Měsíce Uranu

Aktuální verze stránky ještě nebyla zkontrolována zkušenými přispěvateli a může se výrazně lišit od verze recenzované 11. července 2022; kontroly vyžadují 7 úprav .

Měsíce Uranu  jsou přirozené satelity planety Uran . K roku 2021 je známo 27 satelitů [1] . Všechny jsou pojmenovány po postavách z děl Williama Shakespeara a Alexandra Popea . První dva měsíce, Titania a Oberon  , objevil William Herschel v roce 1787 . Další dva sférické satelity ( Ariel a Umbriel ) objevil v roce 1851 William Lassell . V roce 1948 Gerard Kuiper objevil Mirandu . Zbytek měsíců byl objeven po roce 1985 během mise Voyager 2 nebo pomocí silných pozemních dalekohledů.

Objev

První dva známé měsíce, Titania a Oberon , objevil sir William Herschel 11. ledna 1787, šest let po svém objevu Uranu. Později Herschel věřil, že objevil šest satelitů a možná i prsten (viz níže). Herschelův přístroj byl téměř 50 let jediný, který dokázal rozlišit měsíce Uranu [2] . Ve 40. letech 19. století lepší pozorovací přístroje a příznivá poloha Uranu umožnily příležitostně pozorovat kromě Titanie a Oberonu i další měsíce. V roce 1851 objevil William Lassell další dva měsíce, Ariel a Umbriel [3] .

Po dlouhou dobu neexistoval jednotný systém pro označování satelitů Uranu římskými číslicemi . Publikace také uváděly označení Herschel (kde Titania a Oberon jsou Uran II a IV) a Lassell (kde jsou někdy I a II) [4] . Poté, co byla potvrzena existence Umbriel a Ariel, Lassell očísloval měsíce od I do IV v pořadí odstranění. Od té doby se číslování nezměnilo [5] . V roce 1852 dal syn Williama Herschela, John Herschel, jména čtyřem tehdy známým satelitům.

Již téměř století nebyly učiněny žádné nové objevy měsíců Uranu. V roce 1948 Gerard Kuiper objevil nejmenší z pěti největších kulových satelitů - Miranda . O několik desetiletí později, v lednu 1986, objevila kosmická sonda Voyager 2 10 vnitřních satelitů. Voyager pozoroval další satelit - Perdita , ale pak nebyl identifikován jako satelit. Perdita byla „znovu objevena“ v roce 2001 při studiu starých fotografií z Voyageru 2.

Uran byl jedinou obří planetou, o které je známo, že nemá žádné známé nepravidelné měsíce, ale od roku 1997 pozemní pozorování odhalilo devět vzdálených nepravidelných měsíců. Další dva malé vnitřní měsíce, Cupid a Mab , byly objeveny v roce 2003 pomocí Hubbleova vesmírného dalekohledu . Poslední ze satelitů Uranu objevených v roce 2008 - Margarita  - byla objevena v roce 2003 [6] .

V roce 2016 zveřejnili vědci z University of Idaho článek naznačující existenci dalších dvou malých satelitů, které fungují jako „pastýři“ prstenců α a β. Takové satelity by měly být na oběžné dráze asi 100 km od prstence a mít poloměr 2-7 km, díky čemuž jsou ze Země nedetekovatelné [7] [8] .

Imaginární satelity

Po Herschelově objevu Titanie a Oberonu (11. ledna 1787) se domníval, že pozoroval další 4 satelity: dva 18. ledna a 9. února 1790 a další dva 28. února a 26. března 1794. Po mnoho následujících desetiletí se tedy věřilo, že Uran má 6 satelitů, ačkoli existenci 4 z nich žádný astronom nepotvrdil. Lassellova pozorování v roce 1851, kdy objevil Ariel a Umbriel , nepotvrdila Herschelova pozorování; Ariel a Umbriel, které Herschel samozřejmě musel vidět, pokud viděl satelity poblíž Titanie a Oberonu, neodpovídaly žádnému z dalších satelitů, které Herschel viděl ve svých orbitálních charakteristikách. Proto se dospělo k závěru, že 4 satelity, které si Herschel všiml kromě dvou, byly iluzorní - pravděpodobně výsledek chybné identifikace hvězd poblíž Uranu jako satelitů a objev Ariel a Umbriel byl uznán jako Lassellův [9] . Předpokládalo se, že čtyři pomyslné satelity Herschelu mají následující hvězdné periody: 5,89 dne (blíže k Uranu než Titania), 10,96 dne (mezi Titanií a Oberonem), 38,08 a 107,69 dne (dále než Oberon) [ 10] .

