http://forkredit.com/ | | |

Оберон

 

Оберон (спутник)

Снимок «Вояджера-2»
 
История открытия
Первооткрыватель
Уильям Гершель
Дата открытия
11 января 1787
 
Орбитальные характеристики
Большая полуось
583 520 км
Эксцентриситет
0,0014
Период обращения
13,463 дня
Наклонение орбиты
0,058° (к экватору Урана)
 
Физические характеристики
Диаметр
1522,8 ±5,2 км
Средний радиус
761,4 ±2,6 км (0,1194 земного)
Площадь поверхности
7,285 млн км²[b]
Масса
3,014·1021 кг
Плотность
1,63 ±0,05 г/см³
Объём
1 849 000 000 км³[c]
Ускорение свободного падения
0,346 м/с²[d]
Период вращения вокруг оси
синхронизирован (обращён к Урану одной стороной)
Наклон оси вращения
~0°
Альбедо
0,31 (геометрическое) 0,14 (Бонда)
Видимая звёздная величина
14,1
Температура поверхности
70-80 K (−203… −193 °C)
Атмосфера
отсутствует
 
Оберон — второй по размеру и массе спутник Урана и девятый по массе спутник в Солнечной системе. Также известен под обозначением «Уран IV». Открыт Уильямом Гершелем в 1787 году и назван в честь царя фей и эльфов в произведении Вильяма Шекспира «Сон в летнюю ночь». Это 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 планеты. 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. Её рельеф формировался в основном за счёт столкновений с астероидами и кометами, создавшими многочисленные кратеры, достигающие 210 км в диаметре. Оберон обладает системой каньонов (грабенов), образовавшихся при растяжении коры в результате расширения недр на раннем этапе его истории[⇨].
 
Оберон, как и вообще систему Урана, изучал с близкого расстояния лишь один космический аппарат — «Вояджер-2». Он пролетел рядом со спутником в январе 1986 года и сделал несколько снимков, которые позволили изучить около 40 % поверхности[⇨].
 
 
История открытия, наименования и изучения
 
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 открытия Титанию и Оберон не наблюдал никто, кроме Гершеля, ввиду слабой проницающей силы телескопов того времени, но 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 и использовал нумерацию Уильяма Гершеля, где Титания и Оберон именовались как Уран II и Уран IV соответственно. Наконец, в 1851 году Лассел переименовал четыре известных на тот момент спутника римскими цифрами в порядке их удалённости от планеты, и с тех пор Оберон носил имя 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 «Сон в летнюю ночь». Наименования для всех четырёх на тот момент известных спутников Урана были предложены сыном Гершеля — Джоном — в 1852 году по просьбе Уильяма Лассела, который годом ранее обнаружил два других спутника — Ариэль и Умбриэль.
 
На сегодняшний день единственные изображения Оберона, сделанные крупным планом, были получены космическим аппаратом «Вояджер-2». В январе 1986 года он сблизился с Обероном на расстояние 470 600 км и сделал снимки с разрешением около 6 километров (с лучшим были сняты только Миранда и Ариэль). Изображения охватывают 40 % поверхности, но только 25 % заснято 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 мало что известно. 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.
 
 
Орбита
 
Оберон — самый удалённый от Урана из 5 его крупных спутников[e]: радиус его орбиты — 584 000 километров. Она 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 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 его плоскость 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.
 
Состав и внутреннее строение
 
Оберон. Самый большой кратер с тёмным дном (слева) — Гамлет; кратер Отелло находится левее и выше (около края диска)
Оберон может быть дифференцирован на каменное ядро и ледяную мантию. Если это действительно так, то по плотности спутника можно рассчитать, 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.
 
