Спутник урана миранда кратко
Обновлено: 04.07.2024
Среди всего, что встречается нам, есть красивое, притягательное, и отталкивающее, и то же самое относится и к космическим объектам. Например, мы восхищаемся чистой геометрией Сатурна, завороженно рассматриваем вихри Юпитера, напоминающие картины сюрреалистов, пытливо всматриваемся в облака спутника Сатурна Титана. Но есть и такие жители в Солнечной системе, которым можно лишь посочувствовать – это истекающий лавой спутник Юпитера Ио, терзаемый внутренними приливными силами, а также предмет разговора этой статьи – спутник Урана Миранда.
Взгляните на её поверхность: такое ощущение, что, либо её кое-как слепили из обломков, либо ей очень здорово досталось и не один раз от комет и метеоритов.
Диаметр спутника – всего 500 км. Её размер слишком мал, чтобы поддерживать тектоническую активность, однако у неё самый разнообразный ландшафт среди всех внеземных тел. Если бы можно было приземлиться на Миранду, то вам бы захотелось пробежаться по просторным скалистым равнинам, спуститься в разломы, где прячется вечная ночь, сфотографироваться на склонах крутых каньонов, главное – не угодить в какой-нибудь глубокий кратер.
Солнце с поверхности Миранды будет выглядеть как яркая звезда, и его лучи с такого расстояния не могут согреть Миранду – температура на ней около -213 С! Если у вас есть зелье сопротивления холоду, то вы сможете любоваться открытым космосом и рассматривать далёкие звёзды, другие спутники Урана, проплывающие мимо, а главное – полюбоваться голубовато-зелёными плотными облаками Урана, кажущиеся, на первый взгляд, совсем безмятежными. Наверняка вас поразят и тонкие, хрупкие кольца газового гиганта. У Миранды нет атмосферы, поэтому никакие тучи и облака вам не помешают.
Миранда имеет высокую плотность и на 60% состоит из льда водяного типа, силикатных пород и соединений, имеющих органическое происхождение.
Никто не может дать точный ответ на вопрос: почему Миранда имеет такой уникальный рельеф? Есть несколько предположений:
Поверхность сочетается экстремальным типом геологических смешиваний. Здесь встречаются:
Во время пролета Миранда находилась к нему ближе других сателлитов планеты, что позволило детально заснять ее южное полушарие и передать информацию на Землю. Северная часть в то время была направлена в темную сторону.
Ледяная луна Урана Миранда видна с зонда Voyager 2 НАСА 24 января 1986 года. Credit: NASA/JPL-Caltech.
Обнаружение и имя спутника Миранда
Миранду обнаружил в 1948 году астроном Дж. Койпер, работавший в обсерватории Макдоналд (США). Ученый проводил измерение блеска открытых на тот момент сателлитов седьмой планеты: Умбриэля, Ариэля, Оберона и Титании.
16 февраля он заметил новое небесное тело на фото, полученном из телескопа, а 1 марта смог воспроизвести его траекторию.
Согласно традиции, положенной сыном Уильяма Гершеля (первооткрывателя сателлитов Оберона и Титании), спутники Урана называют так же, как персонажей произведений У. Шекспира.
Происхождение и эволюция
Миранда образована из древней газопылевой туманности, существовавшей с момента зарождения планеты или образованной при столкновении с крупным космическим объектом. После медленного охлаждения на ее поверхности образовались трещины, разделившие мантию на грабены (опущенные участки).
Процесс дальнейшего образования рельефа шел 3 млрд. лет. В нем чередовались фазы нагрева и охлаждения, в недрах шли процессы конвекции. Сдвиги орбиты стали причиной формирования уступов, а изменение эксцентриситета привело к угасанию геологической активности.
Изучая сателлит, астрономы расходятся во мнении, какие процессы ответственны за его образование и формирование поверхности.
