Titania | |
---|---|
Měsíc Uranu | |
| |
Objevitel | William Herschel [8] |
datum otevření | 11. ledna 1787 [1] |
Orbitální charakteristiky | |
Hlavní osa | 436 300 km [2] |
Excentricita | 0,0011 (téměř kruhové) [2] |
Období oběhu | 8,706 dnů [2] |
Orbitální sklon | 0,079° (k rovníku Uranu) [2] |
fyzikální vlastnosti | |
Průměr | 1576,8 ± 1,2 km (0,45 průměru Měsíce ) |
Střední poloměr | 788,4 ± 0,6 km (0,1235 Země ) [3] |
Plocha povrchu | 7,82 milionů km² [comm. jeden] |
Hmotnost | 3,527 ± 0,09⋅10 21 kg [4] |
Hustota | 1,711 ± 0,005 g/cm³ [3] |
Hlasitost | 2 065 milionů km³ [comm. 2] |
Gravitační zrychlení |
0,379 m/s² (26krát méně než Země) [comm. 3] |
Perioda rotace kolem osy | synchronizovaný (obrátený na Uran jednou stranou) [5] |
Albedo | 0,35 ( geometrický ) 0,17 ( Bond ) [6] |
Zdánlivá velikost | 13.9 [7] |
Povrchová teplota |
min. 60K (-213°C) prům. 66…77 K (−210… −196 °C) max. 89 K (-184 °C) [3] |
Atmosféra | méně než 10 -9 —2⋅10 -9 bar [3] |
Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
Informace ve Wikidatech ? |
Titania je největší měsíc Uranu a osmý největší měsíc ve sluneční soustavě . Objeven Williamem Herschelem 11. ledna 1787 (šest let po objevu Uranu). Pojmenováno po královně víl z Williama Shakespeara Sen noci svatojánské . Čtvrtý nejvzdálenější od Uranu mezi jeho pěti velkými měsíci [comm. 4] . Dráha Titanie je zcela v magnetosféře Uranu .
Stejně jako všechny největší měsíce Uranu, i Titania pravděpodobně vznikla z akrečního disku , který obklopoval planetu v době jejího vzniku. Titania se skládá z přibližně stejného množství horniny a ledu a pravděpodobně se dělí na skalnaté jádro a ledový plášť. Na jejich hranici je možná vrstva kapalné vody .
Povrch Titanie je poměrně tmavý s načervenalým nádechem. Jeho topografii utvářely dopady asteroidů i komet a endogenní procesy. Satelit je pokryt četnými krátery o průměru 326 kilometrů. Je pravděpodobné, že Titania zažila časný endogenní resurfacing, který vymazal její starý, silně krátery posetý povrch. Povrch Titanie je rozříznut systémem obrovských kaňonů a útesů, které vznikly během roztahování kůry v důsledku expanze útrob v rané fázi její historie .
Infračervená spektroskopie, prováděná v letech 2001-2005, ukázala přítomnost vodního ledu a zmrzlého oxidu uhličitého na povrchu Titanie . To naznačuje, že satelit může mít nevýznamnou sezónní atmosféru tvořenou oxidem uhličitým s atmosférickým tlakem asi 10 −13 barů .
Titanii, stejně jako celý systém Uranu, studovala zblízka pouze jedna kosmická loď - Voyager 2 ] .
Titanii objevil William Herschel 11. ledna 1787, ve stejný den jako Oberon , druhý největší měsíc Uranu [1] [9] . Herschel později oznámil objev dalších čtyř satelitů [10] , ale tato pozorování se ukázala jako chybná [11] . 50 let po objevu Titanii a Oberona nepozoroval nikdo kromě Herschela [12] , kvůli slabé průbojné síle tehdejších dalekohledů. Nyní lze tyto satelity pozorovat ze Země pomocí amatérských dalekohledů vysoké třídy [7] .
Titania se původně nazývala „První měsíc Uranu“ a v roce 1848 jí William Lassell dal jméno „Uran I“ [13] , i když někdy používal číslování Williama Herschela, kde se Titanii a Oberonovi říkalo Uran II a Uran IV. [14] . Nakonec v roce 1851 Lassell přejmenoval čtyři satelity známé v té době římskými číslicemi v pořadí jejich vzdálenosti od planety a od té doby se Titania jmenovala Uran III [15] .
Následně byly všechny satelity Uranu pojmenovány po postavách z děl Williama Shakespeara a Alexandra Popea . Titania byla pojmenována po Titanii , královně víl ze Snu noci svatojánské . Jména všech čtyř tehdy známých měsíců Uranu navrhl Herschelův syn John v roce 1852 na žádost Williama Lassella [17] , který o rok dříve objevil další dva měsíce Ariel a Umbriel [18] .
Titania by neměla být zaměňována se Saturnovým měsícem Titanem a stejnojmenným asteroidem (593) Titania .
Titania se nachází ve vzdálenosti asi 436 000 km od Uranu. Je to druhý nejvzdálenější ze svých pěti velkých satelitů [comm. 4] . Jeho dráha je téměř kruhová a mírně skloněná k rovníku Uranu [2] . Doba oběhu je přibližně 8,7 dne a shoduje se s periodou rotace . Jinými slovy, Titania je synchronní satelit (vždy otočený k Uranu stejnou stranou) [5] .
Dráha Titanie je zcela uvnitř magnetosféry Uranu [19] , a proto částice magnetosférického plazmatu neustále narážejí na jeho zadní polokouli , která se na oběžné dráze pohybuje mnohem rychleji než Titania (s periodou rovnou periodě axiální rotace Uranu) [20] . Je možné, že bombardování těmito částicemi vede ke ztmavnutí této polokoule, které je pozorováno u všech satelitů Uranu kromě Oberonu [19] .
Protože Uran obíhá kolem Slunce „na své straně“ a rovina rovníku (a oběžná dráha) jeho velkých satelitů se přibližně shoduje s rovinou jeho rovníku, je na nich střídání ročních období velmi zvláštní. Severní a jižní pól Titanie jsou 42 let v naprosté tmě a jsou nepřetržitě osvětleny 42 let a na každém z pólů o letním slunovratu Slunce téměř dosáhne zenitu [19] . Jednou za 42 let při rovnodennosti na Uranu projde Slunce (a s ním i Země) jeho rovníkovou rovinou a pak lze pozorovat vzájemné zákryty jeho satelitů. Několik takových jevů bylo pozorováno v letech 2007-2008 (včetně zákrytů Titanie Umbrielem 15. srpna a 8. prosince 2007) [21] [22] .
Titania je největší a nejhmotnější měsíc Uranu a osmý nejhmotnější měsíc ve sluneční soustavě . 5] . Jeho hustota (1,71 g/cm 3 [4] ) je mnohem vyšší než typická hustota satelitů Saturnu , z čehož lze usoudit, že satelit se skládá zhruba z poloviny z vodního ledu a z poloviny z těžkých neledových složek [23] , které může zahrnovat kámen a organické látky [5] . Pomocí infračervené spektroskopie provedené v letech 2001-2005 byla potvrzena přítomnost vodního ledu na povrchu družice [19] . Jeho absorpční pásy jsou výraznější na přední polokouli (směřované k pohybu po oběžné dráze) než na podřízené. Tato situace je opačná než na Oberonu [19] . Důvody této asymetrie nejsou známy; předpokládá se, že jsou spojeny s bombardováním povrchu nabitými částicemi z magnetosféry Uranu, které postihuje právě zadní polokouli satelitu [19] . Ionty dokážou rozptýlit vodní led, rozkládat metan, který s ledem tvoří plynný hydrát (klatrát) a další organické látky, čímž vzniká tmavá, uhlíkem bohatá směs látek [19] .
Kromě vodního ledu byl na Titanii pomocí infračervené spektroskopie detekován zmrzlý oxid uhličitý . Nachází se především na otrocké polokouli [19] . Jeho původ není zcela jasný. Mohla vzniknout na povrchu z uhličitanů nebo organické hmoty pod vlivem slunečního ultrafialového záření nebo iontů přicházejících z magnetosféry Uranu. Ten může vysvětlit asymetrii v distribuci oxidu uhličitého na povrchu satelitu, protože tyto ionty bombardují zadní polokouli. Dalším možným zdrojem je odplyňování vodního ledu na povrchu Titanie. V takovém případě by uvolňování CO 2 mohlo souviset s minulou geologickou aktivitou Titanie [19] .
