Войти
 Вояджер 2 изображение южного полушария Титании | |||||||||
| Discovery | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Обнаружил | Уильям Гершель | ||||||||
| Дата открытия | 11 января 1787 г. | ||||||||
| Обозначения | |||||||||
| Обозначение | Уран III | ||||||||
| Произношение | |||||||||
| Прилагательные | Титаниан | ||||||||
| Орбитальные характеристики | |||||||||
| Большая полуось | 435910 км | ||||||||
| Эксцентриситет | 0,0011 | ||||||||
| Период обращения | 8,706234 d | ||||||||
| Среднее значение орбитальная скорость | 3,64 км / с | ||||||||
| Наклонение | 0,340 ° (к экватору Урана) | ||||||||
| Спутник | Урана | ||||||||
| Физические характеристики | |||||||||
| Средний радиус | 788,4 ± 0,6 км (0,1235 Земли) | ||||||||
| Площадь поверхности | 7820000 км | ||||||||
| Объем | 2065000000 км | ||||||||
| Масса | (3.400 ± 0,061) × 10 кг | ||||||||
| Средняя плотность | 1,711 ± 0,005 г / см³ | ||||||||
| Плотность силы тяжести | 0,379 м / с² | ||||||||
| Скорость убегания | 0,773 км / с | ||||||||
| Период вращения | предположительно синхронный | ||||||||
| Альбедо |
| ||||||||
| |||||||||
| Кажущаяся звездная величина | 13,9 | ||||||||
| Атмосфера | |||||||||
| Поверхностное давление | <1–2 мПа (10–20 nbar ) | ||||||||
| Состав по объему |
| ||||||||
Титан (), также обозначаемый Уран III, является самым большим из спутников Урана и восьмым по величине спутником в Солнечной системе. диаметром 1578 километров (981 миль). Обнаруженная Уильямом Гершелем в 1787 году, Титания названа в честь королевы фей из Шекспира Сон в летнюю ночь. Его орбита находится внутри магнитосферы Урана .
Титания состоит примерно из равных количеств льда и горных пород и, вероятно, разделена на скалистое ядро и ледяная мантия. Слой жидкой воды может присутствовать на границе ядро – мантия. Поверхность Титании, которая относительно темная и имеет слегка красный цвет, по всей видимости, сформировалась как в результате ударов, так и в результате эндогенных процессов. Он покрыт многочисленными ударными кратерами, достигающими 326 километров (203 миль) в диаметре, но менее покрыт кратерами, чем Оберон, самый дальний из пяти больших спутников Урана. Вероятно, на Титании произошло раннее эндогенное изменение поверхности, которое стерло ее старую, сильно изрезанную кратерами поверхность. Поверхность Титании изрезана системой огромных каньонов и уступов, что явилось результатом расширения ее внутренней части на более поздних этапах ее эволюции. Как и все большие спутники Урана, Титания, вероятно, образовалась из аккреционного диска, окружавшего планету сразу после ее образования.
Инфракрасная спектроскопия, проведенная с 2001 по 2005 годы, выявила присутствие воды льда, а также замороженного углекислого газа на поверхности Титании, что, в свою очередь, позволило предположить, что Луна может иметь разреженную двуокись углерода атмосферу с поверхностным давлением около 10 нанопаскалей (10 бар). Измерения во время покрытия Титанией звезды звезды установили верхний предел поверхностного давления любой возможной атмосферы на уровне 1-2 мПа (10-20 нбар).
Уранская система была изучена вблизи только один раз, космическим кораблем Вояджер 2 в январе 1986 года. Было сделано несколько снимков Титании, которые позволили нанести на карту около 40% ее поверхности.
Титания была открыта Уильямом Гершелем 11 января 1787 года, в тот же день, когда он обнаружил вторую по величине луну Урана, Оберон. Позже он сообщил об открытии еще четырех спутников, хотя впоследствии они были признаны ложными. В течение почти пятидесяти лет после их открытия Титания и Оберон не наблюдались никаким другим инструментом, кроме Уильяма Гершеля, хотя Луну можно увидеть с Земли с помощью современного любительского телескопа высокого класса.
Сравнение размеров Земли, Луны и Титании. Все луны Урана названы в честь персонажей, созданных Уильямом Шекспиром или Александром Папа. Название Титания было взято от Королевы Фей в Сон в летнюю ночь. Имена всех четырех известных тогда спутников Урана были предложены сыном Гершеля Джоном в 1852 году по просьбе Уильяма Лассела, открывшего две другие луны, Ариэль. и Умбриэль, годом ранее.
Титания первоначально называлась «первым спутником Урана», а в 1848 году получила обозначение Уран I Уильямом Ласселлом, хотя иногда он использовал нумерацию Уильяма Гершеля (где Титания и Оберон - II и IV). В 1851 году Лассел пронумеровал все четыре известных спутника в порядке их удаленности от планеты римскими цифрами, и с тех пор Титания обозначается Ураном III .
Имя персонажа Шекспира произносится, но луна часто произносится как по аналогии с известным химическим элементом титан. Форма прилагательного, Титаниан, аналогична форме луны Сатурна Титана. Название Титания имеет древнегреческое происхождение и означает «Дочь Титанов».
Титания вращается вокруг Урана на расстоянии около 436 000 километров (271 000 миль), занимая второе место по удаленности от планеты среди пяти ее крупных спутников. Орбита Титании имеет небольшой эксцентриситет и очень мало наклонена относительно экватора Урана. Его орбитальный период составляет около 8,7 суток, что совпадает с его периодом вращения. Другими словами, Титания - это синхронный или спутник с приливной синхронизацией, одна сторона которого всегда направлена в сторону планеты.
Орбита Титании полностью расположена внутри Урана магнитосфера. Это важно, потому что задние полусферы спутников, вращающихся внутри магнитосферы, поражаются магнитосферной плазмой, которая вращается вместе с планетой. Эта бомбардировка может привести к потемнению задних полушарий, что на самом деле наблюдается для всех спутников Урана, кроме Оберона (см. Ниже).
Поскольку Уран вращается вокруг Солнца почти на своей стороне, а его спутники вращаются вокруг планеты в экваториальной плоскости они (включая Титанию) подвержены экстремальному сезонному циклу. И северный, и южный полюса проводят 42 года в полной темноте и еще 42 года в непрерывном солнечном свете, при этом солнце встает близко к зениту над одним из полюсов на каждом солнцестояние. Пролет космического корабля "Вояджер-2" совпал с периодом летнего солнцестояния в южном полушарии 1986 года, когда было освещено почти все южное полушарие. Раз в 42 года, когда Уран имеет равноденствие и его экваториальная плоскость пересекает Землю, становятся возможными взаимные затенения лун Урана. В 2007–2008 годах наблюдалось несколько таких событий, в том числе два затмения Титании Умбриэлем 15 августа и 8 декабря 2007 года.
Вояджер-2 с самым высоким разрешением. изображение Титании показывает умеренно изрезанные кратерами равнины, огромные трещины и длинные уступы. Внизу, область более гладких равнин, включая кратер Урсула, разделена грабеном Бельмонт Хасма. Титания - самая большая и самая массивная луна Урана и восьмая по величине луна в Солнечной системе.. Его плотность 1,71 г / см³, что намного выше, чем типичная плотность спутников Сатурна, указывает на то, что он состоит примерно из равных пропорций водяного льда и плотных неледовых компонентов; последний может быть изготовлен из горной породы и углеродистого материала, включая тяжелые органические соединения. Присутствие водяного льда подтверждается инфракрасными спектроскопическими наблюдениями, выполненными в 2001–2005 годах, которые выявили кристаллический водяной лед на поверхности Луны. Водяной лед полосы поглощения немного сильнее в ведущем полушарии Титании, чем в заднем полушарии. Это противоположно тому, что наблюдается на Обероне, где заднее полушарие демонстрирует более сильные следы водяного льда. Причина этой асимметрии неизвестна, но она может быть связана с бомбардировкой заряженными частицами из магнитосферы Урана, которая сильнее на заднем полушарии (из-за совместного вращения плазмы). Энергичные частицы имеют тенденцию распылять водяной лед, разлагать метан, захваченный во льду, в виде гидрата клатрата и затемнять другие органические вещества, оставляя темный, богатый углеродом остаток позади.
За исключением воды, единственным другим соединением, идентифицированным на поверхности Титании с помощью инфракрасной спектроскопии, является диоксид углерода, который сконцентрирован в основном в заднем полушарии. Происхождение углекислого газа до конца не выяснено. Он может производиться локально из карбонатов или органических материалов под влиянием солнечного ультрафиолетового излучения или энергичных заряженных частиц, исходящих из магнитосферы Урана. Последний процесс мог бы объяснить асимметрию в его распределении, потому что заднее полушарие подвержено более интенсивному магнитосферному влиянию, чем ведущее полушарие. Другой возможный источник - газовыделение изначального CO2, захваченного водяным льдом внутри Титании. Утечка CO 2 из недр может быть связана с прошлой геологической активностью на этой луне.
Титанию можно разделить на каменистое ядро , окруженное ледяным покровом. мантия. Если это так, радиус ядра 520 километров (320 миль) составляет около 66% от радиуса Луны, а его масса составляет около 58% массы Луны - пропорции продиктованы составом Луны. Давление в центре Титании составляет около 0,58 ГПа (5,8 кбар ). Текущее состояние ледяной мантии неясно. Если лед содержит достаточно аммиака или другого антифриза, у Титании может быть подземный океан на границе ядро-мантия. Толщина этого океана, если он существует, составляет до 50 километров (31 миль), а его температура составляет около 190 K. Однако нынешнее внутреннее строение Титании сильно зависит от ее термической истории, которая малоизвестна.
Титания с обозначенными элементами поверхности. Южный полюс расположен рядом с неопознанным ярким кратером ниже и слева от кратера Джессика. Среди лун Урана Титания занимает промежуточное положение по яркости между темным Обероном и Умбриэлем и ярким Ариэлем и Мирандой. На его поверхности наблюдается сильный всплеск сопротивления : его отражательная способность снижается с 35% при фазовом угле 0 ° (геометрическое альбедо ) до 25% при угле около 1 °. Титания имеет относительно низкое альбедо Бонда около 17%. Его поверхность обычно слегка красного цвета, но менее красного, чем у Оберон. Однако свежие ударные отложения более голубые, а гладкие равнины, расположенные в ведущем полушарии около кратера Урсула и вдоль некоторых грабенов, несколько краснее. Может быть асимметрия между ведущим и задним полушариями; первые кажутся краснее вторых на 8%. Однако это различие связано с ровными равнинами и может быть случайным. Покраснение поверхностей, вероятно, является результатом космического выветривания, вызванного бомбардировкой заряженными частицами и микрометеоритами в течение возраста Солнечной системы. Однако цветовая асимметрия Титании, скорее всего, связана с аккрецией красноватого вещества, поступающего из внешних частей Уранской системы, возможно, от неправильных спутников, которые будут откладываться преимущественно в ведущем полушарии.
Ученые выделили три класса геологических объектов на Титании: кратеры, пропасть (каньоны ) и рупы (уступы ). Поверхность Титании менее покрыта кратерами, чем поверхности Оберона или Умбриэля, что означает, что поверхность намного моложе. Диаметр кратера достигает 326 километров для самого большого известного кратера Гертруда (может быть и деградированный бассейн примерно такого же размера). Некоторые кратеры (например, Урсула и) окружены яркими ударными выбросами (лучи ), состоящими из относительно свежего льда. Все большие кратеры на Титании имеют плоское дно и центральные вершины. Единственное исключение - Урсула, у которой в центре есть яма. К западу от Гертруды есть область с неровной топографией, так называемая «безымянная впадина», которая может быть еще одним сильно деградированным ударным бассейном диаметром около 330 километров (210 миль).
