Umbriel | |
---|---|
Uránusz holdja | |
Umbriel (Fotó : AMS Voyager 2 ) | |
Felfedező | William Lassell |
nyitás dátuma | 1851. október 24 |
Orbitális jellemzők | |
Főtengely | 266.000 km |
Különcség | 0,0039 |
Keringési időszak | 4144 nap |
Orbitális dőlésszög | 0,128° (az Uránusz egyenlítőjéhez képest ) |
fizikai jellemzők | |
Átmérő | 1169,4 ± 2,8 km |
Közepes sugár | 584,7 km |
Felszíni terület | 4,296 millió km² |
Súly | 1,172 ± 0,35⋅10 21 kg |
Sűrűség | 1,39 ± 0,16 g/cm³ |
A gravitáció gyorsulása | 0,23 m/s² |
Egy tengely körüli forgási periódus | szinkronizált (egyik oldalról Uránuszra fordítva) |
Albedo | 0.26 |
Látszólagos nagyságrend | 14,5±0,1 |
Felületi hőmérséklet | 75 K (−198 °C) |
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon | |
Információ a Wikidatában ? |
Az Umbriel [1] az Uránusz bolygó műholdja , amelyet William Lassell fedezett fel 1851. október 24-én . Nevét Alexander Pope „A zár megerőszakolása” című versének törpéről kapta .
Az Umbriel többnyire jég , jelentős mennyiségű kővel. Lehet, hogy kőmagja van, amelyet jeges köpeny borít. Az Umbriel az Uránusz harmadik legnagyobb holdja, és a legsötétebb felülettel rendelkezik, mindössze a beeső fény 16%-át veri vissza.
Az Umbriel, amelyet számos, 210 kilométer átmérőjű becsapódási kráter borít, a kráterek számát tekintve a második helyen áll az Uránusz műholdai között ( Oberon után ).
Az Umbriel, mint az Uránusz minden holdja, állítólag egy akkréciós korongban jött létre, amely közvetlenül a kialakulása után vette körül a bolygót.
Az Uráni rendszert csak egyetlen űrszonda , a Voyager 2 tanulmányozta közelről . A repülésre 1986 januárjában került sor. Umbrielről több kép is lehetővé tette felszínének mintegy 40%-ának tanulmányozását és feltérképezését.
Az Umbrielt William Lassell fedezte fel 1851. október 24-én az Uránusz másik holdjával, az Ariellel [2] [3] . Bár William Herschel , a Titánia és az Oberon felfedezője a 18. század végén azt állította, hogy az Uránusz további négy holdját figyelte meg [4] , megfigyeléseit nem erősítették meg, és Herschelnek joga van ahhoz, hogy az Uránusz fennmaradó holdjainak felfedezőjének tekintsék. vitatott [5] .
Az Uránusz összes holdját William Shakespeare és Alexander Pope műveinek szereplőiről nevezték el . Az Uránusz mind a négy akkor ismert műholdjának nevét William Herschel fia , John javasolta 1852-ben William Lassell [6] kérésére . Umbriel nevét Alexander Pope Az ellopott zár című művéből származó melankolikus törpéről kapta [7] . A latin „ umbra ” szó árnyékot jelent. A holdat Uranus II-nek is nevezik [3] .
Az Umbriel pályája 266 000 kilométerre található az Uránusztól , ez a harmadik legtávolabbi az Uránusz öt fő műholdja közül. A pálya dőlése a bolygó egyenlítőjéhez képest nagyon kicsi [8] . Umbriel keringési ideje 4,1 földi nap, és egybeesik a forgási periódusával . Más szóval, az Umbriel az Uránusz szinkron műholdja , és mindig ugyanazzal az oldallal fordul hozzá [9] . Az Umbriel pályája teljesen az Uránusz magnetoszféráján belül halad [10] , és ennek a műholdnak nincs atmoszférája. Ezért hátulsó (pályamozgása során) féltekét folyamatosan bombázzák a magnetoszférikus plazma részecskéi , amelyek sokkal gyorsabban mozognak a pályán, mint az Umbriel (az Uránusz tengelyirányú forgási periódusával megegyező periódussal) [11] . Talán ez a hátsó félteke elsötétüléséhez vezet, ami az Uránusz összes műholdján megfigyelhető, kivéve Oberont [10] . A „Voyager-2” automatikus bolygóközi állomás elrepülése lehetővé tette az ionok koncentrációjának egyértelmű csökkenését az Uránusz magnetoszférájában, Umbriel közelében [12] .
