Аріель

Аріе́ль (Аріє́ль) ― четвертий за величиною супутник (див. Супутники планет) Урана. Ймовірно утворився з акреційного (див. Акреція) диска, що оточував планету відразу після її формування з протопланетної газової хмари (як і всі великі супутники Урана).

Історична довідка

Відкрито 24.10.1851 Вільямом Ласселлом (1799–1880, Велика Британія). Названо на честь сильфа з поеми А. Поупа «Викрадення локона», а також духа, який служив Просперо в творі В. Шекспіра «Буря».

Характеристика

Характеристики добового обертання

Екваторіальна площина Урана майже перпендикулярна до площини його орбіти (кут нахилу дорівнює 97,8о). Площина орбіти Аріеля практично збігається з екваторіальною площиною Урана. Це приводить до сильних сезонних змін в умовах освітленості Аріеля (тривалість сезону на Урані та його супутниках дорівнює майже 21 земний рік). Відтак на кожному полюсі Аріеля 42 роки триває полярна ніч і 42 роки ― полярний день, причому Сонце під час сонцестоянь на полюсах (почергово) майже досягає зеніту.

Умови для спостережень

Для земного спостерігача Аріель є непростим для спостерігання об’єктом через велику різницю блиску з Ураном (майже в 3 000 разів) та невелику максимальну кутову відстань від нього ― 12,5".

Діапазон змін фазового кута Аріеля для земного спостерігача ― у межах від 0º до 3º. Візуальна зоряна величина в середній опозиції 14,47m. Фазовий інтеграл становить близько 1,05.

Орбітальні характеристики руху

Велика піввісь орбіти дорівнює 191 020 км, ексцентриситет орбіти ― 0,0012 (тобто орбіта Аріеля практично колова). Нахил орбіти до екваторіальної площини Урана ― 0,26°. Орбітальний сидеричний період обертання Аріеля дорівнює 2,52 доби (60 год 29 хв), при цьому орбітальний сидеричний період синхронізований з його осьовим сидеричним періодом за рахунок дії припливних сил з боку Урана, отже Аріель завжди повернутий до планети однією стороною (як і Місяць до Землі).

Орбітальна швидкість руху Аріеля дорівнює 5,57 км/с. Це майже вшестеро перевищує відповідний показник для Місяця.

Орбіта Аріеля повністю лежить усередині магнітосфери Урана. Тому з його веденою півкулею постійно стикаються частинки магнітосферної плазми планети, швидкість руху яких набагато більша за орбітальну швидкість Аріеля (період обертання плазмових частинок дорівнює періоду осьового обертання Урана ― 17 год 14,5 хв). Ймовірно це зумовлює потемніння веденої півкулі Аріеля.

Фізичні характеристики

Майже правильна куляста форма. Габаритні розміри 1 162,2 × 1 155,8 × 1 155,4 км. Середній радіус ― (578,9 ± 0,60) км (0,0908 земного). Площа поверхні становить 4 211 300 км², об’єм супутника ― 812 600 000 км³, маса ― (1,353 ± 0,120) ∙ 1021 кг (1,8 % від маси Місяця). За таких значень маси й об’єму середня густина Аріеля ―(1,592 ± 0,15) г/см³. Це означає, що супутник складається приблизно з рівних частин льоду й щільніших порід. Породи можуть складатися з каменю й вуглецевого (див. Вуглець) матеріалу, зокрема з високомолекулярних органічних сполук ― толінів. Можливо, Аріель диференційований на кам’яне ядро й крижану мантію. Теоретичні розрахунки показують, що маса ядра (якщо воно є) має становити близько 56 % маси Аріеля, а радіус ядра ― 64 % від його радіуса (близько 372 км).

Друга космічна швидкість з поверхні Аріеля становить 0,558 км/с. Нахил осі обертання до площини орбіти практично дорівнює нулю. Максимальна температура на поверхні супутника в підсонячній точці на екваторі дорівнює 85 К (на затемненій стороні температура може знижуватися до 55 К). Приведені значення температури є теоретично розрахованими, а не безпосередньо виміряними.

