Отправлено: 01.05.11 16:32. Заголовок: Спутники Урана. Титания и др

http://ru.wikipedia.org/wiki/%D1%EF%F3%F2%ED%E8%EA%E8_%D3%F0%E0%ED%E0

Спутники Урана
[править]Материал из Википедии — свободной энциклопедии
Перейти к: навигация, поиск

Сравнительные размеры шести самых известных спутников Урана. Слева направо: Пак, Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон.Спутники Урана — естественные спутники планеты Уран. Известно 27 спутников. Все они получили названия в честь персонажей из произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Первые два спутника — Титанию и Оберон — в 1787 году открыл Уильям Гершель. Ещё два сферических спутника (Ариэль и Умбриэль) были открыты в 1851 году Уильямом Ласселом. В 1948 Джерард Койпер открыл Миранду. Остальные спутники были открыты после 1985 года, во время миссии «Вояджера-2», или с помощью усовершенствованных наземных телескопов.

Содержание [убрать]
1 Открытие
1.1 Мнимые спутники
2 Названия
3 Особенности и группы
3.1 Внутренние спутники
3.2 Крупные спутники
3.3 Нерегулярные спутники
4 Параметры спутников Урана
5 Примечания
6 См. также
7 Ссылки


[править] Открытие
Два первых известных спутника, Титания и Оберон, были обнаружены сэром Уильямом Гершелем 11 января 1787 года, через шесть лет после открытия им Урана. Позднее Гершель считал, что обнаружил шесть спутников, и, возможно, даже кольцо (см. ниже). В течение почти 50 лет инструмент Гершеля был единственным, в который можно было различить спутники Урана[1]. В 1840-е гг. более совершенные инструменты наблюдений и благоприятное положение Урана позволили заметить спорадические признаки других спутников, помимо Титании и Оберона. В конечном счёте, два следующих спутника, Ариэль и Умбриэль, были открыты Уильямом Ласселом в 1851 году[2].

В течение долгого времени римская схема нумерации спутников Урана была спорной и в публикациях колебалась между обозначениями Гершеля (где Титания и Оберон — Уран II и IV) и Уильяма Лассела (где они временами — I и II)[3]. После того как существование Умбриэля и Ариэля было подтвержденно, Лассел пронумеровал спутники от I до IV в порядке удаления. С тех пор нумерация не менялась[4]. В 1852 году сын У. Гершеля — Джон Гершель дал названия четырём известным тогда спутникам.

В течение почти столетия никаких новых открытий спутников Урана сделано не было. В 1948 г. Джерард Койпер обнаружил наименьший из пяти крупнейших, сферических спутников — Миранду. Несколько десятилетиями спустя, в январе 1986 космический зонд «Вояджер-2» открыл 10 внутренних спутников. «Вояджером» наблюдался ещё один спутник — Пердита, но тогда он не был опознан как спутник. Пердиту «повторно» открыли в 2001 году при изучении старых фотографий с «Вояджера-2».

Уран был единственной планетой-гигантом, у которой не было известно нерегулярных спутников, но с 1997 года наземными наблюдениями было обнаружено девять отдалённых нерегулярных спутников. Ещё два маленьких внутренних спутника, Купидон и Маб, были открыты в 2003 году с использованием Космического телескопа «Хаббл». Последний из обнаруженных на 2008 год спутников Урана — Маргарита — был открыт в 2003 году[5]

[править] Мнимые спутники
После открытия Гершелем Титании и Оберона 11 января 1787 г., он впоследствии полагал, что наблюдал ещё 4 спутника: два — 18 января и 9 февраля 1790 г. и ещё два — 28 февраля и 26 марта 1794 года. Таким образом, много последующих десятилетий считалось, что у Урана 6 спутников, хотя существование 4 из них не подтвердил ни один астроном. Наблюдения Лассела в 1851, когда он обнаружил Ариэль и Умбриэль, не подтвердили наблюдения Гершеля; Ариэль и Умбриэль, которые Гершель, конечно же, должен был видеть, если он видел спутники около Титании и Оберона, не соответствовали ни одному из дополнительных спутников, замеченных Гершелем, по орбитальным характеристикам. Поэтому пришли к выводу, что 4 спутника, замеченных Гершелем помимо двух, были иллюзорными — вероятно, результатом ошибочного опознания звёзд около Урана как спутников, и право Лассела на открытие Ариэля и Умбриэля получило признание[6]. Как считалось, у четырёх мнимых спутников Гершеля были следующие сидерические периоды: 5,89 дней (ближе чем Титания к Урану), 10,96 дней (между Титанием и Обероном), 38,08 и 107,69 дней (дальше Оберона)[7].

[править] Названия
Основная статья: Названия спутников
См. также: Конфликты названий в Солнечной системе.
Первые два спутника Урана, открытые в 1787 г., были названы лишь в 1852 — год спустя после обнаружения ещё двух. Обязанность дать им названия взял на себя Джон Гершель, сын первооткрывателя Урана. Он решил не брать названия для спутников из греческой мифологии, назвав их в честь магических духов из английской литературы: царя и царицы фей и эльфов Оберона и Титании из «Сна в летнюю ночь» Уильяма Шекспира и сильфов Ариэля и Умбриэль из «Похищения локона» Александра Поупа (Ариэль также ещё и эльф из Шекспировской «Бури»). Причины такого выбора, по-видимому, кроются в том, что Уран, как бог неба и воздуха, сопровождается духами воздуха[8]. Последующие названия, вместо того, чтобы продолжить новую традицию давать имена духов воздуха (только Пак и Маб продолжили эту традицию), сосредоточились на первоисточниках Гершеля. В 1949 г. пятый спутник, Миранда, был назван его первооткрывателем Джерардом Койпером в честь смертного персонажа из Шекспировской «Бури».

Текущая практика наименования спутников, принятая в МАС, включает в себя персонажей пьес Шекспира и «Похищения локона» (на настоящий момент лишь Ариэль, Умбриэль и Белинда имеют имена из последней поэмы; все остальные из Шекспира). Сначала наиболее удалённые от центра спутники называли в честь персонажей из одной пьесы («Буря»); но с Маргаритой, которой было дано имя из «Много шума из ничего», эта традиция прекратилась[9].


Массы спутников Урана в сравнении. Пять сфероидальных спутников изменяются, начиная с Миранды, от 0,7 % до Титании с более чем 40 % от суммарной массы. Масса всех остальных спутников почти не превышает 0,1 % и едва различима на этой диаграмме.«Похищение локона» (поэма Александра Поупа):
Ариэль, Умбриэль, Белинда
Пьесы Уильяма Шекспира:
«Сон в летнюю ночь»: Титания, Оберон, Пак
«Буря»: (Ариэль), Миранда, Калибан, Сикоракса, Просперо, Сетебос, Стефано, Тринкуло, Франциско, Фердинанд
«Король Лир»: Корделия
«Гамлет, принц датский»: Офелия
«Укрощение строптивой»: Бианка
«Троил и Крессида»: Крессида
«Отелло»: Дездемона
«Ромео и Джульетта»: Джульетта, Маб
«Венецианский купец»: Порция
«Как вам это понравится»: Розалинда
«Много шума из ничего»: Маргарита
«Зимняя сказка»: Пердита
«Тимон Афинский»: Купидон
Названия некоторых астероидов совпадают с названиями спутников Урана: 171 Офелия, 218 Бианка, 593 Титания, 666 Дездемона, 763 Купидон, 900 Розалинда и 2758 Корделия.

[править] Особенности и группы
Спутники Урана можно разделить на три группы: тринадцать внутренних, пять крупных и девять нерегулярных спутников.

