Loading AI tools
естественные cпутники планеты Уран Из Википедии, свободной энциклопедии
Спутники Урана — естественные спутники планеты Уран. По состоянию на 2024 год известно 28 спутников[1]. Все они названы в честь персонажей произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Первые два спутника — Титанию и Оберон — открыл Уильям Гершель в 1787 году. Ещё два шарообразных спутника (Ариэль и Умбриэль) обнаружил в 1851 году Уильям Лассел. В 1948 году Джерард Койпер открыл Миранду. Остальные спутники были открыты после 1985 года, во время миссии «Вояджера-2» или с помощью сильных наземных телескопов.
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 ещё четыре спутника, и, возможно, даже кольцо (см. ниже). В течение почти 50 лет инструмент Гершеля был единственным, в который можно было различить спутники Урана[2]. В 1840-е годы более совершенные инструменты наблюдений и благоприятное положение Урана позволили время от времени наблюдать другие спутники, помимо Титании и Оберона. В 1851 году Уильям Лассел обнаружил два следующих спутника — Ариэль и Умбриэль[3].
Изначально Гершель не присвоил собственных имён спутников, ограничившись их нумерацией. Единой системы обозначения спутников Урана римскими цифрами долго не было. В публикациях фигурировали и обозначения Гершеля (где Титания и Оберон — Уран II и IV), и Лассела (где они иногда — I и II)[4]. После того как было подтверждено существование Умбриэля и Ариэля, Лассел пронумеровал спутники от I до IV в порядке удаления. С тех пор нумерация не менялась[5]. В 1852 году сын Уильяма Гершеля — Джон Гершель — дал названия четырём известным тогда спутникам[6].
В течение почти столетия никаких новых открытий спутников Урана сделано не было. В 1948 году, используя 82-дюймовый телескоп обсерватории Мак-Доналд в Техасе, Джерард Койпер обнаружил наименьший из пяти крупнейших, сферических спутников — Миранду[6].
Несколько десятилетий спустя, в декабре 1985 года — январе 1986 года, космический зонд «Вояджер-2» открыл 10 внутренних спутников[6]:
| Обозначение | Первооткрыватель | Дата получения снимка | Номер | Присвоенное название |
|---|---|---|---|---|
| S/1985 U 1 | Стивен Синнот | 30 декабря 1985 года | XV | Пак |
| S/1986 U 1 | Стивен Синнот | 3 января 1986 года | XII | Порция |
| S/1986 U 2 | Стивен Синнот | 3 января 1986 года | XI | Джульетта |
| S/1986 U 3 | Стивен Синнот | 13 января 1986 года | IX | Крессида |
| S/1986 U 4 | Стивен Синнот | 13 января 1986 года | XIII | Розалинда |
| S/1986 U 5 | Стивен Синнот | 13 января 1986 года | XIV | Белинда |
| S/1986 U 6 | Стивен Синнот | 13 января 1986 года | X | Дездемона |
| S/1986 U 7 | Ричард Террил | 20 января 1986 года | VI | Корделия |
| S/1986 U 8 | Ричард Террил | 20 января 1986 года | VII | Офелия |
| S/1986 U 9 | Брэдфорд Смит | 23 января 1986 года | VIII | Бианка |
По итогам наблюдений «Вояджера-2» Уран остался единственной планетой-гигантом, у которой не было известно нерегулярных спутников. Однако 6 сентября 1997 года Бреттом Глэдманом, Филом Николсоном, Дж. Э. Бёрнсом и Дж. Дж. Кавеларсом с использованием 200-дюймового телескопа Хейла были открыты первые два нерегулярных спутника, получившие временные обозначения S/1997 U 1 и S/1997 U 2. Ещё три спутника были открыты 18 июля 1999 года при помощи телескопа Канада-Франция-Гавайи обсерватории Мауна Кеа на Гавайских островах[6]:
Названия этих спутников были утверждены в 2000 году: Калибан, Сикоракса, Просперо, Сетебос, Стефано[6].
В мае 1999 года Эрих Каркошка (Аризонский университет), сравнивая фотографии «Вояджера» с новыми снимками космического телескопа Хаббл обнаружил ещё один спутник. Ему было присвоено временное обозначение S/1986 U 10, а позже и собственное имя — Пердита[6].
Шестой нерегулярный спутник был открыт 13 августа 2001 года Мэтью Холменом, Дж. Дж. Кавеларсом и Д. Милисавлевичем на 4-метровом телескопе Межамериканской обсерватории Серро-Тололо и получил обозначение S/2001 U 1. После того, как его существование было подтверждено другими наблюдениями, ему было присвоено название Тринкуло. 13 августа 2001 года теми же астрономами и Бреттом Глэдманом также были обнаружены самый удалённый и самый близкий к планете ретроградные нерегулярные спутники Урана. Они получили названия Фердинанд и Франциско[6].
25 августа 2003 года Марк Шоуолтер и Джек Лиссауэр, исследуя фотографии, сделанные телескопом Хаббл, открыли два внутренних нерегулярных спутника, позже получивших названия Купидон и Маб. 29 августа 2003 года Скотт Шеппард и Дэвид Джуитт открыли ещё один спутник, на этот раз на снимках 8,3-метрового телескопа Субару. Этот спутник стал первым обнаруженным проградным нерегулярным спутником Урана. Ему было присвоено имя Маргарита[6].
В 2016 году исследователями университета Айдахо была опубликована статья, в которой высказывалось предположение о существовании ещё двух маленьких спутников, выступающих «пастухами» колец α и β. Такие спутники должны находиться на орбите примерно в 100 км от кольца и иметь радиус 2-7 км, что делает их недоступными для обнаружения с Земли[7][8].
В 2023 году был обнаружен новый спутник Урана, получивший временное обозначение S/2023 U 1[9][10]. Спутник был обнаружен американским астрономом Скоттом Шеппардом. Как и остальным спутникам Урана, S/2023 U 1 будет официально присвоено имя одного из персонажей произведений Уильяма Шекспира.
После открытия Гершелем Титании и Оберона (11 января 1787 года) он полагал, что наблюдал ещё 4 спутника: два — 18 января и 9 февраля 1790 года 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 году, 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 ошибочной идентификации звёзд около Урана как спутников, и открытие Ариэля и Умбриэля было признано за Ласселом[11]. Как считалось, у четырёх мнимых спутников Гершеля были следующие сидерические периоды: 5,89 дней (ближе к Урану, чем Титания), 10,96 дней (между Титанией и Обероном), 38,08 и 107,69 дней (дальше Оберона)[12].
Первые два спутника Урана, открытые в 1787 году, были названы лишь в 1852 году — через год после обнаружения двух следующих. Их наименованием занялся Джон Гершель, сын первооткрывателя Урана. Он решил не брать названия для спутников из греческой мифологии, назвав их в честь духов из английской литературы: царя и царицы фей и эльфов Оберона и Титании из пьесы «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[13]. Имена следующих спутников Урана давали уже не в честь духов воздуха (продолжением этой традиции стали только Пак и Маб), а в честь персонажей шекспировской «Бури». В 1949 году пятый спутник, Миранда, был назван его первооткрывателем Джерардом Койпером в честь персонажа из этой пьесы. Он обосновал это тем, что имена детей бога Урана, титанов, использовать нельзя, так как они уже связаны с сыном Урана, Сатурном (и служат источником имён для спутников планеты Сатурн)[6].
Международным астрономическим союзом принято соглашение называть спутники Урана в честь персонажей пьес Шекспира и поэмы Поупа «Похищение локона» (сейчас лишь Ариэль, Умбриэль и Белинда имеют имена из последней поэмы; все остальные — из Шекспира). Сначала наиболее удалённые от планеты спутники называли в честь персонажей «Бури», но эта традиция прекратилась с наименованием Маргариты, имя которой было взято из пьесы «Много шума из ничего»[14].
С названиями некоторых спутников Урана совпадают названия некоторых астероидов: (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.
На 2024 год известно 13 внутренних спутников Урана. Это небольшие тёмные объекты, сходные характеристиками и происхождением с кольцами планеты. Их орбиты лежат внутри орбиты Миранды. Все внутренние спутники тесно связаны с кольцами Урана, которые, возможно, возникли вследствие распада одного или нескольких маленьких внутренних спутников. Два ближайших к планете спутника (Корделия и Офелия) служат «пастухами» кольца ε, а небольшой спутник Маб, возможно, — источник наиболее удалённого кольца μ. Пак, орбита которого расположена между Пердитой и Мабом, возможно, представляет собой нечто вроде переходного объекта между внутренними спутниками и крупными спутниками Урана.
Все внутренние спутники — тёмные объекты; их геометрическое альбедо не превышает 10 %. Они состоят из водяного льда с примесью тёмного материала — возможно, преобразованной радиацией органики. Небольшие внутренние спутники постоянно возмущают орбиты друг друга. Система является хаотичной и, по-видимому, нестабильной.
Расчёты показывают, что внутренние спутники в результате таких возмущений могут выходить на пересекающиеся орбиты и сталкиваться. Дездемона может столкнуться с Крессидой или Джульеттой в последующие 100 миллионов лет[15].
Пять крупных спутников достаточно массивны, чтобы гидростатическое равновесие придало им шарообразную форму. На четырёх из них замечены признаки внутренней и внешней активности, такие, как формирование каньонов и предполагаемый вулканизм. Наибольший из этих пяти, Титания, имеет 1578 км в диаметре. Это 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 спутников Урана не составит и половины от массы Тритона, седьмого крупнейшего спутника Солнечной системы (масса Тритона составляет около 2,14⋅1022 кг[16], тогда 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 по размеру 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[17], 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 (Миранда) до 1578 км (Титания). Все крупные спутники Урана — относительно тёмные объекты: их геометрическое альбедо меняется в диапазоне 30—50 %, а альбедо Бонда — 10—23 %. Самый тёмный из этих спутников — Умбриэль, а самый яркий — Ариэль. 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[18].
Все крупные спутники Урана состоят из смеси примерно равных количеств льда и камня, за исключением Миранды, состоящей преимущественно изо льда. Составляющими льда могут быть аммиак и углекислый газ.
Их поверхность испещрена кратерами, но все они (за исключением Умбриэля) демонстрируют признаки «обновления» поверхности, выражающиеся в образовании каньонов и, в случае Миранды, яйцевидных, похожих на гоночные треки структур, называемыми коронами. За образование «корон», как считают, ответственны резкие поднятия диапиров[19]. Поверхность Ариэля, возможно, самая молодая, с наименьшим количеством кратеров. Поверхность Умбриэля же выглядит самой старой.
Имевшие место в прошлом резонансы 3:1 между Мирандой и Умбриэлем и 4:1 между Ариэлем и Титанией, как считают, ответственны за нагрев, который вызвал существенную эндогенную активность на Миранде и Ариэле[20][21]. К такому выводу приводит высокое наклонение орбиты Миранды, странное для столь близкого к планете тела[22][23]. Крупнейшие спутники Урана состоят из каменного ядра и ледяной оболочки. Титания и Оберон могут иметь океан из жидкой воды на границе ядра и мантии.
Нерегулярные спутники Урана имеют эллиптические и сильно наклонённые (в большинстве своём ретроградные) орбиты на большом расстоянии от планеты.
Внутренние спутники |
Крупные спутники |
Нерегулярные спутники с ретроградным вращением |
Нерегулярные спутники с прямым вращением |
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 (км) | Орбитальный период (в днях) | Наклон орбиты к экватору, градусы | Дата открытия | Фото | |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 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 | .jpg) |
| 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 | ~ 22 | 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 | |
| 28 | S/2023 U 1 | ~ 10 | 3,0⋅1014? | 7 977 980 | −680,76** | 141,894 | 2023 |  | |
Seamless Wikipedia browsing. On steroids.
Every time you click a link to Wikipedia, Wiktionary or Wikiquote in your browser's search results, it will show the modern Wikiwand interface.
Wikiwand extension is a five stars, simple, with minimum permission required to keep your browsing private, safe and transparent.