Možná je Titania rozlišena na kamenné jádro a ledový plášť [23] . Pokud ano, pak s přihlédnutím ke složení tohoto satelitu lze vypočítat, že hmotnost jádra je 58 % hmotnosti Titanie a jeho poloměr je 66 % poloměru satelitu (asi 520 km) . Tlak ve středu Titanie je asi 0,58 GPa (5,8 kbar ) [23] . Stav ledového pláště zůstává nejasný. Pokud led obsahuje dostatek čpavku nebo jiné nemrznoucí směsi , pak může být na rozhraní jádra a pláště tekutý oceán. Pokud skutečně existuje, pak jeho tloušťka může dosáhnout 50 kilometrů, s teplotou asi 190 K [23] . Modely vnitřní struktury Titanie jsou však vysoce závislé na tepelné historii Měsíce, což je málo známé.
Mezi velkými satelity Uranu je Titania v jasnosti uprostřed, mezi temným Oberonem a Umbrielem a světlou Ariel a Mirandou [6] . Povrch Titania vykazuje silný opoziční efekt : jak se fázový úhel zvětšuje z 0° na 1°, odrazivost klesá z 35 % na 25 %. Titania má relativně nízké Bond albedo asi 17 % [6] . Má červený odstín, ale méně silný než Oberonův [24] . Čerstvé stopy po nárazu na povrchu jsou však modřejší a hladké pláně na přední polokouli poblíž kráteru Ursula a podél některých drapáků jsou mírně červenější [24] [25] . Přední hemisféra je obecně červenější než řízená asi o 8 % [26] . Tento rozdíl může být způsoben hladkými rovinami a může být náhodný [24] . Obecně řečeno, zarudnutí povrchu může být způsobeno kosmickou erozí způsobenou bombardováním nabitými částicemi a mikrometeority po miliardy let [24] . Ale v případě Titanie je zarudnutí přední polokoule s největší pravděpodobností způsobeno usazováním prachu na ní, možná pocházejícího z vnějších satelitů Uranu [26] .
Na Titanii jsou tři hlavní typy reliéfních prvků: krátery , kaňony a římsy [27] . Je méně kráterovaný než Oberon nebo Umbriel, což ukazuje na relativní mládí jeho povrchu [25] . Průměr kráterů dosahuje přibližně 330 km. Tuto velikost má kráter Gertrude (největší pojmenovaný kráter na měsících Uranu) [28] a jeden špatně zachovaný nejmenovaný hypotetický kráter (viz níže) [25] . Některé krátery (jako Ursula nebo Jessica) jsou obklopeny jasnými paprsky vyvržených vodních ledů [5] . Všechny velké krátery na Titanii mají ploché dno a centrální skluz. Jedinou výjimkou je kráter Ursula, který má ve svém středu jámu (možná menší kráter) [25] . Na západ od kráteru Gertrud se nachází oblast se složitou nepravidelnou topografií, označovaná jako „bezejmenná pánev“, což může být silně erodovaný kráter o průměru asi 330 km [25] .
Studovaná část povrchu družice je členitá systémem zlomů a útesů, které jsou výsledkem relativně nedávné geologické aktivity. Je na něm mnoho kaňonů [29] , což jsou grabeny - snížené oblasti povrchu mezi dvěma rovnoběžnými zlomy v kůře [5] . Grabeny na Titanii jsou v průměru 20–50 km široké, 2–5 km hluboké [5] a jsou pravděpodobně nejmladšími útvary reliéfu – protínají jak krátery, tak hladké pláně [29] . Největší z nich je Messinský kaňon ( lat. Messina Chasma ), dosahující téměř 1500 km délky a táhnoucí se od rovníku téměř k jižnímu pólu [27] . Některé kaňony jsou obklopeny systémy světelných paprsků. Podle polarimetrických měření je povrch kolem kaňonů pokrytý vrstvou porézního materiálu. Podle jedné hypotézy se jedná o vodní námrazu , zkondenzovanou na povrchu po vylití kapaliny z trhlin. Útesy, které nejsou spojeny s kaňony, se nazývají římsy ( lat. Rupes ), jako např. římsa Roussillon římsa , nacházející se poblíž kráteru Ursula [27] .