 
Состав и внутреннее строение
 
Оберон. Самый большой кратер с тёмным дном (слева) — Гамлет; кратер Отелло находится левее и выше (около края диска)
Оберон — второй по величине и массе спутник Урана и девятый по массе спутник в Солнечной системе[f]. Плотность Оберона — 1,63 г/см³, что выше, чем у спутников Сатурна и показывает, что Оберон состоит примерно наполовину из водяного льда и наполовину из 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. 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 рассчитать, 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
Поверхность Оберона довольно тёмная (из крупных спутников Урана темнее его только Умбриэль). Его альбедо Бонда — около 14 %. Подобно Миранде, Ариэлю и Титании, Оберон демонстрирует сильный оппозиционный эффект[en]: 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 свежих выбросов вокруг ударных кратеров — белых или слегка голубоватых. 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 микрометеоритами. Однако в случае Оберона 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.
 
Подписаны все детали рельефа, которым присвоены имена по состоянию на 2016 год (9 кратеров и 1 каньон)
Названия на Обероне получили детали рельефа двух типов: кратеры и 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 общее их число 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 — кратера Гамлет[en] — 206 километров. От многих кратеров расходятся светлые лучи — вероятно, 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 отличается. Некоторые из них пересекают выбросы из кратеров с лучами, показывая, что эти кратеры старше разломов. Самый заметный каньон Оберона — каньон Моммур[en].
 
Рельеф Оберона сформирован двумя противодействующими процессами: образованием ударных кратеров и эндогенным восстановлением поверхности. Первый процесс является основным и действовал на протяжении всей истории спутника, а второй — лишь в её начале, когда его недра 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 глубоких слоёв ударами метеоритов, что возможно, если Оберон в некоторой мере дифференцирован — имеет ледяную кору и недра из более тёмного материала.
 
 
Названия деталей рельефа Оберона
(даны в честь персонажей произведений Шекспира и связанных с ними географических объектов)
 
Наименование
Названо в честь
Тип
Длина (диаметр), км
Координаты
Каньон Моммур
Моммур[en] — волшебный лес, где правит Оберон
Каньон
537
16.3° ю. ш. 323.5° в. д.
Антоний
Марк Антоний из произведения «Антоний и Клеопатра»
Кратер
47
27.5° ю. ш. 65.4° в. д.
Цезарь
Цезарь из произведения «Юлий Цезарь»
76
26.6° ю. ш. 61.1° в. д.
Кориолан
Гней Кориолан из произведения «Кориолан»
120
11.4° ю. ш. 345.2° в. д.
Фальстаф
Фальстаф из произведения «Виндзорские насмешницы»
124
22.1° ю. ш. 19.0° в. д.
Гамлет
Принц Гамлет из произведения «Гамлет, принц датский»
206
46.1° ю. ш. 44.4° в. д.
Лир
Лир из произведения «Король Лир»
126
5.4° ю. ш. 31.5° в. д.
Макбет
Макбет из одноимённого произведения
203
58.4° ю. ш. 112.5° в. д.
Отелло
Отелло из произведения «Отелло, венецианский мавр»
114
66.0° ю. ш. 42.9° в. д.
Ромео
Ромео Монтекки из произведения «Ромео и Джульетта»
159
28.7° ю. ш. 89.4° в. д.
 
 
 
Происхождение и эволюция
Как и все крупные спутники Урана, Оберон, вероятно, сформировался из аккреционного диска из газа и пыли, 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[g]. Значительные количества углерода и азота могли находиться в виде оксида углерода (CO) и молекулярного азота (N2), а не метана и аммиака. Спутник, сформировавшийся из такого диска, должен содержать меньше водяного льда (с клатратами CO и N2) и больше каменистых пород, что объясняло 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 это могло внести вклад в растрескивание коры и образование каньонов. Тем не менее современные знания о геологической истории Оберона являются весьма ограниченными.
 
 
Оберон в культуре
Вокруг событий, произошедших с земной экспедицией на Обероне, строится сюжет научно-фантастической дилогии Сергея Павлова «Лунная радуга». «Луна», фигурирующая в названии повести, и есть Оберон — четвёртый спутник («луна») Урана. По первой повести фантастической трилогии 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 залежами 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.
 

Оставьте свой комментарий

0 / 300 Ограничение символов
Ваш текст должен быть в пределах 10-300 символов
правилами и условиями.
  • Комментарии не найдены