Mivel az Uránusz „oldalán” kering a Nap körül , és egyenlítői síkja nagyjából egybeesik nagy műholdjainak egyenlítőjének (és pályájának) síkjával, az évszakok váltakozása rajtuk igen sajátos. Az Umbriel minden pólusa 42 évig teljes sötétségben van, és 42 évig folyamatosan megvilágítva, a nyári napforduló idején pedig a sarkon lévő Nap majdnem eléri a zenitjét [10] . A Voyager 2 elrepülése 1986 januárjában egybeesett a nyári napfordulóval a déli pólus felett, szinte az egész északi félteke teljes sötétségben. 42 évente egyszer - az Uránuszon napéjegyenlőség idején - a Nap (és vele együtt a Föld) áthalad egyenlítői síkján, majd műholdjainak kölcsönös fogyatkozásai figyelhetők meg. Számos ilyen eseményt figyeltek meg 2007-2008-ban, köztük a Titania két Umbriel-okkultációja 2007. augusztus 15-én és december 8-án, valamint Ariel Umbriel-okkultációja 2007. augusztus 19-én [13] .
Az Umbrielnek jelenleg nincs keringési rezonanciája az Uránusz egyik holdjával sem. Azonban fennállásának kezdetén valószínűleg 1:3 rezonanciát kapott Mirandával . Ez növelhette Miranda pályájának excentricitását , hozzájárulva ennek a műholdnak a belső felmelegedéséhez és geológiai aktivitásához, míg Umbriel pályáját nagyrészt nem befolyásolta [14] . Az Uránusz holdjai könnyebben kitörnek az orbitális rezonanciából, mint a Szaturnusz vagy a Jupiter holdjai , mivel az Uránusz lapossága és mérete kisebb, mint a nagyobb óriásbolygóké . Példa erre a Miranda, amely kiment a rezonanciából (valószínűleg ez az oka pályája rendellenesen nagy dőlésének) [15] [16] .
Az Umbriel az Uránusz harmadik és negyedik legnagyobb holdja. Sűrűsége 1,39 g/cm3 [ 17] . Ebből az következik, hogy a műhold nagyrészt vízjégből áll , és tömegének körülbelül 40%-át sűrűbb összetevők teszik ki [18] . Ezek a komponensek lehetnek kövek, valamint nagy molekulatömegű szerves vegyületek , úgynevezett tholinok [9] . Infravörös spektroszkópia segítségével vízjeget találtak a felszínen [10] . Az elülső féltekén lévő abszorpciós sávjai kifejezettebbek, mint a hátsó féltekén. Ennek az aszimmetriának az okai nem ismertek, de feltételezhető, hogy az Uránusz magnetoszférájából származó töltött részecskék általi bombázása okozhatja a felszínt, amely pontosan a hátsó féltekére hat (a bolygó és a plazma együttes forgása miatt). ) [10] . Ezek a részecskék porrá törik a jeget, lebontják a benne lévő ( klatrátképző ) metánt , és megtámadnak más szerves anyagokat, sötét, szénben gazdag maradékot hagyva hátra [10] .
Az Umbriel felszínén infravörös spektroszkópia segítségével a víz mellett szén-dioxidot is detektáltak , amely főleg a műhold hátsó féltekéjében koncentrálódik [10] . A szén-dioxid eredete nem teljesen világos. A felszínen karbonátokból vagy szerves anyagokból keletkezhetett a nap ultraibolya sugárzása vagy az Uránusz magnetoszférájából érkező töltött részecskék hatására. Ez utóbbi magyarázhatja a szén-dioxid eloszlásának aszimmetriáját a műhold felszínén, mivel ezek a részecskék bombázzák a hátsó féltekét. A CO 2 másik lehetséges forrása a vízjég gáztalanítása Umbriel belsejében, ami a műhold múltbeli geológiai tevékenységének következménye lehet [10] .
Az Umbriel sziklás magra és jeges köpenyre különböztethető meg [18] . Ha igen, akkor a mag sugara (kb. 317 km) a műhold sugarának körülbelül 54%-a, a mag tömege pedig a műhold tömegének körülbelül 40%-a (a paramétereket az összetétel alapján számítják ki) Umbriel). Ebben a modellben a nyomás Umbriel központjában körülbelül 0,24 GPa (2,4 kbar ) [18] . A jeges köpeny jelenlegi állapota nem tisztázott, bár a felszín alatti óceán létezését valószínűtlennek tartják [18] .
