Умбриэль
Умбриэль — один из пяти крупных спутников Урана, тело диаметром около 1169 км с тёмной, густо покрытой кратерами поверхностью. По размерам он лишь немного превосходит соседний Ариэль, но заметно отличается от него обликом: на изученной стороне Умбриэля преобладает древняя кратерированная местность.[1][4][5]
Наиболее примечательное образование — светлое кольцо внутри кратера Вунда. Его происхождение остаётся предметом исследований: рассматриваются накопление углекислого льда и поступление вещества из недр после удара.[6][7]
Размеры и физические характеристики
Средний радиус Умбриэля составляет 584,7 км, а масса — примерно 1,28 × 10²¹ кг. Его диаметр приблизительно на 12 км больше диаметра Ариэля. Средняя плотность равна 1,52 г/см³; такую величину связывают с присутствием льда и более плотного каменистого вещества.[1][8]
Ускорение свободного падения у поверхности составляет около 0,249 м/с² — приблизительно в 39 раз меньше земного. При близких размерах и массах Умбриэль и Ариэль обладают почти одинаковой поверхностной гравитацией.[1]
Умбриэль — самый тёмный из пяти крупных спутников Урана. Причина сильного потемнения его древней поверхности окончательно не установлена.[4]
Орбита и вращение
Умбриэль движется между орбитами Ариэля и Титании. Большая полуось составляет около 266 тыс. км, а один оборот вокруг Урана занимает 4,144177 земных суток — примерно 4 суток 3 часа 28 минут.[2]
Орбита почти круговая: средний эксцентриситет равен примерно 0,004. Наклонение к экватору Урана составляет около 0,1°. Вращение синхронное, поэтому к планете постоянно обращена примерно одна и та же сторона спутника.[2][3]
Поверхность и ударные кратеры
Voyager 2 показал поверхность с многочисленными ударными кратерами и сравнительно небольшими различиями яркости. В отличие от других крупных спутников Урана, на Умбриэле не видно многочисленных кратеров с яркими лучами выброшенного вещества.[5]
Густая кратерированность изученной области свидетельствует о длительном сохранении ударного рельефа. На доступных изображениях Умбриэль выглядит менее переработанным внутренними процессами, чем Ариэль или Миранда. Однако подробные снимки охватывают лишь часть поверхности, а их разрешение ограничивает поиск небольших структур.[5][9]
Кратер Вунда
Вунда — ударный кратер диаметром около 131 км, расположенный вблизи экватора, на широте приблизительно 7,9° южной широты. На его дне находится кольцеобразное отложение, значительно более светлое, чем окружающий грунт.[6]
В исследовании 2017 года Майкл Сори и соавторы предложили, что кольцо состоит из углекислого льда. Их тепловая модель показала возможность переноса CO₂ к низким широтам и его накопления в холодной области внутри кратера. Склоны стенок и центральное возвышение могли определять кольцевую форму отложения.[6]
В расчётах слой CO₂ толщиной не менее 15 м при подходящих условиях способен сохраняться на протяжении возраста Солнечной системы. Это результат моделирования устойчивости льда, а не измеренная толщина кольца Вунды.[6]
Состав поверхности и наблюдения JWST
Спектры крупных спутников Урана показывают водяной лёд и углеродные соединения. Исследование 2026 года с использованием прибора NIRSpec телескопа JWST выявило концентрацию CO₂ и CO на задних полушариях Умбриэля и Ариэля. Такое распределение согласуется с влиянием облучения заряженными частицами магнитосферы Урана.[10][8]
При этом некоторые особенности спектров соответствуют толстым отложениям кристаллического углекислого льда, которые трудно объяснить одной радиационной переработкой грунта. Авторы допускают первоначальное присутствие углеродных соединений в веществе спутников; их современное распределение могло изменяться под действием облучения и сезонных циклов испарения и осаждения льда.[10]
Внутреннее строение и геологическая эволюция
Тёмная кратерированная поверхность не исключает более тёплого состояния недр в прошлом. В работе 2026 года исследователи моделировали образование Вунды с помощью программы iSALE-2D, проверяя возможную связь удара с выходом расплава или вещества подповерхностного океана.[7]
Если Вунда действительно относится к сложным кратерам, как позволяют предполагать имеющиеся изображения, её формирование может требовать оболочки не толще 50 км, температуры льда не ниже 240 K либо существенных различий в составе и структуре оболочки. Это альтернативные условия модели, относящиеся ко времени удара.[7]
Результаты допускают, что Умбриэль раньше обладал более тонкой или тёплой ледяной оболочкой и более крупным потенциальным океаном. Однако ни криовулканическое происхождение светлого кольца, ни существование жидкого океана сегодня не подтверждены непосредственно.[7]
Открытие и исследования
24 октября 1851 года Умбриэль открыл английский астроном Уильям Ласселл. Спутник получил имя духа из поэмы Александра Поупа «Похищение локона». Его международное обозначение — Уран II.[4][3]
24 января 1986 года Voyager 2 получил наиболее подробный опубликованный снимок Умбриэля с расстояния около 557 тыс. км. Разрешение изображения составляет примерно 10 км. На нём различимы крупные кратеры и яркое кольцо Вунды, но мелкие детали поверхности остаются недоступны.[5]
Во время пролёта освещённым было преимущественно южное полушарие. Северные области не получили сопоставимого покрытия подробными изображениями. Новые спектральные наблюдения расширяют сведения о составе поверхности, тогда как детальное изучение геологии и недр требует дальнейших исследований.[9][10]
См. также
Примечания
- ↑ 1,0 1,1 1,2 1,3 1,4 1,5 1,6 1,7 Planetary Satellite Physical Parameters // NASA JPL. Умбриэль: GM = 85,1 ± 1,9 км³/с², решение URA111; средний радиус 584,7 ± 2,8 км; плотность 1,523 ± 0,041 г/см³. Масса вычислена с G = 6,67430 × 10⁻²⁰ км³/(кг·с²); поверхностное ускорение — в сферическом приближении.
- ↑ 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 Planetary Satellite Mean Elements // NASA JPL. Умбриэль: URA182; эпоха 1 января 2000 года, 12:00 TDB; отсчёт от экваториальной плоскости Урана.
- ↑ 3,0 3,1 3,2 Uranian Satellite Fact Sheet // NASA NSSDCA.
- ↑ 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 Umbriel // NASA Science.
- ↑ 5,0 5,1 5,2 5,3 Umbriel at Closest Approach; PIA00040 // NASA/JPL.
- ↑ 6,0 6,1 6,2 6,3 Sori M. M., Bapst J., Bramson A. M., Byrne S., Landis M. E. A Wunda-full world? Carbon dioxide ice deposits on Umbriel and other Uranian moons // Icarus. 2017. Vol. 290. P. 1–13. DOI: 10.1016/j.icarus.2017.02.029.
- ↑ 7,0 7,1 7,2 7,3 Denton C. A. et al. Assessing the Plausibility of Past Cryovolcanism on Umbriel Using the Wunda Impact Crater // Journal of Geophysical Research: Planets. 2026. DOI: 10.1029/2025JE009282.
- ↑ 8,0 8,1 Castillo-Rogez J. C. et al. Compositions and Interior Structures of the Large Moons of Uranus and Implications for Future Spacecraft Observations // Journal of Geophysical Research: Planets. 2023.
- ↑ 9,0 9,1 Cartwright R. J. et al. The science case for spacecraft exploration of the Uranian satellites: Candidate ocean worlds in an ice giant system // The Planetary Science Journal. 2021. Vol. 2. Article 120.
- ↑ 10,0 10,1 10,2 Cartwright R. J. et al. Tracing the source of carbon oxides on the large moons of Uranus. 2026. Принято к публикации в The Planetary Science Journal.