|
Спутники Урана удивили ученых
|
|
|
|
Ученые, использующие космический телескоп НАСА "Хаббл", искали доказательства одного явления, а обнаружили совсем другое. Исследовательская группа изучила четыре крупнейших спутника ледяного гиганта Урана, седьмой планеты от нашего Солнца, в поисках признаков взаимодействия между магнитосферой Урана и поверхностями спутников. (Магнитосфера - это область, окружающая небесное тело, где магнитное поле астрономического объекта воздействует на частицы с электрическим зарядом.)
|
|
|
|
В частности, команда предсказала, что, основываясь на взаимодействии с магнитосферой Урана, "ведущие" стороны этих спутников, которые всегда обращены в том же направлении, в котором они вращаются вокруг планеты, будут ярче, чем "задние" стороны, которые всегда обращены в противоположную сторону. Это могло бы быть связано с потемнением их боковых сторон из-за излучения заряженных частиц, таких как электроны, захваченные магнитосферой Урана.
|
|
|
|
Вместо этого они не обнаружили никаких признаков потемнения на задних сторонах лун и явных свидетельств потемнения на передних сторонах внешних лун. Это удивило команду и указывает на то, что магнитосфера Урана, возможно, слабо взаимодействует с его крупными спутниками, что противоречит существующим данным, собранным в ближнем инфракрасном диапазоне. Острое ультрафиолетовое зрение "Хаббла" и его спектроскопические возможности сыграли решающую роль в исследовании условий поверхности этих спутников и позволили команде сделать удивительное открытие.
|
|
|
|
|
|
|
Сложная магнитная среда "странного" Урана
|
|
|
|
Четыре спутника, представленные в этом исследовании, — Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон — расположены относительно Урана так, что они всегда обращены к планете одной и той же стороной. Сторона Луны, обращенная к направлению движения, называется передним полушарием, а сторона, обращенная назад, называется задним полушарием. Предполагалось, что заряженные частицы, задерживаемые вдоль силовых линий магнитного поля, в первую очередь попадают на заднюю сторону каждой луны, что затемняет это полушарие.
|
|
|
|
"Уран странный объект, поэтому всегда было неясно, насколько сильно магнитное поле на самом деле взаимодействует с его спутниками", - объяснил главный исследователь Ричард Картрайт из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса. "Для начала, он наклонен на 98 градусов относительно эклиптики".
|
|
|
|
Это означает, что Уран сильно наклонен относительно плоскости орбит планет. Он очень медленно обращается вокруг Солнца на боку, совершая свой 84-земный оборот за год.
|
|
|
|
"Во время пролета "Вояджера-2" магнитосфера Урана была наклонена примерно на 59 градусов относительно плоскости орбиты спутников. Таким образом, магнитное поле имеет дополнительный наклон", - объяснил Картрайт.
|
|
|
|
Поскольку Уран и его магнитные силовые линии вращаются быстрее, чем его спутники вращаются вокруг планеты, силовые линии магнитного поля постоянно проходят мимо спутников. Если магнитосфера Урана взаимодействует со своими спутниками, заряженные частицы должны преимущественно попадать на поверхность задних сторон.
|
|
|
|
Эти заряженные частицы, а также космические лучи нашей галактики должны затемнять задние полушария Ариэля, Умбриэля, Титании и Оберона и, возможно, генерировать углекислый газ, обнаруженный на этих спутниках. Команда ученых ожидала, что, особенно у внутренних спутников Ариэль и Умбриэль, задние полушария будут темнее, чем передние, в ультрафиолетовом и видимом диапазонах длин волн.
|
|
|
|
Но это не то, что они обнаружили. Вместо этого, переднее и заднее полушария Ариэля и Умбриэля на самом деле очень похожи по яркости. Однако исследователи увидели разницу между полушариями двух внешних спутников, Титании и Оберона, — не ту, которую они ожидали.
|
|
|
|
Как жуки на ветровом стекле
|
|
|
|
Что еще более странно, разница в яркости оказалась прямо противоположной тому, что они ожидали. Передние полушария двух внешних спутников темнее и краснее, чем задние. Команда считает, что пыль с некоторых неправильных спутников Урана покрывает передние стороны Титании и Оберона.
|
|
|
|
Неправильные спутники - это естественные тела, которые имеют большие, эксцентричные и наклонные орбиты относительно экваториальной плоскости своей родительской планеты. Микрометеориты постоянно ударяются о поверхность неправильных спутников Урана, выбрасывая небольшие частицы вещества на орбиту вокруг планеты.
|
|
|
|
На протяжении миллионов лет этот пылевой материал перемещается внутрь, к Урану, и в конечном итоге пересекает орбиты Титании и Оберона. Эти внешние спутники проходят сквозь пыль и собирают ее в основном на своих ведущих полушариях, которые обращены вперед. Это очень похоже на то, как насекомые бьются о ветровое стекло вашего автомобиля, когда вы едете по шоссе.
|
|
|
|
Из-за этого материала передние полушария Титании и Оберона становятся темнее и краснее. Эти внешние спутники эффективно защищают внутренние спутники Ариэль и Умбриэль от пыли, поэтому полушария внутренних спутников не отличаются по яркости.
|
|
|
|
"Мы видим, что то же самое происходит в системе Сатурна и, вероятно, в системе Юпитера", - сказал один из исследователей Брайан Холлер (Bryan Holler) из Научного института космического телескопа. "Это одно из первых свидетельств того, что мы наблюдаем подобный обмен материалами между спутниками Урана".
|
|
|
|
"Таким образом, это подтверждает другое объяснение", - сказал Картрайт. "Это накопление пыли. Я даже не ожидал, что буду углубляться в эту гипотезу, но, знаете, данные всегда удивляют".
|
|
|
|
Основываясь на этих результатах, Картрайт и его команда подозревают, что магнитосфера Урана может быть достаточно спокойной или же она может быть более сложной, чем считалось ранее. Возможно, взаимодействие между спутниками Урана и магнитосферой происходит, но по какой-то причине оно не вызывает асимметрии в переднем и заднем полушариях, как предполагали исследователи. Ответ потребует дальнейшего изучения загадочного Урана, его магнитосферы и спутников.
|
|
Уникальное ультрафиолетовое зрение Хаббла
|
|
|
|
Для наблюдения яркости четырех крупнейших спутников Урана исследователям потребовались уникальные ультрафиолетовые возможности телескопа "Хаббл". Наблюдение объектов в ультрафиолетовом свете с земли невозможно из-за фильтрующего эффекта защитной атмосферы Земли. Ни один другой современный космический телескоп не обладает сравнимым ультрафиолетовым зрением и четкостью.
|
|
|
|
"Хаббл с его ультрафиолетовыми возможностями - единственный объект, который мог бы проверить нашу гипотезу", - сказал Кристиан Сото из Научного института космического телескопа, который проводил большую часть сбора и анализа данных. Сото представил результаты этого исследования 10 июня на 246-м заседании Американского астрономического общества в Анкоридже, Аляска.
|
|
|
|
Дополнительные данные, полученные с космического телескопа НАСА имени Джеймса Уэбба, помогут получить более полное представление о спутниковой системе Урана и ее взаимодействии с магнитосферой планеты.
|
|
|
|
Источник
|
