Umbriel | |
---|---|
Měsíc Uranu | |
| |
Objevitel | William Lassell |
datum otevření | 24. října 1851 |
Orbitální charakteristiky | |
Hlavní osa | Najeto 266 000 km |
Excentricita | 0,0039 |
Období oběhu | 4 144 dní |
Orbitální sklon | 0,128° (k rovníku Uranu ) |
fyzikální vlastnosti | |
Průměr | 1169,4 ± 2,8 km |
Střední poloměr | 584,7 km |
Plocha povrchu | 4,296 milionu km² |
Hmotnost | 1,172 ± 0,35⋅10 21 kg |
Hustota | 1,39 ± 0,16 g/cm³ |
Gravitační zrychlení | 0,23 m/s² |
Perioda rotace kolem osy | synchronizovaný (obrátený na Uran jednou stranou) |
Albedo | 0,26 |
Zdánlivá velikost | 14,5±0,1 |
Povrchová teplota | 75 K (-198 °C) |
Mediální soubory na Wikimedia Commons | |
Informace ve Wikidatech ? |
Umbriel [1] je satelit planety Uran , objevený Williamem Lassellem 24. října 1851 . Pojmenováno po trpaslíkovi z básně Alexandra Popea „ Znásilnění zámku“.
Umbriel je většinou led se značným množstvím kamení. Může mít kamenné jádro pokryté ledovým pláštěm. Umbriel je třetí největší měsíc Uranu a má nejtmavší povrch, odráží pouze 16 % dopadajícího světla.
Umbriel, pokrytý četnými impaktními krátery dosahujícími v průměru 210 kilometrů, se řadí na druhé místo mezi satelity Uranu co do počtu kráterů (po Oberonu ).
Umbriel, stejně jako všechny měsíce Uranu, byl údajně vytvořen v akrečním disku , který obklopil planetu bezprostředně po jejím vzniku.
Uranský systém byl z blízké vzdálenosti studován pouze jednou kosmickou lodí Voyager 2 . Let se uskutečnil v lednu 1986. Několik snímků Umbriel umožnilo studovat a zmapovat asi 40 % jeho povrchu.
Umbriel objevil William Lassell 24. října 1851 spolu s dalším měsícem Uranu, Arielem [2] [3] . Ačkoli William Herschel , objevitel Titania a Oberon , tvrdil na konci 18. století, že pozoroval další čtyři měsíce Uranu [4] , jeho pozorování nebyla potvrzena a Herschelovo právo být považován za objevitele zbývajících měsíců Uranu je sporný [5] .
Všechny měsíce Uranu jsou pojmenovány po postavách z děl Williama Shakespeara a Alexandra Popea . Jména všech čtyř tehdy známých satelitů Uranu navrhl syn Williama Herschela John v roce 1852 na žádost Williama Lassella [6] . Umbriel je pojmenován po melancholickém trpaslíkovi z Alexandra Popea Ukradený zámek [7] . Latinské slovo „ umbra “ znamená stín. Měsíc je také označován jako Uran II [3] .
Dráha Umbriel se nachází 266 000 kilometrů od Uranu , je třetím nejvzdálenějším z pěti hlavních satelitů Uranu. Sklon dráhy k rovníku planety je velmi malý [8] . Doba oběhu Umbrielu se rovná 4,1 pozemským dnům a shoduje se s dobou jeho rotace . Jinými slovy, Umbriel je synchronní družice Uranu a otáčí se k němu vždy stejnou stranou [9] . Dráha Umbriel prochází zcela uvnitř magnetosféry Uranu [10] a tento satelit nemá atmosféru. Proto je její zadní (při orbitálním pohybu) polokoule neustále bombardována částicemi magnetosférického plazmatu , které se na oběžné dráze pohybují mnohem rychleji než Umbriel (s periodou rovnou periodě axiální rotace Uranu) [11] . Možná to vede ke ztmavnutí zadní polokoule, které je pozorováno na všech satelitech Uranu kromě Oberonu [10] . Průlet automatické meziplanetární stanice „Voyager-2“ umožnil detekovat zřetelný pokles koncentrace iontů v magnetosféře Uranu u Umbrielu [12] .
Jelikož Uran obíhá kolem Slunce „na své straně“ a jeho rovníková rovina se zhruba shoduje s rovinou rovníku (a oběžné dráhy) jeho velkých satelitů, je na nich střídání ročních období velmi zvláštní. Každý pól Umbriel je v naprosté tmě po dobu 42 let a nepřetržitě osvětlen po dobu 42 let a během letního slunovratu Slunce na pólu téměř dosáhne svého zenitu [10] . Průlet Voyageru 2 v lednu 1986 se shodoval s letním slunovratem nad jižním pólem, přičemž téměř celá severní polokoule byla v naprosté tmě. Jednou za 42 let – v době rovnodennosti na Uranu – projde Slunce (a s ním i Země) jeho rovníkovou rovinou a pak lze pozorovat vzájemná zatmění jeho satelitů. V letech 2007-2008 bylo pozorováno několik takových událostí, včetně dvou zákrytů Titanie Umbrielem 15. srpna a 8. prosince 2007 a zákrytu Ariel Umbrielem 19. srpna 2007 [13] .
Umbriel v současné době nemá orbitální rezonanci s žádným z měsíců Uranu. Na začátku své existence však pravděpodobně rezonovalo s Mirandou 1:3 . To mohlo zvýšit excentricitu oběžné dráhy Mirandy, což přispělo k vnitřnímu ohřevu a geologické aktivitě této družice, zatímco oběžná dráha Umbriel byla z velké části nedotčena [14] . Pro měsíce Uranu je snazší vymanit se z orbitální rezonance než měsíce Saturnu nebo Jupiteru , protože zploštělost a velikost Uranu jsou menší než u větších obřích planet . Příkladem toho je Miranda, která vyšla z rezonance (což je pravděpodobně důvodem anomálně velkého sklonu její dráhy) [15] [16] .
Umbriel je třetí největší a čtvrtý největší měsíc Uranu. Jeho hustota je 1,39 g/cm3 [ 17] . Z toho vyplývá, že satelit je z velké části složen z vodního ledu a hustší složky tvoří asi 40 % jeho hmoty [18] . Těmito složkami mohou být kameny i vysokomolekulární organické sloučeniny známé jako tholiny [9] . Pomocí infračervené spektroskopie byl na povrchu nalezen vodní led [10] . Jeho absorpční pásy na přední hemisféře jsou výraznější než na zadní. Důvody této asymetrie nejsou známy, ale předpokládá se, že to může být způsobeno bombardováním povrchu nabitými částicemi z magnetosféry Uranu, které působí právě na zadní polokouli (díky společné rotaci planety a plazmatu ) [10] . Tyto částice rozmělňují led, rozkládají v něm obsažený ( klatrát tvořící ) metan a napadají další organickou hmotu a zanechávají tmavý zbytek bohatý na uhlík [10] .
Pomocí infračervené spektroskopie byl na povrchu Umbrielu kromě vody detekován i oxid uhličitý , který je soustředěn především v zadní polokouli družice [10] . Původ oxidu uhličitého není zcela jasný. Mohla vzniknout na povrchu z uhličitanů nebo organické hmoty pod vlivem slunečního ultrafialového záření nebo nabitých částic přilétajících z magnetosféry Uranu. Ten může vysvětlit asymetrii v distribuci oxidu uhličitého na povrchu satelitu, protože tyto částice bombardují zadní polokouli. Dalším možným zdrojem CO 2 je odplyňování vodního ledu ve vnitrozemí Umbriel, což může být důsledek minulé geologické aktivity satelitu [10] .
