На Земле течение времени видимо. Горы растут, чтобы превратиться в песок. Вращаются в потоках молодой океанической коры, сходятся и раскалываются континенты. На планетах с активными недрами, атмосферой и гидросферой постоянно что-нибудь происходит. Большинство же небольших тел в Солнечной системе мертвы. Что на Земле миллион лет, там как один день.
В системе Урана это особенно очевидно. Восемьдесят четыре земных года там длятся сутки. Ось вращения планеты так сильно наклонена, что Уран катится по орбите «лёжа на боку». Соответственно, другим боком к Солнцу он поворачивается раз в 42 года. Спутники же Урана вращаются в плоскости его экватора, то есть, тоже в плоскости перпендикулярной к эклиптике. На последний момент следует обратить внимание. Завалена на бок вся система Урана. Следовательно, планета опрокинулась сначала, а луны образовались уже потом.
Луны Урана – вторичны. Они моложе лун других планет. В частности и земной Луны. Насколько моложе вопрос отдельный. Тут речь о разнице совершенно не значимой, – от сотен тысяч до миллионов лет, если сравнивать с лунами Юпитера и Сатурна, если же сравнивать с Луной, то лишь на десятки тысяч лет. Скорее всего, Уран «лёг» в результате столкновения с планетоидом своего же кольца на завершающей стадии формирования. Но крошечное по астрономическим меркам различие в возрасте значения не имеет. В любом случае, вторичные и первичные тела будут иметь разный состав.
...Следовательно о составе. Подобно рождающимся звёздам, растущие гиганты окружены дисками, в которых закручивается, прежде чем втянуться в гравитационную воронку, вещество кольца. Это и обломки планетоидов, разрываемых взаимными столкновениями и приливными силами, обломки ледяных планетезималей, а также просто не вошедшие в состав крупных тел пыль и газы. Условия формирования лун «горячее», чем в случае планетоидов, так что и первичные луны выходят «суше», – луны содержат меньше лёгких веществ, и в частности не имеют атмосферы. А потом уже не могут приобрести её, так как выходящие их жерл вулканов газы не тормозятся, смешиваясь с уже окружающими тело, а ускоряются расширением в пустоту. Но – не суть. «Температура» здесь относительна. На поверхности луны, где выделяется ударное тепло, она высока, однако в диске пар быстро остывает, снова превращаясь в снег… Как минимум, это работает для дальних – растущих за снеговым поясом планет.
И в диске Протоурана, как и в дисках Юпитера и Сатурна, должны были сформироваться первичные луны. Несколько менее плотные, поскольку температура в 20 а.е. от Солнца – из системы Урана оно кажется в 400 раз менее ярким, чем при взгляде с Земли, – очень низка. А чем ниже температура кольца, тем легче в состав тела войти газам. Ведь, если тело невелико, газы (начиная с водяного пара) собирать оно может только в форме ледяной пыли.
Плотность же спутников Урана, напротив, выше, чем в системах других гигантов. Потому что они родились в огне.
Понять масштабы катастрофы можно на основании модели, объясняющей особенности вращения планеты. Вот так «уложить» Уран мог только «отставший», выбившийся из кольца под воздействием уже почти оформившихся внутренних гигантов планетоид. Размером с Землю. Но непохожий на неё. Это была водяная, а следовательно значительно большего диаметра, планета. Очень, кстати, горячая, – с бездонным придавленным массой первичной атмосферы океаном жидкой воды… Здесь надо обратить внимание: выше говорилось, что лунам атмосфер не положено, но Уран таранила не Луна, планетоид, – «альтернативный» центр стягивания кольца. В восьмом протопланетном околосолнечном кольце было очень холодно, так что настолько массивное тело могло собирать и газообразный метан.
Столкновение Земли и имевший размеры Марса Тейи, – по сути проигравшего гонку размеров конкурента, – представляется грандиозной катастрофой. Но снаряд попавший в Уран был не просто массивнее в десять раз. Он ещё и скорость имел вдвое большую, – 20, а не 10 километров в секунду. Ведь вторая космическая скорость для Урана выше. Соответственно, энергия импакта была выше в 40 раз. При том что масса Урана больше земной только в 14.5 раз. Учитывая же, что при столкновении Земли и Тейи в плазму и пар перешло 40% суммарной массы тел…
...То есть, – это надо понимать. Ось вращения планеты нет способа существенно изменить ударом. Можно длящимися миллиарды лет регулярными воздействиями других тел, а ударом – не получится. Энергия, которая для этого потребуется, испарит тело.
Именно это с Ураном и произошло. Но здесь сработал второй фактор. Планета тяжелее Марса в катастрофах может только расти, поскольку почти все продукты импакта (включая плазму) будут иметь скорость ниже второй космической и никуда не денутся от общего центра масс. Так вышло и с Ураном. Вспухшее облако пламени поглотило луны… И снова сжалось, закрутившись в диск.
Третье на что надо обратить внимание, – поперечное по отношению к эклиптике положение оси и даже направление вращения закономерны и обязательны для планет формирующихся из протопланетных колец. Но Уран-то (в определённой мере это касается и Земли) формировался уже по второму разу. Из облака пара. Новый наклон оси вращения мог быть уже любым.
...Вот из диска уже секущего плоскость эклиптики почти под прямым углом и родились новые луны Урана. Самая крупная из которых – Титания – имеет диаметр 1577 километров. Состоит это тело преимущественно из водяного льда. Водяной пар на месте взрыва Протоурана обратился в снег первым.
С прочими же лёгкими веществами в составе лун Урана – плохо. Вторым должен был замёрзнуть углекислый газ… Но он «сгорел» – так высока была температура – перейдя в газ угарный.
Как следствие, поверхность Титании – серая. Это цвета выветренного (имеется ввиду космическая эрозия) смешанного с минеральной пылью водяного льда. Ледяным же, а не стеклянным, как на Луне, является и покрывающий тело реголит.
Ночью, впрочем, когда температура падает до 90 по Кельвину, Титанию покрывают пятна белого углекислотного снега. Что-то осталось, и длящимся 42 года днём, углекислота потихоньку вытапливается из водяного льда. Ночью же снова замерзает.
Плюс, на ведомой стороне – той, которой спутник при синхронном вращении всегда повёрнут против движения, – скалы имеют красноватый оттенок. Придаваемый им обычными для холодных окраин Солнечной системы толинами. Множество дальних тел раскрашены этой субстанцией, образующей похожую на асфальт массу, в густо красный и даже черный цвета. Но в системе Урана метана очень мало. То что есть на Титании, дожигается на ведомом полушарии потоком заряженных частиц радиационного пояса Урана.
Также нужно отметить, что будучи при рождении очень (по меркам местности) горячей, Титания изначально имела жидкую водяную мантию, не дошедшую до поверхности только на 60 километров. Первые 200 миллионов лет луна отличалась активной тектоникой и была покрыта криогейзерами. Но уже 3.8 миллиардов лет назад подлёдный океан замёрз (непонятно, полностью ли, или между каменным ядром и льдом осталась 50 километровой толщины жидкая прослойка). Вызванное этим изменение объёма привело к появлению на поверхности Титании сети многокилометровой глубины трещин.