Az Umbriel felszíne sötétebb, mint az Uránusz összes többi holdjának felszíne, és az Ariel által visszavert fénynek kevesebb, mint felét veri vissza, bár ezek a holdak közeli méretűek [19] . Umbriel Bond-albedója nagyon alacsony – csak körülbelül 10% (összehasonlításképpen, Arielnél 23%) [20] . Az Umbriel felülete oppozíciós hatást mutat : a fázisszög 0°-ról 1°-ra növekszik, a visszaverőképesség 26%-ról 19%-ra csökken. Az Uránusz egy másik sötét műholdjától – Oberontól – az Umbriel felszíne enyhén kék színű [21] . A fiatal becsapódási kráterek (pl. Vanda kráter) [22] még kékebbek. Ezenkívül az elülső félteke valamivel vörösebb, mint a hátsó [23] . Ezt a kipirosodást valószínűleg a kozmikus mállás okozza, amely a Naprendszer kialakulása óta a töltött részecskék és mikrometeoritok bombázása miatt következett be [ 21] . Az Umbriel-féle színaszimmetria azonban az Urán-rendszer külső részéből (valószínűleg szabálytalan műholdakból ) származó vöröses anyag felhalmozódásának is köszönhető. Ennek az anyagnak főleg az elülső féltekén kell megtelepednie [23] . Ettől a félgömb alakú különbségtől eltekintve az Umbriel-felület albedójában és színében viszonylag egyenletes [21] .
Kráter | A név eredete | Koordináták | Átmérő (km) |
---|---|---|---|
Alberich | Alberich , törpe a " Nibelungenlied " | 33°36′ dél SH. 42°12′ kelet / 33,6 ° S SH. 42,2° K d. / -33,6; 42.2 | 52 |
Uszony | Fin, egy troll a dán folklórban | 37°24′ dél SH. 44°18′ hüvelyk / 37,4 ° S SH. 44,3° K d. / -37,4; 44.3 | 43 |
nyál | Gob, a törpök királya | 12°42′ dél SH. 27°48′ K / 12,7 ° S SH. 27,8° K d. / -12,7; 27.8 | 88 |
Canaloa | Kanaloa, a fő gonosz szellem a polinéz mitológiában | 10°48′ d SH. 345°42′ K / 10,8 ° S SH. 345,7° K d. / -10,8; 345,7 | 86 |
Malingi | Malingee (Mutinga), egy régi boszorkány az ausztrál őslakos mitológiában |
d. 22°54′ SH. keleti hosszúság 13°54′ / 22,9 ° S SH. 13,9° K d. / -22,9; 13.9 | 164 |
Minepa | Minepa, egy gonosz szellem a mozambiki makua nép között | 42°42′ D SH. 8°12′ kelet / 42,7 ° S SH. 8,2° K d. / -42,7; 8.2 | 58 |
Peri | Peri , gonosz szellemek a perzsa mitológiából | 9°12′ dél SH. 4°18′ hüvelyk / 9,2 ° S SH. 4,3° hüvelyk d. / -9,2; 4.3 | 61 |
Setibos | Setibos, a sötétség hercege Patagóniában | 30°48′ D SH. 346°18′ kelet / 30,8 ° S SH. 346,3° K d. / -30,8; 346.3 | ötven |
Bőr | Siess, troll a dán folklórban | 1°48′ dél SH. 331°42′ K / 1,8 ° S SH. 331,7° K d. / -1,8; 331.7 | 72 |
Woover | Woover a finn mitológiából | 4°42′ dél SH. 311°36′ K / 4,7 ° S SH. 311,6° K d. / -4,7; 311.6 | 98 |
Vokolo | Wokolo, egy gonosz szellem a Nyugat-Afrikában élő bambara nép hiedelmeiből | 30°00′ D SH. keleti hosszúság 1°48′ /30 SH. 1,8° hüvelyk d. / -30; 1.8 | 208 |
Wanda | Wanda az ausztrál őslakos mitológiában | 7°54′ d SH. 273°36′ K / 7,9 ° S SH. 273,6° K d. / -7,9; 273,6 | 131 |
Baljós | Sinister , egy gonosz szellem a szláv mitológiában | 23°18′ dél SH. 326°12′ K / 23,3 ° S SH. 326,2° K d. / -23,3; 326.2 | 44 |
A műhold felszíne erősen kráterezett, de nincsenek rajta olyan kráterek , amelyeken jól látható fénysugarak, ellentétben az Uránusz többi műholdjával. Ennek egyik javasolt magyarázata az, hogy az Umbriel beleiben a kialakulása során keletkező hő valamilyen oknál fogva nem volt elegendő a kéreg megolvasztásához és a gravitációs differenciálódáshoz . Ezért az Umbriel összetétele gyengén függ a mélységtől, és a becsapódási kráterek körüli mély sziklák kilökődései megkülönböztethetetlenek a fő felszíntől. A kanyonok jelenléte azonban azt mutatja, hogy egykor endogén folyamatok zajlottak le a műholdon; valószínűleg a felszín megújulásához és a régi terepformák pusztulásához vezettek.