[править] Внутренние спутники

Схема лун и колец УранаСм. также: Внутренние луны и Кольца Урана.
По данным на 2008 год, Уран обладает 13 внутренними лунами. Внутренние спутники — это небольшие, тёмные объекты, сходные характеристиками и происхождением с кольцами планеты. Их орбиты лежат за внутренней стороной орбиты Миранды. Все внутренние луны глубоко связанны с Кольцами Урана, которые, возможно, представляют собой результат распада одной или нескольких маленьких внутренних лун. Две самые внутренние луны (Корделия и Офелия) служат кольцу ? «пастухами», а небольшая луна Маб, возможно, источник наиболее удалённого кольца ?. Пак кружит на орбите между Пердитой и Мабом, и, возможно, представляет собой нечто вроде переходного объекта между внутренними лунами и крупными спутниками Урана.

Все внутренние луны — тёмные объекты; их геометрическое альбедо не превышает 10 %. Внутренние луны состоят из водяного льда с примесью тёмного материала—возможно преобразованной радиацией органикой. Небольшие внутренние спутники постоянно выступают друг для друга в качестве возмущающих факторов. Система является хаотичной и, вероятно, непостоянной.

Расчёты показывают, что внутренние спутники выступают в роли возмущающих факторов друг для друга в случае, если их орбиты пересекаются; в конечном счёте, это может привести к столкновениям между ними. Дездемона может столкнуться с Крессидой или Джульеттой в последующие 100 миллионов лет[10].

[править] Крупные спутники
Пять крупных спутников достаточно массивны, чтобы гидростатическое равновесие придало им сфероидальную форму. На четырёх из них замечены признаки внутренней и внешней активности, такие, как формирование каньонов и предполагаемый вулканизм на поверхности. Наибольший из этих пяти, Титания, 1578 км в диаметре и восьмой по величине спутник в Солнечной Системе. Она в 20 раз менее массивна, чем земная Луна. Система спутников Урана наименее массивная среди систем спутников планет-гигантов; совокупная масса всех 5 крупнейших лун Урана не составит и половины от массы Тритона, седьмого крупнейшего спутника Солнечной системы (масса Тритона составляет около 2.14?1022 кг,[11] когда как совокупная масса спутников Урана составляет около 1?1022 кг. Крупнейший из спутников, Титания, обладает радиусом в 788,9 км, что меньше радиуса Земной Луны, но немного больше, чем у Реи, второго из крупных спутников Сатурна, что делает Титанию восьмым крупнейшим спутником в Солнечной системе. Уран приблизительно в 10000 раз массивнее, чем его спутники (масса Урана — 8,681?1025 кг, масса четырёх самых крупных спутников — 8.82?1021 кг[12], массой остальных спутников можно пренебречь). Среди спутников Урана выделяются пять самых крупных: Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон. По диаметру они различаются от 472 км для Миранды до 1578 км для Титании. Все крупные спутники Урана — относительно тёмные объекты: их геометрическое альбедо меняется в диапазоне 30—50 %, а по альбедо Бонда — между 10—23 %. Умбриэль — самый тёмный из этих спутников, а Ариэль — самый яркий. Массы спутников составляют от 6,7?1019 кг (Миранда) до 3,5?1021 кг (Титания). Для сравнения, масса земной Луны — 7,5?1022 кг.

Крупнейшие спутники Урана, как полагают, сформировались в аккреционном диске, который существовал вокруг Урана в течение некоторого времени после того, как он сформировался, или возник в результате столкновения Урана с другим небесным телом в ранний период его истории[13].


Сравнительные размеры и яркость пяти самых крупных спутников Урана. Слева направо: Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания, и Оберон.Все крупные спутники Урана состоят наполовину изо льда и горных пород, за исключением Миранды, состоящей преимущественно изо льда. Составляющими льда могут являться аммиак и углекислый газ.

Их поверхность испещрена кратерами, но все они (за исключением Умбриеля) демонстрируют признаки «обновления» поверхности, выражающиеся в форме образования каньонов и, в случае с Мирандой, яйцевидными, похожими на гоночные треки структурами, называемыми коронами. За образование «корон» как считают, ответственны резкие поднятия диапиров.[14]. Поверхность Ариэля, возможно, самая молодая, с наименьшим количеством кратеров. Поверхность Умбриэля же кажется самой старой.

Имевшие место в прошлом резонансы 3:1 между Мирандой и Умбриэлем и 4:1 между Ариэлем и Титанией, как считают, ответственны за нагревание, которое вызвало существенную эндогенную активность на Миранде и Ариэле[15][16]. К такому выводу приводит наличие у Миранды высокого орбитального наклонения, несвойственного для столь близкого к планете тела[17][18]. Крупнейшие спутники Урана состоят из ядра из горных пород в центре и ледяного покрова снаружи. Титания и Оберон могут иметь океан из жидкой воды на границе ядра/мантии.

[править] Нерегулярные спутники
Нерегулярные спутники Урана имеют эллиптические и сильно наклонённые (в большинстве своём ретроградные) орбиты на большом расстоянии от планеты.

[править] Параметры спутников Урана
Ранжированы по степени удалённости от планеты, крупнейшие выделены, знак вопроса отражает приблизительность цифры.

Параметры спутников Урана[19] Номер Название (сфероидальные спутники выделены жирным шрифтом) Средний диаметр (км) Масса (кг) Большая полуось (103 км) Орбитальный период (в днях) Наклон (°)
(к экватору) Дата открытия Изображения
1 Уран VI Корделия 42 ± 6 5.0?1016? 49,751 0.335034 0,08479° 1986
2 Уран VII Офелия 46 ± 8 5.1?1016? 53,764 0.376400 0,1036° 1986
3 Уран VIII Бианка 54 ± 4 9.2?1016? 59,165 0.434579 0,193° 1986
4 Уран IX Крессида 82 ± 4 3.4?1017? 61,766 0.463570 0,006° 1986
5 Уран X Дездемона 68 ± 8 2.3?1017? 62,658 0.473650 0,11125° 1986
6 Уран XI Джульетта 106 ± 8 8.2?1017? 64,360 0.493065 0,065° 1986
7 Уран XII Порция 140 ± 8 1.7?1018? 66,097 0.513196 0,059° 1986
8 Уран XIII Розалинда 72 ± 12 2.5?1017? 69,927 0.558460 0,279° 1986
9 Уран XXVII Купидон ~ 18 3.8?1015? 74,800 0.618 0,1° 2003
10 Уран XIV Белинда 90 ± 16 4.9?1017? 75,255 0.623527 0,031° 1986
11 Уран XXV Пердита 30 ± 6 1.8?1016? 76,420 0.638 0,0° 1986
12 Уран XV Пак 162 ± 4 2.9?1018? 86,004 0.761833 0,3192° 1985
13 Уран XXVI Маб ~ 25 1.0?1016? 97,734 0.923 0,1335° 2003
14 Уран V Миранда 471.6 ± 1.4 (6.6 ± 0.7)?1019 129,390 1.413479 4,232° 1948
15 Уран I Ариэль 1157.8 ± 1.2 (1.35 ± 0.12)?1021 191,020 2.520379 0,260° 1851
16 Уран II Умбриэль 1169.4 ± 5.6 (1.17 ± 0.13)?1021 266,300 4.144177 0,205° 1851
17 Уран III Титания 1577.8 ± 3.6 (3.53 ± 0.09)?1021 435,910 8.705872 0,340° 1787
18 Уран IV Оберон 1522.8 ± 5.2 (3.01 ± 0.07)?1021 583,520 13.463239 0,058° 1787
19 Уран XXII Франциско ~ 12 1.3?1015? 4,276,000 ?267.12** 147,459° 2001
20 Уран XVI Калибан ~ 98 7.3?1017? 7,231,000 ?579.39** 139,885° 1997
21 Уран XX Стефано ~ 20 6?1015? 8,004,000 ?677.48** 141,873° 1999
22 Уран XXI Тринкуло ~ 10 7.5?1014? 8,504,000 ?748.83** 166,252° 2001
23 Уран XVII Сикоракса ~ 190 5.4?1018? 12,179,000 ?1285.62** 152,456° 1997
24 Уран XXIII Маргарита ~ 11 1.3?1015? 14,345,000 +1654.32 51,455° 2003
25 Уран XVIII Просперо ~ 30 2.1?1016? 16,256,000 ?1962.95** 146,017° 1999
26 Уран XIX Сетебос ~ 30 2.1?1016? 17,418,000 ?2196.35** 145,883° 1999
27 Уран XXIV Фердинанд ~ 12 1.3?1015? 20,901,000 ?2805.51** 167,346° 2001

[править] Примечания
? Herschel, John (1834). «On the Satellites of Uranus». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 3 (5): 35–36.
? Lassell, W. (1851). «On the interior satellites of Uranus». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 12: 15–17.
? Lassell, W. (1848). «Observations of Satellites of Uranus». Monthly Notices of the Royal Astronomical Society 8 (3): 43–44.
? Lassell, W. (1851). «Letter from William Lassell, Esq., to the Editor». Astronomical Journal 2 (33): 70. DOI:10.1086/100198.
? .Green, Daniel W. E. IAUC 8217: S/2003 U 3; 157P; AG Dra. IAU Circular (2003-10-09). Проверено 21 декабря 2008.
? Denning, W.F. (October 22, 1881). «The centenary of the discovery of Uranus». Scientific American Supplement (303).
? Hughes, D. W. (1994). «The Historical Unravelling of the Diameters of the First Four Asteroids». R.A.S. Quarterly Journal 35 (3): 334–344.
? William Lassell (1852). «Beobachtungen der Uranus-Satelliten». Astronomische Nachrichten 34. Проверено 2008-12-18.
? Kuiper, Gerard P. (1949). «The Fifth Satellite of Uranus». Publications of the Astronomical Society of the Pacific 61 (360): 129. DOI:10.1086/126146.
? Duncan, Martin J.; Jack J. Lissauer (1997). «Orbital Stability of the Uranian Satellite System». Icarus 125 (1): 1–12. DOI:10.1006/icar.1996.5568. Проверено 2008-05-10.
? Tyler, G.L.; Sweetnam, D.L.; Anderson, J.D. et al (1989). «Voyager radio science observations of Neptune and Triton». Science 246: 1466–73. DOI:10.1126/science.246.4936.1466. PMID 17756001.
? Mass of four largest moons
? Hunt Garry E. Atlas of Uranus. — Cambridge University Press. — P. 78—85. — ISBN 0521343232
? Pappalardo, R. T.; Reynolds, S. J., Greeley, R. (1996). «Extensional tilt blocks on Miranda: Evidence for an upwelling origin of Arden Corona». Journal of Geophysical Research 102 (E6): 13,369–13,380. DOI:10.1029/97JE00802.
? Tittemore, W. C.; Wisdom, J. (1990). «Tidal evolution of the Uranian satellites III. Evolution through the Miranda-Umbriel 3:1, Miranda-Ariel 5:3, and Ariel-Umbriel 2:1 mean-motion commensurabilities». Icarus 85 (2): 394–443. DOI:10.1016/0019-1035(90)90125-S.
? Tittemore, W.C. (1990). «Tidal Heating of Ariel». Icarus 87: 110–139. DOI:10.1016/0019-1035(90)90024-4.
? Tittemore, W. C.; Wisdom, J. (1989). «Tidal Evolution of the Uranian Satellites II. An Explanation of the Anomalously High Orbital Inclination of Miranda». Icarus 78: 63–89. DOI:10.1016/0019-1035(89)90070-5.
? Malhotra, R., Dermott, S. F. (1990). «The Role of Secondary Resonances in the Orbital History of Miranda». Icarus 85: 444–480. DOI:10.1016/0019-1035(90)90126-T.