Доминируют две основные эволюционные версии:
Спутник отражает не более трети солнечного света. Это свидетельство того, что на его поверхности присутствуют углеродистые материалы. Миранда является почти такой же яркой, как и Ариэль (наиболее крупная луна Урана).
Ее блеск возрастает во время оппозиции, когда наблюдатели с Земли находятся между спутником и Солнцем. Астрономы сделали вывод о пористости поверхности сателлита, что является результатом столкновений с большим количеством микрометеоритов.
Размер масса и орбита
Миранда является наиболее близким спутником Урана. Расстояние от него до планеты 129900 км, что в два раза ближе, чем от Луны до Земли.
В диаметре сателлит достигает 480 км и считается одним из самых маленьких объектов Солнечной системы, которому удалось достичь гидростатического баланса.
По расчетам астрономов, он не менее 5 раз за свое существование менял очертания. Раз в 42 земных года на нем отмечается смена сезонов.
Параметры сателлита:
- значение радиуса — 235,8 ед. (3,69% земного);
- размеры — 240,4×234,2×232,9 км;
- массовая величина — 6,59±0,75⋅1019 кг;
- показатель наклонения оси к экватору — 4,338º;
- среднее орбитальное ускорение — 6,66 м/с;
- отсутствие магнитного поля.
Орбитальный период сателлита составляет 1,41 земных суток и совпадает с периодом ротации. Вращение по траектории синхронизируется с осевым, что ведет к гравитационному блоку сателлита и планеты.
Миранда повернута к Урану только одной стороной, и ее путь лежит только в магнитосфере планеты. Собственной атмосферы у сателлита не обнаружено.
Ведомое полушарие (направленное в сторону, противоположную орбитальному движению) постоянно находится под бомбардировкой высокоскоростных элементов магнитосферной плазмы. Ученые считают, что это является причиной потемнения атакуемой части спутника.
Особенности состава и поверхности
Миранда отличается от других сателлитов седьмой планеты Солнечной системы необычной формой рельефа и наименьшей плотностью (1,15 ± 0,15 г/см3).
Информация, полученная в инфракрасном виде, помогла ученым определить, из чего состоит поверхность сателлита.
Здесь присутствуют:
- лед водяного типа — до 60%;
- силикаты;
- аммиак — 3%;
- соединения органической природы.
Температура ледяного мира в среднем составляет -178ºС. В той части, которая погружена во тьму, она падает до -213ºС. На камни приходится до 40% массы сателлита.
Есть гипотеза о наличии силикатного ядра, на поверхности которого присутствует мантия изо льда. Если это так,то отвод тепла из недр спутника происходит за счет явлений теплопроводности.
На поверхности спутника представлены хаотично разделенные склоны глубиной до 20 км, древние и более молодые области. Среди распространенных форм рельефа — разломы, хребты, кратеры.
На фото он выглядит словно склеенный из нескольких разных частей. Присутствуют террасы и скалы, каньоны, равнины и углубления различной высоты. Гравитация низкая, и падение физических тел с пиков может занимать десятки минут.
Области
В планетной номенклатуре областями называют крупные участки поверхности, отличающиеся по цвету или яркости.
Внешне подобные участки представляют собой холмистые равнины, изъеденные воронками кратеров. В ряде участков наблюдаются разъемы и впадины, часть которых образовалась относительно недавно.
В разломах присутствуют грабены, что свидетельствует о тектонических процессах, которые остались в прошлом. Поверхности областей однородные, но на их границах отмечены более яркие очаги.
Венцы
Кольцеобразные или овальные элементы на поверхности планетарных спутников называют венцами.
Миранда — один из сателлитов, на котором отмечены подобные образования. Их формирование окончательно завершилось около 100000 лет назад. Моделирование позволило ученым предположить, что в их образовании принимала участие конвенция в недрах.
Согласно современной гипотезе, в прошлом орбита спутника была более вытянутой, из-за чего он подвергался деформации на каждом повороте под воздействием приливных сил Урана. Недра прогревались, и пластичный лед поднимался к поверхности. При взаимодействии с нею образовывались венцы.
