Det 19. århundrede var en lovende tid for astronomer og planetjægere. Ud over opdagelsen af Asteroidebæltet, der hviler mellem Mars og Jupiter – såvel som de mange mindre planeter indeni – blev den ydre solplanet Uranus og dens række af måner også observeret for allerførste gang.
Af disse var Umbriel bestemt et af de mest interessante fund. Udover at være Uranus’ tredjestørste måne, er den også dens mørkeste – en egenskab, der i høj grad bidrog til valget af dens navn. Og den dag i dag er denne store Uranus-satellit indhyllet i mystik...
Opdagelse og navngivning:
Umbriel sammen med sin medmåne Ariel , blev opdaget af den engelske astronom William Lassell den 24. oktober 1851. Med engelsk astronom William Herschel, der havde opdaget Uranus' måner af Titania og Oberon i slutningen af det 18. århundrede, hævdede også at have observeret fire yderligere måner omkring Uranus. Imidlertid blev hans observationer ikke bekræftet, hvilket efterlod de bekræftede opdagelser af Ariel og Umbriel til Lassell, omkring et halvt århundrede senere.
Meget ligesom alle Uranus' 27 måner , Umbriel blev opkaldt efter en karakter fra Alexander PopesLåsens voldtægt,samt skuespil af William Shakespeare. Disse navne blev foreslået af John Herschel, søn af William Herschel, da han annoncerede opdagelsen af Titania og Oberon.
Størrelsessammenligning af Jorden, Månen og Umbriel. Kredit: Tom Reding/Public Domain
I overensstemmelse med månens mørke udseende, navnet Umbriel - som var navnet på den 'skumme melankolske sprite' iLåsens voldtægtog er afledt af det latinske Umbra (som betyder 'skygge') - syntes mest passende for denne satellit.
Størrelse, masse og kredsløb:
Ariel og Umbriel er næsten lige store, med diametre på henholdsvis 1.158 kilometer og 1.170 kilometer. Baseret på spektrografanalyser og estimater af månens masse og tæthed, mener astronomer, at størstedelen af planeten består af vandis, med en tæt ikke-iskomponent, der udgør omkring 40 % af dens masse.
Dette kan betyde, at Umbriel består af en isnende ydre skal, der omgiver en stenet kerne, eller en lavet af kulstofholdige materialer. Det betyder også, at selvom Umbriel er Uranus tredjestørste måne, er den kun den fjerdestørste målt i masse. Ydermere menes dets mørke udseende at være resultatet af interaktionerne mellem overfladevandis og energiske partikler fra Uranus' magnetosfære.
Disse energifyldte partikler ville få metanaflejringer (fanget i isen som clathrathydrat) til at nedbrydes og andre organiske molekyler til at blive mørkere og efterlade en mørk, kulstofrig rest. Satellittens mørke farve skyldes også dens meget lave bindings albedo - som dybest set er mængden af elektromagnetisk stråling (dvs. lys), der bliver reflekteret tilbage fra overfladen.
Indtil videre har spektrografiske analyser kun bekræftet eksistensen af vand og kuldioxid. Så eksistensen af organiske partikler eller metanaflejringer i isen forbliver teoretisk. Imidlertid vil deres tilstedeværelse forklare forekomsten af CO², og hvorfor den hovedsageligt er koncentreret på den bagende halvkugle.
Umbriels omløbsperiode - altså den tid, det tager månen at kredse om Uranus - er cirka 4,1 dage, hvilket er sammenfaldende med dens rotationsperiode. Det betyder, at månen er en synkron og tidevandslåst satellit, hvor det ene ansigt altid peger mod Uranus. Satellitten er i en gennemsnitlig afstand på 266.000 kilometer fra sin planet, hvilket gør den til den tredje længst væk fra Uranus, bagved Miranda og Ariel.
Voyager 2:
Indtil videre er de eneste nærbilleder af Umbriel leveret af Rejser 2 sonde, som fotograferede månen under dens forbiflyvning af Uranus i januar 1986. Under denne forbiflyvning var den nærmeste afstand mellemRejser 2og Umbriel var 325.000 km (202.000 mi).
Billederne dækker omkring 40 % af overfladen, men kun 20 % blev fotograferet med den kvalitet, der kræves til geologisk kortlægning. På tidspunktet for forbiflyvningen var Umbriels sydlige halvkugle rettet mod Solen - så den nordlige, mørke halvkugle kunne ikke studeres. På nuværende tidspunkt er der ikke planlagt nogen fremtidige missioner for at studere månen mere detaljeret.
US Geological Survey kort over Umbriel, der viser dens kraterede overflade og polygoner. Kredit: ISGS
Interessante fakta:
Umbriels overflade har langt flere og større kratere end Ariel og Titania, der varierer i diameter fra nogle få kilometer til flere hundrede. Det største kendte krater på overfladen er Wokolo, som er 210 km i diameter. Wunda , et krater med en diameter på omkring 131 kilometer, er det mest bemærkelsesværdige overfladetræk på grund af ringen af lyst materiale på dets gulv (som forskerne tror er fra sammenstødet).
Andre kratere omfatter Fin, Peri og Zlyden, der ligesom alle Umbriels overfladetræk er opkaldt efter mørke sprites fra forskellige kulturers mytologi. Den eneste satellit på Uranus, der har flere kratere, er Oberon, og planeten menes at være geologisk stabil.
Det menes endvidere, at overfladen sandsynligvis har været stabil siden den Sen kraftigt bombardement . De eneste tegn på ældgammel indre aktivitet er kløfter og mørke polygoner - mørke pletter med komplekse former, der måler fra ti til hundrede af kilometer på tværs. Polygonerne blev identificeret ud fra præcis fotometri afVoyager 2's billeder og er fordelt mere eller mindre ensartet på overfladen af Umbriel, trending nordøst - sydvest.
Fordi Uranus kredser om Solen næsten på sin side, er den underlagt en ekstrem sæsonbestemt cyklus. Både nordlige og sydlige poler tilbringer 42 år i fuldstændig mørke, og yderligere 42 år i kontinuerligt sollys, hvor solen står op tæt på zenit over en af polerne ved hver solhverv.
Umbriels sydlige halvkugle viser kraftige kraterdannelser på dette Voyager 2-billede, taget 24. januar 1986. Det store nedslagskrater Wunda er synligt på toppen. Kredit: NASA/JPL
Fordi de er i planetens ækvatorialplan, oplever Uranus' satellitter også disse ændringer. Det betyder, at Umbriels nord- og sydpoler tilbringer 42 år i lys og derefter 42 år i mørke, før de gentager cyklussen. FaktiskRejser 2forbiflyvning faldt sammen med den sydlige halvkugles sommersolhverv i 1986, hvor næsten hele den nordlige halvkugle var i mørke.
Interessant lille måne er det ikke? Selvom der i øjeblikket ikke er planlagt nogen missioner for at observere den i de kommende år, kan man kun håbe, at fremtidige satellitter tilfældigvis smugkig på den på vej til en anden destination i det ydre solsystem.
Universe Today har mange interessante artikler om Uranus måner , synes godt om hvor mange måner har Uranus?
Du bør også tjekke NASAs side på Umbriel og Uranus' måne Umbriel på Nine Planets.
Astronomy Cast har en episode på Uranus som du bør tjekke ud.
Kilder: