Миранда — самый интересный спутник урана – все о космосе

Миранда – спутник Урана

Дочь Просперо

Миранда является одиннадцатым из спутников и является пятой по величине. Это самый маленький из внутренних   пяти основных спутников  и, без сомнения, самый интересный. Миранда была названа в честь дочери мага Просперо в шекспировской Бури.

В отличие от других спутников в , которые были названы в честь греческо-римских мифологических фигур, спутники названы именами персонажей из классической литературы . Миранда была обнаружена Жераром Койпером в 1948 году.

Почти все, что мы знаем об этом спутнике, получены в результаты встречи с Вояджером в 1986 году.

Космические головоломки

Миранда  отличается от любого другого тела в . Ее поверхность весьма необычна. Миранда , как полагают, состоит наполовину из водяного льда  и наполовину из скального материала . Температура этого ледяного мира в среднем   -335 F ( -187 ° C). Астрономы ожидали увидеть отсутствие какой либо геологической активности на поверхности, также как на .

Но когда изображения вернулись из зонда Вояджер-2 , все были поражены тем, что они видели. Миранда выглядит почти, как если бы несколько различных кусков породы были склеены случайным образом. Есть огромные разломы, глубокие каньоны, крутые скалы, гладкие равнины, и странной формы трещины.

Астрономы когда-то верили, что Миранда была разрушена на части и вновь склеена несколько раз на протяжении своей долгой истории. Но более поздние теории предполагают, что подъем внутренних частично расплавленных льдов может нести ответственность за эти любопытные особенности поверхности.

Реальная причина до сих пор загадка.

Особенности Миранды

Одной из наиболее замечательных особенностей на Миранде известна как ” шеврон “. Она представляет собой серию из светлых и темных канавок, расположенных в V -образной формы. Это большая особенность доминирует в большинстве изображений спутника.

Миранда также содержит каньоны глубиной до 12 миль (20 км). Это глубокий каньон, который имеет   290 миль (470 км) в диаметре. Несколько разломов пересекают долины и хребты на Миранде. Некоторые из этих разломов имеют крутые скалы, или тектонические уступы.

Самый большой из этих скал  3 мили (5 км) в высоту, почти в три раза выше, чем стены Большого Каньона на Земле. Остальная поверхность Миранды усеяна канавами и кратерами. Многие из них обнажают нижележащий материал с различным альбедо.

Некоторые из этих хребтов  называют ” торты ” или ” гоночные трассы » из-за своего необычного внешнего вида.  Миранда не имеет заметной атмосферы или магнитного поля.

Миранда – спутник Сатурна. Звук из космоса

Источник: http://dimanru.wixsite.com/space-/mirandamoon

Миранда – спутник Урана

Macca: 6,59*1019кг (8,9% Лунной) Расстояние до планеты: 129200 км.
Диаметр: 240 км (6,9% Лунного) Период обращения: 1,46 дня
Плотность: 1,21 г/см3 Ускорение св. падения: 0,08 м/с2

Уран сопровождают 27 спутников, и Миранда – один из наиболее интересных. Ближе всех из пяти крупных лун расположенная к планете, она является самой маленькой – со средним радиусом всего в 240 км. При таком размере небесное тело поражает разнообразием ландшафта.

Открытие и исследование

В феврале 1948 Джерард Койпер в техасской обсерватории изучал четыре известных на тот момент спутника Урана и разглядел возле планеты еще одно небесное тело. Им оказалась Миранда. Спутник получил свое название в честь персонажа шекспировской пьесы «Буря» (по традиции все луны Урана носят имена героев Уильяма Шекспира и Александра Поупа).

Информацию о небесном теле, а вместе с ней массу загадок, принесли фотоснимки космического аппарата «Вояджер-2». В 1986 году он пролетел на расстоянии примерно 31 000 км от спутника. Астрономы ожидали увидеть что-то похожее на луну Сатурна Мимас: испещренную ударными кратерами мертвую ледяную поверхность.

Однако снимки показали иное. Местами действительно похожий на Мимас, спутник Урана имел на поверхности необычные области. Помимо кратеров обнаружились многочисленные уступы, разломы, грабены, венцы и другие признаки тектонической активности. Судя по всему, Миранда пережила как минимум пять кардинальных изменений поверхности после своего рождения.

Поиск разгадки затруднен тем, что единственный доступный материал – снимки «Вояджера-2». Он заснял только южное полушарие. Северное не освещалось в тот период Солнцем, и его рельеф остается тайной. С тех пор экспедиции больше не отправлялись к системе Урана.

Путь вокруг Урана

Миранда движется вокруг своей планеты по орбите, близкой к окружности. При этом она наклонена по отношению к плоскости экватора Урана на 4,232° – это гораздо больше, нежели у соседей. Предполагают, что причиной мог стать орбитальный резонанс с Умбриэлем и Ариэлем (другими спутниками Урана), имевший место в прошлом.

Учитывая, что сам Уран движется по своей орбите «на боку», а его экваториальная плоскость лежит почти вровень с плоскостями орбит его спутников, в системе происходит интересная смена сезонов. Полюса Миранды попеременно попадают в темноту, которая длится 42 года. Следующие 42 года один из полюсов непрерывно освещается. «Вояджер-2» в 1986 году застал летнее солнцестояние в южном полушарии.

«Лоскутное одеяло»

На фотографиях отчетливо видно, что поверхность спутника неоднородна. Некоторые области имеют почти параллельные борозды, которые выглядят как мазки кисти по масляной краске. Они получили название «венцы», или «короны». Скорее всего, природа этих параллельных канавок и обрывов связана с тектонической активностью.

Наиболее заметный – венец Инвернесс. Из-за V-образной формы его иногда называют «шеврон». Он моложе, чем два другие венца – Арден и Эльсинор. К тому же последние имеют плавные «яйцеобразные» очертания.

Помимо корон, обращают на себя внимание огромные уступы. На фото хорошо различим уступ Верона. Он начинается на краю длинной впадины на северо-западе «шеврона» и имеет высоту в 10-15 км (глубина Гранд-Каньона на Земле до 1800 м). Точные данные о его размерах невозможно получить, поскольку он находится на самом краю видимого полушария и частично уходит на неосвещенную сторону.

Как любая луна, Миранда изобилует ударными кратерами. Их диаметр на южном полушарии варьируется от 500 м до 50 км. Кратер Алонсо имеет в глубину 24 км. Наиболее старыми областями являются холмистые равнины. Есть разломы и уступы, чье появление тоже можно отнести ко времени возникновения спутника.

Загадки и версии

По мнению астрономов, луна образовалась из аккреационного диска, существовавшего вокруг Урана или возникшего при столкновении планеты с космическим телом. Однако вопрос вызывают довольно молодые участки рельефа.

По одной из версий, Миранда раскололась на части, встретившись с чем-то массивным, но впоследствии смогла «склеиться» вновь. Это объясняет трещины и разломы на поверхности.

Позднее появилась новая теория, которая говорит о возможном воздействии приливных сил Урана.

Также не сбрасывают со счетов орбитальные резонансы, которые изменили орбиту луны и могли привести к нагреванию недр и конвекции внутри спутника.

Согласно этой теории, уход Миранды из резонанса и уменьшение эксцентриситета орбиты благодаря приливным силам Урана свели геологическую активность к минимуму, поэтому сейчас мы не наблюдаем на ней изменений.

Интерес представляет и состав луны. Остальные крупные спутники Урана состоят преимущественно из камня и льда в равных пропорциях, Миранда же на 60-80% ледяная. Помимо водного льда, обнаружен аммиак, силикаты и карбонаты.

Возможно, луна имеет силикатное ядро радиусом 100 км и ледяную мантию радиусом 135 км. Есть гипотеза, что лед образует кристаллические соединения с метаном, и теплопроводность мантии понижается. Может быть, именно неравномерный отток тепла из ядра стал причиной неоднородной структуры поверхности.

В любом случае, делать окончательные выводы невозможно из-за недостатка данных. Остается надеяться, что миссия по изучению Урана Uranus orbiter and probe, запланированная на 2020-2023 годы, приведет ученых к разгадке тайн ледяной луны.

Источник: http://planetoved.ru/content/miranda-sputnik-urana

Миранда в астрономии

Миранда

Миранда (Уран V) — самый близкий и наименьший из пяти крупных спутников Урана. Открыт в 1948 году Джерардом Койпером и названа в честь Миранды из пьесы У. Шекспира «Буря».

Ось вращения Миранды, как и других крупных спутников Урана, лежит почти в плоскости орбиты планеты, и это приводит к очень своеобразным сезонным циклам.

Сформировалась Миранда, скорее всего, из аккреционного диска (или туманности), который либо существовал вокруг Урана в течение какого-то времени после формирования планеты, либо образовался при мощном столкновении, которое, вероятно, и дало Урану большой наклон оси вращения (97,86°).

Между тем у Миранды самое большое среди крупных спутников Урана наклонение орбиты к экватору планеты: 4,338°. Поверхность спутника, вероятно, состоит из водяного льда, смешанного с силикатами, карбонатами и аммиаком. Удивительно, что этот маленький спутник обладает большим разнообразием форм рельефа.

Там есть просторные холмистые равнины, усеянные кратерами и пересечённые сетью разломов, каньонов и крутых уступов. На поверхности видны три необычные области размером более 200 км (так называемые венцы).

Эти геологические образования, как и удивительно большое наклонение орбиты, указывают на сложную геологическую историю Миранды. На неё могли влиять орбитальные резонансы, приливные силы, конвекция в недрах, частичная гравитационная дифференциация и расширение их вещества, а также эпизоды криовулканизма.

Миранда — самый близкий к Урану из его крупных спутников. Орбита Миранды практически круговая, причём её плоскость (как и плоскость экватора Урана) почти перпендикулярна плоскости орбиты планеты.

Большое наклонение орбиты к экватору Урана, возможно, связано с тем, что Миранда могла быть в орбитальном резонансе с другими спутниками — например, в резонансе 3:1 с Умбриэлем и, вероятно, в резонансе 5:3 с Ариэлем. Орбитальный резонанс с Умбриэлем мог увеличить эксцентриситет орбиты Миранды, слабо изменив орбиту Умбриэля.

Большой эксцентриситет орбиты приводит к регулярному изменению величины приливных сил и, как следствие, к трению в недрах спутника и их нагреву. Это могло быть источником энергии для геологической активности.

Читайте также:  Поверхность красной планеты - все о космосе

Из-за низкой сплющенности и малого размера Урана его спутникам намного легче уйти из орбитального резонанса, чем спутникам Сатурна или Юпитера. Пример тому — Миранда, которая ушла из резонанса (посредством механизма, который, вероятно, и придал её орбите аномально большое наклонение).

Диаметр Миранды — около 470 км и, таким образом, она находится на границе между малыми и крупными спутниками. Её плотность наименьшая среди основных спутников Урана: 1,15 ± 0,15 г/см3, что довольно близко к плотности льда.

Наблюдения поверхности в инфракрасном диапазоне позволили обнаружить водяной лёд, смешанный с силикатами и карбонатами, а также аммиак (NH3) в количестве 3 %.

На основании данных, полученных «Вояджером-2», был сделан вывод, что камни составляют 20—40 % массы спутника.

Состав и внутреннее строение

Миранда, возможно, частично дифференцирована на силикатное ядро, покрытое ледяной мантией. Если это так, толщина мантии составляет около 135 км, а радиус ядра — около 100 км. В этом случае отвод тепла из недр происходит путём теплопроводности. Однако наличие на спутнике венцов может свидетельствовать о конвекции.

По одной из гипотез, лёд на Миранде образует клатрат с метаном. Помимо метана, водные клатраты могут захватывать окись углерода и другие молекулы, образуя вещество с хорошими теплоизоляционными свойствами — теплопроводность клатратов составит лишь от 2 до 10 % теплопроводности обычного льда.

Таким образом, они могут препятствовать оттоку из недр спутника тепла, которое выделяется там при распаде радиоактивных элементов. В таком случае понадобилось бы около 100 млн лет для нагревания льда до 100 °C. Тепловое расширение ядра могло достигнуть 1 %, что привело бы к растрескиванию поверхности.

Её неоднородность, возможно, объясняется неоднородностью потока тепловой энергии из недр.

Поверхность Миранды

Миранда обладает уникальной в своём роде поверхностью с большим разнообразием форм рельефа. Это трещины, разломы, долины, кратеры, хребты, углубления, скалы и террасы. Поверхность этого спутника размером с Энцелад — удивительная мозаика из весьма разнообразных зон. Некоторые регионы стары и невыразительны.

Они испещрены многочисленными ударными кратерами, что и следовало ожидать от небольшого инертного тела. Другие регионы пересечены сложными переплетениями хребтов и уступов и покрыты прямоугольными или яйцевидными системами светлых и тёмных полос, что указывает на необычный состав Миранды.

Скорее всего, поверхность спутника состоит из водяного льда, а более глубокие слои — из силикатных пород и органических соединений. Это привело к предположению, что поверхность этого спутника на протяжении его истории перестраивалась до 5 раз.

На изображениях Миранды видна структура в виде латинской буквы «V», рядом находятся горные хребты и долины, старые кратерированные и молодые гладкие области, затенённые каньоны глубиной до 20 км. Немного ниже центра находится большой кратер Алонсо глубиной 24 км.

Для объяснения сильной неоднородности поверхности Миранды выдвинуто несколько гипотез.

По одной из них, Миранда была расколота в результате столкновения с крупным небесным телом, но потом куски снова воссоединились.

Однако остаётся непонятным, почему сохранились ударные кратеры на остальных частях поверхности спутника. Другая гипотеза допускает, что имел место неравномерный разогрев недр Миранды.

Миранда — один из немногих спутников в Солнечной системе, обладающих венцами — своеобразными кольцевыми или овальными деталями поверхности. Моделирование показало, что они могли возникнуть из-за конвекции в недрах.

Предполагается, что в прошлом Миранда имела более вытянутую орбиту и на каждом обороте подвергалась деформации из-за изменения величины приливных сил от Урана. Это вызывало нагрев её недр, и тёплый пластичный лёд несколькими потоками поднимался к поверхности.

Взаимодействуя с ней, эти потоки и образовали венцы. На поверхности Миранды есть и уступы. Некоторые из них старше венцов, а другие моложе.

По количеству ударных кратеров можно определить возраст поверхности твёрдого небесного тела, лишённого атмосферы, — чем больше кратеров, тем старее поверхность. Кратеры Миранды весьма разнообразны по форме. У некоторых очень хорошо видны края, и зачастую они окружены веществом, выброшенным при ударе.

Другие настолько разрушены, что их видно с трудом. На Миранде не найдено сложных кратеров с центральными горками или кратеров, опоясанных множеством колец. Обнаруженные кратеры — простые (с чашеобразным дном) или переходные (с плоским дном), причём зависимости формы кратеров от их размера не наблюдается.