Геологічні характеристики поверхні

Геометричне альбедо поверхні Аріеля дорівнює 0,53, він ― найсвітліший із супутників Урана. Поверхня Аріеля демонструє сильний опозиційний ефект: за збільшення фазового кута від 0° до 1° відбивна здатність зменшується з 53 % до 35 %.

В Аріеля складний рельєф поверхні (густо всіяна кратерами, ділянками, які пересічені обривами, каньйонами й хребтами гірськими). Найбільший кратер ― Йангоор ― 78 км у діаметрі. У всіх великих кратерів на поверхні супутника плоске дно й центральний пік (результат реакції кори на удари метеоритів). Південний полюс Аріеля оточує сильно кратерована область ― найбільша й найстаріша ділянка на його поверхні. Чимало багатокутних кратерів.

На поверхні Аріеля (окрім сильно кратерованих ділянок) є великі області, де мало ударних кратерів. Це свідчить про геологічну активність супутника (принаймні, у відносно недавньому минулому). Джерелом енергії для геологічної активності на такому невеликому космічному тілі радше за все було припливне нагрівання за рахунок гравітаційної (див. Гравітація) взаємодії з Ураном.

Каньйони вкривають практично всю поверхню Аріеля, яку вдалося сфотографувати космічному апарату «Вояджеру-2». За формою каньйони подібні до широких грабенів. Поверхня супутника в багатьох місцях укрита відкладеннями дуже світлого матеріалу, напевно, інею. Висота стінок рифтових (див. Рифт) долин досягає 10 км. На фото, зроблених «Вояджером-2», грабени поблизу термінатор (в астрономії)|термінатора (в астрономії) залиті гладким матеріалом, імовірно, винесеним з надр за допомогою кріовулканізму (див. Вулканізм). Найдовша система каньйонів Аріеля ― так звані каньйони Качина (протяжність понад 620 км). Числені смуги пересічених місцевостей на поверхні Аріеля часто перетинаються каньйонами ( можуть бути результатом реакції кори супутника на розривну напругу, яка виникла в ранню епоху формування його поверхні під час остигання).

За допомогою інфрачервоної спектроскопії на поверхні Аріеля виявлено лід, а також вуглекислий газ (CO2).

Дослідження космічними апаратами

Майже всі (на 2020) дані про рельєф Аріеля зібрано 1986, коли систему Урана пролітав космічний апарат «Вояджер-2». Тоді він зміг сфотографувати лише 35 % поверхні супутника. Більше жоден космічний апарат з ним не зближувався. Проліт «Вояджера-2» збігся з літнім сонцестоянням у південній півкулі Аріеля, при цьому майже вся північна півкуля була в тіні, тож її сфотографувати не вдалося (див. фото).

Мінімальна відстань між зондом й Аріелем становила 127 000 км. У ліпших знімків супутника розділення близько двох кілометрів на піксель.

Додатково

Зараз в Аріеля немає орбітального резонансу зі жодним із супутників Урана, але в минулому, ймовірно, був резонанс 5 : 3 з Мірандою.

Література

  1. Thomas P. C. Radii, shapes, and topography of the satellites of Uranus from limb coordinates (англ.) // Icarus. 1988. Vol. 73, № 3. Рp. 427–441.
  2. Hillier, J.; Squyres, Steven Thermal Stress Tectonics on the Satellites of Saturn and Uranus// Journal of Geophysical Research 1991. 96 (E1): 15. Рp. 665–74.
  3. Jacobson R. A.; Campbell J. K.; Taylor A. H. and Synnott S. P. The Masses of Uranus and its Major Satellites from Voyager Tracking Data and Earth based Uranian Satellite Data // The Astronomical Journal. 1992. Vol. 103, №. 6. Рp. 2068–2078.
  4. Аріель // Астрономічний енциклопедичний словник/ За заг. ред. І.А.Климишина, А.О.Корсунь. Львів, 2003. С. 27.

Автор ВУЕ

О. Г. Шевчук


Покликання на цю статтю

Покликання на цю статтю: Шевчук О. Г. Аріель // Велика українська енциклопедія. URL: https://vue.gov.ua/Аріель (дата звернення: 29.03.2020).


Оприлюднено

Статус гасла: Оприлюднено
Оприлюднено:
26.03.2020

Покликання на статтю