Умбриэль в астрономии. Темный спутник урана умбриэль

Спутники : Урана;
Количество : 27;
Диаметр более 1500 км: Титания, Оберон;
Диаметр 1000-1500 км: Умбриэль, Ариэль;
Диаметр менее 500 км: Миранда, Сикоракса Порция, Джульетта Розалинда, Дездемона и др

Планета Уран занимает третье место по количеству спутников в Солнечной системе. До сегодняшнего времени известно 27 естественных лун Урана. Все они получили названия в честь персонажей из произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Ближайшие 13 из них - внутренние спутники - небольшие каменные тела, диаметром до 200 км, расположены довольно близко от планеты, на расстоянии до 100 000 км. Крупнейшая из внутренних "компаньонов Урана" - луна Пак , (Уран XV) была открыта космическим аппаратом "Вояджер-2" 30 декабря 1985 года. Она обращается вокруг планеты по круговой орбите на расстоянии 86 000 км, за 18 часов и 17 минут. Пак имеет слегка вытянутую форму, а его средний радиус - 82 км. Открытый в начале 1986 года спутник Корделия (Уран VI) считается ближайшей луной Урана. Ее орбита проходит на расстоянии всего 49 750 км от планеты - на границе крайних колец Урана. По форме сильно напоминает Пак, только радиус почти в 4 раза меньше - 21 км. Группа наиболее отдаленных, внешних спутников, находится на расстоянии от 4 до 20 млн. км от планеты. Самый последний, внешний спутник Урана Фердинанд , расположен в 20,9 млн. км от внешних облаков планеты. Это небольшой спутник размером с небольшой городок (всего 12 км в диаметре). Так же Фердинанд - первая луна, которая была обнаружена в ХХІ веке.

Между внутренними и внешними спутниками, в диапазоне от 130 до 600 тыс. км от Урана, движутся так называемые "промежуточные спутники" (Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон). Они же являются и крупнейшими лунами "голубой планеты". За счет достаточной массы они все имеют правильную округлую форму. Титания и Оберон - первые луны Урана, были открыты учителем музыки и астрономом Уильямом Гершелем в 1787 году. Титания самый крупный спутник планеты и восьмой - в Солнечной системе . Ее диаметр (1 577 км) более чем в два раза меньше чем у нашей Луны (3 476 км), а по весу Земной спутник в 20 раз массивнее Титании. На расстоянии 191 и 266 тыс км расположены две луны, открытые британским астрономом Ласселом Уильямом в 1851 году. Он стал называть их по именам персонажей поэмы английского поэта Александра Поупа "Похищение локона" — Ариэль и Умбриэль. Ближайший и наименьший крупный спутник Урана был обнаружен только в середине XX века в 1951 году, на дистанции 129 400 км от "голубого хозяина".

Пять крупнейших лун Урана. На рисунке они показаны в правильном расположении от планеты.
Миранда - ближайший спутник голубой "звезды" (129 400 км), Оберон - самый отдаленный (583 500 км).
За орбитой Оберона, так же как и до орбиты Миранды, тоже есть спутники, только они очень
маленькие (диаметром до 200 км) и более века их не удавалось обнаружить

Ариэль

Название спутника: Ариэль;

Диаметр: 1 158 км;

Площадь пов-ти : 4 211 300 км²;

Объем : 8,13×10 8 км³ ;

Масса : 1,35×10 21 кг;

Плотность : 1670 кг/ м³;

Период вращения : 2,52 суток;

Период обращения : 2,52 суток;

Расстояние от Урана : 191 000 км;

Орбитальная скорость : 5,51 км/ с;

Длина по экватору : 3 636 км;

Наклон орбиты : 0,26°;

Ускор. свободного падения: 0,27 м/с²;

Спутник : Урана

Ариэль - четвертый по размерам и самый яркий объект из 27 спутников Урана. Обнаружил его британский пивовар и астроном Уильям Лассел осенью 1851 года. На свои средства он построил обсерваторию недалеко от Ливерпуля и установил в ней новейшие, на то время, 24-дюймовые телескопы-рефлекторы. Он мог часами, не отрываясь, наблюдать за звездным небом. Именно он обнаружил два крупнейших спутника Урана - Ариэль и Умбриэль, спутник Сатурна - Гиперион, а также самую большую луну Нептуна - Тритон . Уильям назвал Ариэль в честь ведущей сильфы (духа воздуха) из поэмы Александра Поупа "Похищение локона".