Кратеры Миранды редко окружены выбросами, а у кратеров диаметром более 15 км выбросы вовсе неизвестны. При диаметре кратера менее 3 км его выбросы обычно светлее окружающей поверхности, а при диаметре от 3 до 15 км — темнее.

Но среди кратеров любого размера есть и такие, у которых выбросы имеют то же самое альбедо, что и окружающая поверхность.

Источник: http://astroson.com/astronomiya/miranda-v-astronomii/

Миранда

На фото: Миранда с расстояния 147 000 км, снимок Вояджера-2, слева – регион Эфес.

Миранда – один из пяти «классических» спутников Урана, обычно упоминаемый под номером V. Судя по результатам радиометрических измерений, тело Миранды содержит наибольшую долю льда среди всех спутников Урана.

Этот спутник заслужил у астрономов прозвище «бесконечной неожиданности». Возможно, это произошло отчасти потому, что Миранда, диаметр которой составляет менее 500 км, стала самой удобной целью телевизионной съемки.

Чтобы технически обеспечить эту съемку, ученым и инженерам пришлось решить массу проблем, однако Миранда оправдала все их усилия.

Прежде всего, в окрестностях Урана в 370 раз темнее, чем на Земле. Однако если другие спутники наблюдались с большого расстояния, когда собственные движения космического аппарата и спутников особой роли не играет, то в случае с Мирандой эти движения становились серьезной проблемой; почти на всех полученных снимках детали оказались слегка смазанными.

Для Миранды расстояние, с которого производилась съемка, было совсем малым, тогда как астрономам требовалось получить ряд снимков с высоким разрешением, чтобы затем составить из них мозаичный «портрет» спутника.

Таким образом, чтобы осуществить эту съемку, пришлось полностью изменить обычный порядок работы, когда изображения передавались по радиолинии на Землю сразу после их получения.

При съемке Миранды аппарат непрерывно поворачивался вслед за планетой, чтобы скомпенсировать размазывание изображений. Но из-за этого его антенна уже не оставалась направленной на Землю, поэтому изображения пришлось записывать на борту, и на Землю они были переданы лишь на следующие сутки.

В центре полученного изображения ученые увидели почти правильную трапецию, образованную из темных и светлых полос.

Трапеция эта выделялась на фоне окружающей ее поверхности почти полным отсутствием метеоритных кратеров, в то время как окружающий ее район представляет собой изрезанный небольшими разломами кратерный рельеф. Трапеция получила условное название “шеврон”.

Размеры “шеврона” достигают 140 и 200 км в поперечнике. Полосы, образующие шеврон, имеют вид множества параллельных гряд, которые сходятся с другой такой же системой, образуя почти прямой угол. Шеврон расположен близ южного полюса Миранды.

Не менее странным его продолжением выглядит глубокий, до 20 км, разлом, крутые склоны которого уходят за пределы освещенной части спутника. Столь же загадочные образования находятся вблизи линии разделения света и тени.

Как и у других спутников, эта линия (терминатор) постоянно находится в одном и том же географическом поясе Миранды, вблизи ее экватора. Первое из этих образований окантовано такой же системой светлых и темных полос, как и у шеврона, но более широких.

Отснятая часть этого объекта образует стороны правильного пятиугольника, площадь которого почти в 5 раз больше площади шеврона. Для него, как и для еще одного подобного объекта, предложено название «Цирки Максими», что в переводе с латыни означает «большой стадион».

И действительно, образования эти очень похожи на стадион, хотя второе из них больше напоминает дорожки ипподрома.

И на «стадионе» и на «ипподроме» почти отсутствуют метеоритные кратеры, а значит, это относительно молодые объекты. Второе образование расположено диаметрально первому, на противоположной стороне спутника. Оно также напоминает очертаниями «стадион» и выглядит наподобие следа пахоты на краю поля.

Это приблизительно 15-20 параллельных гряд, разделенных долинами, повторяющимися через каждые 5-7 км. Вся система поворачивает почти под прямым углом и также уходит за терминатор. Этот «ипподром» очень напоминает систему субпараллельных борозд на Ганимеде.

По выражению одного из космических геологов, «маленькая Миранда представила коллекцию всех геологических форм, какие встречаются в Солнечной системе».

Было выдвинуто немало гипотез в попытках объяснить природу поверхности Миранды. Одна из них предполагает, что первичное тело было расколото в столкновениях с другими подобными телами, но части прото-Миранды не разошлись, а соединились снова, обнажив местами внутреннюю структуру небесного тела.

Однако остается непонятным, как сохранились ударные кратеры на остальных частях поверхности спутника.

Другая гипотеза допускает, что некогда разогрев недр Миранды был неравномерным, и локальное плавление коры обнажило плиты, обладавшие положительной плавучестью, которые мы теперь видим на поверхности спутника.

Источник: http://www.mysterylife.ru/kosmos/miranda.html

Интересные факты о планете Уран

Уран – планета Солнечной системы, находящаяся на 7 месте от Солнца. Долгое время Уран принимали за тусклую звезду. Лишь в 1781 году Урану был присвоен статус планеты благодаря наблюдениям английского астронома Уильяма Гершеля. Планета движется вокруг Солнца практически по круговой орбите, год длится около 84 лет.