Поверхность Титании пересекается системой огромных разломов, или уступов. В некоторых местах два параллельных уступа отмечают углубления в коре спутника, образующие грабены, которые иногда называют каньонами. Самым заметным среди каньонов Титании является Мессинское ущелье, протянувшееся примерно на 1500 километров (930 миль) от экватора почти до южного полюса. Грабены на Титании имеют ширину 20–50 километров (12–31 миль) и рельеф около 2–5 км. Обрывы, не относящиеся к каньонам, называются рупами, например Rousillon Rupes возле кратера Урсула. Области вдоль некоторых обрывов и возле Урсулы кажутся гладкими при разрешении изображения "Вояджера". Эти гладкие равнины, вероятно, снова появились позже в геологической истории Титании, после того, как образовалось большинство кратеров. Восстановление поверхности могло быть либо эндогенным по своей природе, включая извержение жидкого материала изнутри (криовулканизм ), либо, альтернативно, оно могло быть вызвано гашением ударного выброса из близлежащих крупных кратеров. Грабены, вероятно, являются самыми молодыми геологическими образованиями на Титании - они прорезают все кратеры и даже гладкие равнины.
На геологию Титании повлияли две конкурирующие силы: образование ударного кратера и эндогенное обновление поверхности. Первые действовали на протяжении всей истории Луны и влияли на все поверхности. Последние процессы также носили глобальный характер, но были активны в основном в течение периода после образования Луны. Они стерли первоначальный сильно изрезанный кратерами рельеф, объясняя относительно небольшое количество ударных кратеров на современной поверхности Луны. Дополнительные эпизоды шлифовки могли произойти позже и привести к образованию гладких равнин. В качестве альтернативы гладкие равнины могут быть выбросами из близлежащих ударных кратеров. Самые недавние эндогенные процессы имели в основном тектоническую природу и вызвали образование каньонов, которые на самом деле являются гигантскими трещинами в ледяной корке. Растрескивание земной коры было вызвано глобальным расширением Титании примерно на 0,7%.
Мессинское ущелье - большой каньон на Титании Присутствие углекислого газа на поверхности предполагает, что на Титании может быть разреженная сезонная атмосфера CO 2, как и у спутника Юпитера Каллисто. Другие газы, такие как азот или метан, вряд ли будут присутствовать, потому что слабая гравитация Титании не могла им помешать при максимальной температуре, достижимой во время летнего солнцестояния Титании (89 K), давление пара углекислого газа составляет около 300 мкПа (3 нбар).
8 сентября 2001 г., Titania occul ted яркая звезда () с видимой величиной 7,2; это была возможность как уточнить диаметр Титании и эфемериды, так и обнаружить любую сохранившуюся атмосферу. Данные показали отсутствие атмосферы при приземном давлении 1–2 мПа (10–20 нбар); если он существует, он должен быть намного тоньше, чем у Тритона или Плутона. Этот верхний предел все еще в несколько раз выше, чем максимально возможное давление углекислого газа на поверхности, а это означает, что измерения практически не накладывают ограничений на параметры атмосферы.
Особая геометрия системы Урана является причиной появления спутников. полюса получают больше солнечной энергии, чем их экваториальные области. Поскольку давление паров CO 2 зависит от температуры, это может привести к накоплению углекислого газа в низкоширотных регионах Титании, где он может стабильно существовать на участках с высоким альбедо и затененных областях. поверхности в виде льда. Летом, когда полярные температуры достигают 85–90 К, углекислый газ сублимируется и мигрирует к противоположному полюсу и в экваториальные области, вызывая тип углеродного цикла. Накопленный лед углекислого газа может быть удален из холодных ловушек магнитосферными частицами, которые разбрызгивают его с поверхности. Считается, что Титания потеряла значительное количество углекислого газа с момента своего образования 4,6 миллиарда лет назад.
Считается, что Титания образовалась из аккреционного диска или субнебула; диск из газа и пыли, который либо существовал вокруг Урана в течение некоторого времени после его образования, либо был создан гигантским ударом, который, скорее всего, дал Урану его большой наклон. Точный состав субнебулы неизвестен; однако относительно высокая плотность Титании и других спутников Урана по сравнению с лунами Сатурна указывает на то, что он мог быть относительно бедным водой. Значительные количества азота и углерода могли присутствовать в форме окиси углерода и N 2 вместо аммиака и метан. Спутники, образовавшиеся в такой субтуманности, будут содержать меньше водяного льда (с CO и N 2, захваченными в виде клатрата) и больше горных пород, что объясняет их более высокую плотность.
аккреция Титании, вероятно, продолжалась в течение долгого времени. несколько тысяч лет. Удары, сопровождавшие аккрецию, вызвали нагрев внешнего слоя Луны. Максимальная температура около 250 К (-23 ° C) была достигнута на глубине около 60 километров (37 миль). После окончания образования подповерхностный слой охладился, а внутренняя часть Титании нагрелась из-за распада радиоактивных элементов, присутствующих в его породах. Охлаждающий приповерхностный слой сузился, а внутренний расширился. Это вызвало сильные напряжения растяжения в лунной коре, ведущие к растрескиванию. Некоторые из современных каньонов могут быть результатом этого. Этот процесс длился около 200 миллионов лет, а это означает, что любая эндогенная активность прекратилась миллиарды лет назад.
Первоначальный аккреционный нагрев вместе с продолжающимся распадом радиоактивных элементов, вероятно, были достаточно сильными, чтобы расплавить лед, если присутствовал антифриз, например аммиак (в форме гидрата аммиака ) или соль. Дальнейшее таяние могло привести к отделению льда от горных пород и образованию скального ядра, окруженного ледяной мантией. Слой жидкой воды (океан), богатый растворенным аммиаком, мог образоваться на границе ядро – мантия. температура эвтектики этой смеси составляет 176 К (-97 ° С). Если бы температура упала ниже этого значения, океан впоследствии замерз бы. Замерзание воды привело бы к расширению внутренней части, что могло быть причиной образования большинства каньонов. Однако современные знания о геологической эволюции Титании весьма ограничены.
До сих пор единственные изображения Титании крупным планом были получены с зонда Voyager 2, который сфотографировал Луну во время пролета мимо Урана в январе 1986 года. Поскольку ближайшее расстояние между «Вояджером-2» и Титанией составляло всего 365 200 км (226 900 миль), лучшие изображения этой луны имеют пространственное разрешение около 3,4 км (только Миранда и Ариэль были получены с лучшим разрешением). Изображения покрывают около 40% поверхности, но только 24% были сфотографированы с точностью, необходимой для геологического картирования. Во время пролета южное полушарие Титании (как и другие спутники) было направлено в сторону Солнца, поэтому северное (темное) полушарие не могло быть изучено.
Ни один другой космический корабль никогда не посещал систему Урана или Титанию, и в настоящее время не планируется никаких миссий. Одна из возможностей, теперь отвергнутая, заключалась в том, чтобы отправить Кассини с Сатурна на Уран в расширенной миссии. Другой предложенной концепцией миссии была концепция орбитального аппарата и зонда «Уран», оцененная примерно в 2010 году. Уран также был исследован как часть одной траектории для предшествующей концепции межзвездного зонда, Innovative Interstellar Explorer.
Орбитальный аппарат Урана. был указан в качестве третьего приоритета для флагманской миссии NASA в обзоре NASA Planetary Science Decadal Survey, и концептуальные проекты такой миссии в настоящее время анализируются.
Астрономический портал 
Портал Солнечной системы  | На сайте Wikimedia Commons есть СМИ, относящиеся к Титании (спутник). |