Na snímcích pořízených kosmickou lodí Voyager 2 se oblasti podél některých útesů a poblíž Uršuly zdají na snímcích v tomto rozlišení hladké. Tyto oblasti se pravděpodobně objevily mnohem později než většina kráterů. Zploštění krajiny mohlo být buď endogenní (spojené s kapalnou erupcí – kryovulkanismem ), nebo v důsledku emisí z blízkých kráterů [25] .
Reliéf Titanie je určen dvěma protichůdnými procesy: tvorbou impaktních kráterů a endogenním vyhlazováním povrchu [29] . První proces fungoval na celém povrchu družice v celé její historii. Druhý proces, rovněž globálního charakteru, nefungoval od samého počátku [25] . Vymazala původní krajinu silně posetou krátery, což vysvětluje současnou vzácnost impaktních kráterů na tomto satelitu [5] . Později mohlo dojít k dalším povrchovým změnám, které vytvořily hladké pláně [5] . Možná jsou tyto pláně oblasti pokryté vyvržením z blízkých kráterů [29] . Nejnovější endogenní procesy byly většinou tektonické; způsobily vzhled kaňonů - ve skutečnosti obří trhliny v ledové krustě. Popraskání kůry bylo způsobeno globální expanzí Titanie asi o 0,7 % [29] .
název | Pojmenoval podle | Typ | Délka (průměr), km | Souřadnice |
---|---|---|---|---|
Belmont Canyon | Balmont , Itálie (" kupec benátský ") | Kaňon | 238 | 8°30′ jižní šířky sh. 32°36′ východní délky / 8,5 ° S sh. 32,6° východní délky d. / -8,5; 32.6 |
Messina | Messina , Itálie (" Mnoho povyku pro nic ") | 1492 | 33°18′ jižní šířky sh. 335°00′ východní délky / 33,3 ° S sh. 335° východní délky d. / -33,3; 335 | |
Roussillonská římsa | Roussillon , Francie („ Všechno v pořádku, to končí dobře “) | římsa | 402 | 14°42′ jižní šířky sh. 23°30′ palců. / 14,7 ° S sh. 23,5° východní délky d. / -14,7; 23.5 |
Adriana | Adriana (" Komedie omylů ") | Kráter | padesáti | 20°06′ jižní šířky sh. 3°54′ východní délky / 20,1 ° S sh. 3,9° palce d. / -20,1; 3.9 |
Bona | Bona (" Jindřich VI, část 3 ") | 51 | 55°48′ jižní šířky sh. 351°12′ východní délky / 55,8 ° S sh. 351,2° vd d. / -55,8; 351,2 | |
Calpurnia | Calpurnia Pisonis (" Julius Caesar ") | 100 | 42°24′ jižní šířky sh. 291°24′ východní délky / 42,4 ° S sh. 291,4° vd d. / -42,4; 291,4 ( Kráter Calphurnia ) | |
Eleanor | Eleonora Akvitánie (" král Jan ") | 74 | 44°48′ jižní šířky sh. 333°36′ východní délky / 44,8 ° S sh. 333,6° vd d. / -44,8; 333,6 | |
Gertruda | Gertrude (" Hamlet ") | 326 | 15°48′ jižní šířky sh. 287°06′ východní délky / 15,8 ° S sh. 287,1° E d. / -15,8; 287,1 | |
Imogen | Imogen (" Cymbeline ") | 28 | 23°48′ jižní šířky sh. 321°12′ východní délky / 23,8 ° S sh. 321,2° vd d. / -23,8; 321,2 | |
Ira | Ira (" Antonius a Kleopatra ") | 33 | 19°12′ jižní šířky sh. 338°48′ východní délky / 19,2 ° S sh. 338,8° vd d. / -19,2; 338,8 | |
Jessica | Jessica (" Obchodník benátský ") | 64 | 55°18′ jižní šířky sh. 285°54′ východní délky / 55,3 ° S sh. 285,9° vd d. / -55,3; 285,9 | |