Читайте также:  Атлас — спутник сатурна - все о космосе

Диаметр Урана почти в 4 раза больше, чем диаметр Земли, а масса в 15 раз.

Из-за огромного расстояния от Солнца, Уран получает в 350 раз меньше света, чем Земля. В греческой мифологии считается, что Уран является отцом Сатурна и дедом Юпитера. Уран состоит в группе планет-гигантов. В телескопе Уран выглядит словно некий прозрачный голубой диск.

В XIX веке было обнаружено, что Уран неточно следует рассчитанной орбите.

Интересные факты об Уране:

Температура

Хотя Уран и не числится как самая далекая планета от Солнца, температура признана самой низкой, из всех известных небесных тел Солнечной системы. Наименьшая температура, которая была зафиксирована в тропопаузе Урана -224С.

Посещение Урана

Из-за огромного расстояния между Землей и Ураном, его посетил только один космический корабль. Случилось это в 1986 году.

Летний сезон длится около 40 лет

Для того чтобы планета смогла совершить полный оборот вокруг Солнца ей потребуется примерно 84 земных года. Если бы вы находились на любом полюсе Урана, то в течение сорока лет вы бы видели восход Солнца. После того, как оно зайдет за горизонт, планета погрузится во мрак.

Сине-зеленый цвет планеты

Уран имеет сине-зеленый цвет из-за присутствия метана в атмосфере. Также планету частенько называют «Ледяным гигантом». Все потому что Уран практически полностью состоит из водорода и гелия.

Спутники Урана

Планета имеет множество спутников, вращающихся вокруг неё. Есть теория, что не все спутники обнаружены и многие предстоит открыть.

Все спутники Урана, названы именами героев из пьес Шекспира и поэмы Александра Поупа. Ни один из спутников не имеет атмосферы.

Самый дальний спутник – Фердинанд, он совершает оборот вокруг Урана за 7 лет и 5 месяцев. Девять спутников находятся на расстоянии в миллионы километров от Урана.

Примеры спутников:

Оберон – спутник, обнаруженный в 1787 году. Занимает второе место среди спутников Урана по массе и размеру. На всей площади спутника располагаются множественные кратеры.

Титания — самый огромный спутник Урана. Также был открыт в 1787 году. Вся территория спутника усеяна разломами и кратерами.

Ариэль – является четвертым по размеру среди спутников Урана. Объект был открыт в 1851 году. На все поверхности спутника имеются разломы.

«Лежачее» положение Урана

У многих планет ось вращения практически перпендикулярна плоскости эклиптики, но ось вращения Урана параллельна плоскости. Из-за «лежачего» положения специалисты часто ломают голову, какой же из полюсов Урана южный.

Кольца Урана

Вокруг Урана имеется особенная система колец, которые выражены очень слабо. Практически все кольца узкие и расположены далеко друг от друга. Цвет большинства их угольно-черный.

На сегодняшний день известно 13 колец, но их химический состав остается неизвестным. Кольца иногда называют «невидимки», ведь толщина большинства колец небольшая, предположительно один километр.

Есть предположение, что кольца Урана образовались из-за разрушения одного из спутников планеты. Официально наличие колец было подтверждено в 1977 году.

Возможность увидеть Уран невооруженным глазом

Возможно, многих удивит информация о том, что планету можно увидеть и без использования телескопа. Ясное дело, это возможно при достаточно темном небе и хороших погодных условиях. Также нужно знать, где искать планету.

Название планеты

Уран получил своё имя в честь бога неба Урана в греческой мифологии. Также в науке астрологии Уран является покровителем знака Водолей.

Отсутствие мезосферы

Примечательно то, что на Уране не имеется мезосфера, как на Земле. (Мезосфера — слой атмосферы, на высоте 45-90 км. Воздух в мезосфере очень разрежен и поэтому её часто называют «мертвой зоной»).

История открытия Урана

13 марта 1781 года Уильям Гершель во время очередного обзора неба, направил свой телескоп на созвездие Близнецов. Ему удалось разглядеть голубой и очень яркий объект, за которым он продолжал наблюдать в течении последующих недель, и установил, что объект двигается по небосводу.

Гершель изначально считал, что обнаружил комету. Сразу после отсчета Уильяма Гершеля, за вычисления взялись лучшие математики всей Европы. Процесс был очень трудоемким, ведь в то время не было достойной техники и все вычисления производились вручную. Через несколько месяцев двое известнейших ученых доказали, что Гершель открыл не комету, а планету, которая расположена за Сатурном.

Это стало величайшим открытием, которое позволило увеличить границы Солнечной системы в несколько раз. (до этого, самой дальней планетой считали Сатурн). Позже стало известно, что Уран и раньше видели на небе, но каждый раз его принимали за яркую звезду.

