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Umbriel- o terceiro maior satélite de Urano: tabela de parâmetros, superfície mais escura, órbita, composição, nome, pesquisa da Voyager-2, fatos interessantes.
O século 19 foi um momento favorável para os cientistas. Não só encontramos o cinturão de asteroides, mas também pequenos planetas e satélites. Então um dos achados interessantes tornou-se o satélite de Urano Umbriel. É a terceira maior entre as luas de Urano e a mais escura.
Descoberta e nome do satélite de Umbriel
Em 1851, William Lassell encontrou Umbriel e Ariel. É verdade que William Herschel, 50 anos antes, afirmou ter visto 4 satélites, mas as observações não foram confirmadas.
Como as outras 27 luas, Umbriel recebe o nome de um personagem da criação de Shakespeare. Eles foram sugeridos por John Herschel.
Este satélite é considerado escuro e o próprio nome com o prefixo "umbra" (sombra) alude a isso.
Tamanho, massa e órbita de Umbriel
Estende-se por 1170 km de diâmetro, mas o espectrógrafo mostra que o máximo de representado pelo gelo de água, cobrindo aproximadamente 40% da massa total. Isso pode significar que o satélite consiste em uma crosta de gelo externa centrada em torno de um núcleo rochoso. A escuridão pode ter sido criada devido ao contato da água gelada com elementos de energia magnetosfera do planeta.
Assim, você descobriu de qual planeta Umbriel é um satélite.
Os principais parâmetros do satélite Umbriel |
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| Informações sobre a inauguração | |||||
|---|---|---|---|---|---|
| data de abertura | 24 de outubro de 1851 | ||||
| pioneiros | William Lassell | ||||
| Características orbitais | |||||
| Eixo principal | ? | ||||
| Excentricidade | 0,0039 | ||||
| Período de circulação | sincronizado (voltado para Urano por um lado) | ||||
| Humor | ~0° | ||||
| Satélite | urânio | ||||
| características físicas | |||||
| Diâmetro | 1169,4 ± 2,8 km | ||||
| Raio | 266.000 km | ||||
| Peso | 1,172 ± 0,35 10 21 kg | ||||
| Densidade | 1,39 ± 0,16 g/cm3 | ||||
| Albedo | 0,26 | ||||
O metano pode se decompor em elementos de gelo e outros moléculas orgânicas escurecer, deixando um rastro enriquecido com carbono. Também cor escura criado pelo baixo albedo - o número de raios EM refletidos.
A análise mostrou a presença de água e dióxido de carbono. Assim, metano e substâncias orgânicas ainda existem apenas em teoria. Mas sua presença pode explicar alto nível CO 2 no hemisfério posterior.
O período orbital cobre 4,1 dias, o que converge com o período de rotação, o que significa que a lua está em um bloco gravitacional. O satélite Umbriel está distante do planeta Urano a 266.000 km.
As únicas fotos próximas de Umbriel vieram da Voyager 2, que passou pelo satélite em 1986 a uma distância de 325.000 km. As imagens refletiram 40% da superfície, mas apenas 20% foram minerados com possibilidade de mapeamento geológico. Naquele momento lado sul virou-se para o Sol e o norte permaneceu na sombra.
Fatos interessantes sobre a lua de Umbriel
A superfície do satélite está repleta de grandes cicatrizes de crateras, cujo diâmetro pode cobrir várias centenas de quilômetros. O maior é Voloko, ocupando 210 km. Wunda é mais perceptível com um diâmetro de 131 km. Apresenta um anel de material brilhante. Há também as crateras Fin, Peri e Zliden, cujos nomes vêm da mitologia.
Acredita-se que a lua de Urano, Umbriel, tenha permanecido estável desde que o bombardeio cessou. As únicas marcas dos velhos tempos são cânions e polígonos escuros, formas complexas que se estendem por centenas de quilômetros. Os polígonos apareceram nas imagens da Voyager 2. Há sérias flutuações sazonais.
Bem, isso é objeto interessante. Mas, por enquanto, não podemos alcançá-lo novamente, já que Marte e os satélites mais próximos são prioritários. Mas os cientistas não perdem a esperança e acreditam que um dia enviaremos um aparelho para lá e coletaremos mais informações. Abaixo está um mapa do satélite Umbriel.
