Спутник Оберон
Содержание
Оберон, запечатленный в пролете Вояджера-2 в 1986 году
В 1787 году Уильям Гершель нашел спутник Урана Оберон. Тогда он заявил о находке еще 4-х спутников, но техника была слаба, поэтому никто не мог подтвердить открытие. Изначально Оберон просто прозвали «второй луной», а в 1848 году Уильям Ласселл наименовал его Уран II. Позже он найдет Ариэль и Миранду и начнет их просто перечислять.
В 1852 году Джон Гершель хотел назвать луны в честь отца, но решил все же воспользоваться именами героев шекспировских пьес.
Открытие
Этот спутник открыл английский астроном Уильям Гершель в 1787 году. Ещё ему удалось обнаружить Титанию, это один из крупнейших спутников Урана. Среди пяти остальных спутников планеты Уран, Оберон имеет наиболее удалённую от своей планеты орбиту, радиус которой составляет около 580 тысяч километров. Оберон синхронный спутник Урана, то есть его период обращения вокруг собственной оси, равен периоду обращения вокруг своей планеты, из-за чего Оберон всегда располагается к Урану одной стороной. Поскольку Уран лежит в плоскости орбиты на боку, весьма необычно на его спутниках происходит смена сезонов. Каждая сторона Оберона в течение сорока двух лет не освещается солнцем, а следующие сорок два года туда непрерывно светит Солнце.
воскресенье, 12 февраля 2012 г.
СПУТНИКИ УРАНА (ОБЕРОН, ТИТАНИЯ)
Спутник : Урана
Когда, в середине 1986 года аппарат «Вояджер-2» пролетал мимо Оберона, он по пути сделан несколько снимков, что позволило получить сведения о не менее 40 % поверхности спутника. Первым делом было установлено, что он является второй наиболее темной луной Урана. В целом поверхность Оберона красного цвета. Благодаря зонду было выявлено два вида поверхности; кратеры и глубокие удлиненные каньоны. Большое количество кратеров говорит о не молодом возрасте спутника. Скорее всего Оберон образовался вместе с Ураном и в какой то степени является частью планеты. Источник возникновения кратеров и каньонов, как и на всех небесных телах, разнообразен. Они могли появится в результате бомбардировки пролетающих мимо астероидов и метеоритов, которые попали в область притяжения спутника. Иногда недра разогреваются, за счет влияния приливных сил ближайших соседей Оберона, и выбрасывают на поверхность горячие породы, а в самих местах извержения образуются глубокие выемки (кратеры). Диаметр таких кратеров варьируется от нескольких метров до сотен километров. Самый крупный из них — кратер Гамлет, расположенных в экваториальном районе. Он простирается в длину на 206 км. Если смотреть на спутник из космоса, то на его поверхности будут видны многочисленных пересекающиеся линии, которые образуют целую систему каньонов. Стороны каньонов представляют собой обрывы, глубиною до 10-ти километров, которые появились, вероятно, в результате разломов ледяной почвы в течении многих миллионов лет.
Спутник : Урана
На расстоянии 435 900 км от газовой планеты расположена орбита самой крупной луны Урана, Титаниz. Это восьмой по массе спутник в Солнечной системе. Вместе с Обероном он был открыт Уильямом Гершелем в 1787 году. Титания полностью находится внутри магнитосферы Урана и потому полушарие, находящееся в стороне, обратной движению спутника, деформируется магнитосферной плазмой, которая также вращается вокруг планеты. Такая магнитная бомбардировка приводит к затемнению полушария, вследствие чего спутник считается довольно темным телом и отражает не более 35 % света. Поскольку Уран вращается вокруг Солнца с большим наклонением к орбите ( 97,8 %) т.е практически «лежа на боку», то и все его спутники, включая Титанию, подвергаются смене климатических сезонов. Каждые 84 года северный и южный полушарии Титании находятся сначала в полной темноте (42 года), а потом под освещенными лучами Солнца (42 года). Затмение Титании с Земли можно наблюдать один раз за такой климатический сезон, т.е один раз за 42 года, при равноденствии Урана, когда он входит в экваториальную плоскость Земли. Последнее затмение происходило в 2007 году, а следующее будет в 2049. Поверхность Титании во многом похожа на Оберон. У обеих спутников схожие геологические структуры: ударные и вулканические кратеры, рифты (каньоны) и обрывы. Крупнейший кратер Титании — Гертруда, расположенный чуть ниже северного полюса. Он простирается в длину на 326 км и глубину 3 км, что делает его самым большим кратером среди всех спутников Урана. Среди каньонов Титании следует отметить Мессинский рифт достигающий почти в 1500 км в длину. Он тянется с экватора практически до самого южного полюса.
Строение спутника, аналогичное как у других лун Урана. Из-за большого расстояния от Солнца, Титания превратилась в заледеневший мир. Центральное ядро имеет радиус 520 км и состоит из примесей железа и камня. Между тонкой ледяной корой и ядром располагается мантия, толщиной 800-900 км. Версия о наличии жидкого океана не подтверждается. Но если он и существует, то находится между ядром и мантией и может иметь глубину до 50 км.
В январе 1986 года «Вояджер-2» пролетел в 365,2 тыс км от спутника. В тот момент северное полушарие находилось в противоположной от Солнца стороне и было абсолютно темное. Южная часть Титании напротив освещалась прямыми солнечными лучами, поэтому южное полушарие ученым известно довольно хорошо. С помощью «Вояджер-2» было получено множество снимков светлой стороны Титании, а также составлена ландшафтная карта более 40 % поверхности, с нанесением всех видимых геологических структур: возвышенностей, обрывов, кратеров, каньонов и т.д.
Спутники Урана (17 фото)
Оберон
Масса (предварительное значение, г): 2,9х10 24
Средняя плотность, г/см3: 1,50+0,10
Альбедо (предварительное значение): 0,24
Оберон движется в радиационных поясах планеты.
На поверхности спутника много ударных кратеров.
На мелкомасштабных телевизионных снимках Оберона угадывались светлые пятна, которые оказались венцами очень светлых лучей вокруг ударных кратеров больших размеров. Природа светлых выбросов — водяной лед, иней, снег. Светлые выбросы контрастируют с очень темной древней поверхностью этого довольно крупного спутника Урана. Его диаметр более 1500 км, составляет почти половину поперечника нашей Луны.
Основное загадкой стали темные пятна на дне некоторых молодых ударных кратеров. Это указывает на «вулканическую активность» в водяном варианте, когда сквозь образовавшиеся разрывы в ледяной коре на поверхность изливалась загрязненная вода, которая при застывании образовала темную поверхность.
Титания
Масса (предварительное значение, г): 3,3х10 24
Средняя плотность, г/см3: 1,59+0,09
Альбедо (предварительное значение): 0,27
Титания движется в радиационных поясах планеты.
Титания заметно светлее Оберона и немного больше по размерам, около 1600 км в диаметре. Это самый большой спутник в системе Урана. Снимки Титании, сделанные с высоким разрешением, показали, что древних ударных кратеров здесь значительно меньше, чем на Обероне, причем особенно мало крупных кратеров. Так как они, несомненно, когда-то существовали, действовал какой-то процесс, который привел к их разрушению.
Вся поверхность спутника изрезана системой рифтов и пересекающихся извилистых долин, очень похожих на русла рек. Наиболее длинные достигают почти 1000 км в длину. Некоторые из них окружены системами светлых отложений на поверхности. Интересные сведения были получены в поляриметрическом эксперименте: поверхность покрыта слоем пористого материала. Скорее всего, это водяной иней, конденсировавшийся на поверхности после излияний воды в трещинах (вспомним спутник Юпитера Европу).
Наиболее многочисленны мелкие ударные кратеры, которые образовались из остатков протопланетного материала, обломков и. других небольших тел, обращавшихся вокруг Урана (не зависимые от него тела образовали бы более крупные кратеры). Что же касается древнего рельефа, то он, по-видимому, был полностью разрушен под действием значительного выделения внутреннего тепла. Этот разогрев происходил опять-таки в раннюю эпоху жизни Титании. В результате разогрева поверхность плавилась, происходила гравитационная дифференциация материалов (более тяжелые породы тонули), что, в свою очередь, приводило к выделению тепла в, еще больших масштабах. И уже после застывания вновь образовавшейся поверхности и ее многократных перестроек в процессах тектоники образовались те мелкие кратеры, о которых говорилось выше. Такой процесс глобальной переработки поверхности остается пока недоказанным, но очень вероятным.
Умбриэль
Масса (предварительное значение, г): 1,3х10 24
Средняя плотность, г/см3: 1,44 +0,28
Альбедо (предварительное значение): 0,18
Диаметр чуть больше 1000 км. Поверхность Умбриэля носит примитивный характер крупных ударных образований с высокой степенью насыщения (многократного наложения кратеров). Умбриэль находится на довольно низкой орбите — всего 265 тыс. км.
Умбриэль — очень темное небесное тело. Вокруг его кратеров полностью отсутствуют светлые выбросы. Моноточная, темная поверхность не имеет оттенков, что можно попытаться объяснить именно ее древностью и переработкой под действием заряженных частиц и внедряющихся в поверхность ионов и нейтральных атомов. Но, чтобы еще больше «запутать все дело», найдено несколько крупных кратеров с очень светлым дном. Самый крупный из них находится на экваторе спутника.
Отсутствие контрастных образований и очень темная поверхность выделяют Умбриэль среди других спутников Урана. Как это ни парадоксально, именно отсутствие контрастов делает его самым непонятным. Одно из предложенных объяснений заключается в том, что выделение тепла в недрах Умбриэля (в эпоху его образования) почему-то было недостаточным, чтобы вызвать плавление коры и гравитационную дифференциацию. Поэтому смесь льда и темных каменных пород осталась на поверхности в первозданном виде, а выбросы материала вокруг ударных кратеров неотличимы от основной поверхности.
Как же в таком случае объяснить белое дно некоторых (единичных ) кратеров? Можно предположить, что темный слой имеет ограниченную толщину, а под ним находится чистый лед. Тогда наиболее крупные тела могли пробить темную корку и обнажить чистые слои. Наконец, толщина темного слоя может быть различной в разных местах. Словом, гипотез немало, как и аргументированных возражений. Вероятно, решение проблемы потребует времени.
На Умбриэле не наблюдается такой же геологической активности как на Обероне и Титании.
Как и у Урана, особенность положения оси вращения Умбриэля проявляется в том, что его экватор в наши дни практически постоянно находится на терминаторе спутника (границе дня и ночи).
Ариэль
Масса (предварительное значение, г): 1,4х10 24
Средняя плотность, г/см3: 1,65 +0,30
Альбедо (предварительное значение): 0,46
Как и другие спутники Урана, он постоянно обращен к планете одной стороной. Диаметр его несколько больше 1 тыс. км. Если геологическая активность Титании не вызывает сомнений, но относится ж далекому прошлому, то Ариэль имеет все признаки сравнительно недавней активности. По-видимому, основной источник его энергии был тот же, что и у Ио: приливное трение, вызванное резонансами с Умбриэлем и Мирандой. Проблема, однако, в том, что сейчас таких резонансов в движении Ариэля нет. Возможно, они были в прошлом.
Была получена мозаика Ариэля из четырех снимков с высоким разрешением. И если предварительные телевизионные снимки говорили об активности не меньшей, чем у Титании, то здесь ученые увидели поверхность, сплошь изрезанную рифтами (долинами с обрывистыми краями). Глубина рифтов близка к 10 км, а сами долины достигают нескольких сотен километров в длину. Долины ветвятся, образуя причудливую сеть притоков. Ширина рифтов доходит до 25-30 км. Их гладкое дно несет следы какого-то движения, что еще больше напоминает древние образования такого же вида на Марсе.
Наиболее вероятно, что рифтовые долины образовались в эпоху интенсивной перестройки ледяной коры Ариэля, сопровождавшейся ее разломами, сжатием и тектоникой. На поверхности спутника очень мало метеоритных кратеров, что опять-таки указывает на ее молодость, в геологических, конечно, масштабах. Впрочем… высказано даже кажущееся фантастическим предположение о возможной современной активности Ариэля. Но тогда источник его энергии становится совершенно непонятным.
В качестве материала, который мог бы заполнять долины и двигаться вдоль них, предлагается, конечно, лед. Чтобы он был достаточно вязким при столь низких температурах, в нем должны присутствовать какие-то примеси. Предполагается, что это аммиак и метан, которые вместе с водой выделялись на поверхность сквозь. разломы. Но так же как и на других спутниках Урана, метан не был обнаружен. Есть и другие предположения о возможной природе этих «ледников неподалеку от абсолютного нуля». Во всяком. случае, «водяной вулканизм» на Ариэле сомнений не вызывает.
Поверхность спутника покрыта отложениями очень светлого материала, по-видимому, такого же водяного инея, как на спутнике Юпитера Европе.
Миранда
Масса (предварительное значение, г): 7,3х10 22
Средняя плотность, г/см3: 1,26+0,39
Альбедо (предварительное значение): 0,33
Миранда, спутник диаметром менее 500 км, который содержит наибольшую долю льда.
Съемкой удалось охватить почти всю освещенную часть спутника, представив ее на восьми снимках с высоким разрешением. В центре полученного изображения ученые увидели почти правильную трапецию, образованную из темных и светлых полос. Трапеция выделяется на фоне окружающей ее поверхности почти полным отсутствием метеоритных кратеров, в то время как окружающий район представляет собой перерезанный небольшими рифтами кратерный рельеф.
Трапеция получила условное название «шеврон». Его размеры 140х200 км. Полосы, образующие шеврон, имеют вид множества параллельных гряд, которые сходятся с другой такой же системой, образуя почти прямой угол. Странное продолжение шеврона — это глубокий, до 20 км, разлом, крутые склоны которого уходят за пределы освещенной части спутника. Шеврон находится у южного полюса Миранды.
Не менее загадочные образования, возможно той же природы, находятся вблизи терминатора; как и у других спутников, из-за положения полярной оси терминатор сейчас постоянно находится в одном и том же географическом поясе Миранды — вблизи ее экватора. Первое из них окантовано такой же системой светлых и темных полос, но более широких, чем у шеврона. Похоже, что отснятая часть этого объекта образует стороны правильного пятиугольника, по площади раз в 5 больше шеврона. Для него, как и для еще одного объекта, о котором речь пойдет ниже, предложено название Цирки Максими, которое древние римляне понимали как «большой стадион». И действительно, на стадион образование очень похоже, хотя второй из них больше напоминает дорожки ипподрома.
И на «стадионе» и на «ипподроме» почти отсутствуют метеоритные кратеры, т. е. это относительно молодые объекты. Второе образование находится с диаметрально противоположной стороны спутника. Оно напоминает очертания «стадиона» и выглядит, словно след пахоты на краю поля. Это примерно 15-20 параллельных торных гряд, разделенных такими же долинами, повторяющимися через каждые 5-7 км. Вся система поворачивает почти под прямым углом и также уходит за терминатор. Этот «ипподром» очень напоминает систему субпараллельных борозд на Ганимеде. По образному выражению одного из геологов, маленькая Миранда предоставила коллекцию всех геологических форм, какие встречаются в Солнечной системе.
Чтобы объяснить природу поверхности Миранды, выдвинуто много гипотез. Одна из них предполагает, что первичное тело было расколото в крупных столкновениях, но части не разошлись, а соединились снова, обнажив внутреннюю структуру небесного тела. Однако остается непонятным, почему сохранились ударные кратеры на остальных частях поверхности спутника. Другая гипотеза допускает, что существовал неравномерный разогрев недр Миранды.
Локальное плавление коры обнажило плиты, обладавшие положительной плавучестью, которые мы теперь видим на поверхности спутника.
Орбита
Оберон — спутник, имеющий орбиту 584 000 км. Он постоянно повернут к планете одной стороной. Это не редкость в солнечной системе. Наша Луна по отношению к Земле в таком же положении, что характерно для крупных спутников. Из-за небольшого отклонения от окружности и наличия экваториального наклона это расстояние может изменяться. Орбитальный период совпадает с периодом вращения и составляет тринадцать с половиной дней.
Самый удаленный (из крупных лун) Оберон, большую часть своей орбиты проходит без влияния магнитосферы планеты. Его внешняя поверхность открыта солнечному ветру. Сила атаки со стороны Урана частицами плазмы значительно меньше, чем других спутников, поэтому Оберон визуально светлее своих «собратьев».
Плоскость экватора планеты приблизительно совпадает с орбитами его самых крупных спутников. Сезонная смена длительная – 42 года. Каждый из полюсов сначала прячется почти полстолетия в темноте, потом столько же проводит на Солнце.
Один раз в сорок два года, в период равноденствия, Солнце и Земля проходят через экваториальную плоскость Урана. В этот момент наблюдаются взаимные покрытия спутников.