Kateřina | Kateřina (" Jindřich VIII ") | 75 | 51°12′ jižní šířky sh. 331°54′ východní délky / 51,2 ° S sh. 331,9° vd d. / -51,2; 331,9 | |
lucetta | Lucetta (" Dva Veronese ") | 58 | 14°42′ jižní šířky sh. 277°06′ východní délky / 14,7 ° S sh. 277,1° E d. / -14,7; 277,1 | |
přístav | Marina (" Perikles ") | 40 | 15°30′ jižní šířky sh. 316°00′ východní délky / 15,5 ° S sh. 316° východní délky d. / -15,5; 316 | |
Mopsík | Mops (" Zimní pohádka ") | 101 | 11°54′ jižní šířky sh. 302°12′ východní délky / 11,9 ° S sh. 302,2° vd d. / -11,9; 302,2 | |
Phryne | Phryne („ Timon z Atén “) | 35 | 24°18′ jižní šířky sh. 309°12′ východní délky / 24,3 ° S sh. 309,2° vd d. / -24,3; 309,2 | |
Ursula | Ursula (" Mnoho povyku pro nic ") | 135 | 12°24′ jižní šířky sh. 45°12′ východní délky / 12,4 ° S sh. 45,2° východní délky d. / -12,4; 45.2 | |
Valeria | Valeria (" Coriolanus ") | 59 | 34°30′ jižní šířky sh. 4°12′ východní délky / 34,5 ° S sh. 4,2° palce d. / -34,5; 4.2 |
Infračervená spektroskopie , prováděná v letech 2001-2005, ukázala přítomnost vodního ledu a oxidu uhličitého na povrchu Titanie . To naznačuje, že satelit může mít nevýznamnou sezónní atmosféru tvořenou oxidem uhličitým s atmosférickým tlakem asi 10 −13 barů , stejně jako má Jupiterův měsíc Callisto [3] . Plyny jako dusík nebo metan pravděpodobně nebudou přítomny, protože slabá gravitace Titanie jim nemůže zabránit v úniku do vesmíru . Při maximální teplotě 89 K, dosažitelné během letního slunovratu na Titanii, je tlak nasycených par oxidu uhličitého asi 3 nbar [3] .
8. září 2001 Titania zakryla jasnou hvězdu (HIP 106829 ) se zdánlivou magnitudou 7,2. Tato událost umožnila zpřesnit průměr družice a stanovit horní hranici hustoty její atmosféry. Ukázalo se, že se rovná 10-20 nanobarům. Pokud tedy existuje atmosféra Titanie, pak je mnohem vzácnější než atmosféra Tritonu nebo Pluta . Tato měření však ve skutečnosti nepřinesla nic nového, protože tento limit je několikanásobně větší než maximální možný tlak oxidu uhličitého v blízkosti povrchu Titanie [3] .
Díky specifické geometrii uranského systému dostávají póly Titanie více sluneční energie než její rovník [19] . Vzhledem k tomu, že těkavost CO 2 roste s teplotou [3] , může se akumulovat v tropické zóně Titanie, kde může stabilně existovat jako led v oblastech s vysokým albedem a ve stínovaných oblastech. Když je na jedné polokouli léto, teplota na pólu dosahuje 85–90 K [19] [3] , oxid uhličitý sublimuje a migruje na noční stranu. Nahromaděný oxid uhličitý led se může uvolňovat částicemi magnetosférického plazmatu, které jej rozprašují z povrchu. Předpokládá se, že Titania ztratila značné množství oxidu uhličitého od svého vzniku, ke kterému došlo přibližně před 4,6 miliardami let [19] .