Астрономами открыты 3 венца, существования которых подтвердили снимки Voyager 2:
- Инвернесс.Область в форме трапеции занимает площадь до 200 кв.км и располагается возле южного полюса. Она ограничена комплексом разломов, разделенных промежутками длиной в несколько километров. Кратеров немного, что свидетельствует о небольшом возрасте (по сравнению с другими областями)
- Арден. Простирается с востока на запад на внешнем полушарии Миранды. Размеры с севера на юг определить не удалось, поскольку часть площади на снимке спутника скрыта за линией светораздела. Рельеф внутренней зоны гладкий, внешняя часть образована обрывами.
- Эльсинор. Расположен на ведомом полушарии сателлита, по размерам и структуре схож с венцом Арден. Его внутреннюю часть огибает пояс шириной до 100 км. Внутренний рельеф — сложный комплекс возвышенностей и впадин, сегментов с холмами и кратерами.
Уступы
Возраст уступов на поверхности спутника разный. Некоторые из них старше венцов, другие образовались позже.
На краю впадины, уходящей за край светораздела, находится самый изученный уступ — Верона. Его высота (до 15 км) превышает размеры Большого Каньона в Аризоне. Не исключено, что обрыв продолжается на стороне, скрытой от Солнца.
Еще один крупный уступ (Алжир) находится на северо-западной части венца Эвернесс.
.jpg)
Участок поверхности Миранды, на котором хорошо виден уступ Верона. Фотография сделана с аппарата Voyager 2.
Credit: NASA/JPL-Caltech.
Ударные кратеры
Астрономы хорошо изучили кратеры на южной стороне спутника. Они имеют разную форму, а диаметр варьируется от 500 м до 50 км.
Некоторые образования рельефны, окружены остатками выброшенного во время катастрофических столкновений вещества. Другие едва видны, стерты со временем.
Все они простые, с дном чашеобразной или плоской формы. Зависимости размеров кратеров от их внешнего вида нет.
Открыты кратеры Гонзало, Просперо, Стефано, Алонзо, Фердинанд.
Снимок с Voyager 2.Сложный массив трещин и кратеров, указывает на активную геологическую историю.
Credit: Voyager 2/NASA.
Карта поверхности спутника
План спутника позволяет оценить расположение ключевых форм рельефа, астрономам доступно только южное ее полушарие.
На карте отмечены южный полюс, крупные области, открытые учеными венцы и уступы, крупные ударные кратеры и рытвины.
Наряду с шевроном (яркой областью в виде буквы V) имеется наложение хребтов и долин, покрытых каньонами, и гладких поверхностей, темных каньонов.
Космические исследования Миранды
Сделанные аппаратурой того времени фотографии имеют разрешение 500 м. Заснято 40% поверхности, при этом 35% позволили выполнить геологическое кадрирование.
До сих пор остается тайной, что представляет собой северное полушарие сателлита, поскольку экспедиции к его поверхности больше отправлены не были. Всю современную информацию ученые черпают из наземных наблюдений.
Согласно последней информации, NASA планирует запуск миссии Uranus orbiter and probe (к 2023 г.). В задачу проекта входит изучение Урана, его атмосферы, спутников и колец.
Время в пути до седьмой планеты — 13 лет. Инновационный атмосферный зонд в составе миссии позволит ученым узнать больше о Миранде.
Космическим обществом Европы также обсуждается программа Uranus Pathfinder. В будущем она даст возможность получить больше информации о планете и ее спутниках.
С момента посещения внешней системы Вояджерами, ученые смогли многое выяснить о небесных телах этого региона. Кроме газовых гигантов, там также располагались удивительные лунные семьи.
