Оберон, Мерл
- 1 year ago
- 0
- 0
Оберо́н — второй по размеру и массе спутник Урана , девятый по массе и десятый по размеру спутник в Солнечной системе . Известен также как Уран IV . Открыт Уильямом Гершелем в 1787 году. Назван в честь царя фей и эльфов из произведения Уильяма Шекспира « Сон в летнюю ночь ». Самый далёкий от Урана среди его крупных спутников . Его орбита частично расположена вне магнитосферы планеты .
Вполне вероятно, что Оберон сформировался из аккреционного диска , окружавшего Уран сразу после образования. Спутник состоит примерно из равного количества камня и льда и, вероятно, дифференцирован на каменное ядро и ледяную мантию. На их границе, возможно, есть слой жидкой воды .
Поверхность Оберона тёмная с красным оттенком. Его рельеф формировался в основном ударами астероидов и комет , создавшими многочисленные, до 210 км в диаметре, кратеры . Оберон обладает системой каньонов ( грабенов ), образовавшихся при растяжении коры в результате расширения недр на раннем этапе его истории .
Оберон, как и всю систему Урана, изучал с близкого расстояния лишь один космический аппарат — « Вояджер-2 ». Пролетев вблизи спутника в январе 1986 года, он сделал несколько снимков, которые позволили изучить около 40 % его поверхности. .
Оберон был открыт Уильямом Гершелем 11 января 1787 года (в один день с Титанией и через 6 лет после Урана) . Позднее Гершель сообщил об открытии ещё четырёх спутников , но эти наблюдения оказались ошибочными . В течение 50 лет после их открытия Титанию и Оберон не наблюдал никто, кроме Гершеля из-за слабой проницающей способности телескопов того времени. Сейчас эти спутники можно наблюдать с Земли с помощью любительских телескопов высокого класса .
Первоначально Оберон называли «Вторым спутником Урана», а в 1848 году Уильям Лассел дал ему имя «Уран II» , хотя он иногда использовал и нумерацию Уильяма Гершеля, в которой Титания и Оберон именовались «Уран II» и «Уран IV» соответственно . Наконец, в 1851 году Лассел обозначил четыре известных на тот момент спутника римскими цифрами в порядке их удаления от планеты. С тех пор Оберон носит обозначение «Уран IV» .
Впоследствии все спутники Урана были названы в честь персонажей произведений Вильяма Шекспира и Александра Поупа . Оберон получил своё название в честь Оберона — царя фей и эльфов из пьесы Шекспира « Сон в летнюю ночь » . Названия для всех четырёх известных на тот момент спутников Урана были предложены сыном Гершеля, Джоном в 1852 году по просьбе Уильяма Лассела , который годом ранее обнаружил два других спутника — Ариэль и Умбриэль .
Единственные на сегодняшний день изображения Оберона, где видно детали поверхности, были получены космическим аппаратом « Вояджер-2 ». В январе 1986 года он сблизился с Обероном на расстояние в 470 600 км и сделал снимки с разрешением около 6 километров (с лучшим разрешением были сняты только Миранда и Ариэль) . Изображения охватывают 40 % поверхности спутника, но только 25 % засняты с качеством, достаточным для геологического картирования . Во время пролёта «Вояджера» Солнце освещало южное полушарие Оберона (как и других спутников), северное же полушарие было погружено в полярную ночь и, таким образом, не могло быть изучено .
До полёта « Вояджера-2 » о спутнике было известно очень мало. В результате наземных спектрографических наблюдений было установлено наличие на Обероне водяного льда. Никакой другой космический аппарат никогда не посещал систему Урана и, в частности, Оберон. Не планируются посещения и в обозримом будущем.
Оберон — самый удалённый от Урана из пяти его крупных спутников . Радиус его орбиты — 584 000 километров. Орбита имеет небольшой эксцентриситет и наклон к экватору планеты . Его орбитальный период равен 13,46 суток и совпадает с периодом вращения вокруг своей оси. Иными словами, Оберон является синхронным спутником , всегда повёрнутым одной и той же стороной к планете . Значительная часть орбиты Оберона проходит вне магнитосферы Урана . В результате этого его поверхность подвержена прямому воздействию солнечного ветра . А ведомое полушарие бомбардируется ещё и частицами магнитосферной плазмы , которые движутся вокруг Урана намного быстрее Оберона (с периодом, равным периоду осевого вращения планеты). Такая бомбардировка может приводить к потемнению этого полушария, что и наблюдается на всех спутниках Урана, кроме Оберона .
Так как Уран вращается вокруг Солнца «на боку», а плоскость его экватора примерно совпадает с плоскостью экватора (и орбиты) его крупных спутников, смена сезонов на них очень своеобразна. Каждый полюс Оберона 42 года находится в полной темноте и 42 года непрерывно освещён, причём во время летнего солнцестояния Солнце на полюсе почти достигает зенита . Пролёт «Вояджера-2» в 1986 году совпал с летним солнцестоянием в южном полушарии, тогда как почти всё северное находилось в темноте.