С момента открытия спутника и до космической эпохи (более 130 лет) знание об Ариэле практически отсутствовали. Изменения произошли когда станция "Вояджер-2" в 1986 году приблизилась к спутнику на минимальное расстояние - 127 000 км. Аппарат заснял около 35 % поверхности луны, только южную, освещенную Солнцем, часть спутника. Все северное полушарие, в момент пролета, находилось в полной темноте и поэтому про нее в настоящее время ничего не известно. Благодаря "Вояджер-2" удалось выяснить, что Ариэль является вторым, после Миранды , наименьшим спутником Урана, среди пяти основных лун "голубой планеты". Спутник относительно небольшой - его радиус всего 579 км. По размерам он похож на спутник Сатурна - Диону, средний радиус которой 559 км.

Четвертая крупнейшая луна Урана состоит в основном из воды и горных пород, а именно: из 50 % водяного льда, 30 % камней и горных пород и 20 % метанового льда и других углеводородных материалов. Помимо воды, на поверхности Ариэля был обнаружен в значительных количествах углекислый газ (CO 2), который сконцентрирован в основном на полушарии спутника, находящемся позади при его движении по орбите. В центре спутника находится твердое каменное ядро , с радиусом примерно 350-380 км. Сверху ядро покрыто толстым слоем ледяной мантии. Возможно у ее верхней границы имеется жидкий океан, хотя это лишь домыслы и ученые это не подтверждают.

Ариэль движется по круговой орбите на расстоянии 191 000 км от своего хозяина. Орбитальный период длится 2 суток 12 часов и 29 минут и совпадает при этом с периодом вращения вокруг собственной оси (как и у большинства спутников Солнечной системы , в том числе и у земной Луны). Т.е орбитальное и осевое вращение - синхронное и спутник всегда повернут одной стороной к Урану . Ариэль считается самой светлой луной "голубой планеты", поскольку ее поверхность отражает около 40 % солнечного света. Спутник в сплошь усыпан извилистыми каньонами и долинами. На его поверхности имеются обширные области с небольшим количеством ударных кратеров. Это говорит о геологической и вулканической активности спутника по крайней мере в относительно недавнем прошлом.

Один из снимков Ариэля с борта космической станции "Вояджер-2",

сделанный во время максимального сближения (127 000 км) 24 января 1986 года.

Снизу справа видны каньоны с дном, покрытым гладкими равнинами

Умбриэль

Название спутника: Умбиэль;

Диаметр: 1 169 км;

Площадь пов-ти : 4 290 000 км²;

Объем : 8,36×10 8 км³ ;

Масса : 1,17×10 21 кг;

Плотность : 1390 кг/ м³;

Период вращения : 4,14 суток;

Урана . Спутник является третьей по отдаленности и размерам, и четвертой по массе луной "голубой планеты". По некоторым характеристикам третья луна похожа на свою ближайшую соседку Ариэль. Например по внутренней структуре Умбриэль имеет также центральное твердое ядро из каменных пород, сверху его окутывает слой ледяной мантии, а поверхность кроме водяного льда содержит примеси углекислого газа, которые образуются в результате дегазации мантии. Еще одно сходство обоих спутников - их размеры. По радиусу, Ариэль лишь на 5,5 км уступает Умбриэлю, в свою очередь Ариэль более плотнее и массивнее. Пожалуй основным отличием третьей луны, является наличие у Умбриэля самой темной поверхности среди остальных спутников Урана. На поверхности настолько много кратеров, глубиною в несколько километров, что любой свет попросту поглощается в их глубинах, не успевая достичь дна. Одна из крупнейших впадин спутника - кратер Воколо с диаметром около 210 км и глубиною 2-3 км. По количеству кратеров Умбриэль находится на втором месте, после Оберона. Сам спутник отражает лишь 16 % падающего на него света, что делает его довольно сложным в наблюдении и изучении, небесным телом.

Как и большинство спутников планет Солнечной системы , Умбриэль не имеет атмосферы. Давление у поверхности близко к абсолютному вакууму, а температура −198 °C. По некоторым сведениям давление в центре спутника составляет около 0,24 ГПа или 2400 атмосфер. Орбитальный период Умбриэля равен 4,1 земных суток и совпадает с периодом его вращения, также он повернут всегда одной стороной к Урану.