Umbriel lze rozlišit na skalnaté jádro a ledový plášť [18] . Pokud ano, pak je poloměr jádra (asi 317 km) přibližně 54 % poloměru družice a hmotnost jádra je asi 40 % hmotnosti družice (parametry jsou vypočteny na základě složení z Umbrielu). V tomto modelu je tlak ve středu Umbriel asi 0,24 GPa (2,4 kbar ) [18] . Současný stav ledového pláště je nejasný, i když existence podpovrchového oceánu je považována za nepravděpodobnou [18] .
Povrch Umbrielu je tmavší než povrchy všech ostatních měsíců Uranu a odráží méně než polovinu světla, které odráží Ariel, ačkoli tyto měsíce jsou si svou velikostí blízké [19] . Umbriel má velmi nízké Bond albedo – jen asi 10 % (pro srovnání Ariel má 23 %) [20] . Povrch Umbriel vykazuje opoziční efekt : jak se fázový úhel zvětšuje z 0° na 1°, odrazivost klesá z 26 % na 19 %. Na rozdíl od jiného tmavého satelitu Uranu - Oberonu - je povrch Umbriel mírně modrý [21] . Mladé impaktní krátery (např. kráter Vanda) [22] jsou ještě modřejší. Navíc je přední hemisféra mírně červenější než zadní [23] . Toto zčervenání je pravděpodobně způsobeno kosmickým zvětráváním v důsledku bombardování nabitými částicemi a mikrometeority od vzniku sluneční soustavy [21] . Umbrielova barevná asymetrie však mohla být způsobena také narůstáním načervenalého materiálu pocházejícího z vnější části uranského systému (pravděpodobně z nepravidelných satelitů ). Tato látka by se měla usazovat především na přední polokouli [23] . S výjimkou tohoto hemisférického rozdílu je povrch Umbriel relativně jednotný v albedu a barvě [21] .
Kráter | Původ jména | Souřadnice | Průměr (km) |
---|---|---|---|
Alberich | Alberich , trpaslík z " Nibelungů " | 33°36′ jižní šířky sh. 42°12′ východní délky / 33,6 ° S sh. 42,2° východní délky d. / -33,6; 42.2 | 52 |
Ploutev | Fin, troll v dánském folklóru | 37°24′ jižní šířky sh. 44°18′ palců. / 37,4 ° S sh. 44,3° východní délky d. / -37,4; 44,3 | 43 |
hlt | Gob, král trpaslíků | 12°42′ jižní šířky sh. 27°48′ východní délky / 12,7 ° S sh. 27,8° východní délky d. / -12,7; 27.8 | 88 |
Canaloa | Kanaloa, hlavní zlý duch v polynéské mytologii | 10°48′ jižní šířky sh. 345°42′ východní délky / 10,8 ° S sh. 345,7° vd d. / -10,8; 345,7 | 86 |
Malingi | Malingee (Mutinga), stará čarodějnice v australské domorodé mytologii |
22°54′ jižní šířky sh. 13°54′ východní délky / 22,9 ° S sh. 13,9° východní délky d. / -22,9; 13.9 | 164 |
Minepa | Minepa, zlý duch mezi lidmi Makua v Mosambiku | 42°42′ jižní šířky sh. 8°12′ východní délky / 42,7 ° S sh. 8,2° východní délky d. / -42,7; 8.2 | 58 |
Peri | Peri , zlí duchové z perské mytologie | 9°12′ jižní šířky sh. 4°18′ palce. / 9,2 ° S sh. 4,3° palce d. / -9,2; 4.3 | 61 |
Setibos | Setibos, princ temnoty v Patagonii | 30°48′ jižní šířky sh. 346°18′ východní délky / 30,8 ° S sh. 346,3° vd d. / -30,8; 346,3 | padesáti |
Skin | Pospěšte si, trolle v dánském folklóru | 1°48′ jižní šířky sh. 331°42′ východní délky / 1,8 ° S sh. 331,7° východní délky d. / -1,8; 331,7 | 72 |
Woover | Woover z finské mytologie | 4°42′ jižní šířky sh. 311°36′ východní délky / 4,7 ° S sh. 311,6° vd d. / -4,7; 311,6 | 98 |
Vokolo | Wokolo, zlý duch z víry Bambarů žijících v západní Africe | 30°00′ jižní šířky sh. 1°48′ východní délky /30 sh. 1,8° palce d. / -30; 1.8 | 208 |
Wanda | Wanda v mytologii australských domorodců | 7°54′ jižní šířky sh. 273°36′ východní délky / 7,9 ° S sh. 273,6° vd d. / -7,9; 273,6 | 131 |
Zlověstný | Sinister , zlý duch ve slovanské mytologii | 23°18′ jižní šířky sh. 326°12′ východní délky / 23,3 ° S sh. 326,2° vd d. / -23,3; 326,2 | 44 |
Povrch satelitu je silně posetý krátery, ale na rozdíl od jiných satelitů Uranu na něm nejsou žádné krátery s jasně viditelnými světelnými paprsky. Jedním z navrhovaných vysvětlení je, že teplo generované v útrobách Umbrielu během éry jeho formování z nějakého důvodu nestačilo k roztavení kůry a gravitační diferenciaci . Proto složení Umbriel slabě závisí na hloubce a výrony hlubokých hornin kolem impaktních kráterů jsou k nerozeznání od hlavního povrchu. Přítomnost kaňonů však ukazuje, že na satelitu kdysi probíhaly endogenní procesy; pravděpodobně vedly k obnově povrchu a zničení starých tvarů terénu.
Nyní na Umbrielu mají jména pouze jeden typ reliéfních detailů – krátery [24] . Na tomto satelitu je jich mnohem více než na Arielu a Titanii , což svědčí o jeho nižší endogenní aktivitě [22] . Ze všech měsíců Uranu pouze Oberon předčí Umbriel v počtu kráterů. Průměry známých kráterů se pohybují od několika kilometrů do 210 kilometrů (pro kráter Vokolo) [22] [24] . Všechny studované krátery Umbriel mají centrální vrchol [22] , ale žádný nemá paprsky [9] .
Jedním z hlavních charakteristických rysů Umbriel je kráter Wanda s neobvyklým jasným kruhem na jeho dně. Jde o nejvýraznější geologickou stavbu s průměrem asi 131 kilometrů [26] [27] . Jasný prstenec na dně kráteru se může skládat z hornin vyražených z hlubin Umbrielu nárazem [22] . Sousední krátery jako Woover a Skind takové prstence nemají, ale mají jasné centrální vrcholy [9] [27] . Průzkum končetiny Umbriel odhalil strukturu, která může být velmi velkým kráterem (asi 400 kilometrů v průměru a asi 5 kilometrů hluboko [28] ).
Povrch Umbrielu je stejně jako ostatní velké satelity Uranu posetý systémem kaňonů směřujících od severovýchodu k jihozápadu [29] . Nebyla jim však přidělena žádná jména, neboť rozlišení snímků pro kvalitní geologické mapování nestačí [22] .
Povrch Umbrielu se od pozdního těžkého bombardování nezměnil , takže má mnoho kráterů [22] . Jedinými známkami endogenní aktivity jsou kaňony a tmavé polygony (plochy složitého tvaru o průměru desítek až stovek kilometrů) [30] . Tyto polygony byly objeveny pomocí přesné fotometrie ze snímků Voyageru 2. Jsou rozmístěny víceméně rovnoměrně po celém povrchu Umbriel s převládající orientací od severovýchodu k jihozápadu. Některé z těchto oblastí odpovídají nížinám hlubokým až několik kilometrů a mohou být výsledkem rané tektonické aktivity Umbriel [30] . V současné době neexistuje žádné vysvětlení, proč je povrch Měsíce tak tmavý a jednolitý. Možná je pokryta tenkou vrstvou tmavého materiálu vyneseného na povrch dopady meteoritu nebo vyvrženého sopkami [23] . Podle jiné verze může být kůra Umbriel zcela složena z temné hmoty, což znemožňuje jasné emise kolem kráterů. Tomu však může odporovat přítomnost jasného prstence v kráteru Vanda [9] .
Stejně jako všechny velké měsíce Uranu se Umbriel pravděpodobně vytvořil z akrečního disku plynu a prachu, který buď existoval kolem Uranu nějakou dobu po zformování planety, nebo se objevil při silné srážce, která Uranu s největší pravděpodobností způsobila velmi velký sklon osy . [31] . Přesné složení mlhoviny není známo, ale vyšší hustota uranských měsíců ve srovnání s měsíci Saturnu naznačuje, že tato mlhovina pravděpodobně obsahovala méně vody [9] . Významná množství uhlíku a dusíku mohla být spíše ve formě oxidu uhelnatého (CO) a molekulárního dusíku (N 2 ) než ve formě amoniaku a metanu [31] . Družice vytvořená v takové mlhovině by měla obsahovat menší množství vodního ledu (s klatráty CO a N 2 ) a větší množství kamenitých hornin, a proto by měla mít vyšší hustotu [9] .
Vznik Umbriel akrecí pravděpodobně trval několik tisíc let [31] . Kolize doprovázející akreci způsobily zahřívání vnějších vrstev satelitu [32] . Maximální teploty (asi 180 K) bylo dosaženo v hloubce asi 3 kilometrů [32] . Po dokončení formování se vnější vrstva ochladila, zatímco vnitřní se začala ohřívat v důsledku rozpadu radioaktivních prvků obsažených v jejích horninách [9] . Povrchová vrstva se ochlazováním smršťovala, zatímco topná vnitřní vrstva expandovala. To způsobilo silné mechanické namáhání v kůře Umbriel , které mohlo vést ke vzniku poruch [33] . Tento proces musel trvat asi 200 milionů let. Endogenní aktivita na Umbriel tedy musela ustat před několika miliardami let [9] .
Teplo z počáteční akrece a následného rozpadu radioaktivních prvků by mohlo stačit k roztavení ledu [32] , pokud obsahuje nějakou nemrznoucí směs (například čpavek ve formě hydrátu amonného a soli [18] ). Tání mohlo vést k oddělení ledu od horniny a vytvoření skalního jádra obklopeného ledovým pláštěm [22] . Na hranici mezi jádrem a pláštěm by se mohla vytvořit vrstva kapalné vody (oceán) nasycená rozpuštěným čpavkem. Eutektická teplota této směsi je 176 K. Pokud byla teplota oceánu pod touto hodnotou, pak by měl dávno zamrznout [18] . Umbriel byl ze všech měsíců Uranu nejméně zasažen endogenními procesy povrchové přeměny [22] , i když tyto procesy mohly mít dopad na Umbriel (ale i na jiné satelity) na počátku jeho existence [30] . Bohužel, informace o Umbriel jsou stále velmi vzácné a do značné míry omezeny na výzkum prováděný Voyagerem 2.
Jediné blízké snímky Umbriel byly doposud pořízeny sondou Voyager 2, která vyfotografovala Měsíc při průzkumu Uranu v lednu 1986. Nejbližší vzdálenost k satelitu byla 325 000 kilometrů (202 000 mil) [34] a nejpodrobnější snímky mají rozlišení 5,2 kilometrů [22] . Snímky pokrývají pouze 40 % povrchu a pouze 20 % je zachyceno v kvalitě dostatečné pro geologické mapování [22] . Během průletu byla jižní polokoule Umbriel (stejně jako další satelity) obrácena ke Slunci, takže severní polokoule nebyla osvětlena a nemohla být studována [9] . Ani Uran, ani Umbriel nebyly navštíveny jinými meziplanetárními sondami a v dohledné době se návštěva neplánuje.
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 |
|