Jména

První dva měsíce Uranu, objevené v roce 1787, byly pojmenovány až v roce 1852, rok po objevu dalších dvou. Jejich jméno převzal John Herschel , syn objevitele Uranu. Rozhodl se nepojmenovat satelity z řecké mytologie a pojmenoval je podle duchů z anglické literatury : krále a královny víl a elfů Oberona a Titanii ze hry Sen noci svatojánské od Williama Shakespeara a sylfy Ariel a Umbriel z Alexandrovo PopeZnásilnění (Ariel je také elfkou ze Shakespearova „The Bouře “). Důvody pro tuto volbu zjevně spočívají ve skutečnosti, že Uran jako bůh oblohy a vzduchu je doprovázen duchy vzduchu [11] . Jména dalších satelitů Uranu již nebyla dávána na počest duchů vzduchu (pouze Pak a Mab se staly pokračováním této tradice ), ale na počest postav v Shakespearově Bouři. V roce 1949 byl pátý měsíc, Miranda , pojmenován jeho objevitelem Gerardem Kuiperem po postavě ze hry.

Mezinárodní astronomická unie přijala konvenci pojmenovávat měsíce Uranu podle postav v Shakespearových hrách a Popeově Znásilnění zámku (nyní mají jména z posledně jmenované básně pouze Ariel, Umbriel a Belinda; všechny ostatní jsou od Shakespeara). Nejprve byly satelity nejvzdálenější od planety pojmenovány podle postav Bouře, ale tato tradice skončila jménem Margarita , jejíž jméno bylo převzato ze hry Mnoho povyku pro nic [ 12] .

Názvy některých asteroidů se shodují se jmény některých satelitů Uranu : (171) Ophelia , (218) Bianca , (593) Titania , (666) Desdemona , (763) Cupid , (900) Rosalind a (2758) Cordelia .

Funkce a skupiny

Měsíce Uranu lze rozdělit do tří skupin: třináct vnitřních, pět velkých a devět nepravidelných měsíců .

Vnitřní satelity

Od roku 2013 je známo 13 vnitřních měsíců Uranu [13] . Jedná se o malé tmavé objekty, které se svými vlastnostmi a původem podobají prstencům planety . Jejich oběžné dráhy leží v oběžné dráze Mirandy . Všechny vnitřní měsíce jsou úzce spojeny s prstenci Uranu , což mohlo být výsledkem rozpadu jednoho nebo více malých vnitřních měsíců. Dva měsíce nejblíže k planetě ( Cordelia a Ophelia ) slouží jako „pastýři“ prstence ε a malý satelit Mab je možná zdrojem nejvzdálenějšího prstence μ. Pak , jehož oběžná dráha se nachází mezi Perditou a Mab, může být něco jako přechodný objekt mezi vnitřními měsíci a velkými měsíci Uranu.

Všechny vnitřní satelity jsou temné objekty; jejich geometrické albedo nepřesahuje 10 %. Jsou složeny z vodního ledu s příměsí tmavého materiálu, případně radiací přeměněných organických látek. Malé vnitřní satelity si neustále vzájemně narušují oběžné dráhy. Systém je chaotický a zdánlivě nestabilní.

Výpočty ukazují, že vnitřní satelity se v důsledku takových poruch mohou dostat do protínajících se drah a srazit se. Desdemona se může v příštích 100 milionech let srazit s Cressidou nebo Julií [14] .

Velké měsíce

Pět velkých satelitů je dostatečně masivních na to, aby jim hydrostatická rovnováha dala kulový tvar. Čtyři z nich vykazovaly známky vnitřní a vnější aktivity, jako je tvorba kaňonu a podezření na vulkanismus. Největší z těchto pěti, Titania , má průměr 1578 km. Je to osmý největší satelit ve sluneční soustavě. Je 20krát méně hmotný než pozemský Měsíc .

