах.

Согласно современной гипотезе, в прошлом орбита спутника была более вытянутой, из-за чего он подвергался деформации на каждом повороте под воздействием приливных сил Урана. Недра прогревались, и пластичный лед поднимался к поверхности. При взаимодействии с нею образовывались венцы.

Астрономами открыты 3 венца, существования которых подтвердили снимки Voyager 2:

  • Инвернесс. Область в форме трапеции занимает площадь до 200 кв.км и располагается возле южного полюса. Она ограничена комплексом разломов, разделенных промежутками длиной в несколько километров. Кратеров немного, что свидетельствует о небольшом возрасте (по сравнению с другими областями)
  • Арден. Простирается с востока на запад на внешнем полушарии Миранды. Размеры с севера на юг определить не удалось, поскольку часть площади на снимке спутника скрыта за линией светораздела. Рельеф внутренней зоны гладкий, внешняя часть образована обрывами.
  • Эльсинор. Расположен на ведомом полушарии сателлита, по размерам и структуре схож с венцом Арден. Его внутреннюю часть огибает пояс шириной до 100 км. Внутренний рельеф — сложный комплекс возвышенностей и впадин, сегментов с холмами и кратерами.

Уступы

Возраст уступов на поверхности спутника разный. Некоторые из них старше венцов, другие образовались позже.

На краю впадины, уходящей за край светораздела, находится самый изученный уступ — Верона. Его высота (до 15 км) превышает размеры Большого Каньона в Аризоне. Не исключено, что обрыв продолжается на стороне, скрытой от Солнца.

Еще один крупный уступ (Алжир) находится на северо-западной части венца Эвернесс.

Участок поверхности Миранды, на котором хорошо виден уступ Верона. Фотография сделана с аппарата Voyager 2. Credit: NASA/JPL-Caltech.

Ударные кратеры

Астрономы хорошо изучили кратеры на южной стороне спутника. Они имеют разную форму, а диаметр варьируется от 500 м до 50 км.

Некоторые образования рельефны, окружены остатками выброшенного во время катастрофических столкновений вещества. Другие едва видны, стерты со временем.

Все они простые, с дном чашеобразной или плоской формы. Зависимости размеров кратеров от их внешнего вида нет.

Открыты кратеры Гонзало, Просперо, Стефано, Алонзо, Фердинанд.

Снимок с Voyager 2.Сложный массив трещин и кратеров, указывает на активную геологическую историю. Credit: Voyager 2/NASA.

Размерные характеристики

Миранда – спутник Урана, который наделён следующими параметрами:

  • значение его радиуса составляет 235,8 единиц, а это всего 3,69% земного аналогичного показателя;
  • массовая величина приближается к отметке в 6,59*10^19 кг, а это всего лишь 0,000011 от массы Земли;
  • значение крупной полуоси космического объекта составляет 129 900 км;
  • уровень эксцентриситета – 0,0013 единиц;
  • показатель наклонения – 4,338 градусов.

Наряду с этим космический объект обладает определённым набором физических характеристик. Они выглядят следующим образом:

  • размерные значения 240,4*234,2*232,9 км;
  • плотность приравнивается к отметке в 1,214 грамм на кубический сантиметр;
  • альбедо составляет 0,32 единицы.

А Вы смотрели: Созвездие Рысь (лат. Lynx, Lyn)

Характеристики Миранды

Находится Миранда Спутник на удалённости, составляющей 129 390 км. С учётом того, что его эксцентриситет равен 0,0013, а уровень наклона к экваториальной части – 4,232 градуса, есть предположение, что небесное тело на регулярной основе проходит сквозь вторичные резонансы. Однажды это привело к соотношению между Умбриэлем и Мирандой, равному 3 к 1, а между Мирандой и Ариэлем – 5 к 3. Это спровоцировало возникновение наклона и приливного нагрева в рамках внутренней области.

Значение среднего орбитального ускорения равняется 6,66 километров в секунду. Поэтому данной луне на совершение одного орбитального прохода приходится затрачивать 1,4 дня. Также наблюдается синхронизация между орбитальным и осевым вращением, что приводит к возникновению гравитационного блока.

Участок поверхности Миранды, на котором хорошо виден уступ Верона (обрыв высотой 20 км справа внизу). Фотография сделана с аппарата «Вояджер-2» 24 января 1986 года

Карта поверхности спутника

План спутника позволяет оценить расположение ключевых форм рельефа, астрономам доступно только южное ее полушарие.

На карте отмечены южный полюс, крупные области, открытые учеными венцы и уступы, крупные ударные кратеры и рытвины.

Наряду с шевроном (яркой областью в виде буквы V) имеется наложение хребтов и долин, покрытых каньонами, и гладких поверхностей, темных каньонов.

Состав и внутреннее строение

Миранда, возможно, частично дифференцирована на силикатное ядро, покрытое ледяной мантией. Если это так, толщина мантии составляет около 135 км, а радиус ядра — около 100 км. В этом случае отвод тепла из недр происходит путём теплопроводности. Однако наличие на спутнике венцов может свидетельствовать о конвекции. По одной из гипотез, лёд на Миранде образует клатрат с метаном. Помимо метана, водные клатраты могут захватывать окись углерода и другие молекулы, образуя вещество с хорошими теплоизоляционными свойствами — теплопроводность клатратов составит лишь от 2 до 10 % теплопроводности обычного льда. Таким образом, они могут препятствовать оттоку из недр спутника тепла, которое выделяется там при распаде радиоактивных элементов. В таком случае понадобилось бы около 100 млн лет для нагревания льда до 100 °C. Тепловое расширение ядра могло достигнуть 1 %, что привело бы к растрескиванию поверхности. Её неоднородность, возможно, объясняется неоднородностью потока тепловой энергии из недр.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: