Система Урана насчитывает 27 естественных спутников. Два крупнейших из них – Титания и Оберон – были открыты еще в 1787 году тем же ученым, который открыл Уран – Уильямом Гершелем. В 1851-м году астроном-любитель Лассель в своей собственной обсерватории в Ливерпуле открыл еще два спутника – Ариэль и Умбриэль. Миранда была открыта только в середине XX века – в 1948 году - Джерардом Койпером. Все остальные спутники обнаружены уже «Вояджером-2» и телескопом «Хаббл».
Спутники ледяного гиганта названы нетрадиционно: не в честь античных богов, а в честь героев Шекспира и Поупа. Самый интересный из них –
Миранда
Это самый ближний из крупнейших спутников Урана, удаленный всего на 129 900 км от планеты, и самый уродливый внешне. Он выделяется среди всех других своей крайне неровной поверхностью: сплошные каньоны, кратеры, обрывы внушительной глубины и гигантские скалы. Например, скала Верона Рупес возвышается над поверхностью на целых 20 км – это при диаметре спутника всего в 480 км!
А так выглядит эта скала для космонавтов, отважившихся – пока в фантастике – высадиться на поверхность Миранды:
Космонавтам было бы нечего опасаться головокружительной высоты: ускорение свободного падения на спутнике составляет всего 0,08 м/с2. Поэтому падение с такой скалы было бы безопасным и похожим на долгий полет, как во сне.
Пока поблизости от спутника побывал только «Вояджер», по снимкам которого ученые составили карту южного полушария (северное во время пролета аппарата было в тени):
На поверхности спутника особенно выделяется венец Инвернесс в форме трапеции: его склон выделяется белым цветом и похож на перевернутую «галочку» (впрочем, это с какой стороны смотреть) и занимает площадь 200 кв.км.
Что же является причиной обилия таких грубых «шрамов», таких глубоких разломов и гигантских выступов на этой странной луне? Почему она кажется слепленной каким-то грубым скульптором тяп-ляп, «на скорую руку»?
На сегодня есть две основные версии:
1. Миранда была разбита ударом крупного астероида, но со временем её куски притянулись к ядру, образовав многочисленные разломы. Разновидностью этой версии является предположение, что Миранда перенесла целую серию катастрофических столкновений.
2. На спутник воздействовали приливные силы Урана. Здесь надо учитывать, что для приливного воздействия со стороны Урана нужно, чтобы Миранда то отдалялась от планеты, то приближалась, то есть имела эллиптическую орбиту. Но это не так: орбита спутника почти идеально круглая. Остается версия, что раньше орбита Миранды была более вытянутой и спутник подходил к материнской планете очень близко.
Плотность спутника едва превышает плотность воды – на этом основании ученые сделали вывод, что Миранда состоит в основном изо льда водяного типа, в котором присутствуют примеси карбонатов и силикатов. Она тусклее яркого Ариэля и наряжена в серо-голубые тона – это означает наличие на поверхности углеродистых соединений. В конце 2022 года ученые опубликовали результаты новых исследований: Миранда покрыта слоем космической пыли, то есть мелко раздробленного вещества – реголита, толщину которого оценивают в целый километр!
Откуда он там взялся? Возможно, это остатки падающих астероидов или поднявшееся на поверхность вещество из глубины недр. Но ученые больше склоняются к другому объяснению: слой реголита на Миранде – это вещество колец Урана. Возможно, спутник «родился» в этих кольцах или же орбита Миранды когда-то пролегала через них.
Титания
Это самый крупный спутник ледяного гиганта, хотя по сравнению с другими спутниками Солнечной системы он довольно маленький: диаметр Титании составляет всего 1578 км. Вот как выглядит крупнейшая луна Урана по сравнению с нашей Луной:
Орбита Титании располагается в 436 000 км от Урана, и спутник обходит этот путь за 8,71 земных дней. Поверхность этой луны красноватая и, хоть гораздо ровнее, чем у Миранды, но все же отличается обилием разломов, утесов и широких каньонов, самый длинный из которых называется Мессинская пропасть и простирается почти на 1500 км. Есть на ней и относительно гладкие равнины, образованные, вероятно, путем шлифования внутренней жидкостью.
В начале XXI века спектроскопический анализ подтвердил наличие на спутнике водяного льда и замерзшего углекислого газа.
Судя по плотности сателлита, он состоит наполовину из льда, наполовину – из скалистых пород, а между ядром и мантией возможно наличие тонкого жидкого океана – при условии, что имеется достаточно аммиака или другого антифриза, понижающего температуру замерзания воды. Ведь Титания – холодный мир, температура которого - в районе минус 200°С. Если такой океан существует, то его толщина может достигать 50 км, а температура жидкости в нем – приблизительно минус 83°С.
Если температура опустилась ниже этой отметки, то океан, скорее всего, замерз. Его замерзание, если оно было, повлекло за собой расширение и могло стать причиной растрескивания коры и последующего образования каньонов на поверхности:
На сегодняшний день имеются снимки только 40% поверхности спутника, т.к. кроме «Вояджера» в 1986 году, там не пролетал ни один земной аппарат.
Ариэль и Умбриэль
Спутники названы в честь светлого и темного духов поэмы Поупа «Похищенный локон». Имена лунам даны согласно их облику: Ариэль – светлый, Умбриэль – темный. Открыл их, как мы помним, Уильям Лассель в 1851 году.
Диаметр спутников почти одинаковый – 1167 и 1169 км соответственно.
На Ариэле обнаружены следы недавней вулканической активности: спутник 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. Спутник покрыт инеем, что и делает его светлым.
Поверхность Ариэля пористая. Это подтверждается измерениями температуры: она практически мгновенно поднимается при освещении спутника солнечным светом и резко опускается в тени. Такое явление свойственно лишь пористым телам. Ученые считают, что причина появления такой структуры — падение на поверхности множества метеоритов небольшого размера в прошлом.
Для темного Умбриэля характерно многочисленное наложение кратеров, и светлые выбросы из них полностью отсутствуют. Объяснение этому видят в малом количестве тепла в период образования этой луны: темная порода и лед не растаяли и остались в первоначальном виде, а бомбардирующие частицы смешались с ними.
Для темного Умбриэля характерно многочисленное наложение кратеров, и светлые выбросы из них полностью отсутствуют. Объяснение этому видят в малом количестве тепла в период образования этой луны: темная порода и лед не растаяли и остались в первоначальном виде, а бомбардирующие частицы смешались с ними.
Умбриэль не менее чем на 60% состоит изо льда. Остальное – это камни и высокомолекулярные органические соединения, известные как толины. Они образуются из простых химических соединений – таких, как метан и этан, под действием солнечного ультрафиолета.
Оберон
Наиболее удаленный из крупнейших спутников Урана, отброшенный от ледяного гиганта на 584 000 км. Диаметр этой луны составляет 1523 км.
Оберон назван именем царя эльфов из пьесы Шекспира «Сон в летнюю ночь». Как ни странно, этот далекий объект часто встречается в фантастических романах и фильмах, а в последние годы – и в компьютерных играх. Оберон был и родиной инопланетной цивилизации, и базой россиян, и секретной тюрьмой, и местом приключений космических десантников будущего, на нем был найден чудесный минерал «с обратной силой притяжения», с помощью которого можно было построить антигравитационный двигатель...
Сложно сказать, почему именно Оберону досталось столько внимания от писателей и режиссеров-фантастов. На деле это небесное тело – слабо изученный холодный сателлит, состоящий, как и почти все остальные спутники Урана, наполовину – изо льда, наполовину – из горных пород. Имеет темно-красный цвет, периодически меняя его на темно-синий – когда его поверхность покрывают свежие отложения космической пыли. Изрыт большим количеством древних кратеров – из этого ученые заключают, что возраст спутника сопоставим с возрастом самого Урана.
Структура Оберона точно неизвестна. Оно может быть монолитным или состоять из ядра размером не более 500 км и ледяной мантии. Возможно, как и с Титанией – наличие жидкого водно-аммиачного океана толщиной до 40 км между мантией и ядром.
В отличие от остальных крупнейших спутников, Оберон находится вне магнитосферы Урана и подвержен воздействию солнечного ветра.
Все спутники ледяного гиганта вращаются вокруг планеты в экваториальной плоскости – это означает, что необычная смена сезонов на Уране: 42 земных года – день и лето, 42 земных года – ночь и зима, в средних и тропических широтах переход сезонов, конечно, более плавный, чем на полюсах – распространяется и на его спутники. Ведь они совершают обход вокруг Солнца так же, как и Уран.
В системе Урана пока побывали только «Вояджеры». Спутники кажутся далекими ледяными мирами, куда ученые пока не планируют отправлять экспедиции. Но кто знает – может быть, как у врачей «не бывает здоровых, бывают недообследованные» - в космосе на самом деле нет неинтересных объектов, а есть просто слабо изученные? Возможно, когда у человечества будут более совершенные двигатели, мы узнаем об этих мирах еще много интересного.
Ставьте лайк, если понравилась статья. Оставляйте комментарии, подписывайтесь на канал, чтобы не пропустить новые публикации!
