Umbriel | |
---|---|
Luna lui Uranus | |
Umbriel (Fotografie de AMS Voyager 2 ) | |
Descoperitor | William Lassell |
data deschiderii | 24 octombrie 1851 |
Caracteristicile orbitale | |
Axa majoră | 266.000 km |
Excentricitate | 0,0039 |
Perioada de circulatie | 4.144 de zile |
Înclinarea orbitală | 0,128° (până la ecuatorul lui Uranus ) |
caracteristici fizice | |
Diametru | 1169,4 ± 2,8 km |
Raza medie | 584,7 km |
Suprafață | 4,296 milioane km² |
Greutate | 1,172 ± 0,35⋅10 21 kg |
Densitate | 1,39 ± 0,16 g/cm³ |
Accelerația gravitației | 0,23 m/s² |
Perioada de rotație în jurul unei axe | sincronizat (întors spre Uranus de o parte) |
Albedo | 0,26 |
Amploarea aparentă | 14,5±0,1 |
Temperatura suprafeței | 75 K (−198 °C) |
Fișiere media la Wikimedia Commons | |
Informații în Wikidata ? |
Umbriel [1] este un satelit al planetei Uranus , descoperit de William Lassell la 24 octombrie 1851 . Numit după piticul din poezia lui Alexander Pope „Răpirea lacătului”.
Umbriel este în mare parte gheață cu o cantitate semnificativă de rocă. Poate avea un miez de piatră acoperit de o manta de gheață. Umbriel este a treia lună ca mărime a lui Uranus și are cea mai întunecată suprafață, reflectând doar 16% din lumina incidentă.
Umbriel, acoperit cu numeroase cratere de impact care ating 210 de kilometri în diametru, ocupă locul al doilea între sateliții lui Uranus ca număr de cratere (după Oberon ).
Umbriel, ca toate lunile lui Uranus, se presupune că s-a format într-un disc de acreție care a înconjurat planeta imediat după formarea sa.
Sistemul uranian a fost studiat la distanță apropiată de o singură navă spațială , Voyager 2 . Zborul a avut loc în ianuarie 1986. Mai multe imagini cu Umbriel au făcut posibilă studierea și cartografierea a aproximativ 40% din suprafața sa.
Umbriel a fost descoperit de William Lassell pe 24 octombrie 1851, împreună cu o altă lună a lui Uranus, Ariel [2] [3] . Deși William Herschel , descoperitorul Titaniei și Oberonului , a susținut la sfârșitul secolului al XVIII-lea că a observat încă patru luni ale lui Uranus [4] , observațiile sale nu au fost confirmate, iar dreptul lui Herschel de a fi considerat descoperitorul lunilor rămase din Uranus. este contestată [5] .
Toate lunile lui Uranus sunt numite după personaje din operele lui William Shakespeare și Alexander Pope . Numele tuturor celor patru sateliți cunoscuți atunci ai lui Uranus au fost propuși de fiul lui William Herschel, John , în 1852, la cererea lui William Lassell [6] . Umbriel poartă numele piticului melancolic din The Stolen Lock a lui Alexander Pope [7] . Cuvântul latin „ umbra ” înseamnă umbră. Luna este denumită și Uranus II [3] .
Orbita lui Umbriel este situată la 266.000 de kilometri de Uranus , este al treilea cel mai îndepărtat dintre cei cinci sateliți principali ai lui Uranus. Înclinarea orbitei față de ecuatorul planetei este foarte mică [8] . Perioada orbitală a lui Umbriel este egală cu 4,1 zile pământești și coincide cu perioada de rotație a acestuia . Cu alte cuvinte, Umbriel este un satelit sincron al lui Uranus și se întoarce întotdeauna spre el cu aceeași parte [9] . Orbita lui Umbriel trece complet în interiorul magnetosferei lui Uranus [10] , iar acest satelit nu are atmosferă. Prin urmare, emisfera sa din spate (în cursul mișcării orbitale) este bombardată constant de particule de plasmă magnetosferică , care se mișcă pe orbită mult mai repede decât Umbriel (cu o perioadă egală cu perioada de rotație axială a lui Uranus) [11] . Poate că acest lucru duce la întunecarea emisferei posterioare, care este observată pe toți sateliții lui Uranus, cu excepția Oberonului [10] . Zborul stației automate interplanetare „Voyager-2” a făcut posibilă detectarea unei scăderi clare a concentrației de ioni în magnetosfera lui Uranus, lângă Umbriel [12] .
Deoarece Uranus se învârte în jurul Soarelui „pe partea sa”, iar planul său ecuatorial coincide aproximativ cu planul ecuatorului (și al orbitei) sateliților săi mari, schimbarea anotimpurilor pe aceștia este foarte ciudată. Fiecare pol al lui Umbriel este în întuneric complet timp de 42 de ani și iluminat continuu timp de 42 de ani, iar în timpul solstițiului de vară Soarele la pol aproape ajunge la zenit [10] . Zborul Voyager 2 din ianuarie 1986 a coincis cu solstițiul de vară peste polul sud, aproape toată emisfera nordică în întuneric complet. O dată la 42 de ani - în timpul echinocțiului de pe Uranus - Soarele (și Pământul împreună cu el) trece prin planul său ecuatorial și apoi pot fi observate eclipse reciproce ale sateliților săi. Mai multe astfel de evenimente au fost observate în perioada 2007-2008, inclusiv două ocultări Umbriel ale Titaniei pe 15 august și 8 decembrie 2007 și o ocultare Umbriel a lui Ariel pe 19 august 2007 [13] .
Umbriel nu are în prezent o rezonanță orbitală cu niciunul dintre lunile lui Uranus. Cu toate acestea, probabil că a avut o rezonanță 1:3 cu Miranda la începutul existenței sale . Este posibil ca acest lucru să fi crescut excentricitatea orbitei Mirandei, contribuind la încălzirea internă și activitatea geologică a acestui satelit, în timp ce orbita lui Umbriel a fost în mare măsură neafectată [14] . Este mai ușor pentru lunile lui Uranus să iasă din rezonanța orbitală decât lunile lui Saturn sau Jupiter , deoarece aplatizarea și dimensiunea lui Uranus sunt mai mici decât cele ale planetelor gigantice mai mari . Un exemplu în acest sens este Miranda, care a ieșit din rezonanță (care este probabil motivul înclinării anormal de mare a orbitei sale) [15] [16] .
Umbriel este a treia ca mărime și a patra cea mai mare lună a lui Uranus. Densitatea sa este de 1,39 g/cm3 [ 17] . De aici rezultă că satelitul este compus în mare parte din gheață de apă , iar componentele mai dense reprezintă aproximativ 40% din masa sa [18] . Aceste componente pot fi pietre, precum și compuși organici cu greutate moleculară mare cunoscuți sub numele de toline [9] . Cu ajutorul spectroscopiei în infraroșu s-a găsit gheață de apă la suprafață [10] . Benzile sale de absorbție pe emisfera anterioară sunt mai pronunțate decât pe cea posterioară. Motivele acestei asimetrii sunt necunoscute, dar se presupune că aceasta poate fi cauzată de bombardarea suprafeței de către particulele încărcate din magnetosfera lui Uranus, care acționează tocmai asupra emisferei trase (datorită rotației comune a planetei și a plasmei). ) [10] . Aceste particule pulverizează gheața, descompunând metanul conținut ( formator de clatrat ) și atacând alte materii organice, lăsând un reziduu întunecat, bogat în carbon [10] .
Cu ajutorul spectroscopiei în infraroșu de pe suprafața Umbrielului, pe lângă apă, a fost detectat dioxid de carbon , care este concentrat mai ales în emisfera posterioară a satelitului [10] . Originea dioxidului de carbon nu este complet clară. S-ar fi putut forma la suprafață din carbonați sau materie organică sub influența radiației ultraviolete solare sau a particulelor încărcate care sosesc din magnetosfera lui Uranus. Acesta din urmă poate explica asimetria în distribuția dioxidului de carbon pe suprafața satelitului, deoarece aceste particule bombardează emisfera posterior. O altă posibilă sursă de CO 2 este degazarea gheții de apă din interiorul Umbriel, care poate fi o consecință a activității geologice anterioare a satelitului [10] .
Umbriel poate fi diferențiat într-un miez stâncos și o manta de gheață [18] . Dacă da, atunci raza nucleului (aproximativ 317 km) este de aproximativ 54% din raza satelitului, iar masa nucleului este de aproximativ 40% din masa satelitului (parametrii sunt calculați pe baza compoziției a lui Umbriel). În acest model, presiunea în centrul lui Umbriel este de aproximativ 0,24 GPa (2,4 kbar ) [18] . Starea actuală a mantalei de gheață este neclară, deși existența unui ocean subteran este considerată improbabilă [18] .
Suprafața lui Umbriel este mai întunecată decât suprafețele tuturor celorlalte luni ale lui Uranus și reflectă mai puțin de jumătate din lumina pe care Ariel o reflectă, deși aceste luni sunt apropiate ca mărime [19] . Umbriel are un albedo Bond foarte scăzut - doar aproximativ 10% (pentru comparație, Ariel are 23%) [20] . Suprafața lui Umbriel prezintă un efect de opoziție : pe măsură ce unghiul de fază crește de la 0° la 1°, reflectivitatea scade de la 26% la 19%. Spre deosebire de un alt satelit întunecat al lui Uranus - Oberon - suprafața lui Umbriel este ușor albastră [21] . Craterele de impact tinere (de exemplu, craterul Vanda) [22] sunt chiar mai albastre. În plus, emisfera anterioară este puțin mai roșie decât cea posterioară [23] . Această înroșire este probabil cauzată de intemperii cosmice din cauza bombardamentului de particule încărcate și micrometeoriți de la formarea sistemului solar [21] . Cu toate acestea, asimetria de culoare a lui Umbriel s-ar putea datora și acumulării de material roșcat provenit din partea exterioară a sistemului uranian (probabil de la sateliții neregulați ). Această substanță ar trebui să se așeze în principal pe emisfera înainte [23] . Cu excepția acestei diferențe emisferice, suprafața lui Umbriel este relativ uniformă în albedo și culoare [21] .
Crater | Originea numelui | Coordonatele | Diametru (km) |
---|---|---|---|
Alberich | Alberich , pitic din „ Nibelungenlied ” | 33°36′S SH. 42°12′ E / 33,6 ° S SH. 42,2° E d. / -33,6; 42.2 | 52 |
Fin | Fin, un troll în folclorul danez | 37°24′S SH. 44°18′ in. / 37,4 ° S SH. 44,3° E d. / -37,4; 44.3 | 43 |
gob | Gob, Regele Piticilor | 12°42′ S SH. 27°48′ E / 12,7 ° S SH. 27,8° E d. / -12,7; 27.8 | 88 |
Canaloa | Kanaloa, principalul spirit rău din mitologia polineziană | 10°48′S SH. 345°42′ E / 10,8 ° S SH. 345,7° E d. / -10,8; 345,7 | 86 |
Malingi | Malingee (Mutinga), o vrăjitoare bătrână din mitologia aborigenă australiană |
22°54′S SH. 13°54′ E / 22,9 ° S SH. 13,9° E d. / -22,9; 13.9 | 164 |
Minepa | Minepa, un spirit rău în rândul poporului Makua din Mozambic | 42°42′S SH. 8°12′ E / 42,7 ° S SH. 8,2° E d. / -42,7; 8.2 | 58 |
Peri | Peri , spirite rele din mitologia persană | 9°12′S SH. 4°18′ in. / 9,2 ° S SH. 4,3° in. d. / -9,2; 4.3 | 61 |
Setibos | Setibos, prințul întunericului în Patagonia | 30°48′S SH. 346°18′ E / 30,8 ° S SH. 346,3° E d. / -30,8; 346,3 | cincizeci |
pielea | Grăbește-te, troll în folclorul danez | 1°48′S SH. 331°42′ E / 1,8 ° S SH. 331,7° E d. / -1,8; 331,7 | 72 |
Woover | Woover din mitologia finlandeză | 4°42′S SH. 311°36′ E / 4,7 ° S SH. 311,6° E d. / -4,7; 311,6 | 98 |
Vokolo | Wokolo, un spirit rău din credințele oamenilor Bambara care trăiesc în Africa de Vest | 30°00′ S SH. 1°48′ E /30 SH. 1,8° in. d. / -30; 1.8 | 208 |
Wanda | Wanda în mitologia aborigenă australiană | 7°54′S SH. 273°36′ E / 7,9 ° S SH. 273,6° E d. / -7,9; 273,6 | 131 |
Sinistru | Sinistru , un spirit rău în mitologia slavă | 23°18′S SH. 326°12′ E / 23,3 ° S SH. 326,2° E d. / -23,3; 326,2 | 44 |
Suprafața satelitului este puternic craterizată, dar nu există cratere cu raze de lumină clar vizibile pe ea, spre deosebire de alți sateliți ai lui Uranus. Una dintre explicațiile propuse pentru aceasta este că căldura generată în intestinele lui Umbriel în timpul erei formării sale, din anumite motive, nu a fost suficientă pentru a topi crusta și diferențierea gravitațională . Prin urmare, compoziția Umbrielului depinde slab de adâncime, iar ejecțiile de roci adânci în jurul craterelor de impact nu se pot distinge de suprafața principală. Cu toate acestea, prezența canioanelor arată că procesele endogene au avut loc cândva pe satelit; au dus probabil la o reînnoire a suprafeţei şi la distrugerea formelor de relief vechi.
