25-05-2023
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 году Джерард Койпер открыл Миранду. Остальные спутники были открыты после 1985 года, во время миссии «Вояджера-2», или с помощью усовершенствованных наземных телескопов.
Содержание |
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].
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].
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 «Сон 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].
Названия некоторых астероидов совпадают с названиями спутников Урана: 171 Офелия, 218 Бианка, 593 Титания, 666 Дездемона, 763 Купидон, 900 Розалинда и 2758 Корделия.
Спутники Урана можно разделить на три группы: тринадцать внутренних, пять крупных и девять нерегулярных спутников.
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 ε «пастухами», а небольшая луна Маб, возможно, источник наиболее удалённого кольца μ. 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].
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].
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.
Нерегулярные спутники Урана имеют эллиптические и сильно наклонённые (в большинстве своём ретроградные) орбиты на большом расстоянии от планеты.
Ранжированы по степени удалённости от планеты, крупнейшие выделены, знак вопроса отражает приблизительность цифры.
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 |
Солнечная система | |
---|---|
|
|
Звезда | |
Планеты и карликовые планеты |
|
Крупные спутники планет |
|
Спутники / кольца | |
Малые тела |
Метеороиды • астероиды / их спутники (околоземные · основного пояса · троянские · кентавры) • транснептуновые (пояс Койпера (плутино · кьюбивано) · рассеянный диск) • дамоклоиды • кометы (облако Оорта) |
Астрономические объекты • Портал:Астрономия • Проект:Астероиды |
Спутники Урана Перечисление в группах в порядке возрастания большой полуоси орбиты |
|
---|---|
Внутренние спутники | Корделия · Офелия · Бианка · Крессида · Дездемона · Джульетта · Порция · Розалинда · Купидон · Белинда · Пердита · Пак · Маб |
Крупные спутники | Миранда · Ариэль · Умбриэль · Титания · Оберон |
Нерегулярные спутники | Франциско · Калибан · Стефано · Тринкуло · Сикоракса · Маргарита · Просперо · Сетебос · Фердинанд |
Кольца | Кольца Урана |
Спутники Урана.