Most az Umbrielen a neveknek csak egyfajta domborzati részletük van – kráterek [24] . Sokkal több van belőlük ezen a műholdon, mint az Ariel -en és a Titanián , ami alacsonyabb endogén aktivitására utal [22] . Az Uránusz összes holdja közül csak az Oberon múlja felül az Umbrielt a kráterek számában. Az ismert kráterek átmérője néhány kilométertől 210 kilométerig terjed (a Vokolo-kráter esetében) [22] [24] . Minden vizsgált Umbriel-kráternek van központi csúcsa [22] , de egyiknek sincs sugara [9] .
Umbriel egyik fő megkülönböztető vonása a Wanda-kráter, amelynek alján szokatlan fényes kör található. Ez a legkiemelkedőbb geológiai szerkezet, átmérője körülbelül 131 kilométer [26] [27] . A kráter alján lévő fényes gyűrű állhat az Umbriel mélyéből ütközés következtében kiütött sziklákból [22] . A szomszédos kráterek, mint például a Woover és a Skind nem rendelkeznek ilyen gyűrűkkel, de vannak fényes középső csúcsai [9] [27] . Az Umbriel- végtag feltárása során egy nagyon nagy kráter (körülbelül 400 kilométer átmérőjű és körülbelül 5 kilométer mély ) szerkezetet tártak fel [28] .
Az Umbriel felszínét az Uránusz többi nagy műholdjához hasonlóan északkeletről délnyugatra irányított kanyonrendszer tarkítja [29] . Nevek azonban nem kerültek hozzájuk, mivel a képek felbontása nem elegendő a jó minőségű geológiai térképezéshez [22] .
Umbriel felszíne nem változott a késői erős bombázás óta , ezért sok kráter található [22] . Az endogén aktivitás egyetlen jele a kanyonok és a sötét sokszögek (összetett alakú, több tíz-száz kilométeres átmérőjű területek) [30] . Ezeket a sokszögeket a Voyager 2 képeinek precíz fotometriájával fedezték fel. Ezek többé-kevésbé egyenletesen oszlanak el Umbriel teljes felszínén, túlnyomórészt északkeletről délnyugatra. Ezeknek a területeknek egy része akár több kilométer mély alföldnek felel meg, és az Umbriel korai tektonikai tevékenységének eredménye lehet [30] . Jelenleg nincs magyarázat arra, hogy a Hold felszíne miért ilyen sötét és egyenletes. Talán vékony sötét anyagréteg borítja, amelyet meteorit-becsapódások hoztak a felszínre, vagy vulkánok lökték ki [23] . Egy másik változat szerint az Umbriel kérge teljes egészében sötét anyagból állhat, ami lehetetlenné teszi a kráterek körüli fényes kibocsátást. Ennek azonban ellentmondhat egy fényes gyűrű jelenléte a Vanda-kráterben [9] .
Az Uránusz minden nagy holdjához hasonlóan az Umbriel is valószínűleg egy gáz- és porfelhalmozódási korongból alakult ki, amely vagy egy ideig az Uránusz körül létezett a bolygó kialakulása után, vagy egy erős ütközés során jelent meg, ami nagy valószínűséggel az Uránusz nagyon nagy tengelydőlését eredményezte. [31] . A köd pontos összetétele nem ismert, de az Urán-holdak nagyobb sűrűsége a Szaturnusz holdjaihoz képest arra utal, hogy ez a köd valószínűleg kevesebb vizet tartalmazott [9] . Jelentős mennyiségű szén és nitrogén lehetett szén-monoxid (CO) és molekuláris nitrogén (N 2 ) formájában, nem pedig ammónia és metán formájában [31] . Egy ilyen ködben képződő műholdnak kisebb mennyiségű vízjeget (CO és N 2 klatráttal ) és nagyobb mennyiségű köves kőzetet kell tartalmaznia, ezért sűrűbbnek kell lennie [9] .
Az Umbriel akkréciós kialakulása valószínűleg több ezer évig tartott [31] . Az akkréciót kísérő ütközések a műhold külső rétegeinek felmelegedését okozták [32] . A maximum hőmérsékletet (körülbelül 180 K) körülbelül 3 kilométeres mélységben érte el [32] . A formáció befejezése után a külső réteg lehűlt, a belső pedig a kőzeteiben található radioaktív elemek bomlása miatt kezdett felmelegedni [9] . A felületi réteg a lehűlés hatására összehúzódott, míg a fűtő belső réteg kitágul. Ez erős mechanikai feszültséget okozott az Umbriel kérgében , ami hibák kialakulásához vezethet [33] . Ez a folyamat körülbelül 200 millió évig tartott. Így az endogén tevékenységnek Umbrielen több milliárd évvel ezelőtt meg kellett szűnnie [9] .
A radioaktív elemek kezdeti akkréciójából és az azt követő bomlásból származó hő elegendő lehet a jég megolvadásához [32] , ha az tartalmaz fagyállót (például ammóniát ammónium-hidrát és só formájában [18] ). Az olvadás a jégnek a kőzettől való elválásához és jégköpennyel körülvett kőzetmag kialakulásához vezethetett [22] . Az oldott ammóniával telített folyékony vízréteg (óceán) kialakulhat a mag és a köpeny határán. Ennek a keveréknek az eutektikus hőmérséklete 176 K. Ha az óceán hőmérséklete ez alatt volt, akkor már régen be kellett volna fagynia [18] . Az Uránusz holdjai közül az Umbrielt érintették a legkevésbé a felszíni átalakulás endogén folyamatai [22] , bár ezek a folyamatok hatással lehettek az Umbrielre (és más műholdakra is) a létezésének kezdetén [30] . Sajnos az Umbrielről még mindig nagyon kevés információ áll rendelkezésre, és nagyrészt a Voyager 2 által végzett kutatásokra korlátozódik.
Az eddigi egyetlen közeli képeket Umbrielről a Voyager 2 készítette, amely az Uránusz felfedezése közben fényképezte le a Holdat 1986 januárjában. A műhold legközelebbi távolsága 325 000 kilométer (202 000 mérföld) volt [34] , a legrészletesebb felvételek felbontása pedig 5,2 kilométer [22] . A képek a felszínnek csak 40%-át fedik le, és csak 20%-át rögzítik a geológiai térképezéshez megfelelő minőségben [22] . Az elrepülés során Umbriel déli féltekéje (valamint más műholdak) a Nap felé fordult, így az északi félteke nem volt megvilágítva és nem is lehetett tanulmányozni [9] . Sem az Uránust, sem az Umbrielt nem keresték fel más bolygóközi szondák, és a belátható jövőben sem tervezik látogatást.
![]() |
---|
Az Uránusz holdjai | |
---|---|
Csoportos felsorolás a pálya fél-nagy tengelyének növekvő sorrendjében | |
Belső műholdak | |
Nagy műholdak | |
Szabálytalan műholdak | |
Gyűrűk | Uránusz gyűrűi |
Műholdak a Naprendszerben | |
---|---|
több mint 4000 km | |
2000-4000 km | |
1000-2000 km | |
500-1000 km | |
250-500 km | |
100-250 km | |
50-100 km | |
Bolygók (és törpék ) szerint |
|
Uránusz | ||
---|---|---|
Az Uránusz holdjai | ![]() | |
Jellemzők | Uránusz gyűrűi | |
Nyítás | ||
Kutatás | ||
Uránusz trójaiak | 2011 QF99 | |
Egyéb |
|
Naprendszer | |
---|---|
![]() | |
Központi csillag és bolygók | |
törpebolygók | Ceres Plútó Haumea Makemake Eris Jelöltek Sedna Orc Quaoar Gun-gun 2002 MS 4 |
Nagy műholdak | |
Műholdak / gyűrűk | Föld / ∅ Mars Jupiter / ∅ Szaturnusz / ∅ Uránusz / ∅ Neptunusz / ∅ Plútó / ∅ Haumea Makemake Eris Jelöltek kardszárnyú delfin quawara |
Elsőként felfedezett aszteroidák | |
Kis testek | |
mesterséges tárgyak | |
Hipotetikus tárgyak |
|