Уран – седмата планета в Слънчевата система, разположена в по-тъмния регион на нашия космически дом – не е сама. Тя е придружена от свита от 27 спътника. Тъй като не са особено ярки и се намират на огромно разстояние от нас, те са изключително трудни за изследване. Докато наблюдаваха Уран обаче, астрономите обаче направиха случайно откритие.
Според инфрачервени изображения на петте основни спътника на Уран, техният състав е много по-близък до планетите-джудже като Плутон и Хаумея - те са компактни и скалисти обекти с ледена кора – отколкото до състава на по-малките луни на Уран.
Уран обикаля около Слънцето на средна дистанция, която е около 20 пъти по-голяма от тази на орбитата на Земята. Все още не сме изпращали кой знае колко космически апарата на подобно далечно разстояние. Единствено „Вояджър 2“ на NASA се доближи до Уран през 1986-а по пътя си към края на Слънчевата система.
Ето защо когато изучаваме Уран и нейните спътници, като цяло разчитаме основно на земните телескопи. А това затруднява особено много работата на астрономите. Спътниците на Уран са много по-малки и отразяват много по-малко светлина от планетата – на практика са невидими.
„Спътниците, които са между 500 и 7400 пъти по-бледи, се намират толкова близо до Уран, че на практика се сливат с нея“, казва астрономът Габор Мартон от обсерваторията Конколи в Унгария. – Само най-ярките луни – Титания и Оберон – изпъкват малко над цялостното сияние.“
Ето защо случайното откритие на петте спътника, направено от космическата обсерватория „Хершел“ на Европейската космическа агенция (изучаваща галактиката в инфрачервения спектър в периода 2009-а – 2013-а), толкова вълнуващо.
Отляво на дясно - Миранда, Арие, Умбриел, Титания и Оберон. Снимката е направена от "Вояджър 2" през 1986-а. Източник: NASA/JPL/MPIA
Въпросните спътници (в низходящ ред) са Титания, Оберон, Умбриел, Ариел и Миранда. „Вояджър 2“ показва, че и петте имат обла форма, което показва, че са постигнали хидростатичен еквилибриум – т.е. притежават достатъчно маса, че да сформират симетрична кръгла форма под влиянието на своята собствена гравитация. Освен това изглежда се състоят от скали и лед.
Това не е необичайно за обекти, намиращи се на толкова голямо разстояние от Слънцето. Дори когато се затопли от звездата ни, температурата на повърхността на Уран и нейните спътници се покачва най-много до -213 - -193 градуса по Целзий. Плутон също е скалист и леден свят.
Начинът обаче, по който тези скали и лед са се събрали на едно място, е от значение. Ексцентричната орбита на по-малките неправилни и асиметрични спътници на Уран подсказва, че те имат състав, който е изключително сходен с т.нар. транснептунови обекти – малки скалисти тела в пояса на Кайпер отвъд Нептун.
„Това би съвпаднало и със спекулациите за произхода на неправилните спътници – казва астрофизикът Томас Мюлер от института по извънземна физика „Макс Планк“ в Германия. – Заради хаотичната им орбита се предполага, че са били уловени от системата на Уран на по-късен етап.“
Обикновено петте спътника, които обикалят екватора на Уран, са изключително трудни за наблюдение. Планетата има странна ориентация (наклонена е на 98 градуса спрямо орбитата около Слънцето) – ето защо екваторът ѝ често остава в сянка.
По време на наблюденията на Уран, направени от екипа в периода 2010-а – 2012-а обаче, екваторът е бил видим от телескопа и е бил огрят от слънчева светлина. След като изваждат Уран от данните с помощта на специално разработен алгоритъм, нещо невероятно изниква на преден план.
„Бяхме изненадани, когато четири спътника се появиха съвсем ясно на снимките – можехме да разпознаем дори Миранда – най-малкият и най-вътрешен спътник от петте най-големи луни на Уран“, казва строномът Орс Х. Детре от астрономическия институт „Макс Планк“.
Това позволява на екипа да изчисли колко добре слънчевата топлина се задържа по повърхността на спътниците, когато настъпи нощ. Оказва се, че доста добре – космическото тяло се охлажда сравнително бавно.
Начинът, по който луните задържат топлината и се охлаждат, е изключително сходен с планетите-джуджета като Плутон и Хаумея. Това подсказва, че Титания, Оберон, Умбриел, Ариел и Миранда са изградени по сходен начин, макар че тепърва ни предстои да научим точния химичен състав на скалите и леда.
Изследването е публикувано в Astronomy & Astrophysics.