Настоящей крошкой выступает спутник Урана Миранда, выделяющаяся своим причудливым видом. Она близка к экваториальной линии планеты, перпендикулярна эклиптике и наделена нормальным сезонным циклом. Но ее топография вызывает все больше вопросов.
Обнаружение и имя
Цветовой состав Миранды, запечатленный Вояджером-2 в 1986 году при удаленности в 147000 км
16 февраля 1948 года Джерард Койпер заметил спутник Миранда на фото в телескопе из Техасского университета (Остин). 1 марта удалось передать движение вокруг планеты.
Сравнительные размеры основных спутников Урана
Койпер последовал традиции, и выбрал имя шекспировского персонажа. Это была дань Джону Гершелю, который предложил имена Ариэль, Умбриэль и Оберон.
Размер, масса и орбита
Радиус – 235.8 (0.03697 земного) а масса – 6.59 х 10 19 кг (0.000011 от нашей). Это один из наиболее крошечных объектов во всей системе, которому удалось достичь гидростатического баланса.
Таким образом вы узнали, спутником какой планеты является Миранда.
Основные параметры спутника Миранда
Проживает на удаленности в 129390 км при эксцентриситете 0.0013 и наклоне к экватору – 4.232°. Полагают, что спутники периодически проходят сквозь вторичные резонансы. Однажды это привело к тому, что Миранда и Умбриэль стали соотноситься как 3:1, а с Ариэлем – 5:3. Это вызвало наклон и приливной нагрев во внутренней части.
Среднее орбитальное ускорение составляет 6.66 км/с, поэтому луна тратит 1.4 дня на орбитальный проход. Орбитальное вращение синхронизируется с осевым, что приводит к гравитационному блоку с планетой. Уран проживает практически на боку, поэтому его сезоны охватывают по 42 года.
Состав и поверхность
С показателем в 1.2 г/см 3 это наименее плотный спутник в семействе Урана. Представлен водяным льдом (60%), силикатной породой и органическими соединениями. Поверхность отличается экстремальным смешиванием различных геологических типов.
Есть склоны (глубина – 20 км), а также старые и молодые участки, которые распределены хаотично. Это говорит о том, что ранее Миранда проживала период геологической активности, что привело к приливному нагреву. Все дело в резонансе с Ариэлем. Он увеличил эксцентриситет орбиты и вызвал температурный рост.
Миранда, запечатленная Вояджером-2 в 1986 году
Есть также мысль, что спутник мог быть разрушен крупным ударником, но ядро заново притянуло куски. Тогда более плотные части опускались бы вниз, а водяной лед и летучие вещества укрыли поверхность.
В общем, насчитывают 5 разновидностей поверхности: кратеры, короны, регионы, рупы (каньоны и уступы) и борозды. Кратеры бывают молодыми и древними. Крупнейшие простираются на 30 км, а другие достигают 5-10 км.
Спутник планеты Уран Миранда располагает Уступом Вероны, превосходящей Большой Каньон в 12 раз. Хребты и каньоны могут быть экстенсивными блоками наклона – раздвигание тектонических плит с формированием зубчатой местности.
Снимок от Вояджера-2 при сближении в 1986 году. Разрешение составляет 700 м
Короны сосредоточены на территории южного полушария с рельефными структурами, простирающими на 200 км, а глубина – 20 км. Именуются как Арден, Эльсинор и Инвернесс. Остальные поверхностные особенности могут создаваться криовулканами. При альбедо в 0.32 поверхность почти такая же яркая, как Ариэль.
Исследование
Это крошечный спутник, поэтому отыскать его крайне сложно. Практически все данные о геологии и географии добыты в период единственного пролета Вояджера-2 в 1986 году. Тогда южное полушарие смотрело на Солнце, поэтому удалось изучить лишь его.
Пока никаких миссий к Миранде не планируется. Но ее причудливый внешний вид все же привлекает внимание. Поэтому любое изучение Урана коснется и ее. Ниже представлена карта спутника Урана Миранды.