Снимок крупнейших спутников Урана, сделанный в астрономической

обсерватории пустыни Атакама, Чили

Открытый Уильямом Ласселом 24 октября 1851 года. Назван в честь гнома из поэмы английского поэта Александра Поупа «Похищение локона».

Умбриэль, покрытый многочисленными ударными кратерами, достигающими 210 километров в диаметре, занимает второе место среди спутников Урана по количеству кратеров (после Оберона).

Умбриэль, как и все спутники Урана, предположительно образовался в , окружавшем планету сразу после ее формирования.

Систему Урана изучал с близкого расстояния лишь один - . Пролёт состоялся в январе 1986 года. Несколько снимков Умбриэля позволили изучить и картировать примерно 40 % его поверхности.

Открытие и наименование

Умбриэль был обнаружен Уильямом Ласселом 24 октября 1851 года вместе с другим спутником Урана, . Хотя Уильям Гершель, первооткрыватель и , заявил в конце 18 века о том, что наблюдал еще четыре спутника Урана, его наблюдения не были подтверждены, и право Гершеля считаться открывателем остальных спутников Урана оспаривается.

Все спутники Урана названы в честь персонажей произведений Вильяма Шекспира и Александра Поупа. Наименования всех четырёх на тот момент известных спутников Урана были предложены сыном Уильяма Гершеля - Джоном - в 1852 году по просьбе Уильяма Лассела. Умбриэль назван в честь меланхоличного гнома из произведения Александра Поупа «Похищенный локон». Латинское слово «umbra» означает тень. Спутник также обозначается как Уран II.

Орбита

Уран со спутниками. Снимок в ближней инфракрасной области (Паранальская обсерватория, 2002)

Орбита Умбриэля находится в 266 000 километрах от Урана, это третий по удалённости из пяти основных спутников Урана. Наклонение орбиты к экватору планеты очень маленькое. Орбитальный период Умбриэля равен 4,1 земных суток и совпадает с периодом его вращения. Другими словами, Умбриэль - синхронный спутник Урана и всегда повернут к нему одной и той же стороной. Орбита Умбриэля полностью проходит внутри магнитосферы Урана, а атмосферы у этого спутника нет. Поэтому его заднее (по ходу орбитального движения) полушарие постоянно бомбардируется частицами магнитосферной плазмы, которые движутся по орбите намного быстрее Умбриэля (с периодом, равным периоду осевого вращения Урана). Возможно, это и приводит к потемнению заднего полушария, которое наблюдается на всех спутниках Урана, кроме Оберона. Пролёт «Вояджер-2» позволил обнаружить вблизи Умбриэля явное уменьшение концентрации ионов магнитосферы Урана.

Так как Уран вращается вокруг «на боку», а его плоскость экватора примерно совпадает с плоскостью экватора (и орбиты) его крупных спутников, смена сезонов на них очень своеобразна. Каждый полюс Умбриэля 42 года находится в полной темноте и 42 года непрерывно освещён, причём во время летнего солнцестояния Солнце на полюсе почти достигает зенита. Пролет «Вояджера-2» в январе 1986 года совпал с летним солнцестоянием над южным полюсом, при этом почти все северное полушарие находилось в полной темноте. Раз в 42 года - во время равноденствия на Уране - Солнце (и вместе с ним ) проходит через его экваториальную плоскость, и тогда можно наблюдать взаимные затмения его спутников. Несколько таких событий наблюдалось в 2007-2008 годах, в том числе два покрытия Титании Умбриэлем 15 августа и 8 декабря 2007 года и покрытие Ариэля Умбриэлем 19 августа 2007 года.

В настоящее время у Умбриэля нет орбитального резонанса ни с одним из спутников Урана. Однако, вероятно, в начале своего существования у него существовал резонанс 1:3 с . Возможно, это увеличило эксцентриситет орбиты Миранды, способствуя внутреннему нагреванию и геологической активности этого спутника, в то время как на орбиту Умбриэля это практически не повлияло. Спутникам Урана легче выйти из орбитального резонанса, чем спутникам или , поскольку сплющенность и размер Урана меньше, чем у более крупных планет-гигантов. Пример тому - Миранда, которая вышла из резонанса (с чем, вероятно, и связано аномально большое наклонение её орбиты).

