Takket væreAt rejsemissioner, som passerede gennem det ydre solsystem i slutningen af 1970'erne og begyndelsen af 1980'erne, var forskerne i stand til at få det første nærmere kig på Uranus og dets månesystem. Som alle solsystemernes gasgiganter har Uranus mange fascinerende satellitter. Faktisk kan astronomer nu redegøre for 27 måner i kredsløb om den blågrønne kæmpe.
Af disse er ingen større i størrelse, masse eller overfladeareal end Titania, som var passende navngivet. Som en af de første måner, der blev opdaget omkring Uranus, tager denne kraftigt kraterede og arrede måne sit navn fra den fiktive dronning af feerne i ShakespearesEn skærsommernats drøm.
Opdagelse og navngivning:
Titania blev opdaget af William Herschel den 11. januar 1787, den engelske astronom, der havde opdaget Uranus i 1781. Opdagelsen blev også gjort samme dag, som han opdagede Oberon , Uranus’ næststørste måne. Selvom Herschel rapporterede at observere fire andre måner på det tidspunkt, Royal Astronomical Society ville senere fastslå, at denne påstand var falsk.
Det ville gå næsten fem årtier efter at Titania og Oberon blev opdaget, at en anden astronom end Herschel ville observere dem. Derudover ville Titania blive omtalt som 'Uranus første satellit' i mange år - eller med betegnelsen Uranus I, som blev givet til den af William Lassell i 1848.
En montage af Uranus' måner. Billedkredit: NASA
I 1851 begyndte Lassell at nummerere alle fire kendte satellitter i rækkefølge efter deres afstand fra planeten efter romertal, hvorefter Titanias betegnelse blev Uranus III. I 1852 foreslog Herschels søn John, og på foranledning af Lassell selv, at månens navn blev ændret til Titania, feernes dronning iEn skærsommernats drøm. Dette var i overensstemmelse med alle Uranus' satellitter, som fik navne fra William Shakespeares og Alexander Popes værker.
Størrelse, masse og kredsløb:
Med en diameter på 1.578 kilometer, et overfladeareal på 7.820.000 km² og en masse på 3.527±0.09 × 10enogtyvekg, Titania er den største af Uranus’ måner og den ottende største måne i solsystemet. I en afstand på omkring 436.000 km (271.000 mi) er Titania også den næstlængst væk fra planeten af de fem store måner.
Titanias måne har også en lille excentricitet og hælder meget lidt i forhold til ækvator på Uranus. Dens omløbsperiode, som er 8,7 dage, er også sammenfaldende med dens rotationsperiode. Det betyder, at Titania er en synkron (eller tidevandslåst) satellit, med et ansigt, der altid peger mod Uranus.
Fordi Uranus kredser om Solen på sin side, og dens måner kredser om planetens ækvatorialplan, er de alle udsat for en ekstrem sæsonbestemt cyklus, hvor de nordlige og sydlige poler oplever 42 år med enten fuldstændig mørke eller fuldstændigt sollys.
Uranus og dens fem store måner, hvor Titania er længst til venstre. Kredit: space.com
Sammensætning:
Forskere mener, at Titania er sammensat af lige dele sten (som kan omfatte kulstofholdige materialer og organiske forbindelser) og is. Dette understøttes af undersøgelser, der indikerer, at Titania har en usædvanlig høj tæthed for en Uran-satellit (1,71 g/cm³). Tilstedeværelsen af vandis understøttes af infrarøde spektroskopiske observationer foretaget i 2001-2005, som har afsløret krystallinsk vandis på månens overflade.
Det menes også, at Titania er differentieret til en stenet kerne omgivet af en iskolt kappe. Hvis det er sandt, vil det betyde, at kernens radius er ca. 520 km (320 mi), hvilket ville betyde, at kernen tegner sig for 66 % af månens radius og 58 % af dens masse.
Som med Uranus' andre store måner er den nuværende tilstand af den iskolde kappe ukendt. Men hvis isen indeholder nok ammoniak eller andet frostvæske, kan Titania have et flydende havlag ved kerne-kappegrænsen. Tykkelsen af dette hav, hvis det findes, er op til 50 km (31 mi), og dets temperatur er omkring 190 K.
Naturligvis er det usandsynligt, at et sådant hav kan understøtte liv. Men forudsat at dette hav understøtter hydrotermiske ventilationsåbninger på gulvet, er det muligt, at liv kan eksistere i små pletter tæt på kernen. Oberons indre struktur afhænger dog stærkt af dens termiske historie, som er dårligt kendt på nuværende tidspunkt.