Итоги

  1. Самым большим спутником Урана признан Титания.
  2. До того как планета получили своё название «Уран», её называли «Звезда Георга», но имя не прижилось.
  3. Лишь один космический аппарат посетил Уран – Вояджер 2.
  4. Уран вращается против часовой стрелки.
  5. Как минимум на двадцати картах о космосе, Уран был обозначен как звезда.
  6. Специалисты предполагают, что «лежачее» положение планета получила при столкновении с крупным космическим объектом.
  7. Диаметр планеты составляет примерно 50 000 км.
  8. Уран имеет прозвище самая «скучная» планета по внешнему виду.
  9. Миранда – самый маленький спутник Урана.
  10. Уран, как и Нептун, Сатурн и Юпитер входит в группу планет-гигантов.

Источник: https://vivareit.ru/interesnye-fakty-o-planete-uran/

Спутник Урана – Миранда

Миранда

    Мира́нда (Уран V) — самый близкий и наименьший из пяти крупных спутников Урана. Он был обнаружен в 1948 году Джерардом Койпером и был назван в честь персонажа пьесы У. Шекспира «Буря» (дочери Просперо — Миранды).

Этот спутник был сфотографирован с близкого расстояния лишь один раз, при пролёте космического аппарата «Вояджер-2» через систему Урана в январе 1986 года. Из всех спутников Урана Миранда была лучше всего изучена благодаря тому, что находилась ближе всех к «Вояджеру-2».

Тем не менее, удалось изучить только южное полушарие, потому что северное было погружено во тьму.

    Поверхность спутника, вероятно, состоит из водяного льда, смешанного с соединениями силикатов и карбонатов, а также аммиака. Как и другие спутники Урана, Миранда имеет сезонные циклы, связанные с её орбитой вокруг экваториальной плоскости лежащего на боку Урана.

Скорее всего, Миранда сформировалась из аккреционного диска (или туманности), который либо существовал вокруг Урана в течение какого-то времени после формирования планеты, либо был создан при помощи сильного воздействия, которое, вероятно, и дало Урану небольшой наклон.

Между тем, у самого спутника есть небольшой наклон 4,338° по отношению к экватору Урана. Удивительным является тот факт, что этот маленький спутник, который мог быть только замороженным инертным телом, обладает довольно разнообразной поверхностью.

На нём можно наблюдать просторные холмистые равнины, пронзённые кратерами и пересечённые сетью крутых разломов и каньонов, ставших рупесами. На поверхности можно заметить три обширные области, также называемые короны, чьи диаметры превосходят 200 километров.

Эти геологические преобразования, так же, как и необычный наклон орбиты, могут являться результатом геологической деятельности и сложной геологической истории. На Миранде могли действовать приливные силы, механизмы орбитальных резонансов, процесс гравитационной дифференциации, движения конвекции, расширение её плато и непостоянный криовулканизм. 

    Происхождение и эволюция

   На примере данного спутника Урана можно наблюдать интересные геологические проблемы. Для объяснения его формирования и геологической эволюции научным сообществом предложены несколько теорий. Одним из вариантов является то, что Миранда сформировалсь из аккреционного диска газа и пыли или туманности.

Диск газа и пыли либо существовал вокруг Урана в течение какого-то времени после формирования планеты, либо был создан при помощи огромного воздействия, которое, скорее всего, и дало Урану небольшой наклон. Между тем этот относительно небольшой спутник поразительно расширен для своего небольшого возраста по геохронологической шкале.

В действительности кажется, что наиболее недавние геологические образования на Миранде датируются всего лишь примерно сотнями миллионов лет. Получается, что термо-модели, применимые к спутникам размера Миранды, показывают скорое охлаждение и полное отсутствие геологической эволюции сразу после её аккреции из туманности.

Геологическая деятельность в течение столь длинного периода не может быть оправданной ни энергией от начальной аккреции, ни энергией деления радиоактивных элементов, участвующих в образовании.

   У Миранды сравнительно молодая (среди основных спутников Урана) поверхность, что указывает на то, что она претерпела значительные изменения.

Нынешнее состояние поверхности объяснено сложной геологической историей, в которую входят и малоизвестные сочетания различных астрономических явлений.

Среди этих явлений могут быть приливные силы, явления орбитальных резонансов, процессы частичной дифференциации или конвекции.

   Удивительная геологическая структура поверхности, состоящая из различных областей, могла быть результатом того, что Миранда была разбита на части при катастрофическом столкновении с другим небесным телом, а затем заново собралась из кусков под действием силы гравитации.

Некоторые учёные строят предположения даже о нескольких этапах столкновений (повторной аккреции) спутника. Данная гипотеза стала менее привлекательной в 2011 году из-за данных в пользу гипотезы, связанной с приливными силами Урана. При помощи этих сил была возможность вытянуть и снять поверхностную материю на коронах Инвернес и Арден, создавая крутые разломы.

Источником энергии для таких изменений могла служить только сила притяжения Урана.

   В конечном счёте, формирование поверхности Миранды могло длиться более 3 миллионов лет. Оно началось примерно 3,5 миллиарда лет назад с появления сильнократерированных районов и закончилось около ста миллионов лет назад образованием корон.