Mapa de superfície de Umbriel
Umbriel, fotografado pela Voyager 2
Umbriel é uma lua de Urano descoberta por William Lassell em 24 de outubro de 1851. Lassel também descobriu Ariel ao mesmo tempo. Todas as 27 luas de Urano têm nomes de personagens de peças de Alexander Pope e William Shakespeare. Esses nomes foram sugeridos por John Herschel, filho de William Herschel, o famoso astrônomo que descobriu Titânia e Oberon.
Umbriel
É um dos cinco principais satélites.
Ambos Umbriel são quase do mesmo tamanho, com um diâmetro de 1.158 quilômetros e 1.170 quilômetros, respectivamente. O diâmetro é cerca de um terço do diâmetro da Terra.
É a terceira maior lua, mas apenas a quarta maior.
Os cientistas acreditam que a maior parte consiste em gelo de água e cerca de 40% é material rochoso denso. 
Umbriel, fotografado usando filtros de luz
Tem a superfície mais escura de todas as luas. Albedo é a luz que reflete em uma superfície e é muito baixa, apenas 16%.
Uma revolução em torno de Urano leva aproximadamente 4,1 dias.
Como está em órbita síncrona com o planeta, também leva 4,1 dias para completar uma revolução em torno do eixo. A distância até o planeta é em média de 266 mil quilômetros. Urano é o único planeta dentro sistema solar, devido à grande inclinação do eixo (89 graus) girando deitado de lado. Os satélites giram no plano do equador do planeta. Os pólos norte e sul passam 42 anos na luz e depois 42 anos no escuro. 
Descoberto por William Lassell em 24 de outubro de 1851. Nomeado após o gnomo do poema poeta inglês Alexander Pope "O rapto da fechadura".
Umbriel é principalmente gelo com uma quantidade significativa de rocha. Pode ter um núcleo de pedra coberto por um manto gelado. Em tamanho, Umbriel é a terceira maior lua de Urano e tem a superfície mais escura, refletindo apenas 16% da luz incidente.
Umbriel, coberto com numerosas crateras de impacto que atingem 210 quilômetros de diâmetro, ocupa o segundo lugar entre os satélites de Urano em termos de número de crateras (depois de Oberon).
Umbriel, como todos os satélites de Urano, foi presumivelmente formado em torno do planeta imediatamente após sua formação.
estudou o sistema de Urano queima-roupa apenas um - . O voo ocorreu em janeiro de 1986. Diversas imagens de Umbriel permitiram estudar e mapear cerca de 40% de sua superfície.
Abertura e nomeação
Umbriel foi descoberto por William Lassell em 24 de outubro de 1851, junto com outra lua de Urano, . Embora William Herschel, o descobridor de Urano, tenha afirmado no final do século XVIII que havia observado mais quatro luas de Urano, suas observações não foram confirmadas, e o direito de Herschel de ser considerado o descobridor das luas restantes de Urano é contestado.
Todas as luas de Urano têm nomes de personagens das obras de William Shakespeare e Alexander Pope. Os nomes de todas as quatro luas de Urano então conhecidas foram propostos pelo filho de William Herschel, John, em 1852, a pedido de William Lassell. Umbriel recebeu o nome do anão melancólico de The Stolen Lock, de Alexander Pope. A palavra latina "umbra" significa sombra. A lua também é designada como Urano II.
Órbita
Urano com satélites. Filmado nas proximidades infravermelho(Observatório do Paranal, 2002)
A órbita de Umbriel está a 266.000 quilômetros de Urano, a terceira mais distante das cinco maiores luas de Urano. A inclinação da órbita ao equador do planeta é muito pequena. O período orbital de Umbriel é 4,1 dias da terra e coincide com o período de sua rotação. Em outras palavras, Umbriel é um satélite síncrono de Urano e sempre se volta para ele com o mesmo lado. A órbita de Umbriel passa inteiramente dentro da magnetosfera de Urano, e este satélite não tem atmosfera. Portanto, sua retaguarda (ao longo do caminho movimento orbital) o hemisfério é constantemente bombardeado com partículas de plasma magnetosférico, que orbitam muito mais rápido que Umbriel (com um período igual ao período rotação axial Urano). Talvez isso leve ao escurecimento do hemisfério traseiro, observado em todos os satélites de Urano, exceto Oberon. O sobrevoo da Voyager 2 permitiu detectar uma clara diminuição na concentração de íons na magnetosfera de Urano perto de Umbriel.
Como Urano gira "de lado", e seu plano equatorial coincide aproximadamente com o plano do equador (e órbita) de seus grandes satélites, a mudança das estações neles é muito peculiar. Cada pólo de Umbriel está em completa escuridão por 42 anos e continuamente iluminado por 42 anos, e durante o solstício de verão o Sol no pólo quase atinge seu zênite. O sobrevoo da Voyager 2 em janeiro de 1986 coincidiu com o solstício de verão sobre pólo Sul, enquanto quase todos Hemisfério Norte estava em completa escuridão. Uma vez a cada 42 anos - durante o equinócio de Urano - o Sol (e junto com ele) passa por seu plano equatorial, e então os eclipses mútuos de seus satélites podem ser observados. Vários desses eventos foram observados em 2007-2008, incluindo duas ocultações Umbriel de Titânia em 15 de agosto e 8 de dezembro de 2007, e uma ocultação Umbriel de Ariel em 19 de agosto de 2007.
Umbriel não tem atualmente uma ressonância orbital com nenhuma das luas de Urano. No entanto, provavelmente, no início de sua existência, teve uma ressonância de 1:3 com . Isso pode ter aumentado a excentricidade da órbita de Miranda, contribuindo para o aquecimento interno da lua e a atividade geológica, enquanto a órbita de Umbriel não foi afetada. É mais fácil para os satélites de Urano sair da ressonância orbital do que para os satélites de ou , uma vez que a oblação e o tamanho de Urano são menores do que os de mais grandes planetas gigantes. Um exemplo disso é Miranda, que saiu da ressonância (o que provavelmente é o motivo da inclinação anormalmente grande de sua órbita).
Composição e estrutura interna
Umbriel é a terceira maior e quarta maior lua de Urano. A sua densidade é de 1,39 g/cm3. Segue-se disso que o satélite é em grande parte composto de gelo de água, e componentes mais densos compõem cerca de 40% de sua massa. Esses componentes podem ser pedras, bem como macromoléculas compostos orgânicos conhecidos como tolinas. Usando espectroscopia de infravermelho, gelo de água foi encontrado na superfície. Suas bandas de absorção no hemisfério anterior são mais pronunciadas do que no posterior. As razões para essa assimetria são desconhecidas, mas supõe-se que isso possa ser causado pelo bombardeio da superfície por partículas carregadas da magnetosfera de Urano, que atua precisamente no hemisfério posterior (devido à rotação conjunta do planeta e do plasma ). Essas partículas pulverizam o gelo, decompondo o metano (formador de clatrato) que ele contém e atacando outras matérias orgânicas, deixando um resíduo escuro e rico em carbono.
Uma foto de Umbriel usando filtros roxos e claros
Por meio de espectroscopia no infravermelho, além da água, foi detectado dióxido de carbono na superfície de Umbriel, que se concentra principalmente no hemisfério traseiro do satélite. Origem dióxido de carbono não muito claro. Pode ter se formado na superfície a partir de carbonatos ou matéria orgânica sob a influência do sol radiação ultravioleta ou partículas carregadas provenientes da magnetosfera de Urano. Este último pode explicar a assimetria na distribuição do dióxido de carbono sobre a superfície do satélite, pois essas partículas bombardeiam o hemisfério à direita. Outra possível fonte de CO2 é a desgaseificação do gelo de água no interior de Umbriel, que pode ser consequência da atividade geológica passada do satélite.
Umbriel pode ser diferenciado em um núcleo de pedra e um manto gelado. Se sim, então o raio do núcleo (cerca de 317 km) é aproximadamente 54% do raio do satélite, e a massa do núcleo é cerca de 40% da massa do satélite (os parâmetros são calculados com base na composição de Umbriel). Neste modelo, a pressão no centro de Umbriel é de cerca de 0,24 GPa (2,4 kbar). Estado atual manto gelado não é claro, embora a existência de um oceano subsuperficial seja considerada improvável.
Superfície
Imagem de Umbriel, que destaca áreas com albedo diferente. As áreas escuras são destacadas em vermelho, as áreas claras em azul.
A superfície de Umbriel é mais escura que as superfícies de todas as outras luas de Urano e reflete menos da metade da luz que Ariel reflete, embora essas luas sejam de tamanho próximo. Umbriel tem um albedo de Bond muito baixo - apenas cerca de 10% (para comparação, Ariel tem 23%). A superfície de Umbriel exibe um efeito de oposição: à medida que o ângulo de fase aumenta de 0° para 1°, a refletividade diminui de 26% para 19%. Ao contrário do outro satélite escuro Urano - Oberon - a superfície de Umbriel é ligeiramente cor azul. As crateras de impacto jovens (como a cratera Vanda) são ainda mais azuis. Além disso, o hemisfério anterior é ligeiramente mais vermelho que o posterior. Este avermelhamento é provavelmente causado pelo intemperismo cósmico devido ao bombardeio de partículas carregadas e micrometeoritos desde a formação de . No entanto, a assimetria de cor de Umbriel também pode estar relacionada ao acréscimo de material avermelhado vindo da parte externa do sistema de Urano (provavelmente de satélites irregulares). Esta substância deve assentar principalmente no hemisfério anterior. Além dessa diferença hemisférica, a superfície de Umbriel é relativamente uniforme em albedo e cor.
A superfície do satélite tem muitas crateras, mas não há crateras com raios de luz claramente visíveis, ao contrário de outros satélites de Urano. Uma das explicações propostas para isso é que o calor gerado nas entranhas de Umbriel durante a época de sua formação, por algum motivo, não foi suficiente para derreter a crosta e a diferenciação gravitacional. Portanto, a composição de Umbriel depende fracamente da profundidade, e as ejeções de rochas profundas ao redor das crateras de impacto são indistinguíveis da superfície principal. No entanto, a presença de cânions mostra que processos endógenos já ocorreram no satélite; eles provavelmente levaram a uma renovação da superfície e à destruição de antigos acidentes geográficos.
| Cratera | Origem do nome | Coordenadas | Diâmetro (km) |
|---|---|---|---|
| Alberich | Alberich, o anão do Nibelungenlied | 33,6°S sh. 42,2° E d.(VAI) | 52 |
| Barbatana | Fin, um troll no folclore dinamarquês | 37,4°S sh. 44,3° E d.(VAI) | 43 |
| engolir | Gob, Rei dos Anões | 12,7°S sh. 27,8° E d.(VAI) | 88 |
| Canaloa | Kanaloa, chefe Espírito maligno na mitologia polinésia | 10,8°S sh. 345,7° E d.(VAI) | 86 |
| Malingi | Malinge (Mutinga), a velha bruxa na mitologia dos aborígenes australianos |
22,9°S sh. 13,9° E d.(VAI) | 164 |
| Minepa | Minepa, um espírito maligno entre o povo Makua de Moçambique | 42,7°S sh. 8,2° E d.(VAI) | 58 |
| Peri | Peri, espíritos malignos da mitologia persa | 9,2°S sh. 4,3° E d.(VAI) | 61 |
| Setibos | Setibos, príncipe das trevas na Patagônia | 30,8°S sh. 346,3° E d.(VAI) | 50 |
| Pele | Depressa, troll no folclore dinamarquês | 1,8°S sh. 331,7° E d.(VAI) | 72 |
| Woover | Woover da mitologia finlandesa | 4,7°S sh. 311,6° E d.(VAI) | 98 |
| Vokolo | Wokolo, um espírito maligno das crenças do povo Bambara que vive na África Ocidental | 30°S sh. 1,8° pol. d.(VAI) | 208 |
| Vanda | Wanda na mitologia aborígene australiana | 7,9°S sh. 273,6° E d.(VAI) | 131 |
| Sinistro | Sinistro, um espírito maligno na mitologia eslava | 23,3°S sh. 326,2° E d.(VAI) | 44 |
Agora em Umbriel, os nomes têm apenas um tipo de detalhe de relevo - crateras. Há muito mais deles neste satélite do que em Ariel e Titânia, o que indica sua menor atividade endógena. De todas as luas de Urano, apenas Oberon supera Umbriel no número de crateras. Diâmetros crateras famosas variam de alguns quilômetros a 210 quilômetros (para a cratera Vokolo). Todas as crateras Umbriel estudadas têm um pico central, mas nenhuma tem raios.
Uma das principais características distintas Umbriel - Cratera Wanda com um círculo de luz incomum no fundo. Este é o mais proeminente estrutura geológica- o diâmetro é de cerca de 131 quilômetros. Um anel brilhante no fundo da cratera pode ser feito de rocha cortada de Umbriel. impacto. Crateras vizinhas, como Woover e Skind, não têm esses anéis, mas têm picos centrais brilhantes. A exploração do limbo de Umbriel revelou uma estrutura que pode ser uma cratera muito grande (cerca de 400 quilômetros de diâmetro e cerca de 5 quilômetros de profundidade).
A superfície de Umbriel, como outros grandes satélites de Urano, é pontilhada por um sistema de cânions direcionados de nordeste para sudoeste. No entanto, eles não receberam nomes porque a resolução das imagens é insuficiente para um mapeamento geológico de alta qualidade.
A superfície de Umbriel não mudou depois, então há muitas crateras nela. Os únicos sinais de atividade endógena são cânions e polígonos escuros (áreas forma complexa dezenas a centenas de quilômetros de diâmetro). Esses polígonos foram descobertos usando fotometria precisa das imagens da Voyager 2. Estão distribuídos de forma mais ou menos uniforme por toda a superfície de Umbriel com uma orientação predominante de nordeste a sudoeste. Algumas dessas áreas correspondem a planícies de até vários quilômetros de profundidade e podem ser o resultado da atividade tectônica inicial em Umbriel. Atualmente, não há explicação por que a superfície da lua é tão escura e uniforme. Talvez esteja coberto por uma fina camada de material escuro trazido à superfície por impactos de meteoritos ou ejetado por vulcões. De acordo com outra versão, a casca de Umbriel pode consistir inteiramente em matéria escura, o que impossibilita que ejetos brilhantes apareçam ao redor das crateras. No entanto, isso pode ser contrariado pela presença de um anel brilhante na cratera Vanda.
Origem e evolução
Como todos grandes satélites Urano, Umbriel provavelmente se formou a partir de um disco de acreção de gás e poeira que existiu ao redor de Urano por algum tempo após a formação do planeta, ou apareceu em uma colisão poderosa, o que provavelmente deu a Urano uma inclinação axial muito grande. A composição exata da nebulosa é desconhecida, mas mais alta densidade satélites de Urano em comparação com os de Saturno indica que esta nebulosa provavelmente continha menos água. Quantidades significativas de carbono e nitrogênio podem estar na forma de monóxido de carbono (CO) e nitrogênio molecular (N2) em vez de amônia e metano. Um satélite formado em tal nebulosa deve conter menos gelo de água (com clatratos de CO e N2) e grande quantidade rochas pedregosas e, portanto, têm uma densidade mais alta.
A formação de Umbriel por acréscimo provavelmente continuou por vários milhares de anos. As colisões que acompanharam a acreção causaram o aquecimento das camadas externas do satélite. A temperatura máxima (cerca de 180 K) foi atingida a uma profundidade de cerca de 3 km. Após a conclusão da formação, a camada externa esfriou, enquanto a interna começou a aquecer devido ao decaimento elementos radioativos encerrado em suas rochas. A camada superficial se contraiu devido ao resfriamento, enquanto a camada interna de aquecimento se expandiu. Isso causou um forte estresse mecânico na crosta de Umbriel, o que poderia levar à formação de falhas. Esse processo deve ter durado cerca de 200 milhões de anos. Assim, a atividade endógena em Umbriel deve ter cessado há vários bilhões de anos.
O calor da acreção inicial e o subsequente decaimento de elementos radioativos podem ser suficientes para derreter o gelo se contiver algum anticongelante (por exemplo, amônia na forma de hidrato de amônio e sal). O derretimento pode ter levado à separação do gelo da rocha e à formação de um núcleo rochoso cercado por um manto de gelo. Uma camada pode se formar na fronteira entre o núcleo e o manto água líquida(oceano) saturado com amônia dissolvida. A temperatura eutética dessa mistura é de 176 K. Se a temperatura do oceano estivesse abaixo desse valor, deveria ter congelado há muito tempo. Entre todos os satélites de Urano, Umbriel foi o menos afetado por processos endógenos de transformação de superfície, embora esses processos possam ter afetado Umbriel (assim como outros satélites) em sua existência inicial. Infelizmente, as informações sobre Umbriel ainda são muito escassas e amplamente limitadas às pesquisas conduzidas pela Voyager 2.
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Reconstrução gráfica de uma ocultação parcial de Urano por Umbriel
As únicas imagens de Umbriel até hoje fechar-se foram obtidos pela Voyager 2, que fotografou o satélite durante sua exploração de Urano em janeiro de 1986. menor distância ao satélite foi de 325.000 quilômetros (202.000 milhas), e as imagens mais detalhadas têm uma resolução de 5,2 quilômetros. As imagens cobrem apenas 40% da superfície e apenas 20% são capturadas com qualidade suficiente para mapeamento geológico. Durante o sobrevoo, o hemisfério sul de Umbriel (assim como outros satélites) estava voltado para o Sol, então o hemisfério norte não foi iluminado e não pôde ser estudado. Nem Urano nem Umbriel foram visitados por outras sondas interplanetárias, e não há planos de visita em um futuro próximo.
Os satélites de Urano giram em órbitas circulares localizadas no plano do equador do planeta e na mesma direção em que o corpo central gira. E como a rotação de Urano é invertida, o movimento dos satélites também é invertido. Suas órbitas são acentuadamente inclinadas em relação ao plano da eclíptica. Portanto, eles se movem "para cima" ou "para baixo". Observando um movimento tão estranho dos satélites de Urano, os astrônomos chegaram à conclusão de que Urano gira deitado de lado.
| Como Netuno e Saturno, Urano tem grande número satélites (em 1997, 15 foram descobertos) e um sistema de anéis. Dimensões maiores(em quilômetros) e massa (em frações da massa de Urano) são típicos para os primeiros cinco satélites (descobertos da Terra). Isso é Miranda(127 km, 10 -7), (565 km, 1,1 10 -5), (555 km, 1,1 10 -5), (800 km, 3,2 10 -5), (815 km, 3,4 10 -5). Os dois últimos satélites, segundo estimativas teóricas, experiência de diferenciação, ou seja, redistribuição vários elementos em profundidade, resultando na formação de um núcleo de silicato, um manto de gelo (água e amônia) e uma crosta de gelo. O calor liberado durante a diferenciação leva a um aquecimento perceptível do interior, que pode até causar seu derretimento. Os restantes 10 satélites de Urano (Cordelia, Ophelia, Bianca, Cressida, Desdemona, Juliet, Portia, Rosalind, Belinda, Pack) foram descobertos a partir do tabuleiro nave espacial Voyager 2 em 1985-86. |
Os exploradores das luas de Urano identificaram fato incomum: Ariel e Miranda têm vulcões ativos expelindo... gelo! Em cada um desses satélites, vários campos de gelo, semelhantes aos campos de lava terrestres, são claramente visíveis. É bem possível que esse gelo consista em uma mistura de água congelada comum com metano congelado e amônia.
Qual é a causa das erupções em si ainda não está claro. No entanto, sabe-se que o gelo água-metano-amônia é mais fluido que o gelo comum. A uma temperatura de -205°C, predominante na superfície de Ariel e Miranda, tal mistura deve ser plástica o suficiente para fluir lentamente pelas encostas das montanhas.