Раз в 42 года, во время равноденствия на Уране, Солнце (и вместе с ним Земля) проходит через его экваториальную плоскость, и тогда можно наблюдать взаимные покрытия его спутников. Несколько таких событий наблюдалось в 2006—2007 годах, в том числе покрытие Умбриэля Обероном 4 мая 2007 года, которое продолжалось почти шесть минут .
Оберон — второй по величине и массе спутник Урана и девятый по массе спутник в Солнечной системе . Плотность Оберона составляет 1,63 г/см³ (выше, чем у спутников Сатурна ) и показывает, что Оберон состоит примерно в равных количествах из водяного льда и тяжёлых неледяных составляющих, которые могут включать камень и органику . Наличие водяного льда (в виде кристаллов на поверхности спутника) показали и спектрографические наблюдения . При сверхнизких температурах, характерных для спутников Урана, лёд становится подобным камню ( лёд I c ). Его абсорбционные полосы на ведомом полушарии сильнее, чем на ведущем, тогда как у остальных спутников Урана — наоборот . Причина этого различия полушарий неизвестна. Возможно, дело в том, что ведущее полушарие более подвержено метеоритным ударам , которые удаляют с него лёд . Тёмный материал мог образоваться в результате воздействия ионизирующего излучения на органические вещества , в частности, на метан, присутствующий там в составе клатратов .
Оберон может быть дифференцирован на каменное ядро и ледяную мантию . Если это действительно так, то по плотности спутника можно определить, что радиус ядра составляет около 63 % радиуса спутника (480 км), а масса ядра примерно равна 54 % массы Оберона. Давление в центре Оберона — около 0,5 ГПа (5 кбар ) . Состояние ледяной мантии неизвестно. Если лёд содержит достаточное количество аммиака или другого антифриза , то на границе ядра и мантии Оберона может быть жидкий океан. Толщина этого океана, если он существует, может достигать 40 километров, а температура составляет около 180 К . Впрочем, внутреннее строение Оберона во многом зависит от его термальной истории, которая сейчас малоизвестна.
Поверхность Оберона довольно тёмная (из крупных спутников Урана темнее него только Умбриэль ) . Его альбедо Бонда — около 14 % . Подобно Миранде, Ариэлю и Титании, Оберон демонстрирует сильный оппозиционный эффект : при увеличении фазового угла с 0° до 1° отражательная способность его поверхности уменьшается с 31 % до 22 % . Это указывает на её большую пористость (вероятно, результат микрометеоритной бомбардировки) . Поверхность спутника в основном красного цвета, за исключением белых или слегка голубоватых свежих выбросов вокруг ударных кратеров . Оберон — самый красный среди крупных спутников Урана. Его ведущее полушарие намного краснее ведомого, поскольку на нём больше тёмно-красного материала. Обычно покраснение поверхности небесных тел — результат космического выветривания , вызванного бомбардировкой поверхности заряженными частицами и микро метеоритами . Однако в случае с Обероном покраснение поверхности, вероятно, вызвано оседанием красноватого материала, который поступает из внешней части системы Урана (возможно, с нерегулярных спутников ). Это оседание происходит в основном на ведущем полушарии .
Названия на Обероне получили 9 кратеров и 1 каньон . Концентрация кратеров на Обероне больше, чем на других спутниках Урана. Поверхность насыщена ими, то есть при появлении новых кратеров разрушается примерно столько же старых, и их количество не меняется. Это показывает, что поверхность Оберона древнее, чем поверхность остальных спутников Урана , и говорит о давнем отсутствии на ней геологической активности. Диаметр самого большого из обнаруженных кратеров — кратера — составляет 206 километров. От многих кратеров расходятся светлые лучи, предположительно, выбросы льда . Дно самых больших кратеров тёмное. На некоторых снимках на лимбе Оберона видно 11-километровую возвышенность. Не исключено, что это — центральная горка ещё одного кратера, и тогда его диаметр должен быть около 375 км .
Поверхность Оберона пересечена системой каньонов (хотя там они гораздо менее распространены, чем на Титании ). Каньоны ( лат. chasma , мн. ч. chasmata ) — это длинные впадины с крутыми склонами; вероятно, они образовались вследствие разломов . Возраст разных каньонов заметно различается. Некоторые из них пересекают выбросы из кратеров с лучами, показывая, что эти кратеры старше разломов . Самый заметный каньон Оберона — .
Рельеф Оберона сформирован двумя противодействующими процессами: образованием ударных кратеров и эндогенным восстановлением поверхности . Первый процесс является основным и действует на протяжении всей истории спутника , а второй — лишь в её начале, когда недра спутника ещё сохраняли геологическую активность. Эндогенные процессы на Обероне имеют в основном тектоническую природу. Они привели к образованию каньонов — гигантских трещин в ледяной коре. Растрескивание коры было вызвано, скорее всего, расширением Оберона, которое произошло в два этапа, соответствующих появлению старых и молодых каньонов. При этом площадь его поверхности увеличилась примерно на 0,5 % и 0,4 % соответственно .
На дне крупнейших кратеров Оберона (таких как Гамлет, Макбет и Отелло) видно тёмное вещество. Кроме того, тёмные пятна есть и вне кратеров — в основном на ведущем полушарии. Некоторые учёные предполагают, что эти пятна — следствие криовулканизма , когда сквозь образовавшиеся разрывы в ледяной коре на поверхность изливалась загрязнённая вода, которая при застывании образовала тёмную поверхность. Таким образом, это — аналоги лунных морей , где вместо воды была лава. По другой версии тёмное вещество выбито из глубинных слоёв ударами метеоритов, что возможно, если Оберон в некоторой мере дифференцирован , то есть имеет ледяную кору и недра из более тёмного материала .
Наименование | Названо в честь | Тип | Длина (диаметр), км | Координаты |
---|---|---|---|---|
Каньон Моммур | — волшебный лес, где правит Оберон | Каньон | 537 | |
Антоний | Марк Антоний из произведения «Антоний и Клеопатра» | Кратер | 47 | |
Цезарь | Цезарь из произведения « Юлий Цезарь » | 76 | ||
Кориолан | Гней Кориолан из произведения « Кориолан » | 120 | ||
Фальстаф | Фальстаф из произведения « Виндзорские насмешницы » | 124 | ||
Гамлет | Принц Гамлет из произведения « Гамлет, принц датский » | 206 | ||
Лир | Лир из произведения « Король Лир » | 126 | ||
Макбет | Макбет из одноимённого произведения | 203 | ||
Отелло | Отелло из произведения « Отелло, венецианский мавр » | 114 | ||
Ромео | Ромео Монтекки из произведения « Ромео и Джульетта » | 159 |
Как и все крупные спутники Урана , Оберон, вероятно, сформировался из газо-пылевого аккреционного диска , который либо существовал вокруг Урана в течение какого-то времени после формирования планеты, либо появился при гигантском столкновении, которое, скорее всего, и дало Урану очень большой наклон оси вращения . Точный состав диска неизвестен, однако более высокая плотность спутников Урана по сравнению со спутниками Сатурна указывает на то, что он содержал относительно мало воды . Значительное количество углерода и азота могло находиться в виде оксида углерода (CO) и молекулярного азота (N 2 ), а не метана и аммиака . Спутник, сформировавшийся из такого диска, должен содержать меньше водяного льда (с клатратами CO и N 2 ) и больше каменистых пород, что объяснило бы его высокую плотность .
Образование Оберона, вероятно, продолжалось в течение нескольких тысяч лет . Столкновения, сопровождавшие аккрецию, нагревали внешние слои спутника . Максимальная температура (около 230 K), вероятно, была достигнута на глубине около 60 километров . После завершения формирования внешний слой Оберона остыл, а внутренний стал нагреваться из-за распада радиоактивных элементов в его недрах . Поверхностный слой за счёт охлаждения сжимался, в то время как нагревающийся внутренний расширялся. Это вызвало в коре Оберона сильное механическое напряжение , которое могло привести к образованию разломов . Возможно, именно так появилась существующая сейчас система каньонов. Этот процесс длился около 200 миллионов лет и, следовательно, прекратился несколько миллиардов лет назад .
Тепла от изначальной аккреции и продолжавшегося далее распада радиоактивных элементов могло хватить для плавления льда в недрах, если в нём присутствовали какие-либо антифризы — аммиак или соль . Таяние могло привести к отделению льда от камня и формированию каменного ядра, окруженного ледяной мантией. На их границе мог появиться слой жидкой воды, содержащей аммиак. Эвтектическая температура их смеси — 176 К . Если температура океана опускалась ниже этого значения, то сейчас он замёрзший. Замерзание привело бы к его расширению и растрескиванию коры и образованию каньонов . Тем не менее, современные знания о геологической истории Оберона являются весьма ограниченными.
Вокруг событий, произошедших с земной экспедицией на Обероне, строится сюжет научно-фантастической дилогии Сергея Павлова « Лунная радуга ». По первой повести дилогии был снят одноимённый позднесоветский фильм.
Одна из повестей американского писателя-фантаста Эдмонда Гамильтона — « Сокровище Громовой Луны » — описывает Оберон как планету, покрытую вулканами, с каменной поверхностью и с океанами из жидкой лавы, живыми существами-«огневиками» и залежью редчайшего элемента-антигравитанта — «левиума».
Оберон также упомянут в песне Юрия Визбора «Да будет старт», посвященной космонавтам: Мы построим лестницу до звёзд, мы пройдем сквозь чёрные циклоны от смоленских солнечных берез до туманных далей Оберона… .
Профессор Никлаус Вирт назвал свой последний язык программирования Обероном в честь этого спутника Урана .