Войти
 Умбриэль, как это было видно на «Вояджере-2» в 1986 году. Вверху большой кратер Вунда, стены которого окружают кольцо из яркого материала. | |||||||||
| Открытие | |||||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Обнаружено | Уильямом Ласселлом | ||||||||
| Дата открытия | 24 октября 1851 г. | ||||||||
| Обозначения | |||||||||
| Обозначение | Уран II | ||||||||
| Произношение | |||||||||
| Прилагательные | умбриэльский | ||||||||
| Орбитальные характеристики | |||||||||
| Большая полуось | 266000 км | ||||||||
| Эксцентриситет | 0,0039 | ||||||||
| Орбитальный период | 4,144 d | ||||||||
| Средняя орбитальная скорость | 4,67 км / с (расчетная) | ||||||||
| Наклонение | 0,128 ° (к экватору Урана) | ||||||||
| Спутник | Уран | ||||||||
| Физические характеристики | |||||||||
| Средний радиус | 584,7 ± 2,8 км (0,092 Земли) | ||||||||
| Площадь поверхности | 4296000 км (0,008 Земли) | ||||||||
| Объем | 837300000 км (0,0008 Земли) | ||||||||
| Масса | (1,275 ± 0,028) × 10 кг | ||||||||
| Средняя плотность | 1,39 ± 0,16 г / см | ||||||||
| Плотность на поверхности | 0,2 м / с (~ 0,023 g ) | ||||||||
| Скорость выхода город | 0,52 км / с | ||||||||
| Период вращения | предположительно синхронный | ||||||||
| Наклон оси | 0 | ||||||||
| Альбедо |
| ||||||||
| |||||||||
| Видимая звездная величина | 14,5 (V- полоса, оппозиция) | ||||||||
| Атмосфера | |||||||||
| Поверхность давление | ноль | ||||||||
Умбриэль- спутник Урана, обнаруженный в октябре 24, 1851, Уильям Лассел. Он был обнаружен одновременно с Ариэлем и назван в честь персонажа Александра Поупа в стихотворении Похищение замка. Умбриэль состоит в основном из льда с значительной долей горных пород и может быть разделен на скалистое ядро и ледяную мантию. Поверхность - самая темная среди уранских спутников, и, похоже, она сформировалась в основном в результате ударов. Тем не менее, наличие каньонов предполагает ранние эндогенные процессы, и Луна, возможно, подверглась раннему эндогенному восстановлению поверхности, которое стерло ее старую поверхность.
Покрытый многочисленными ударными кратерами, достигающими 210 км (130 миль) в диаметре, Умбриэль является вторым по величине кратерным спутником Урана после Оберона. Наиболее заметной особенностью поверхности является кольцо из яркого материала на дне кратера Вунда. Эта луна, как и все спутники Урана, вероятно, образовалась из аккреционного диска, окружавшего планету сразу после ее образования. Система Урана была изучена вблизи только один раз, космическим кораблем Voyager 2 в январе 1986 года. Было сделано несколько снимков Умбриэля, которые позволили нанести на карту около 40% поверхности Луны.
Умбриэль вместе с другим спутником Урана, Ариэлем, был обнаружен Уильямом Ласселом 24 октября 1851 г. Хотя Уильям Гершель, первооткрыватель Титании и Оберона, утверждал в конце 18 века, что он наблюдал четыре дополнительных луны Урана, его наблюдения не подтвердились, и эти четыре объекта теперь считаются ложными.
Все луны Урана названы в честь персонажей, созданных Уильямом Шекспиром или Александр Поуп. Имена всех четырех известных тогда спутников Урана были предложены Джоном Гершелем в 1852 году по просьбе Лассела. Умбриэль - это «мрачно-меланхолический спрайт» Александра Поупа Похищение замка, и название предполагает латынь умбра, что означает тень. Луна также обозначается как Уран II .
Умбриэль вращается вокруг Урана на расстоянии около 266 000 км (165 000 миль), являясь третьей по удаленности от планеты среди ее пяти главных спутников.. Орбита Умбриэля имеет небольшой эксцентриситет и очень мало наклонена относительно экватора Урана. Его орбитальный период составляет около 4,1 земных суток, что совпадает с его периодом вращения. Другими словами, Умбриэль - это синхронный или приливно заблокированный спутник, одна грань которого всегда направлена в сторону его родительской планеты. Орбита Умбриэля полностью лежит внутри магнитосферы Урана. Это важно, потому что задние полусферы безвоздушных спутников, вращающихся внутри магнитосферы (например, Умбриэль), 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). Умбриэль также служит стоком для заряженных частиц магнитосферы, что создает заметный провал в количестве энергичных частиц около орбиты Луны, как это наблюдалось с космического корабля «Вояджер-2» в 1986 году.
Потому что Уран вращается вокруг Солнца почти на своей стороне, а его спутники вращаются в экваториальной плоскости планеты, они (включая Умбриэль) 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 "Вояджера-2" совпал с периодом летнего солнцестояния в южном полушарии 1986 года, когда почти все северное полушарие не было освещено. Раз в 42 года, когда Уран имеет равноденствие и его экваториальная плоскость пересекает Землю, становятся возможными взаимные затмения лун Урана. В 2007–2008 годах наблюдалось несколько таких событий, в том числе два затмения Титании Умбриэлем 15 августа и 8 декабря 2007 года, а также Ариэля Умбриэлем 19 августа 2007 года.
В настоящее время Умбриэль не участвует в любом орбитальном резонансе с другими спутниками Урана. Однако в начале своей истории он мог быть в резонансе 1: 3 с Мирандой. Это увеличило бы эксцентриситет орбиты Миранды, способствуя внутреннему нагреву и геологической активности этой луны, в то время как орбита Умбриэля пострадала бы меньше. Из-за более низкой сплющенности и меньшего размера по сравнению со спутниками Урана, его спутники легче избегают резонанса среднего движения, чем спутники Юпитера или Сатурна. После того, как Миранда вырвалась из этого резонанса (благодаря механизму, который, вероятно, привел к ее аномально высокому наклонению орбиты), ее эксцентриситет погаснет, отключив источник тепла.
Сравнение размеров Земля, Луна и Умбриэль. Умбриэль - третий по величине и четвертый по величине из уранских спутников. Плотность Луны составляет 1,39 г / см, что указывает на то, что она в основном состоит из водяного льда с плотным, не содержащим льда компонентом, составляющим около 40% ее массы. Последний может быть изготовлен из горной породы и углеродистого материала, включая тяжелые органические соединения, известные как толины. Присутствие водяного льда подтверждается инфракрасными спектроскопическими наблюдениями, которые выявили кристаллический водяной лед на поверхности Луны. Водяной лед полосы поглощения сильнее в ведущем полушарии Умбриэля, чем в заднем полушарии. 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 Умбриэля 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 действием энергичных заряженных частиц, исходящих из магнитосферы Урана, или солнечного ультрафиолетового излучения. Эта гипотеза могла бы объяснить асимметрию в его распределении, поскольку заднее полушарие подвержено более интенсивному магнитосферному влиянию, чем ведущее полушарие. Другой возможный источник - выделение газа из изначального CO2, захваченного водяным льдом внутри Умбриэля. Утечка CO 2 изнутри может быть результатом прошлой геологической активности на этой луне.
Умбриэль может быть разделен на скалистое ядро , окруженное ледяным покровом. мантия. В этом случае радиус ядра (317 км) составляет около 54% от радиуса Луны, а его масса составляет около 40% массы Луны - параметры определяются составом Луны. Давление в центре Умбриэля составляет примерно 0,24 ГПа (2,4 кбар ). Текущее состояние ледяной мантии неясно, хотя существование подземного океана считается маловероятным.
Поверхность Умбриэля является самой темной из лун Урана и отражает менее половины такой же легкий, как Ариэль, спутник-сестра такого же размера. Умбриэль имеет очень низкое альбедо Бонда, всего около 10% по сравнению с 23% у Ариэля. Отражательная способность поверхности Луны уменьшается с 26% при фазовом угле 0 ° (геометрическое альбедо ) до 19% при угле около 1 °. Это явление называется всплеском сопротивления. Поверхность Умбриэля слегка синего цвета, а свежие яркие отложения (например, в кратере Вунда ) еще более голубые. Может быть асимметрия между ведущим и задним полушариями; первый кажется более красным, чем второй. Покраснение поверхностей, вероятно, является следствием космического выветривания в результате бомбардировки заряженными частицами и микрометеоритами в течение возраста Солнечной системы. Однако цветовая асимметрия Умбриэля, вероятно, вызвана аккрецией красноватого материала, поступающего из внешних частей Уранской системы, возможно, от неправильных спутников, которые будут происходить преимущественно в ведущем полушарии. Поверхность Умбриэля относительно однородна - она не демонстрирует сильных изменений ни по альбедо, ни по цвету.