Stejně jako všechny velké měsíce Uranu, i Titania pravděpodobně vznikla z akrečního disku plynu a prachu, který buď existoval kolem Uranu nějakou dobu po zformování planety, nebo se objevil při obrovské srážce, která Uranu s největší pravděpodobností způsobila velmi velký sklon osy . [32] . Přesné složení disku není známo, ale relativně vysoká hustota Uranových měsíců ve srovnání s měsíci Saturnu naznačuje, že obsahoval méně vody [comm. 6] [5] . Významná množství uhlíku a dusíku mohou být ve formě CO a N 2 a nikoli ve formě metanu a amoniaku [32] . Satelit vytvořený z takového disku by měl obsahovat méně vodního ledu (s klatráty CO a N 2 ) a více horniny, což by vysvětlovalo jeho vysokou hustotu [5] .
Vznik Titanie pravděpodobně trval několik tisíc let [32] . Jeho vnější vrstvy byly zahřívány vlivem akrece [33] . Maximální teplota (asi 250 K ) byla v hloubce asi 60 kilometrů [33] . Po dokončení formace se vnější vrstva ochladila a vnitřní se začala zahřívat rozpadem radioaktivních prvků v útrobách [5] . Povrchová vrstva se ochlazováním smršťovala, zatímco topná vnitřní vrstva expandovala. To způsobilo silné mechanické namáhání v kůře Titanie , které mohlo vést ke vzniku zlomů . Možná tak se objevil současný systém kaňonu. Tento proces trval asi 200 milionů let [34] , a proto se zastavil před několika miliardami let [5] .
Teplo z počáteční akrece a následného rozpadu radioaktivních prvků by mohlo stačit k roztavení ledu v útrobách, pokud by obsahoval nějaké nemrznoucí směsi - čpavek nebo sůl [33] . Tání mohlo vést k oddělení ledu od horniny a vytvoření skalního jádra obklopeného ledovým pláštěm. Na jejich hranici by se mohla objevit vrstva kapalné vody obsahující čpavek. Eutektická teplota jejich směsi je 176 K [23] . Pokud teplota oceánu klesla pod tuto hodnotu, pak je nyní zmrazený. Zmrznutí by způsobilo jeho expanzi, což by mohlo přispět k praskání kůry a tvorbě kaňonů [25] . O geologické historii Titanie je však známo jen málo.
Jediné dostupné detailní snímky Titanie byly pořízeny sondou Voyager 2 během průzkumu systému Uran v lednu 1986. K Titanii se přiblížil na 365 200 km [35] a vyfotografoval ji s rozlišením asi 3,4 kilometru (s nejlepšími byly natočeny pouze Miranda a Ariel) [25] . Snímky pokrývají 40 % povrchu, ale pouze 24 % z nich bylo pořízeno s přesností potřebnou pro geologické mapování . Během letu Slunce osvětlovalo jižní polokouli Titanie (stejně jako další satelity Uranu). Severní polokoule byla tedy ve stínu a nebylo možné ji studovat [5] .
Žádná jiná kosmická loď nikdy nenavštívila Uran nebo Titanii. O projektech takových misí se uvažuje [36] .
Slovníky a encyklopedie |
---|
Měsíce Uranu | |
---|---|
Výpis ve skupinách ve vzestupném pořadí podle hlavní poloosy oběžné dráhy | |
Vnitřní satelity | |
Velké satelity | |
Nepravidelné satelity | |
Prsteny | Prsteny Uranu |
Satelity ve sluneční soustavě | |
---|---|
přes 4000 km | |
2000-4000 km | |
1000-2000 km | |
500-1000 km | |
250-500 km | |
100-250 km | |
50-100 km | |
Podle planet (a trpaslíků ) |
Uran | ||
---|---|---|
Měsíce Uranu | ||
Charakteristika | Prsteny Uranu | |
Otevírací | ||
Výzkum | ||
Trojské koně Uranu | 2011 QF99 | |
jiný |
|
Sluneční Soustava | |
---|---|
Centrální hvězda a planety | |
trpasličí planety | Ceres Pluto Haumea Makemake Eris Kandidáti Sedna Orc Quaoar Pistole 2002 MS 4 |
Velké satelity | |
Satelity / prsteny | Země / ∅ Mars Jupiter / ∅ Saturn / ∅ Uran / ∅ Neptun / ∅ Pluto / ∅ Haumea Makemake Eris Kandidáti Orca quawara |
První objevené asteroidy | |
Malá těla | |
umělé předměty | |
Hypotetické objekty |
|