Состав и внутреннее строение

Умбриэль - третий по размеру и четвёртый по массе спутник Урана. Его плотность - 1,39 г/см 3 . Из этого следует, что спутник в значительной степени состоит из водяного льда, а более плотные компоненты составляют около 40 % его массы. Эти компоненты могут представлять собой камни, а также высокомолекулярные органические соединения, известные как толины. При помощи инфракрасной спектроскопии на поверхности обнаружен водяной лёд. Его абсорбционные полосы на переднем полушарии выражены сильнее, чем на заднем. Причины такой асимметрии неизвестны, но предполагается, что это может быть вызвано бомбардировкой поверхности заряженными частицами из магнитосферы Урана, которая действует именно на заднее полушарие (вследствие совместного вращения планеты и плазмы). Эти частицы распыляют лёд, разлагая содержащийся в нём (образующий клатрат) метан и воздействуют на другие органические вещества, оставляя тёмный остаток, богатый углеродом.

Снимок Умбриэля с использованием фиолетовых и светлых фильтров

При помощи инфракрасной спектроскопии на поверхности Умбриэля, помимо воды, обнаружен углекислый газ, который сконцентрирован в основном на заднем полушарии спутника. Происхождение углекислого газа не вполне ясно. Он мог образоваться на поверхности из карбонатов или органических веществ под влиянием солнечного ультрафиолетового излучения или заряженных частиц, прибывающих из магнитосферы Урана. Последнее может объяснить асимметрию в распределении углекислого газа по поверхности спутника, потому что эти частицы бомбардируют именно ведомое полушарие. Другой возможный источник CO2 - дегазация водяного льда в недрах Умбриэля, которая может быть следствием прошлой геологической активности спутника.

Умбриэль может быть дифференцирован на каменное ядро и ледяную мантию. Если это так, то радиус ядра (около 317 км) составляет примерно 54 % радиуса спутника, а масса ядра - около 40 % массы спутника (параметры рассчитаны исходя из состава Умбриэля). В этой модели давление в центре Умбриэля составляет около 0,24 ГПа (2,4 кбар). Нынешнее состояние ледяной мантии неясно, хотя существование подповерхностного океана считается маловероятным.

Поверхность

Снимок Умбриэля, на котором выделены участки с разным альбедо. Тёмные области выделены красным цветом, светлые - синим

Поверхность Умбриэля темнее, чем поверхности всех других спутников Урана, и отражает менее половины света, который отражает Ариэль, хотя эти спутники близки по размеру. Умбриэль имеет очень низкое альбедо Бонда - всего около 10 % (для сравнения, у Ариэля оно равно 23 %). Поверхность Умбриэля демонстрирует оппозиционный эффект: при увеличении фазового угла с 0° до 1° отражательная способность уменьшается с 26 % до 19 %. В отличие от другого тёмного спутника Урана - Оберона - поверхность Умбриэля слегка голубого цвета. Молодые ударные кратеры (например, кратер Ванда) еще голубее. Кроме того, переднее полушарие немного краснее заднего. Это покраснение, вероятно, вызвано космическим выветриванием из-за бомбардировки заряженными частицами и микрометеоритами со времён образования . Однако асимметрия цвета Умбриэля может быть связана и с аккрецией красноватого материала, поступающего из внешней части системы Урана (вероятно, от нерегулярных спутников). Это вещество должно оседать в основном на переднем полушарии. Если не считать этого различия полушарий, поверхность Умбриэля относительно однородна по альбедо и цвету.

Поверхность спутника сильно кратерирована, но на ней нет кратеров с хорошо заметными светлыми лучами, в отличие от других спутников Урана. Одно из предложенных объяснений этому состоит в том, что тепла, выделявшегося в недрах Умбриэля в эпоху его образования, почему-то было недостаточно для плавления коры и гравитационной дифференциации. Поэтому состав Умбриэля слабо зависит от глубины, и выбросы глубинных пород вокруг ударных кратеров неотличимы от основной поверхности. Однако наличие каньонов показывает, что когда-то на спутнике протекали эндогенные процессы; вероятно, они привели к обновлению поверхности и уничтожению старых форм рельефа.

Наименование кратеров на Умбриэле
(Детали рельефа Умбриэля названы в честь злых или тёмных духов из различных мифологий.)