Voyager 2:
De eneste direkte observationer af Titania blev udført af Rejser 2 rumsonde, som fotograferede månen under dens forbiflyvning af Uranus i januar 1986. Disse billeder dækkede omkring 40 % af overfladen, men kun 24 % blev fotograferet med den præcision, der kræves til geologisk kortlægning.
Voyagers forbiflyvning af Titania faldt sammen med den sydlige halvkugles sommersolhverv, hvor næsten hele den nordlige halvkugle var ubelyst. Som med de andre store måner på Uranus forhindrede dette overfladen i at blive kortlagt i detaljer. Ingen andre rumfartøjer har besøgt Uran-systemet eller Titania før eller siden, og der er ikke planlagt nogen mission inden for en overskuelig fremtid.
Interessante fakta:
Titania er mellem med hensyn til lysstyrke og indtager en midterplads mellem de mørke måner i Oberon og Umbriel og de lyse måner Ariel og Miranda . Dens overflade er generelt rød i farven (mindre end Oberon), undtagen hvor der har fundet nye stød sted, som har efterladt overfladen blå i farven. Titanias overflade er mindre krateret end overfladen på enten Oberon eller Umbriel, hvilket tyder på, at overfladen er meget yngre.
Ligesom alle Uranus' store måner, er dets geologi påvirket af en kombination af nedslagskratere og endogen genoplivning. Mens førstnævnte virkede over hele månens historie og påvirkede alle dens overflader, var de sidstnævnte processer hovedsageligt aktive efter månens dannelse og resulterede i en udjævning af dens funktioner - derfor det lave antal af nutidens nedslagskratere.
Samlet set har forskere anerkendt tre klasser af geologiske træk på Titania. Disse omfatter kratere, forkastninger (eller scarps) og det, der er kendt som grabens (nogle gange kaldet canyons). Titanias kratere varierer i diameter fra nogle få kilometer til 326 kilometer – i tilfælde af det største kendte krater, Gertrude . Titanias overflade er også gennemskåret af et system af enorme forkastninger (scarps); og nogle steder markerer to parallelle scarps fordybninger i satellittens skorpe og danner grabens (alias canyons).
Voyager 2-billede af Titanias sydlige halvkugle. Kredit: NASA/JPL
Grabens på Titania varierer i diameter fra 20 til 50 kilometer (12-31 mi) og i et relief (dvs. dybde) fra 2 til 5 km. Den mest fremtrædende graben på Titania er Messina Chasma, som løber omkring 1.500 kilometer (930 mi) fra ækvator næsten til sydpolen. Grabens er sandsynligvis de yngste geologiske træk på Titania, da de skærer gennem alle kratere og endda de glatte sletter.
Ligesom Oberon er overfladetræk på Titania blevet opkaldt efter karakterer i værker af Shakespeare, med alle de fysiske funktioner er opkaldt efter kvindelige karakterer. For eksempel er krateret Gertrude opkaldt efter Hamlets mor, mens andre kratere - Ursula, Jessica og Imogen - er opkaldt efter karakterer fraMuch Ado About Nothing, The Merchant of Venice,ogCymebline,henholdsvis.
Interessant nok tyder tilstedeværelsen af kuldioxid på overfladen på, at Titania også kan have en spinkel sæsonbestemt atmosfære af CO², meget ligesom den jovianske måne. Callisto . Andre gasser, som nitrogen eller metan, er usandsynligt til stede, fordi Titanias svage tyngdekraft ikke kunne forhindre dem i at flygte ud i rummet.
Ligesom alle Uranus' måner er der stadig meget at blive opdaget om denne mest massive af hendes satellitter. I de kommende år kan man kun håbe, at NASA, ESA eller andre rumorganisationer beslutter, at der er behov for endnu en Voyager-lignende mission til det ydre solsystem. Indtil da vil Uranus og de mange måner, der kredser om den, fortsætte med at holde hemmeligheder for os.
Vi har skrevet mange artikler om Titania her på Universe Today. Her er Hvor mange måner har Uranus? , Uranus' måne Oberon og Uranus' Måne Umbriel .
For mere information, tjek Nine Planets-siden på Titania og NASAs Solar System Exploration-side på Titania .
Astronomy Cast har en episode om emnet. Her er Afsnit 172: William Herschel
Kilder: