Uranuksen kuut

Kokeneet kirjoittajat eivät ole vielä tarkistaneet sivun nykyistä versiota, ja se voi poiketa merkittävästi 11. heinäkuuta 2022 tarkistetusta versiosta . tarkastukset vaativat 7 muokkausta .

Uranuksen kuut ovat Uranuksen  luonnollisia satelliitteja . Vuodesta 2021 lähtien tunnetaan 27 satelliittia [1] . Ne kaikki on nimetty William Shakespearen ja Alexander Popen teosten henkilöiden mukaan . William Herschel  löysi kaksi ensimmäistä kuuta, Titanian ja Oberonin , vuonna 1787 . Kaksi muuta pallomaista satelliittia ( Ariel ja Umbriel ) löysi vuonna 1851 William Lassell . Vuonna 1948 Gerard Kuiper löysi Mirandan . Loput kuut löydettiin vuoden 1985 jälkeen , Voyager 2 -tehtävän aikana tai vahvoilla maanpäällisillä kaukoputkilla.

Discovery

Sir William Herschel löysi kaksi ensimmäistä tunnettua kuuta, Titanian ja Oberonin , 11. tammikuuta 1787, kuusi vuotta Uranuksen löytämisen jälkeen. Myöhemmin Herschel uskoi löytäneensä kuusi satelliittia ja mahdollisesti jopa renkaan (katso alla). Herschelin instrumentti oli lähes 50 vuoden ajan ainoa, joka pystyi erottamaan Uranuksen kuut [2] . 1840-luvulla paremmat havainnointilaitteet ja Uranuksen suotuisa sijainti ovat mahdollistaneet satunnaisen havainnoinnin Titanian ja Oberonin lisäksi muita kuita. Vuonna 1851 William Lassell löysi kaksi seuraavaa kuuta, Arielin ja Umbrielin [3] .

Pitkään aikaan ei ollut yhtenäistä järjestelmää Uranuksen satelliittien osoittamiseksi roomalaisilla numeroilla . Julkaisuissa oli myös nimitykset Herschel (jossa Titania ja Oberon ovat Uranus II ja IV) ja Lassell (jossa ne ovat joskus I ja II) [4] . Kun Umbrielin ja Arielin olemassaolo varmistettiin, Lassell numeroi kuut poistojärjestyksessä I:stä IV:ään. Sen jälkeen numerointi ei ole muuttunut [5] . Vuonna 1852 William Herschelin poika John Herschel antoi nimet neljälle tuolloin tunnetulle satelliitille.

Uusia löytöjä Uranuksen kuista ei ole tehty lähes vuosisataan. Vuonna 1948 Gerard Kuiper löysi viidestä suurimmasta pallomaisesta satelliitista pienimmän - Mirandan . Muutama vuosikymmen myöhemmin, tammikuussa 1986, Voyager 2 -avaruusluotain löysi 10 sisäistä satelliittia. Voyager havaitsi toisen satelliitin - Perditan , mutta sitten sitä ei tunnistettu satelliitiksi. Perdita "löydettiin uudelleen" vuonna 2001 tutkiessaan vanhoja valokuvia Voyager 2:sta.

Uranus oli ainoa jättiläinen planeetta, jolla ei tiedetty olevan epäsäännöllisiä kuita, mutta vuodesta 1997 lähtien maan päällä tehdyt havainnot ovat havainneet yhdeksän kaukaista epäsäännöllistä kuuta. Kaksi muuta pientä sisäkuuta, Cupid ja Mab , löydettiin vuonna 2003 käyttämällä Hubble-avaruusteleskooppia . Viimeinen vuonna 2008 löydetyistä Uranuksen satelliiteista - Margarita  - löydettiin vuonna 2003 [6] .

Vuonna 2016 Idahon yliopiston tutkijat julkaisivat artikkelin, jossa ehdotettiin kahden muun pienen satelliitin olemassaoloa, jotka toimivat α- ja β-renkaiden "paimenina". Tällaisten satelliittien tulisi olla kiertoradalla noin 100 kilometrin päässä renkaasta ja niiden säde on 2-7 kilometriä, mikä tekee niistä havaitsemattomia Maasta [7] [8] .

Kuvittelevat satelliitit

Kun Herschel löysi Titanian ja Oberonin (11. tammikuuta 1787), hän uskoi havainneensa neljä muuta satelliittia: kaksi 18. tammikuuta ja 9. helmikuuta 1790 ja kaksi muuta 28. helmikuuta ja 26. maaliskuuta 1794. Siten useiden myöhempien vuosikymmenten ajan uskottiin, että Uranuksella oli 6 satelliittia, vaikka yksikään tähtitieteilijä ei vahvistanut 4:n olemassaoloa. Lassellin havainnot vuonna 1851, kun hän löysi Arielin ja Umbrielin , eivät vahvistaneet Herschelin havaintoja; Ariel ja Umbriel, jotka Herschelin on tietysti täytynyt nähdä, jos hän näki satelliitteja lähellä Titaniaa ja Oberonia, eivät vastanneet mitään Herschelin näkemistä lisäsatelliiteista rataominaisuuksiltaan. Siksi pääteltiin, että Herschelin kahden lisäksi havaitsemat 4 satelliittia olivat illusorisia - luultavasti seurausta Uranuksen lähellä olevien tähtien virheellisestä tunnistamisesta satelliiteiksi, ja Arielin ja Umbrielin löytö tunnistettiin Lassellin omaksi [9] . Herschelin neljällä kuvitteellisella satelliitilla arveltiin olevan seuraavat sidereaaliset ajanjaksot: 5,89 päivää (lähempänä Urania kuin Titaniaa), 10,96 päivää (Titanian ja Oberonin välillä), 38,08 ja 107,69 päivää (kauempana kuin Oberon) [10] .

Nimet

Uranuksen kaksi ensimmäistä kuuta, jotka löydettiin vuonna 1787, nimettiin vasta vuonna 1852, vuosi kahden seuraavan löytämisen jälkeen. Heidän nimensä otti John Herschel , Uranuksen löytäjän poika. Hän päätti olla ottamatta nimiä satelliiteille kreikkalaisesta mytologiasta ja nimesi ne englanninkielisen kirjallisuuden henkien mukaan: keijujen ja haltioiden kuningas ja kuningatar Oberon ja Titania William Shakespearen näytelmästä Kesäyön uni sekä sylfit Ariel ja Umbriel . Alexanderin raiskausLukkopaavin (Ariel on myös tonttu Shakespearen " Myrskystä "). Syyt tähän valintaan ovat ilmeisesti siinä, että Uranusta taivaan ja ilman jumalana seuraa ilman henget [11] . Uranuksen seuraavien satelliittien nimiä ei enää annettu ilman henkien kunniaksi (vain Pakista ja Mabista tuli tämän perinteen jatkaja ), vaan Shakespearen Myrskyn hahmojen kunniaksi. Vuonna 1949 sen löytäjä Gerard Kuiper nimesi viidennen kuun, Mirandan , näytelmän hahmon mukaan.

Kansainvälinen tähtitieteellinen liitto on hyväksynyt sopimuksen nimetä Uranuksen kuut Shakespearen näytelmien ja paavin Lukon raiskauksen henkilöiden mukaan (nyt vain Arielilla, Umbrielilla ja Belindalla on nimet jälkimmäisestä runosta; kaikki muut ovat Shakespearen mukaan). Aluksi planeetalta kauimpana olevat satelliitit nimettiin Myrskyn hahmojen mukaan, mutta tämä perinne päättyi nimeen Margarita , jonka nimi on otettu näytelmästä Much Ado About Nothing [ 12] .

Joidenkin asteroidien nimet ovat samat kuin joidenkin Uranuksen satelliittien nimet : (171) Ophelia , (218) Bianca , (593) Titania , (666) Desdemona , (763) Cupid , (900) Rosalind ja (2758) Cordelia .

Ominaisuudet ja ryhmät

Uranuksen kuut voidaan jakaa kolmeen ryhmään: kolmetoista sisäkuuta, viisi suurta ja yhdeksän epäsäännöllistä kuuta .

Sisäiset satelliitit

Vuodesta 2013 lähtien Uranuksen sisäistä satelliittia tunnetaan 13 [13] . Nämä ovat pieniä tummia esineitä, jotka ovat ominaisuuksiltaan ja alkuperältään samanlaisia ​​kuin planeetan renkaat . Niiden kiertoradat sijaitsevat Mirandan kiertoradalla . Kaikki sisäiset kuut liittyvät läheisesti Uranuksen renkaisiin , mikä on saattanut johtua yhden tai useamman pienen sisäisen kuun hajoamisesta. Kaksi lähimpänä planeettaa olevaa kuuta ( Cordelia ja Ophelia ) toimivat ε-renkaan "paimenina", ja pieni satelliitti Mab on mahdollisesti kaukaisimman μ-renkaan lähde. Pak , jonka kiertorata sijaitsee Perditan ja Mabin välissä, voi olla eräänlainen siirtymäkohde Uranuksen sisäkuiden ja suurten kuuiden välillä.

Kaikki sisäiset satelliitit ovat tummia esineitä; niiden geometrinen albedo ei ylitä 10 %. Ne koostuvat vesijäästä, johon on sekoitettu tummaa materiaalia, mahdollisesti säteilyn vaikutuksesta muunnettua orgaanista ainetta. Pienet sisäiset satelliitit häiritsevät jatkuvasti toistensa kiertoradat. Järjestelmä on kaoottinen ja ilmeisesti epävakaa.

Laskelmat osoittavat, että sisäiset satelliitit voivat tällaisten häiriöiden seurauksena mennä risteäville kiertoradoille ja törmätä toisiinsa. Desdemona saattaa törmätä Cressidaan tai Juliaan seuraavien 100 miljoonan vuoden aikana [14] .

Suuret kuut

Viisi suurta satelliittia ovat tarpeeksi massiivisia, jotta hydrostaattinen tasapaino on antanut niille pallomaisen muodon. Neljässä heistä oli merkkejä sisäisestä ja ulkoisesta toiminnasta, kuten kanjonin muodostumisesta ja epäilystä tulivuoresta. Suurin näistä viidestä, Titania , on halkaisijaltaan 1578 km. Se on aurinkokunnan kahdeksanneksi suurin satelliitti. Se on 20 kertaa vähemmän massiivinen kuin Maan Kuu .

Uranuksen satelliittijärjestelmä on jättimäisten planeettojen satelliittijärjestelmien joukossa pienin; Uranuksen kaikkien viiden suurimman satelliitin kokonaismassa ei ole puoltakaan aurinkokunnan seitsemänneksi suurimman satelliitin Tritonin massasta (Tritonin massa on noin 2,14⋅10 22 kg [ 15] , kun taas Uranuksen satelliitin paino on noin 1⋅10 22 kg. Suurimman kuusta, Titanian , säde on 788,9 km, mikä on pienempi kuin Maan kuun säde , mutta hieman suurempi kuin Rhean , toinen kuusta. suuret Saturnuksen satelliitit , mikä tekee Titaniasta aurinkokunnan kahdeksanneksi suurimman satelliitin. Uranus on noin 10 000 kertaa satelliittejaan massiivinen (Uranuksen massa on 8,681⋅1025 kg , neljän suurimman satelliitin massa on 8,82⋅1021 kg [ 16] , muiden satelliittien massa voidaan jättää huomiotta).

Uranuksen kuista erottuvat viisi suurinta: Miranda , Ariel , Umbriel , Titania ja Oberon . Niiden halkaisija vaihtelee 472 km:stä (Miranda) 1578 km:iin (Titania). Kaikki suuret Uranuksen satelliitit ovat suhteellisen tummia esineitä: niiden geometrinen albedo vaihtelee välillä 30-50% ja Bondin albedo  - 10-23%. Näistä pimein on Umbriel ja kirkkain Ariel. Satelliittien massat vaihtelevat välillä 6,7⋅10 19  kg (Miranda) 3,5⋅10 21  kg (Titania). Vertailun vuoksi Maan kuun massa on 7,5⋅1022 kg .

Uranuksen suurimmat kuut uskotaan muodostuneen akkretionaalisessa kiekossa , joka oli olemassa Uranuksen ympärillä jonkin aikaa sen muodostumisen jälkeen, tai se muodostui sen seurauksena, että Uranus törmäsi toiseen taivaankappaleeseen historiansa alussa [17] .

Kaikki Uranuksen suuret kuut koostuvat suunnilleen yhtä suuresta jään ja kiven seoksesta, lukuun ottamatta Mirandaa, joka on pääasiassa jäätä. Jään ainesosat voivat olla ammoniakkia ja hiilidioksidia .

Niiden pinta on kraatteroitu, mutta kaikissa (Umbrielia lukuun ottamatta) on pinnan "uusitumisen" merkkejä, mikä johtaa kanjonien muodostumiseen ja Mirandan tapauksessa munanmuotoisiin raviradan kaltaisiin rakenteisiin, joita kutsutaan kruunuiksi. "Kruunujen" muodostumisen uskotaan olevan vastuussa diapiirien jyrkästä kohoamisesta [18] . Arielin pinta on ehkä nuorin, ja siinä on vähiten kraattereita. Umbrielin pinta näyttää olevan vanhin.

Aiempien 3:1-resonanssien Mirandan ja Umbrielin välillä ja 4:1-resonanssien Arielin ja Titanian välillä uskotaan olevan vastuussa kuumenemisesta, joka aiheutti merkittävää endogeenistä aktiivisuutta Mirandassa ja Arielissa [19] [20] . Tällainen johtopäätös johtaa Mirandan kiertoradan korkeaan kaltevuuksiin, mikä on outoa niin lähellä planeettaa olevalle kappaleelle [21] [22] . Uranuksen suurimmat kuut koostuvat kivisydämestä ja jäisestä kuoresta. Titanialla ja Oberonilla voi olla nestemäisen veden valtameri ytimen ja vaipan rajalla.

Epäsäännölliset satelliitit

Uranuksen epäsäännöllisillä kuuilla on elliptisiä ja erittäin kaltevia (useimmiten retrogradisia) kiertoradat suurella etäisyydellä planeettasta.

Uranuksen kuuiden parametrit

Taulukon värit

Sisäiset satelliitit
Suuret satelliitit
Epäsäännölliset satelliitit taaksepäin kääntyvillä
Epäsäännölliset suorakiertoiset satelliitit

Lajiteltu planeetan etäisyyden asteen mukaan, suurimmat on korostettu, kysymysmerkki heijastaa kuvan likiarvoa.

Uranuksen satelliittien parametrit [23]
Määrä Otsikko (pallomaiset satelliitit lihavoitu) Keskimääräinen halkaisija (km) Paino (kg) Pääakseli (km) Kiertojakso (päivinä) Orbitaalin kaltevuus päiväntasaajalle , astetta avauspäivämäärä Valokuva
yksi Uranus VI Cordelia 42±6 5,0⋅10 16 ? 49 751 0,335034 0,08479 1986
2 Uranus VII Ophelia 46±8 5,1⋅10 16 ? 53 764 0,376400 0,1036 1986
3 Uranus VIII bianca 54±4 9,2⋅10 16 ? 59 165 0,434579 0,193 1986
neljä Uranus IX Cressida 82±4 3,4⋅10 17 ? 61 766 0,463570 0,006 1986
5 Uranus X Desdemona 68±8 2,3⋅10 17 ? 62 658 0,473650 0,11125 1986
6 Uranus XI Julia 106±8 8,2⋅10 17 ? 64 360 0,493065 0,065 1986
7 Uranus XII Osa 140±8 1,7⋅10 18 ? 66 097 0,513196 0,059 1986
kahdeksan Uranus XIII Rosalind 72 ± 12 2,5⋅10 17 ? 69 927 0,558460 0,279 1986
9 Uranus XXVII Cupid ~18 3,8⋅10 15 ? 74 800 0,618 0.1 2003
kymmenen Uranus XIV Belinda 90±16 4,9⋅10 17 ? 75 255 0,623527 0,031 1986
yksitoista Uranus XXV Perdita 30±6 1,8⋅10 16 ? 76 420 0,638 0,0 1986
12 Uranus XV Pakkaus 162±4 2,9⋅10 18 ? 86 004 0,761833 0,3192 1985
13 Uranus XXVI Mab ~ 25 1,0⋅10 16 ? 97 734 0,923 0,1335 2003
neljätoista Uranus V Miranda 471,6 ± 1,4 (6,6 ± 0,7)⋅10 19 129 390 1,413479 4.232 1948
viisitoista Uranus I Ariel 1157,8 ± 1,2 (1,35 ± 0,12)⋅10 21 191 020 2,520379 0,260 1851
16 Uranus II Umbriel 1169,4 ± 5,6 (1,17 ± 0,13)⋅10 21 266 300 4.144177 0,205 1851
17 Uranus III Titania 1577,8 ± 3,6 (3,53 ± 0,09)⋅10 21 435 910 8.705872 0,340 1787
kahdeksantoista Uranus IV Oberon 1522,8±5,2 (3,01 ± 0,07)⋅10 21 583 520 13.463239 0,058 1787
19 Uranus XXII francisco ~ 22 1,3⋅10 15 ? 4 276 000 −267.12 ** 147,459 2001
kaksikymmentä Uranus XVI Caliban ~ 98 7,3⋅10 17 ? 7 231 000 −579,39 ** 139,885 1997
21 Uranus XX Stefano ~ 20 6⋅10 15 ? 8 004 000 −677,48 ** 141,873 1999
22 Uranus XXI Trinculo ~10 7,5⋅10 14 ? 8 504 000 −748,83 ** 166,252 2001
23 Uranus XVII Sycorax ~ 190 5,4⋅10 18 ? 12 179 000 −1285,62 ** 152,456 1997
24 Uranus XXIII margarita ~ 11 1,3⋅10 15 ? 14 345 000 +1654.32 51,455 2003
25 Uranus XVIII Prospero ~ 30 2,1⋅10 16 ? 16 256 000 −1962.95 ** 146.017 1999
26 Uranus XIX Setebos ~ 30 2,1⋅10 16 ? 17 418 000 −2196,35 ** 145,883 1999
27 Uranus XXIV Ferdinand ~ 12 1,3⋅10 15 ? 20 901 000 −2805.51 ** 167,346 2001

Muistiinpanot

  1. ↑ Yleiskatsaus : Uranus  . NASA (4. elokuuta 2021). Haettu 23. marraskuuta 2021. Arkistoitu alkuperäisestä 22. marraskuuta 2021.
  2. ↑ Herschel, John . On the Satellites of Uranus  (englanniksi)  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : Journal. - Oxford University Press , 1834. - Voi. 3 , ei. 5 . - s. 35-36 . - .
  3. ↑ Lassell W. Uranuksen sisäsatelliiteista  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : aikakauslehti  . - Oxford University Press , 1851. - Voi. 12 . - s. 15-17 . - .
  4. ↑ Lassell, W. Observations of Satellites of Uranus  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : aikakauslehti  . - Oxford University Press , 1848. - Voi. 8 , ei. 3 . - s. 43-44 . — .
  5. ↑ Lassell, W. William Lassellin, Esq., kirje toimittajalle  // Astronomical Journal  :  Journal. - 1851. - Voi. 2 , ei. 33 . - s. 70 . - doi : 10.1086/100198 . - .
  6. ↑ Vihreä, Daniel WE IAUC 8217: S/2003 U 3; 157P; A.G. Dra . IAU:n kiertokirje (9. lokakuuta 2003). Haettu 21. joulukuuta 2008. Arkistoitu alkuperäisestä 17. marraskuuta 2021.
  7. ↑ Uranuksella voi olla kaksi tuntematonta kuuta . NASA/JPL. Haettu 17. tammikuuta 2019. Arkistoitu alkuperäisestä 28. marraskuuta 2019.
  8. ↑ R. O. Chancia, M. M. Hedman. Onko Uranin α- ja β-renkaiden lähellä kuuta?  (englanti)  // The Astronomical Journal . - IOP Publishing , 2016. - Vol. 152 , iss. 6 . - s. 211 . — ISSN 1538-3881 . - doi : 10.3847/0004-6256/152/6/211 .
  9. ↑ Denning WF 100 vuotta Uranuksen löytämisestä  // Scientific American Supplement . - 1881. - 22. lokakuuta ( nro 303 ). Arkistoitu alkuperäisestä 12. tammikuuta 2009.
  10. ↑ Hughes DW The Historical Unraveling of the Diameters of the Four Four Asteroids  //  RAS Quarterly Journal : Journal. - 1994. - Voi. 35 , ei. 3 . - s. 334-344 . - .
  11. ↑ Lassell, William. Beobachtungen der Uranus-Satelliten  (englanniksi)  // Astronomische Nachrichten  : Journal. - Wiley-VCH , 1852. - Voi. 34 . - s. 325 . - . Arkistoitu alkuperäisestä 9. heinäkuuta 2013.
  12. ↑ Kuiper Gerard P.  Uranuksen viides satelliitti  // Tyynenmeren tähtitieteellisen seuran julkaisut  : aikakauslehti. - 1949. - Voi. 61 , nro. 360 . - s. 129 . - doi : 10.1086/126146 . - .
  13. ↑ Sheppard, Scott S. The Giant Planet Satellite and Moon -sivu (linkki ei saatavilla) . Terrestrial Magnetismin laitos Carniegen tiedeinstituutissa (4. tammikuuta 2013). Haettu 1. maaliskuuta 2013. Arkistoitu alkuperäisestä 13. maaliskuuta 2013. 
  14. ↑ Duncan, Martin J.; Jack J. Lissauer. Uraani-satelliittijärjestelmän kiertoradan vakaus  (englanniksi)  // Icarus . - Elsevier , 1997. - Voi. 125 , nro. 1 . - s. 1-12 . - doi : 10.1006/icar.1996.5568 . — .
  15. ↑ Tyler, G.L.; Sweetnam, D.L.; Anderson, JD et ai . Voyager-radiotieteelliset havainnot Neptunuksesta ja Tritonista  (englanniksi)  // Science : Journal. - 1989. - Voi. 246 . - s. 1466-1473 . - doi : 10.1126/tiede.246.4936.1466 . - . — PMID 17756001 .
  16. ↑ Neljän suurimman kuun massa . Haettu 6. heinäkuuta 2020. Arkistoitu alkuperäisestä 22. toukokuuta 2009.
  17. ↑ Hunt, Garry E.; Patrick Moore. Uranuksen atlas . - Cambridge University Press , 1989. - S.  78-85 . — ISBN 0521343232 .
  18. ↑ Pappalardo, RT ; Reynolds, SJ, Greeley, R. Extensional tilt blocks on Miranda: Evidence for the upwelling origin of Arden Corona  //  Journal of Geophysical Research : päiväkirja. - 1996. - Voi. 102 , no. E6 . - P. 13.369-13.380 . - doi : 10.1029/97JE00802 . Arkistoitu alkuperäisestä 27. syyskuuta 2012.
  19. ↑ Tittemore, W.C.; Wisdom, J. Uranin satelliittien vuorovesikehitys III. Evoluutio Miranda-Umbrielin 3:1, Miranda-Arielin 5:3 ja Ariel-Umbrielin 2:1 keskimääräisten liikesuhteiden kautta  // Icarus  :  Journal. - Elsevier , 1990. - Voi. 85 , no. 2 . - s. 394-443 . - doi : 10.1016/0019-1035(90)90125-S . - .
  20. ↑ Tittemore, W.C. Arielin vuorovesilämmitys   // Icarus . - Elsevier , 1990. - Voi. 87 . - s. 110-139 . - doi : 10.1016/0019-1035(90)90024-4 . - .
  21. ↑ Tittemore, W.C.; Wisdom, J. Uranian satelliittien vuorovesikehitys II. Mirandan epätavallisen korkean kiertoradan kaltevuuden selitys  (englanniksi)  // Icarus  : Journal. - Elsevier , 1989. - Voi. 78 . - s. 63-89 . - doi : 10.1016/0019-1035(89)90070-5 .
  22. ↑ Malhotra, R., Dermott, SF Toissijaisten resonanssien rooli Mirandan kiertoradan historiassa  // Icarus  :  Journal. - Elsevier , 1990. - Voi. 85 . - s. 444-480 . - doi : 10.1016/0019-1035(90)90126-T .
  23. ↑ NASA/NSDC . Haettu 11. lokakuuta 2005. Arkistoitu alkuperäisestä 5. tammikuuta 2010.

Linkit

 Uranuksen kuut
Listaus ryhmissä kiertoradan puolipääakselin nousevassa järjestyksessä
Sisäiset satelliitit
Suuret satelliitit
Epäsäännölliset satelliitit
SormuksetUranuksen renkaat