Супутники Урана
Уран, сьома планета Сонячної системи, має 27 відомих супутників. Вони отримали назви на честь персонажів із творів Вільяма Шекспіра та Александра Поупа. Перші два супутники: Титанію і Оберон у 1787 році відкрив Вільям Гершель. Ще два великі супутники (Аріель та Умбріель) було відкрито 1851 року Вільямом Ласселом. 1948 року Джерард Койпер відкрив Міранду. Всі інші супутники є значно меншими і були відкриті після 1985, під час місії «Вояджера-2» або за допомогою вдосконалених наземних телескопів.
Супутники Урана можна поділити на три групи:
- п'ять великих
- тринадцять внутрішніх
- дев'ять нерегулярних супутників
П'ять великих супутників досить масивні, щоб гідростатична рівновага надала їм сфероїдальної форми. На чотирьох з них помічено ознаки внутрішньої і зовнішньої активності, такі як формування каньйонів і передбачуваний вулканізм на поверхні. Найбільший з них, Титанія, має діаметр 1578 км і є восьмим за розміром супутником у Сонячній Системі. Її маса у 20 разів менша земного Місяця.
Внутрішні супутники — це невеликі, темні об'єкти, схожі за характеристиками та походженням на кільця планети.
Нерегулярні супутники Урана мають еліптичні і дуже нахилені (здебільшого ретроградні) орбіти на великій відстані від планети.
Відкриття
Два перші відомі супутники, Титанію та Оберон, було виявлено сером Вільямом Гершелем 11 січня 1787 року, через шість років після відкриття ним Урана. Пізніше Гершель вважав, що виявив шість супутників, і, можливо, навіть кільце. Протягом майже 50 років телескоп Гершеля був єдиним, за допомогою якого можна було розрізнити супутники Урана. У 1840-х роках досконаліші інструменти спостережень і сприятливе розташування Урана дозволили помітити спорадичні ознаки інших супутників, окрім Титанії і Оберона. Нарешті 1851 року Вільямом Ласселом було відкрито два наступні супутники — Аріель і Умбріель.
Тривалий час у нумерації супутників Урана точиласи суперечки між позначеннями Гершеля (де Титанія і Оберон — Уран II і IV) і Лассела (де вони часом — I і II). Після того, як існування Умбріеля і Аріеля було підтверджено, Лассел пронумерував супутники від I до IV в порядку віддалення. Відтоді нумерація не змінювалася. 1852 року син Вільяма Гершеля — Джон Гершель дав назви чотирьом відомим тоді супутникам.
Майже століття нових відкриттів супутників Урана не було. 1948 року Джерард Койпер виявив найменший серед п'яти великих, сферичних супутників — Міранду. Декілька десятиліть потому, у січні 1986 за допомогою космічного зонду «Вояджер-2» було відкрито 10 внутрішніх супутників. «Вояджер» зафіксував ще один супутник, але тоді його не було помічено. «Відкрили» його 2001 року під час вивчення старих фотографій з «Вояджера-2», він отримав назву Пердіта.
До 1997 року Уран був єдиною планетою-гігантом, в якої не було виявлено нерегулярних супутників. Саме тоді наземними спостереженнями було виявлено дев'ять віддалених нерегулярних супутників. Ще два маленькі внутрішні супутники, Купідон і Меб, було відкрито 2003 року з використанням космічного телескопа «Хаббл». Останній з виявлених на 2008 рік супутників Урана — Маргарита — було відкрито 2003 року.
Уявні супутники
Після відкриття Гершелем Титанії і Оберона 11 січня 1787 року, він згодом вважав, що спостерігав ще 4 супутники: два — 18 січня та 9 лютого 1790 р. і ще два — 28 лютого та 26 березня 1794 року. Таким чином, кілька подальших десятиліть вважалося, що в Урана 6 супутників, хоча існування 4 з них не підтвердив жоден інший астроном. Вважалося, що у чотирьох уявних супутників Гершеля були такі сидеричні періоди: 5,89 днів (ближче до Урана, ніж Титанія), 10,96 днів (між Титанією та Обероном), 38,08 і 107,69 днів (далі за Оберон). Спостереження Лассела 1851 року, коли він виявив Аріель і Умбріель, не підтвердили спостережень Гершеля; Аріель і Умбріель, які Гершель, звичайно ж, мав бачити, якщо він бачив супутники поряд із Титанією та Обероном, не відповідали жодному з додаткових супутників, помічених Гершелем, за орбітальними характеристиками. Тому дійшли висновку, що з шести супутників, помічених Гершелем чотири були ілюзорними — ймовірно, результатом помилкового сприйняття зірок поблизу Урана як супутників, і право Лассела на відкриття Аріеля і Умбріеля отримало визнання.
Назви
Перші два супутники Урана, відкриті 1787 року, отримали назву лише 1852 року, через рік після виявлення ще двох. Обов'язок дати їм назви взяв на себе Джон Гершель, син першовідкривача Урана. Він вирішив не брати назви для супутників із грецької міфології, назвавши їх на честь магічних духів з англійської літератури: царя і цариці фей та ельфів Оберона і Титанії із комедії «Сон літньої ночі» Вільяма Шекспіра і сильфів Аріеля і Умбріеля з «Викрадання локона» Олександра Поупа (Аріель також ельф із Шекспірівської «Бурі»). Причини такого вибору, мабуть, полягали в тому, що Уран, як бог піднебесся і повітря, супроводжується духами повітря. Замість того, щоб продовжити традицію давати імена духів повітря (лише Пак і Маб продовжили цю традицію), подальші назви зосередилися на джерелах Шекспіра. 1949 року п'ятий супутник, Міранду, було названо його першовідкривачем Джерардом Койпером на честь смертного персонажа з Шекспірівської «Бурі».
Поточна практика іменування супутників, усталена Міжнародним астрономічним союзом (МАС), використовує персонажів п'єс Шекспіра та поеми Поупа «Викрадання локона» (втім, наразі лише Аріель, Умбріель і Белінда мають імена з останньої поеми; всі інші названі за Шекспіром). Спочатку найвіддаленіші від центру супутники називали іменами персонажів лише з однієї п'єси («Буря»); але з Маргаритою, яка отримала ім'я з «Багато галасу даремно», ця традиція припинилася.
Групи
Система супутників Урана найменш масивна серед систем супутників планет-гігантів; загальна маса 5 найбільших супутників Урана не складе і половини маси Тритона (сьомого за розміром супутника у Сонячній системі). Найбільший із супутників Урана, Титанія, має радіус 788,9 км, що менше радіусу Земного Місяця, але трохи більше, ніж Реї, другого за розміром супутника Сатурна, що робить Титанію восьмим за розміром супутником у Сонячній системі. Уран приблизно в 10 000 разів масивніший, ніж його супутники.
Великі супутники
Серед супутників Урана виділяють п'ять найбільших: Міранда, Аріель, Умбріель, Титанія і Оберон. Їх діаметри становлять від 472 км для Міранди до 1578 км для Титанії. Всі великі супутники Урана — порівняно темні обьекти: їх геометричне альбедо змінюєтся в діапазоні 30—50%, а альбедо Бонда — 10—23%. Умбріель — найтемніший з цих супутників, а Аріель — найяскравіший. Маси супутників складають від 6,7×1019 кг (Міранда) до 3,5×1021 кг (Титанія). Для порівняння, маса земного Місяця — 7,5×1022 кг.
Найбільші супутники Урана, як вважають, сформувалися в акреційному диску, який існував навколо Урана протягом деякого часу в ранній період його історії, після того, як він сформувався або утворився в результаті зіткнення з іншим небесним тілом[джерело?]. Всі великі супутники Урана складаються наполовину з льоду та гірських порід, за винятком Міранди, що складається переважно з льоду[джерело?]. Складовими льоду можуть бути аміак та вуглекислий газ. Їх поверхня поцяткована кратерами, але всі вони (за винятком Умбрієля) демонструють ознаки «оновлення» поверхні, що спостерігаються у формі утворення каньйонів і, у випадку з Мірандою, яйцеподібними, схожими на гоночні треки структурами, так званими «коронами». Вважається, що «корони» утворені підняттями діапірів. Поверхня Аріеля, можливо, наймолодша, із найменшою кількістю кратерів. Поверхня Умбріеля ж здається найстарішою. Вважається, що резонанси між Мірандою і Умбріелем (3:1) та між Аріелем і Титанією (4:1), які мали місце у минулому, відповідають за нагрівання, яке викликало істотну ендогенну активність на Міранді та Аріелі. До такого висновку приводить наявність у Міранди високого орбітального нахилу, невластивого для настільки близького до планети тіла. Найбільші супутники Урана складаються з ядра із гірських порід у центрі та крижаного покриву зовні. Титанія і Оберон можуть мати океан з рідкої води на межі ядра і мантії[джерело?].
Внутрішні супутники
За даними на 2008 рік, Уран має 13 внутрішніх супутників. Їх орбіти лежать всередині орбіти Міранди. Всі внутрішні «місяці» тісно пов'язані з кільцями Урана, які, можливо, являють собою результат розпаду одного або декількох маленьких внутрішніх «місяців». Корделія і Офелія служать «пастухами» кільця ε, а невеликий Маб, можливо, є джерелом найвіддаленішого кільця μ. Пак обертається на орбіті між Пердітою і Мабом, і, можливо є перехідним об'єктом між внутрішніми і великими супутниками Урана. Розрахунки показують, що внутрішні супутники виступають в ролі суперечливих факторів один для одного у випадку, якщо їх орбіти перетинаються; кінець кінцем, це може привести до зіткнень між ними. Дездемона може зіткнутися з Крессидою або Джульєтою протягом подальших 100 мільйонів років. Система є хаотичною та, імовірно, нестабільною.
Всі внутрішні місяці — темні об'єкти; їх геометричне альбедо не перевищує 10%. Вони складаються з водяного льоду із домішкою темного матеріалу, можливо — перетвореної радіацією органіки[джерело?].
| ‡ Найбільші супутники |
♠ Ретроградні супутники |
Масивні супутники чия внутрішня гравітація придала їм сферичну форму позначені жирним. Нерегулярні супутники з проградними орбітами позначені світло сірим, а з ретроградними — темно сірим.
| Порядок |
Мітка |
Назва | Фото | Діаметр (км) |
Маса (×1018 кг) |
Велика піввісь (км) |
Період обертання (д) |
Нахил орбіти (°) |
Ексцентриситет |
Час відкриття | Відкривач |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 1 | VI | Корделія | 40 ± 6 (50 × 36) | 0.044 | 49,751 | 0.335034 | 0.08479° | 0.00026 | 1986 | Terrile (КА «Вояджер-2») | |
| 2 | VII | Офелія | 43 ± 8 (54 × 38) | 0.053 | 53,764 | 0.376400 | 0.1036° | 0.00992 | 1986 | Terrile (КА «Вояджер-2») | |
| 3 | VIII | Б'янка | 51 ± 4 (64 × 46) | 0.092 | 59,165 | 0.434579 | 0.193° | 0.00092 | 1986 | Smith (КА «Вояджер-2») | |
| 4 | IX | Крессида | 80 ± 4 (92 × 74) | 0.34 | 61,766 | 0.463570 | 0.006° | 0.00036 | 1986 | Synnott (КА «Вояджер-2») | |
| 5 | X | Дездемона | 64 ± 8 (90 × 54) | 0.18 | 62,658 | 0.473650 | 0.11125° | 0.00013 | 1986 | Synnott (КА «Вояджер-2») | |
| 6 | XI | Джульєтта | 94 ± 8 (150 × 74) | 0.56 | 64,360 | 0.493065 | 0.065° | 0.00066 | 1986 | Synnott (КА «Вояджер-2») | |
| 7 | XII | Порція | 135 ± 8 (156 × 126) | 1.70 | 66,097 | 0.513196 | 0.059° | 0.00005 | 1986 | Synnott (КА «Вояджер-2») | |
| 8 | XIII | Розалінда | 72 ± 12 | 0.25 | 69,927 | 0.558460 | 0.279° | 0.00011 | 1986 | Synnott (КА «Вояджер-2») | |
| 9 | XXVII | Купідон | ~18 | 0.0038 | 74,800 | 0.618 | 0.1° | 0.0013 | 2003 | Showalter and Lissauer | |
| 10 | XIV | Белінда |  | 90 ± 16 (128 × 64) | 0.49 | 75,255 | 0.623527 | 0.031° | 0.00007 | 1986 | Synnott (КА «Вояджер-2») |
| 11 | XXV | Пердіта | 30 ± 6 | 0.018 | 76,420 | 0.638 | 0.0° | 0.0012 | 1999 | Каркошка (КА «Вояджер-2») | |
| 12 | XV | Пак |  | 162 ± 4 | 2.90 | 86,004 | 0.761833 | 0.3192° | 0.00012 | 1985 | Synnott (КА «Вояджер-2») |
| 13 | XXVI | Меб | ~25 | 0.01 | 97,734 | 0.923 | 0.1335° | 0.0025 | 2003 | Showalter and Lissauer | |
| 14 | V | ‡Міранда |  | 471.6 ± 1.4 (481 × 468 × 466) | 65.9 ± 7.5 | 129,390 | 1.413479 | 4.232° | 0.0013 | 1948 | Койпер |
| 15 | I | ‡Аріель | .jpg.webp) | 1,157.8 ± 1.2 (1162 × 1156 × 1155) | 1,353 ± 120 | 191,020 | 2.520379 | 0.260° | 0.0012 | 1851 | Ласселл |
| 16 | II | ‡Умбріель |  | 1,169.4 ± 5.6 | 1,172 ± 135 | 266,300 | 4.144177 | 0.205° | 0.? | 1851 | Ласселл |
| 17 | III | ‡Титанія | _color%252C_cropped.jpg.webp) | 1,576.8 ± 1.2 | 3,527 ± 90 | 435,910 | 8.705872 | 0.340° | 0.0011 | 1787 | Гершель |
| 18 | IV | ‡Оберон |  | 1,522.8 ± 5.2 | 3,014 ± 75 | 583,520 | 13.463239 | 0.058° | 0.0014 | 1787 | Гершель |
| 19 | XXII | ♠Франциско | ~22 | 0.0072 | 4,276,000 | −266.56 | 147.459° | 0.1459 | 2003 | Холман | |
| 20 | XVI | ♠Калібан | ~72 | 0.25 | 7,231,000 | −579.73 | 139.885° | 0.1587 | 1997 | Ґледмен | |
| 21 | XX | ♠Стефано | ~32 | 0.022 | 8,004,000 | −677.37 | 141.873° | 0.2292 | 1999 | Ґледмен | |
| 22 | XXI | ♠Трінкуло | ~18 | 0.0039 | 8,504,000 | −749.24 | 166.252° | 0.2200 | 2001 | Холман | |
| 23 | XVII | ♠Сікоракса | ~150 | 2.30 | 12,179,000 | −1288.28 | 152.456° | 0.5224 | 1997 | Nicholson et al. | |
| 24 | XXIII | Маргарита | ~20 | 0.0054 | 14,345,000 | 1687.01 | 51.455° | 0.6608 | 2003 | Шеппард та Джуїтт | |
| 25 | XVIII | ♠Просперо | ~50 | 0.085 | 16,256,000 | −1978.29 | 146.017° | 0.4448 | 1999 | Холман | |
| 26 | XIX | ♠Сетебос | ~48 | 0.075 | 17,418,000 | −2225.21 | 145.883° | 0.5914 | 1999 | Kavelaars et al. | |
| 27 | XXIV | ♠Фердинанд | ~20 | 0.0054 | 20,901,000 | −2805.51 | 167.346° | 0.3682 | 2003 | Холман |