Ученые до сих пор определили только один класс геологических объектов на Умбриэле - кратеры. На поверхности Умбриэля гораздо больше и больше кратеров, чем на Ариэле и Титании. Он показывает наименьшую геологическую активность. Фактически, среди уранских спутников только Оберон имеет больше ударных кратеров, чем Умбриэль. Наблюдаемый кратер диаметры колеблются от нескольких километров в нижней части до 210 километров для самого большого известного кратера, Воколо. Все признанные кратеры на Умбриэле имеют центральные вершины, но ни один кратер не имеет лучей.
Около экватора Умбриэля находится наиболее заметная поверхностная особенность: кратер Вунда, диаметр которого составляет около 131 км. В Вунде на полу есть большое кольцо из яркого материала, которое может быть отложением от удара или льда из углекислого газа. Рядом, вдоль терминатора, видны кратеры Вувер и Скайнд, у которых нет ярких краев, но есть яркие центральные вершины. Изучение профилей конечностей Умбриэля выявило возможную очень большую ударную особенность, имеющую диаметр около 400 км и глубину около 5 км.
Как и другие спутники Урана, поверхность Умбриэля изрезана системой каньоны, простирающиеся с северо-востока на юго-запад. Однако они не получили официального признания из-за плохого разрешения изображений и в целом мягкого внешнего вида этой луны, что затрудняет геологическое картирование.
сильно изрезанная кратерами поверхность Умбриэля, вероятно, была стабильной после поздней тяжелой бомбардировки. Единственными признаками древней внутренней активности являются каньоны и темные многоугольники - темные пятна сложной формы размером от десятков до сотен километров в поперечнике. Полигоны были идентифицированы с помощью точной фотометрии изображений «Вояджера-2» и распределены более или менее равномерно на поверхности Умбриэля в направлении с северо-востока на юго-запад. Некоторые полигоны соответствуют впадинам глубиной в несколько километров и, возможно, образовались во время раннего эпизода тектонической активности. В настоящее время нет объяснения, почему Умбриэль такой темный и однородный вид. Его поверхность может быть покрыта относительно тонким слоем темного материала (так называемый матовый материал), выкопанного в результате удара или выброшенного во время взрывного извержения вулкана. В качестве альтернативы, кора Умбриэля может полностью состоять из темного материала, что предотвращает образование ярких деталей, таких как лучи кратера. Однако наличие яркого элемента внутри Вунды, кажется, противоречит этой гипотезе.
Карта Умбриэля с многоугольниками Считается, что Умбриэль сформировался 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 в результате гигантского удара, который, скорее всего, дал Урану его большой наклон. Точный состав субнебулы неизвестен; однако более высокая плотность 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 (CO) и молекулярного азота (N2) вместо аммиак и метан. Спутники, образовавшиеся в такой субтуманности, будут содержать меньше водяного льда (с CO и N 2 захваченными в виде клатратов) и больше горных пород, что объясняет более высокую плотность
аккреция Умбриэля, вероятно, длилась несколько лет. тысяча лет. Удары, сопровождавшие аккрецию, вызвали нагрев внешнего слоя Луны. Максимальная температура около 180 К была достигнута на глубине около 3 км. После окончания формирования подповерхностный слой охладился, а внутренняя часть Умбриэля 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, которые могли привести к растрескиванию. Этот процесс, вероятно, 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, возможно, привели к плавлению лед, если присутствовал антифриз, например аммиак (в форме гидрата аммиака ) или некоторая соль. 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. эвтектическая температура этой смеси составляет 176 К. Однако океан, вероятно, давно замерз. Среди уранских лун Умбриэль меньше всего подвергался эндогенным процессам обновления поверхности, хотя, возможно, он, как и другие спутники Урана, испытали очень раннее всплытие на поверхность.
Космический корабль «Вояджер-2» Пока что единственный близкий- изображения Умбриэля были получены с зонда Voyager 2, который сфотографировал Луну во время пролета мимо Урана в январе 1986 года. Поскольку самое близкое расстояние между Вояджером-2 и Умбриэлем составляло 325 000 км (202 000 миль), это наилучшее изображения этой луны имеют пространственное разрешение около 5,2 км. Изображения покрывают около 40% поверхности, но только 20% были сфотографированы с качеством, необходимым для геологического картирования. Во время пролета южное полушарие Умбриэля (как и полушарие других лун) было направлено к Солнцу, поэтому северное (темное) полушарие не могло быть изучено. Ни один другой космический корабль никогда не посещал Уран или его спутники.
 | На Викискладе есть материалы, связанные с Умбриэль (луна). |