Satelitní systém Uran je nejméně masivní mezi satelitními systémy obřích planet; celková hmotnost všech 5 největších satelitů Uranu nebude ani polovina hmotnosti Tritonu , sedmého největšího satelitu sluneční soustavy (hmotnost Tritonu je asi 2,14⋅10 22 kg [15] , zatímco celková hmotnost satelitů Uranu je asi 1⋅10 22 kg. Největší z měsíců, Titania , má poloměr 788,9 km, což je méně než poloměr Měsíce Země , ale o něco větší než poloměr Rhea , druhého měsíce velké satelity Saturnu , díky čemuž je Titania osmým největším satelitem ve sluneční soustavě. Uran je asi 10 000krát hmotnější než jeho satelity (hmotnost Uranu je 8,681⋅1025 kg , hmotnost čtyř největších satelitů je 8,82⋅1021 kg [ 16] lze hmotnost ostatních satelitů zanedbat).

Mezi měsíci Uranu vyniká pět největších: Miranda , Ariel , Umbriel , Titania a Oberon . Jejich průměr se liší od 472 km (Miranda) do 1578 km (Titania). Všechny velké satelity Uranu jsou relativně tmavé objekty: jejich geometrické albedo se pohybuje v rozmezí 30-50% a Bondovo albedo  - 10-23%. Nejtmavší z těchto měsíců je Umbriel a nejjasnější je Ariel. Hmotnosti satelitů se pohybují od 6,7⋅10 19  kg (Miranda) do 3,5⋅10 21  kg (Titania). Pro srovnání, hmotnost pozemského Měsíce je 7,5⋅1022 kg .

Předpokládá se, že největší měsíce Uranu vznikly v akrečním disku , který existoval kolem Uranu nějakou dobu poté, co se zformoval, nebo vznikly v důsledku srážky Uranu s jiným nebeským tělesem na počátku jeho historie [17] .

Všechny hlavní měsíce Uranu jsou složeny ze směsi zhruba stejného množství ledu a horniny, s výjimkou Mirandy, která je převážně ledová. Složky ledu mohou být čpavek a oxid uhličitý .

Jejich povrch je kráterovaný, ale všechny (s výjimkou Umbriel) vykazují známky „obnovy“ povrchu, což má za následek vznik kaňonů a v případě Mirandy vejčitých struktur podobných závodním drahám zvaných koruny. Předpokládá se, že za prudké zvednutí diapirů je zodpovědné vytvoření „korun“ [18] . Arielův povrch je možná nejmladší, s nejmenším počtem kráterů. Povrch Umbriel se zdá být nejstarší.

Minulé rezonance 3:1 mezi Mirandou a Umbriel a rezonance 4:1 mezi Ariel a Titania jsou považovány za zodpovědné za zahřívání, které způsobilo významnou endogenní aktivitu na Mirandě a Ariel [19] [20] . Takový závěr vede k vysokému sklonu oběžné dráhy Mirandy, což je u tělesa tak blízko planety zvláštní [21] [22] . Největší měsíce Uranu se skládají z kamenného jádra a ledové skořápky. Titania a Oberon mohou mít na hranici jádra a pláště oceán kapalné vody.

Nepravidelné satelity

Nepravidelné měsíce Uranu mají eliptické a vysoce skloněné (většinou retrográdní) oběžné dráhy ve velké vzdálenosti od planety.

Parametry měsíců Uranu

Barvy v tabulce

Vnitřní satelity

Velké satelity

Nepravidelné satelity s retrográdní rotací

Nepravidelné satelity s přímou rotací

Seřazené podle stupně odlehlosti od planety, největší jsou zvýrazněny, otazník odráží přiblížení obrázku.