Читайте также:  Тунгусский метеорит - все о космосе

   Явления орбитальных резонансов, в большей степени орбитальный резонанс с Умбриэлем, чем с Ариэлем, оказали значительное влияние на эксцентриситет орбиты Миранды. Данные явления также внесли свой вклад во внутренней разогрев и геологическую активность спутника.

Их совокупность побудила к конвекции в единый субстрат и положила начало планетарной дифференциации. В то же время эти явления слабо бы изменили орбиты других, более массивных, по сравнению с Мирандой, спутников.

Между тем, поверхность Миранды может показаться сильно искорёженной, чтобы являться единственным сильно затронутым орбитальным резонансом продуктом.

   После того, как Миранда ушла от резонанса с Умбриэлем, её орбита приобрела аномально высокий наклон, а эксцентриситет был уменьшен.

Приливные силы затем изменили эксцентриситет и температуру в ядре спутника, что позволило вернуть сферическую форму, сохранив при этом впечатляющие геологические образования, такие, как Верона Рупес.

Эксцентриситет был источником приливных сил, и его уменьшение привело к затуханию источника энергии, которая влияла на геологическую активность Миранды, что привело к тому, что Миранда стала холодным инертным спутником.

     Открытие и наименование

     Миранда была открыта 16 февраля 1948 года голландским и американским (с 1933 года) астрономом Дж. Койпером в обсерватории Макдональд в Техасе через 97 лет после открытия Титании и Оберона. Целью Койпера было получение точных данных об относительных величинах четырёх к тому моменту известных спутников Урана: Ариэля, Умбриэля, Титании и Оберона.

    Орбита

     Миранда — самый близкий к Урану крупный спутник. Его орбита проходит примерно в 129 900 километрах от Урана, при этом она обладает наклоном и значительной эксцентричностью к плоскости экватора планеты. Эксцентриситет орбиты 0,0013. Миранда вращается вокруг Урана по практически круглой орбите, причём она располагается не в плоскости орбиты Урана, а почти перпендикулярно ей.

Такие параметры орбиты, вероятно, связаны с тем, что у Миранды могли быть орбитальные резонансы с другими спутниками. Например, орбитальный резонанс 3:1 с Умбриэлем и, вероятно, орбитальный резонанс 5:3 с Ариэлем.

Из-за орбитального резонанса с Умбриэлем, возможно, увеличился эксцентриситет орбиты Миранды, способствуя внутреннему нагреванию и геологической активности этого спутника, в то время как орбита Умбриэля была менее затронута.

Из-за низкой сплющенности Урана и малого размера по сравнению с его спутниками, они могут очень легко уходить от более слабого (по сравнению с Сатурном или Юпитером) резонанса движения. Пример тому — Миранда, которая уклонилась от резонанса (через механизм, который, вероятно, и привёл её орбиту к аномально высокому наклону).

     Орбитальный период составляет 1,41347925 земных суток и совпадает с периодом ротации. Орбита Миранды полностью находится в магнитосфере Урана, при этом Миранда всегда повёрнута к Урану одной стороной.

Благодаря этому, вся полусфера безвоздушного спутника, находящаяся со стороны, направленной против движения спутника по орбите, подвергается бомбардировке магнитосферной плазмой, вращающейся совместно с планетой.

Такая бомбардировка может привести к потемнению поверхности полусферы, что и наблюдается на всех спутниках Урана, за исключением, разве что, Оберона. При приближении к спутнику «Вояджера-2» им было зарегистрировано явное уменьшение плотности ионов магнитосферы Урана.

    Поскольку Уран вращается вокруг солнца почти на боку, он и его спутники, находящиеся в экваториальной плоскости планеты, подвержены сезонности цикла.

Оба полюса Миранды (северный и южный) находятся 42 года в полной темноте и 42 года в непрерывном солнечном свете с восхождением солнца близко к зениту на каждом из полюсов при каждом солнцестоянии.

Пролёт «Вояджера-2» в январе 1986 года совпал с летним солнцестоянием над Южным полюсом, тогда как почти всё Северное полушарие находилось в полной темноте.

    Каждые 42 года, когда Уран входит в плоскость Земли, наступает равноденствие Урана и становятся возможными исчезновения, связанные с покрытием его спутников. Несколько таких событий наблюдалось в 2006—2007 годах.

      Состав и внутреннее строение

     Среди спутников есть чёткое разделение по форме. Исходя из их размера, можно предположить сферические они или нет. Спутники диаметром более 400 километров имеют сферическую форму.

При среднем радиусе 235 километров, Миранда находится на границе между малыми и крупными спутниками[. Она обладает наименьшей плотностью среди основных спутников Урана. Её плотность 1,15 ± 0,15 г·см−3, что довольно близко к плотности льда.

Наблюдения поверхности в диапазоне инфракрасного излучения позволили обнаружить на ней наличие водяного льда, смешанного с соединением силикатов и карбонатов. При помощи таких же наблюдений поверхности можно определить присутствие аммиака (NH3) в пропорции 3 %.

На основании данных, полученных «Вояджером-2», был сделан вывод, что пропорция пород составляет между 20 и 40 % от общей массы спутника.

    Миранда, вероятно, частично дифференцирована на силикатное ядро, обёрнутое мантией, состоящей из водяного льда. В этом случае толщина мантии составила бы 135 километров, а радиус ядра был бы равен около 100 километров. При таком строении нагревание внутренней поверхности спутника будет осуществляться путём теплопроводности.

Однако наблюдения за ореолом спутника свидетельствуют о движении тепловой конвекции на поверхности. По одной из гипотез, лёд на Миранде представляет из себя клатраты из пористой замороженной смеси метана и водного льда.

Помимо метана, водные клатраты могут захватывать окись углерода и другие молекулы, впоследствии образуя вещество с хорошими теплоизоляционными свойствами, вследствие чего теплопроводность клатратов составит лишь от 2 до 10 % теплопроводности обычного льда.

Данные клатраты могут удерживать тепловую энергию, которая образуется при распаде радиоактивных элементов в недрах спутника и при таком строении понадобилось бы около 100 миллионов лет для нагревания льда до 100 °С.

Тепловая энергия также распространялась внутрь спутника, что могло привести к расширению ядра примерно на 1 % и к образованию трещин на поверхности. Кроме того, тепловая энергия, передающаяся из недр спутника на его поверхность вследствие теплопроводности, также объясняла бы частичное дифференцирование поверхности.

      Поверхность

    Миранда обладает интересной поверхностью, на которой можно заметить большое разнообразие геологических структур, которые включают в себя трещины, разломы, долины, кратеры, хребты, овраги, лощины, обрывы и пустоши.

Этот спутник, размером с Энцелад, представляет собой удивительную мозаику из весьма разнообразных зон. Некоторые регионы стары и невыразительны. Они испещрены многочисленными ударными кратерами, что и следовало ожидать от небольшого инертного тела.

Другие регионы покрыты прямоугольными или яйцевидными полосами и включают в себя сложные переплетения хребтов и рупесов (дефектных уступов) и множество параллельных выплесков на поверхность светлого и тёмного вещества, что предполагает необычный состав Миранды.

Спутник, скорее всего, состоит из водяного льда, силикатных пород и других органических соединений, более или менее глубоко расположенных в недрах Миранды.

    Это привело к предположению, что поверхность этого спутника до 5 раз перестраивалась за время эволюции. На изображениях Миранды видна структура в виде латинской буквы «V», рядом находятся горные хребты и долины, старые кратерированные и молодые гладкие области, затенённые каньоны глубиной до 20 км. Немного ниже центра находится большой кратер Алонсо глубиной 24 км.

    Для объяснения геологии Миранды выдвинуто несколько гипотез. По одной из них, Миранда была расколота в результате столкновения с крупным небесным телом, но потом куски снова воссоединились. Однако остаётся непонятным, почему сохранились ударные кратеры на остальных частях поверхности спутника. Другая гипотеза допускает, что имел место неравномерный разогрев недр Миранды. 

    Регионы

    Регионам, присутствующим на снимках «Вояджера-2», дали названия: Регион Мантуе, Регион Эфес, Регион Сицилия и Регион Дунсинан. Они представляют собой области на Миранде — последовательности холмистой местности и равнин с более или менее ярко выраженными древними ударными кратерами. Разломы также характеризуют древние регионы.

Некоторые уступы разломов столь же стары, как и формирование данных регионов, а другие, как предполагается, появились совсем недавно и, вероятно, образованы были от корон. Эти разломы сопровождаются грабенами, что характеризует наличие в прошлом тектонической активности.

Поверхность регионов практически однородно тёмная, но отвесные скалы вдоль кратеров показывают наличие более светлых частиц поверхности.

     Короны

    Миранда является одним из немногих спутников в Солнечной системе, обладающих коронами.

На данное время при помощи «Вояджера-2» было зафиксировано наличие трёх корон: Корона Арден (расположена на полушарии, направленном в сторону движения спутника по орбите), Корона Эльсинор (расположена на полушарии, направленном в сторону, противоположную движению спутника по орбите) и Корона Инвернесс (расположена на Южном полюсе). Контрасты альбедо на поверхности Миранды наиболее ярко выражены на Короне Арден и Короне Инвернесс.

      Корона Инвернесс

   Корона Инвернесс представлена трапециевидной областью площадью около 200 квадратных километров и расположенной вблизи Южного полюса. Внешняя граница короны, так же, как внутренняя структура гребней и полос с контрастным альбедо, образовывает многоугольник.

Она ограничена с трёх сторон (юга, востока и севера) сложной системой разломов. Поверхность западной части менее ясна, но тоже может быть результатом тектонической активности. Внутри короны большую часть составляют параллельные канавки с расстоянием в несколько километров.

Небольшое количество ударных кратеров позволяют судить о Инвернесс как о самой молодой из трёх наблюдаемых на поверхности Миранды корон.

Источник: http://student.zoomru.ru/astro/sputnik-urana–miranda/121371.957704.s1.html

Ссылка на основную публикацию