Кратер	Происхождение наименования	Координаты	Диаметр (км)
Альберих	Альберих, карлик из «Песни о Нибелунгах»	33.6° ю. ш. 42.2° в. д. (G) (O)	52
Фин	Фин, тролль в датском фольклоре	37.4° ю. ш. 44.3° в. д. (G) (O)	43
Гоб	Гоб, король гномов	12.7° ю. ш. 27.8° в. д. (G) (O)	88
Каналоа	Kanaloa, главный злой дух в полинезийской мифологии	10.8° ю. ш. 345.7° в. д. (G) (O)	86
Малинги	Malingee (Мутинга), старуха-ведьма в мифологии австралийских аборигенов	22.9° ю. ш. 13.9° в. д. (G) (O)	164
Минепа	Minepa, злой дух у народа макуа из Мозамбика	42.7° ю. ш. 8.2° в. д. (G) (O)	58
Пери	Пери, злые духи из персидской мифологии	9.2° ю. ш. 4.3° в. д. (G) (O)	61
Сетибос	Сетибос, князь тьмы в Патагонии	30.8° ю. ш. 346.3° в. д. (G) (O)	50
Скинд	Торопыга, тролль в датском фольклоре	1.8° ю. ш. 331.7° в. д. (G) (O)	72
Вувер	Вувер из финской мифологии	4.7° ю. ш. 311.6° в. д. (G) (O)	98
Воколо	Воколо, злой дух из верований народа бамбара, живущего в западной Африке	30° ю. ш. 1.8° в. д. (G) (O)	208
Ванда	Ванда в мифологии австралийских аборигенов	7.9° ю. ш. 273.6° в. д. (G) (O)	131
Злыдень	Злыдень, злой дух в славянской мифологии	23.3° ю. ш. 326.2° в. д. (G) (O)	44

Сейчас на Умбриэле названия имеют детали рельефа лишь одного типа - кратеры. Их на этом спутнике намного больше, чем на Ариэле и Титании, что указывает на его меньшую эндогенную активность. Из всех спутников Урана только Оберон превосходит Умбриэль по числу кратеров. Диаметры известных кратеров составляют от нескольких километров до 210 километров (для кратера Воколо). Все изученные кратеры Умбриэля имеют центральный пик, но ни у одного нет лучей.

Одна из главных отличительных особенностей Умбриэля - кратер Ванда с необычным светлым кругом на его дне. Это самая видная геологическая структура - диаметр составляет около 131 километра. Яркое кольцо на дне кратера, возможно, состоит из пород, выбитых из недр Умбриэля ударным воздействием. У соседних кратеров, таких как Вувер и Скинд, нет таких колец, но зато есть яркие центральные пики. Исследование лимба Умбриэля выявило структуру, которая может быть очень большим кратером (диаметром около 400 километров и глубиной около 5 километров).

Поверхность Умбриэля, как и других крупных спутников Урана, испещрена системой каньонов, направленных с северо-востока на юго-запад. Однако им не присвоены имена, поскольку разрешение снимков недостаточно для качественного геологического картирования.

Поверхность Умбриэля не изменялась после , поэтому на ней очень много кратеров. Единственные признаки эндогенной активности - каньоны и тёмные многоугольники (участки сложной формы диаметром от десятков до сотен километров). Эти многоугольники были обнаружены при помощи точной фотометрии снимков «Вояджера-2». Они распределены более или менее равномерно по всей поверхности Умбриэля с преимущественной ориентацией с северо-востока к юго-западу. Некоторые такие участки соответствуют низинам до нескольких километров в глубину и, возможно, являются результатом ранней тектонической активности Умбриэля. В настоящее время нет объяснения, почему поверхность спутника такая тёмная и однородная. Возможно, она покрыта тонким слоем тёмного материала, вынесенного на поверхность метеоритными ударами или выброшенного вулканами. По другой версии, кора Умбриэля может полностью состоять из тёмной материи, что делает невозможным появление ярких выбросов вокруг кратеров. Однако этому, возможно, противоречит наличие яркого кольца в кратере Ванда.

Происхождение и эволюция

Как и все крупные спутники Урана, Умбриэль, вероятно, сформировался из аккреционного диска газа и пыли, который либо существовал вокруг Урана в течение какого-то времени после формирования планеты, либо появился при мощном столкновении, которое, скорее всего, и дало Урану очень большой наклон оси вращения. Точный состав туманности неизвестен, однако более высокая плотность спутников Урана по сравнению со спутниками Сатурна указывает, что эта туманность, вероятно, содержала меньше воды. Значительные количества углерода и азота, возможно, были представлены в виде оксида углерода (CO) и молекулярного азота (N2), а не аммиака и метана. Спутник, формировавшийся в такой туманности, должен содержать меньшее количество водяного льда (с клатратами CO и N2) и большее количество каменистых пород, а потому иметь более высокую плотность.

Образование Умбриэля путем аккреции, вероятно, продолжалось в течение нескольких тысяч лет. Столкновения, сопровождавшие аккрецию, вызывали нагрев наружных слоев спутника. Максимальная температура (около 180 K) была достигнута на глубине приблизительно 3 километра. После завершения формирования внешний слой остыл, в то время как внутренний стал нагреваться из-за распада радиоактивных элементов, заключенных в его породах. Поверхностный слой за счет охлаждения сжимался, в то время как нагревающийся внутренний расширился. Это вызвало в коре Умбриэля сильное механическое напряжение, которое могло привести к образованию разломов. Этот процесс должен был длиться около 200 млн лет. Таким образом, эндогенная деятельность на Умбриэле должна была прекратиться несколько миллиардов лет назад.

Тепла от изначальной аккреции и продолжавшегося далее распада радиоактивных элементов могло хватить для плавления льда, если в нём есть какие-либо антифризы (например, аммиак в форме гидрата аммиака и соль). Таяние могло привести к отделению льда от камня и формированию каменного ядра, окруженного ледяной мантией. На границе ядра и мантии мог образоваться слой жидкой воды (океан), насыщенный растворённым аммиаком. Эвтектическая температура этой смеси равна 176 К. Если температура океана была ниже этого значения, то он должен был давно замерзнуть. Среди всех спутников Урана Умбриэль был наименее подвержен эндогенным процессам преобразования поверхности, хотя эти процессы могли оказать свое влияние на Умбриэль (как и на другие спутники) в начале его существования. К сожалению, сведения об Умбриэле до сих пор очень скудны и в значительной мере ограничены исследованиями, проведенными «Вояджером-2».

Исследования

Графическая реконструкция частичного покрытия Урана Умбриэлем

Единственные на сегодняшний день изображения Умбриэля крупным планом были получены «Вояджером-2», который сфотографировал спутник во время исследований Урана в январе 1986 года. Наименьшее расстояние до спутника составляло 325 000 километров (202 000 миль), и самые детальные снимки имеют разрешение 5,2 километра. Изображения покрывают только 40 % поверхности, и лишь 20 % отсняты с качеством, достаточным для геологического картирования. Во время пролёта южное полушарие Умбриэля (как и других спутников) было обращено к Солнцу, поэтому северное полушарие не было освещено и не могло быть изучено. Ни Уран, ни Умбриэль не посещались другими межпланетными зондами, не планируются посещения и в обозримом будущем.

Умбриэль - спутник планеты Уран, открытый Уильямом Ласселом 24 октября 1851 года. Назван в честь гнома из поэмы английского поэта Александра Поупа «Похищение локона».

Умбриэль в основном состоит изо льдов с существенной долей камня. Возможно, он имеет каменное ядро, покрытое ледяной мантией. По размерам Умбриэль занимает третье место среди спутников Урана и обладает самой тёмной поверхностью, отражая всего 16 % падающего света. Умбриэль, покрытый многочисленными ударными кратерами, достигающими 210 километров в диаметре, занимает второе место среди спутников Урана по количеству кратеров (после ). Умбриэль, как и все спутники Урана, предположительно образовался в аккреционном диске, окружавшем планету сразу после её формирования.

Умбриэль - синхронный спутник Урана и всегда повернут к нему одной и той же стороной. Орбита Умбриэля полностью проходит внутри магнитосферы Урана, а атмосферы у этого спутника нет. Поэтому его заднее (по ходу орбитального движения) полушарие постоянно бомбардируется частицами магнитосферной плазмы, которые движутся по орбите намного быстрее Умбриэля (с периодом, равным периоду осевого вращения Урана). Возможно, это и приводит к потемнению заднего полушария, которое наблюдается на всех спутниках Урана, кроме Оберона.

Состав и внутреннее строение

Миранда в значительной степени состоит из водяного льда, а более плотные компоненты составляют около 40 % его массы. Эти компоненты могут представлять собой камни, а также высокомолекулярные органические соединения, известные как толины. При помощи инфракрасной спектроскопии на поверхности обнаружен водяной лёд. Его абсорбционные полосы на переднем полушарии выражены сильнее, чем на заднем. Умбриэль может быть дифференцирован на каменное ядро и ледяную мантию. Если это так, то радиус ядра (около 317 км) составляет примерно 54 % радиуса спутника, а масса ядра - около 40 % массы спутника (параметры рассчитаны исходя из состава Умбриэля). В этой модели давление в центре Умбриэля составляет около 0,24 ГПа (2,4 кбар). Нынешнее состояние ледяной мантии неясно, хотя существование подповерхностного океана считается маловероятным.

Поверхность Умбриэля

Поверхность Умбриэля темнее, чем поверхности всех других спутников Урана, и отражает менее половины света, который отражает Ариэль, хотя эти спутники близки по размеру. Умбриэль имеет очень низкое альбедо Бонда - всего около 10 % (для сравнения, у оно равно 23 %). Поверхность Умбриэля демонстрирует оппозиционный эффект: при увеличении фазового угла с 0° до 1° отражательная способность уменьшается с 26 % до 19 %. В отличие от другого тёмного спутника Урана - - поверхность Умбриэля слегка голубого цвета. Молодые ударные кратеры (например, кратер Ванда) ещё голубее. Кроме того, переднее полушарие немного краснее заднего. Это покраснение, вероятно, вызвано космическим выветриванием из-за бомбардировки заряженными частицами и микрометеоритами со времён образования Солнечной системы. Однако асимметрия цвета Умбриэля может быть связана и с аккрецией красноватого материала, поступающего из внешней части системы Урана (вероятно, от нерегулярных спутников). Это вещество должно оседать в основном на переднем полушарии. Если не считать этого различия полушарий, поверхность Умбриэля относительно однородна по альбедо и цвету.

Сейчас на Умбриэле названия имеют детали рельефа лишь одного типа - кратеры. Их на этом спутнике намного больше, чем на Ариэле и , что указывает на его меньшую эндогенную активность. Из всех спутников Урана только Оберон превосходит Умбриэль по числу кратеров. Диаметры известных кратеров составляют от нескольких километров до 210 километров. Все изученные кратеры Умбриэля имеют центральный пик, но ни у одного нет лучей.

Поверхность Умбриэля, как и других крупных спутников Урана, испещрена системой каньонов, направленных с северо-востока на юго-запад. В настоящее время нет объяснения, почему поверхность спутника такая тёмная и однородная. Возможно, она покрыта тонким слоем тёмного материала, вынесенного на поверхность метеоритными ударами или выброшенного вулканами. По другой версии, кора Умбриэля может полностью состоять из тёмной материи, что делает невозможным появление ярких выбросов вокруг кратеров.

Умбриэль в астрономии

Умбриэль, снимок Вояджера-2

Умбриэль — спутник Урана, обнаруженный Уильямом Ласселом 24 октября 1851 года. Лассель также обнаружил Ариэль, в то же время. Все 27 лун Урана названы в честь персонажей из пьес Александра Поупа и Уильяма Шекспира. Эти имена были предложены Джоном Гершелем, сыном Уильяма Гершеля — знаменитым астрономом, открывшим Титанию и Оберон.

Умбриэль

Он является одним из пяти основных спутников.

И Умбриэль почти одинакового размера, с диаметром 1158 километров и 1170 километров соответственно. Диаметр составляет около одной трети от диаметра Земли.

Он является третьей по величине луной, но только четвертой по массе.

Ученые считают, что большая его часть состоит из водяного льда и около 40% составляет плотный скальный материал.

Умбриэль, снимок сделан с использованием светлых фильтров

Он имеет самую темную поверхность среди всех спутников. Альбедо — это свет, который отражается от поверхности, и у него он весьма низок, всего 16 %.

Один оборот вокруг Урана занимает примерно 4,1 дня.

Так как он находится на синхронной орбите с планетой, то ему также необходимо 4,1 дня чтобы совершить один оборот вокруг оси. Расстояние до планеты составляет в среднем 266 тысяч километров. Уран является единственной планетой в Солнечной системе, из-за большого наклона оси (89 градусов) вращающийся лежа на боку. Спутники вращаются в плоскости экватора планеты. Северные и южные полюса проводят 42 года на свету, а затем 42 года в темноте.