Parametry satelitů Uranu [23]
Číslo Název (sféroidní satelity tučně) Průměrný průměr (km) váha (kg) Hlavní osa (km) Doba oběhu (ve dnech) Sklon oběžné dráhy k rovníku , stupně datum otevření Fotka
jeden Uran VI Cordelie 42±6 5,0⋅10 16 ? 49 751 0,335034 0,08479 1986
2 Uran VII Ofélie 46±8 5.1⋅10 16 ? 53 764 0,376400 0,1036 1986
3 Uran VIII bianca 54±4 9.2⋅10 16 ? 59 165 0,434579 0,193 1986
čtyři Uran IX Cressida 82±4 3,4⋅10 17 ? 61 766 0,463570 0,006 1986
5 Uran X Desdemona 68±8 2,3⋅10 17 ? 62 658 0,473650 0,11125 1986
6 Uran XI Julie 106±8 8.2⋅10 17 ? 64 360 0,493065 0,065 1986
7 Uran XII Část 140±8 1,7⋅10 18 ? 66 097 0,513196 0,059 1986
osm Uran XIII Rosalind 72 ± 12 2,5⋅10 17 ? 69 927 0,558460 0,279 1986
9 Uran XXVII Amor ~ 18 3,8⋅10 15 ? 74 800 0,618 0,1 2003
deset Uran XIV Belinda 90±16 4,9⋅10 17 ? 75 255 0,623527 0,031 1986
jedenáct Uran XXV Perdita 30±6 1,8⋅10 16 ? 76 420 0,638 0,0 1986
12 Uran XV Balíček 162±4 2,9⋅10 18 ? 86 004 0,761833 0,3192 1985
13 Uran XXVI Mab ~ 25 1,0⋅10 16 ? 97 734 0,923 0,1335 2003
čtrnáct Uran V Miranda 471,6 ± 1,4 (6,6 ± 0,7)⋅10 19 129 390 1,413479 4,232 1948
patnáct Uran I Ariel 1157,8 ± 1,2 (1,35 ± 0,12)⋅10 21 191 020 2,520379 0,260 1851
16 Uran II Umbriel 1169,4 ± 5,6 (1,17 ± 0,13)⋅10 21 266 300 4,144177 0,205 1851
17 Uran III Titania 1577,8 ± 3,6 (3,53 ± 0,09)⋅10 21 435 910 8,705872 0,340 1787
osmnáct Uran IV Oberon 1522,8 ± 5,2 (3,01 ± 0,07)⋅10 21 583 520 13,463239 0,058 1787
19 Uran XXII francisco ~ 22 1,3⋅10 15 ? 4 276 000 −267,12 ** 147,459 2001
dvacet Uran XVI Kalibán ~ 98 7,3⋅10 17 ? 7 231 000 −579,39 ** 139,885 1997
21 Uran XX Stefano ~ 20 6⋅10 15 ? 8 004 000 −677,48 ** 141,873 1999
22 Uran XXI Trinculo ~ 10 7,5⋅10 14 ? 8 504 000 −748,83 ** 166,252 2001
23 Uran XVII Sycorax ~ 190 5,4⋅10 18 ? 12 179 000 −1285,62 ** 152,456 1997
24 Uran XXIII margarita ~ 11 1,3⋅10 15 ? 14 345 000 +1654,32 51,455 2003
25 Uran XVIII Prospero ~ 30 2.1⋅10 16 ? 16 256 000 −1962,95 ** 146,017 1999
26 Uran XIX Setebos ~ 30 2.1⋅10 16 ? 17 418 000 −2196,35 ** 145,883 1999
27 Uran XXIV Ferdinanda ~ 12 1,3⋅10 15 ? 20 901 000 −2805,51 ** 167,346 2001

Poznámky

  1. ↑ Přehled : Uran  . NASA (4. srpna 2021). Získáno 23. listopadu 2021. Archivováno z originálu dne 22. listopadu 2021.
  2. Herschel, John . On the Satellites of Uranus  (anglicky)  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal. - Oxford University Press , 1834. - Sv. 3 , ne. 5 . - str. 35-36 . - .
  3. Lassell W. O vnitřních satelitech Uranu  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . - Oxford University Press , 1851. - Sv. 12 . - str. 15-17 . - .
  4. Lassell, W. Observations of Satellites of Uran  // Monthly Notices of the Royal Astronomical Society  : journal  . - Oxford University Press , 1848. - Sv. 8 , č. 3 . - str. 43-44 . — .
  5. Lassell, W. Dopis Williama Lassella, Esq., editorovi  // Astronomical Journal  :  journal. - 1851. - Sv. 2 , ne. 33 . — S. 70 . - doi : 10.1086/100198 . - .
  6. Green, Daniel WE IAUC 8217: S/2003 U 3; 157P; A.G. Dra . Oběžník IAU (9. října 2003). Získáno 21. prosince 2008. Archivováno z originálu dne 17. listopadu 2021.
  7. Uran může mít dva neobjevené měsíce . NASA/JPL. Získáno 17. ledna 2019. Archivováno z originálu dne 28. listopadu 2019.
  8. R. O. Chancia, M. M. Hedman. Jsou v blízkosti uranských prstenců α a β měsíčky?  (anglicky)  // The Astronomical Journal . - IOP Publishing , 2016. - Sv. 152 , iss. 6 . — S. 211 . — ISSN 1538-3881 . - doi : 10.3847/0004-6256/152/6/211 .
  9. Denning WF Stoleté výročí objevu Uranu  // Scientific American Supplement . - 1881. - 22. října ( č. 303 ). Archivováno z originálu 12. ledna 2009.
  10. Hughes DW The Historical Unraveling of the Diameters of the First Four Asteroids  //  RAS Quarterly Journal : journal. - 1994. - Sv. 35 , č. 3 . - str. 334-344 . — .
  11. Lassell, William. Beobachtungen der Uranus-Satelliten  (anglicky)  // Astronomische Nachrichten  : journal. - Wiley-VCH , 1852. - Sv. 34 . — S. 325 . — . Archivováno z originálu 9. července 2013.
  12. Kuiper Gerard P.  The Fifth Satellite of Uran  // Publications of the Astronomical Society of the Pacific  : journal. - 1949. - Sv. 61 , č. 360 . - str. 129 . - doi : 10.1086/126146 . - .
  13. Sheppard, Scott S. The Giant Planet Satellite and Moon Page (odkaz není dostupný) . Oddělení zemského magnetismu na Carniege Institution for science (4. ledna 2013). Získáno 1. března 2013. Archivováno z originálu 13. března 2013. 
  14. Duncan, Martin J.; Jack J. Lissauer. Orbitální stabilita Uranian Satellite System  (anglicky)  // Icarus . - Elsevier , 1997. - Sv. 125 , č. 1 . - str. 1-12 . - doi : 10.1006/icar.1996.5568 . — .
  15. Tyler, G.L.; Sweetnam, D.L.; Anderson, JD a kol . Radiovědní pozorování Neptunu a Tritonu Voyager  (anglicky)  // Science: journal. - 1989. - Sv. 246 . - S. 1466-1473 . - doi : 10.1126/science.246.4936.1466 . - . — PMID 17756001 .
  16. Hmotnost čtyř největších měsíců . Získáno 6. července 2020. Archivováno z originálu dne 22. května 2009.
  17. Hunt, Garry E.; Patrik Moore. Atlas Uranu . - Cambridge University Press , 1989. - S.  78 -85. — ISBN 0521343232 .
  18. Pappalardo, RT ; Reynolds, SJ, Greeley, R. Extensional tilt block on Miranda: Evidence for a upwelling origin Arden Corona  //  Journal of Geophysical Research : deník. - 1996. - Sv. 102 , č. E6 . - S. 13.369-13.380 . - doi : 10.1029/97JE00802 . Archivováno z originálu 27. září 2012.
  19. Tittemore, W.C.; Wisdom, J. Slapový vývoj uranských satelitů III. Evoluce prostřednictvím srovnatelnosti středního pohybu Miranda-Umbriel 3:1, Miranda-Ariel 5:3 a Ariel-Umbriel 2:1  // Icarus  :  journal. - Elsevier , 1990. - Sv. 85 , č. 2 . - str. 394-443 . - doi : 10.1016/0019-1035(90)90125-S . - .
  20. Tittemore, W.C. Tidal Heating of  Ariel  // Icarus . - Elsevier , 1990. - Sv. 87 . - str. 110-139 . - doi : 10.1016/0019-1035(90)90024-4 . - .
  21. Tittemore, W.C.; Wisdom, J. Slapová evoluce uranských satelitů II. Vysvětlení anomálně vysokého orbitálního sklonu Mirandy  (anglicky)  // Icarus  : journal. - Elsevier , 1989. - Sv. 78 . - str. 63-89 . - doi : 10.1016/0019-1035(89)90070-5 .
  22. Malhotra, R., Dermott, SF Role sekundárních rezonancí v orbitální historii Mirandy  // Icarus  :  journal. - Elsevier , 1990. - Sv. 85 . - S. 444-480 . - doi : 10.1016/0019-1035(90)90126-T .
  23. NASA/NSDC . Získáno 11. října 2005. Archivováno z originálu 5. ledna 2010.

Odkazy