Миранда – пятый по размеру (и пятый по счету открытый) спутник Урана, наиболее маленький из пятерки крупнейших спутников этой планеты (Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон, Миранда) и находящийся ближе других к планете. Своим названием (также как и другие 4 спутника) Миранда обязана героям произведений Уильяма Шекспира, в этом конкретном случае – пьесы “Буря”.
Миранда – один из спутников Урана. Даже на такой фотографии видно, что поверхности этого небесного тела “здорово досталось”
Миранда находится на расстоянии 129 900 км от Урана (ближе в 2 раза, чем Луна к Земле) и всегда повернута к планете одной стороной. Орбита Миранды практически круговая, а её плоскость экватора почти перпендикулярна плоскости орбиты планеты. Из-за этого на поверхности Миранды происходит весьма своеобразная смена времен года и “суток”, когда один полюс Миранды непрерывно освещен в течение 42 лет, а второй то же время находится в “полярной ночи”.
Диаметр спутника составляет чуть менее 500 километров, что слишком мало для поддержания геологической активности. Тем не менее, для куска безжизненного камня, Миранда имеет слишком уж замысловатую поверхность: если сказать короче, то её ландшафт самый разнообразный среди известных нам космических тел, исключая только Землю!
Миранде принадлежит своеобразный рекорд высоты – на её поверхности встречаются каньоны глубиной до 24 километров. Причем, из-за низкой гравитации на этому спутнике Урана, если бы кто-то упал с самого края подобной пропасти, его путь до дна занял бы долгих 10 минут.
Крупнейшие спутники Урана: Пак, Миранда (выделена красным), Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон. Да большое голубое пятно слева – это Уран
Как появился спутник Миранда
Ученые расходятся во мнениях относительно того, какие процессы ответственны за формирование поверхности Миранды. Одно из предположений состоит в том, что первоначальный спутник был несколько раз (до пяти раз!) расколот мощными столкновениями с другими телами и каждый раз заново “собирался” обраузя причудливую мозаику. Но эта версия не объясняет наличие явно старых и очень больших кратеров на поверхности спутника.
Другим, более вероятным сценарием является тот, что многочисленные удары метеоритов, частично расплавили ледяные недра и вода, поднимающаяся к поверхности Миранды, замерзла, образовав текущий ландшафт.
Поверхность Миранды светится довольно ярко “по меркам” спутников Урана, однако также как и остальные, она отражает не более 1/3 падающего света, что говорит о углеродистым материалом на поверхности (до 60% объема Миранды составляет лед, ещё около 40% – камень). Яркость Миранды резко возрастает, когда она находится в оппозиции, то есть, когда наблюдатель находится непосредственно между ней и Солнцем, что указывает на “пористую” поверхность небесного тела, образованную множеством ударов мелких метеоритов.
Космические исследования Миранды
Миранда, также называемая Ураном V, является самым маленьким и самым внутренним из пяти круглых спутников Урана. Он был обнаружен Джерардом Койпером 16 февраля 1948 года в обсерватории Макдональда и назван в честь Миранды из пьесы Уильяма Шекспира “Буря”.
Миранда была обнаружена с помощью телескопа Отто Струве. Движение вокруг Урана было подтверждено 1 марта того же года, что сделало его первым спутником Урана, обнаруженным почти за столетие (предыдущими были Ариэль и Умбриэль, которые были обнаружены в 1851 году Уильямом Ласселлом).
В соответствии с названиями других лун, изложенную Джоном Гершелем, который предложил, чтобы все большие луны Сатурна – Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон – были названы в честь персонажей из произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа.
Размер, масса и орбита Миранды
Со средним радиусом 235,8 ± 0,7 км и массой 6,59 ± 0,75×10 19 кг Миранда составляет 0,03697 размера Земли и примерно 0,000011 её массы. Скромный размер спутника Урана также делает его одним из самых маленьких объектов в Солнечной системе и только спутник Сатурна Мимас меньше Миранды.