Acum pe Umbriel numele au un singur tip de detaliu de relief - cratere [24] . Sunt mult mai mulți pe acest satelit decât pe Ariel și Titania , ceea ce indică activitatea sa endogenă mai scăzută [22] . Dintre toate lunile lui Uranus, numai Oberon îl depășește pe Umbriel în numărul de cratere. Diametrele craterelor cunoscute variază de la câțiva kilometri până la 210 kilometri (pentru craterul Vokolo) [22] [24] . Toate craterele Umbriel studiate au un vârf central [22] , dar niciunul nu are raze [9] .
Una dintre principalele caracteristici distinctive ale Umbriel este craterul Wanda, cu un cerc luminos neobișnuit în partea de jos. Este cea mai proeminentă structură geologică, cu un diametru de aproximativ 131 de kilometri [26] [27] . Inelul strălucitor din partea de jos a craterului poate consta din roci doborâte din adâncurile Umbrielului prin impact [22] . Craterele învecinate precum Woover și Skind nu au astfel de inele, dar au vârfuri centrale strălucitoare [9] [27] . Explorarea limbului Umbriel a relevat o structură care poate fi un crater foarte mare (aproximativ 400 de kilometri în diametru și aproximativ 5 kilometri adâncime [28] ).
Suprafața lui Umbriel, ca și alți sateliți mari ai lui Uranus, este punctată cu un sistem de canioane îndreptate de la nord-est la sud-vest [29] . Cu toate acestea, nu le-au fost atribuite nume, deoarece rezoluția imaginilor nu este suficientă pentru cartografierea geologică de înaltă calitate [22] .
Suprafața Umbrielului nu s-a schimbat de la bombardamentul puternic târziu , așa că are o mulțime de cratere [22] . Singurele semne ale activității endogene sunt canioanele și poligoanele întunecate (zone de formă complexă cu un diametru de zeci până la sute de kilometri) [30] . Aceste poligoane au fost descoperite folosind fotometrie precisă din imaginile Voyager 2. Sunt distribuite mai mult sau mai puțin uniform pe toată suprafața Umbrielului cu o orientare predominantă de la nord-est spre sud-vest. Unele dintre aceste zone corespund zonelor joase de până la câțiva kilometri adâncime și pot fi rezultatul activității tectonice timpurii a lui Umbriel [30] . În prezent, nu există o explicație de ce suprafața lunii este atât de întunecată și uniformă. Poate că este acoperit cu un strat subțire de material întunecat adus la suprafață de impactul meteoriților sau ejectat de vulcani [23] . Potrivit unei alte versiuni, crusta Umbriel poate fi compusă în întregime din materie întunecată, ceea ce face imposibilă emisiile luminoase în jurul craterelor. Totuși, acest lucru poate fi contrazis de prezența unui inel strălucitor în craterul Vanda [9] .
Ca toate lunile mari ale lui Uranus, Umbriel s-a format probabil dintr-un disc de acreție de gaz și praf care fie a existat în jurul lui Uranus de ceva timp după formarea planetei, fie a apărut într-o coliziune puternică, care, cel mai probabil, i-a dat lui Uranus o înclinare foarte mare a axei . [31] . Compoziția exactă a nebuloasei nu este cunoscută, dar densitatea mai mare a lunilor uraniene în comparație cu cele ale lui Saturn indică faptul că această nebuloasă probabil conținea mai puțină apă [9] . Cantități semnificative de carbon și azot pot fi sub formă de monoxid de carbon (CO) și azot molecular (N 2 ) mai degrabă decât amoniac și metan [31] . Un satelit format într-o astfel de nebuloasă ar trebui să conțină o cantitate mai mică de gheață de apă (cu clatrați de CO și N 2 ) și o cantitate mai mare de roci pietroase și, prin urmare, să aibă o densitate mai mare [9] .
Formarea lui Umbriel prin acreție a durat probabil câteva mii de ani [31] . Ciocnirile care însoțesc acumularea au provocat încălzirea straturilor exterioare ale satelitului [32] . Temperatura maximă (aproximativ 180 K) a fost atinsă la o adâncime de aproximativ 3 kilometri [32] . După finalizarea formațiunii, stratul exterior s-a răcit, în timp ce cel interior a început să se încălzească din cauza dezintegrarii elementelor radioactive conținute în rocile sale [9] . Stratul de suprafață s-a contractat din cauza răcirii, în timp ce stratul interior de încălzire s-a extins. Acest lucru a provocat o puternică solicitare mecanică în scoarța Umbrielului , ceea ce ar putea duce la formarea unor falii [33] . Acest proces trebuie să fi durat aproximativ 200 de milioane de ani. Astfel, activitatea endogenă de pe Umbriel trebuie să fi încetat în urmă cu câteva miliarde de ani [9] .
Căldura de la acumularea inițială și dezintegrarea ulterioară a elementelor radioactive ar putea fi suficientă pentru a topi gheața [32] dacă conține vreun antigel (de exemplu, amoniac sub formă de hidrat de amoniu și sare [18] ). Topirea ar fi putut duce la separarea gheții de rocă și la formarea unui miez de rocă înconjurat de o manta de gheață [22] . Un strat de apă lichidă (un ocean) saturat cu amoniac dizolvat s-ar putea forma la limita dintre miez și manta. Temperatura eutectică a acestui amestec este de 176 K. Dacă temperatura oceanului era sub această valoare, atunci ar fi trebuit să înghețe cu mult timp în urmă [18] . Dintre toți lunile lui Uranus, Umbriel a fost cel mai puțin afectat de procesele endogene de transformare a suprafeței [22] , deși aceste procese ar fi putut avea un impact asupra lui Umbriel (precum și asupra altor sateliți) la începutul existenței sale [30] . Din păcate, informațiile despre Umbriel sunt încă foarte rare și în mare măsură limitate la cercetările efectuate de Voyager 2.
Singurele imagini de prim-plan ale lui Umbriel până în prezent au fost făcute de Voyager 2, care a fotografiat Luna în timp ce explora Uranus în ianuarie 1986. Cea mai apropiată distanță de satelit a fost de 325.000 de kilometri (202.000 de mile) [34] și cele mai detaliate imagini au o rezoluție de 5,2 kilometri [22] . Imaginile acoperă doar 40% din suprafață, iar doar 20% sunt surprinse cu o calitate suficientă pentru cartografierea geologică [22] . În timpul zborului, emisfera sudică a lui Umbriel (precum și alți sateliți) se afla în fața Soarelui, astfel încât emisfera nordică nu era iluminată și nu putea fi studiată [9] . Nici Uranus, nici Umbriel nu au fost vizitate de alte sonde interplanetare și nu există planuri de vizitare în viitorul apropiat.
![]() |
---|
Lunii lui Uranus | |
---|---|
Listarea în grupuri în ordine crescătoare a semi-axei majore a orbitei | |
Sateliți interni | |
Sateliți mari | |
Sateliți neregulați | |
Inele | Inelele lui Uranus |
Sateliții din sistemul solar | |
---|---|
peste 4000 km | |
2000-4000 km | |
1000-2000 km | |
500-1000 km | |
250-500 km | |
100-250 km | |
50-100 km | |
După planete (și pitici ) |
Uranus | ||
---|---|---|
Lunii lui Uranus | ![]() | |
Caracteristici | Inelele lui Uranus | |
Deschidere | ||
Cercetare | ||
Troienii lui Uranus | 2011 QF99 | |
Alte |
|
sistem solar | |
---|---|
![]() | |
Steaua centrală și planetele | |
planete pitice | Ceres Pluton Haumea Makemake Eris Candidați Sedna Orc Quaoar Pistolă-pistol 2002 MS 4 |
Sateliți mari | |
Sateliți / inele | Pământ / ∅ Marte Jupiter / ∅ Saturn / ∅ Uranus / ∅ Neptun / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Candidați Orca quwara |
Primii asteroizi descoperiți | |
Corpuri mici | |
obiecte artificiale | |
Obiecte ipotetice | |