Из пяти более крупных спутников Урана Миранда является ближайшей, вращающейся на среднем расстоянии 129 390 км. Спутник Урана имеет очень незначительный эксцентриситет 0,0013 и наклон 4,232° к экватору Урана. Это необычно для тела, столь близкого к своей родительской планете.
Со средней орбитальной скоростью 6,66 км/с Миранде требуется 1,4 дня, чтобы завершить один виток вокруг планеты Уран. Его орбитальный период синхронен с его вращательным периодом и поэтому всегда обращен одной и той же стороной к своей планете. Орбита этого спутника Урана перпендикулярна эклиптике Солнца. Сезоны в северном и южном полушарии длятся 42 года, поэтому на одном полюсе 42 года день, а на другом ночь.
Состав и структура поверхности Миранды
Средняя плотность Миранды (1,2 г/см³) делает ее наименее плотной из всех спутников Урана. Это также предполагает, что Миранда в основном состоит из водяного льда (по крайней мере 60%), а остальная часть, вероятно, состоит из силикатных пород и органических соединений внутри. Поверхность Миранды также является самой разнообразной и экстремальной из всех спутников в Солнечной системе.
Поверхность Миранды состоит из огромных каньонов глубиной до 20 км. Ломанная местность указывает на то, что интенсивная геологическая активность имела место в прошлом Миранды. Полагают, что это было вызвано приливным нагревом при орбитальном резонансе с Умбриэль (и, возможно, Ариэль). Этот резонанс вызвал бы потепление внутри Миранды и привел бы к извержению.
В целом, ученые признают пять типов геологических особенностей на Миранде, которые включают кратеры, короны (большие рифленые особенности), регионы (геологические области), рупии (скаты или каньоны) и борозды (параллельные канавки).
Кратерные области Миранды различаются между более молодыми, слегка кратерными областями и более старыми, более тяжелыми кратерными областями. Слегка кратерованные области включают хребты и долины, которые отделены от более сильно кратерованных областей острыми границами. Самые большие известные кратеры имеют диаметр около 30 км, а другие лежат в диапазоне от 5 до 10 км.
Этот спутник Урана имеет самый большой известный утес в Солнечной системе, который известен как Верона Рупес (названный в честь постановки Ромео и Джульетты Шекспира). Рупес имеет глубны более 5 км – что делает его в 12 раз глубже, чем Гранд-Каньон. Ученые подозревают, что хребты и каньоны Миранды представляют собой блоки тектонического наклона, где тектонические плиты растягиваются друг от друга, образуя узоры зубчатой местности с крутыми впадинами.
Наиболее известные венцы (короны) существуют в южном полушарии, подобны рифленым структурам, которые имеют лощадь 200 км в ширину и до 20 км в ддлину. Эти венцы, названные Арден, Эльсинор и Инвернесс – это местоположения в пьесах Шекспира.
Другие особенности могут быть связаны с криовулканическими извержениями ледяной магмы, которые были бы вызваны приливным изгибом и нагревом в прошлом. С альбедо 0,32, поверхность Миранды почти такая же яркая, как у Ариэль – самой яркой из больших спутников Урана. Более темный внешний вид Миранды, вероятно, из-за наличия углеродистого материала в его поверхности льда.
Исследование спутника Миранда
Видимая величина Миранды делает ее невидимой для многих любительских телескопов. В результате практически вся известная информация о его геологии и географии была получена во время единственного пролета Уранской системы, который был осуществлен Вояджером 2 в 1986 году. Во время пролета южное полушарие Миранды указывало на Солнце (в то время как северное было окутано темнотой), поэтому можно было изучать только южное полушарие.
На данный момент никаких будущих миссий не запланировано и не рассматривается. Но учитывая “Франкенштейновский” облик этого спутника Урана и тайны, которые все еще окружают его историю и геологию, любые будущие миссии были бы кстати.
Читайте также: