Титания
1577,8 км.
435910 км.
8,7 дня
Титания — крупнейший спутник Урана и восьмой по размеру спутник в Солнечной системе, имеющий диаметр 1578 км. Её открыл Уильям Гершель 11 января 1787 года (через шесть лет после открытия им Урана). Спутник назван в честь королевы фей в произведении Уильяма Шекспира «Сон в летнюю ночь». Его орбита полностью находится внутри магнитосферы Урана.
Титания состоит примерно из равного количества камня и льда и, вероятно, дифференцирована на каменное ядро и ледяную мантию. На их границе, возможно, есть слой жидкой воды. Поверхность Титании — относительно темная с красноватым оттенком — по-видимому была сформирована за счет столкновений с астероидами и кометами и эндогенных процессов. Она покрыта многочисленными кратерами, которые достигают 326 километров в диаметре. На Титании, вероятно, прошло раннее эндогенное восстановление поверхности, которое стерло её старую, сильно испещрённую кратерами, поверхность. Поверхность Титании прорезана системой огромных каньонов и обрывов, образовавшихся при растяжении коры в результате расширения недр на раннем этапе его истории. Как и все основные спутники Урана, Титания, вероятно, образовалась из аккреционного диска, окружавшего планету сразу после её формирования.
Её орбита почти круговая и слабо наклонена к экватору Урана. Орбитальный период составляет примерно 8,7 дней и совпадает с периодом вращения. Другими словами, Титания — синхронный спутник (всегда повёрнутый к Урану одной и той же стороной).
Состав и внутреннее строение
Титания — самый большой и массивный спутник Урана и восьмой по массе спутник в Солнечной системе. Её плотность — 1,71 г/см3[20] — намного выше типичной плотности спутников Урана, из чего можно сделать вывод, что спутник на 50 % состоит из водяного льда, на 30 % из камня и на 20 % из метана. С помощью инфракрасной спектроскопии, сделанной в 2001—2005 годах, было подтверждено наличие водяного льда на поверхности спутника. Его полосы поглощения сильнее выражены на ведущем полушарии (направленном в сторону движения по орбите), чем на ведомом. Возможно, Титания дифференцирована на каменное ядро и ледяную мантию. Если это так, то с учётом состава этого спутника можно высчитать, что масса ядра составляет 58 % массы Титании, а его радиус — 66 % от радиуса спутника (около 520 км). Давление в центре Титании — около 0,58 ГПа (5,8 кбар). Состояние ледяной мантии остаётся неясным. Если лёд содержит достаточное количество аммиака или другого антифриза, то на границе ядра и мантии может быть жидкий океан. Если он действительно существует, его толщина может достигать 50 километров, а его температура составляет около -83°C. Однако модели внутренней структуры Титании сильно зависят от термальной истории спутника, которая плохо известна.
Поверхность Титании
Среди крупных спутников Урана Титания по яркости находится посередине между тёмными Обероном и Умбриэлем и светлыми Ариэлем и Мирандой. У Титании относительно низкое альбедо Бонда — около 17 %. Она имеет красный оттенок, но менее сильный, чем у Оберона. Однако свежие следы ударов на поверхности более синие, а гладкие равнины, расположенные на ведущем полушарии вблизи кратера Урсула и вдоль некоторых грабенов, немного краснее. Ведущее полушарие в целом краснее ведомого примерно на 8 %. Это различие может быть связано с гладкими равнинами и быть случайным. Вообще говоря, покраснение поверхности может быть следствием космической эрозии, вызванной бомбардировкой заряженными частицами и микрометеоритами на протяжении миллиардов лет. Но в случае Титании покраснение ведущего полушария, скорее всего, связано с оседанием на нём пыли, которая берётся, возможно, с внешних спутников Урана.
На Титании три основных типа деталей рельефа: кратеры, каньоны и уступы. Она слабее испещрена кратерами, чем Оберон или Умбриэль, что говорит об относительной молодости её поверхности. Диаметр кратеров варьирует от нескольких километров до 326 км у крупнейшего из известных кратеров и самого большого на спутниках Урана — Гертруды. Все большие кратеры на Титании имеют плоское дно и центральную горку. Единственное исключение — кратер Урсула, у которого в центре яма.
Изученная часть поверхности спутника изрезана системой разломов и обрывов, являющихся результатом относительно недавней геологической активности. На ней много каньонов, представляющих собой грабены — опущенные участки поверхности между двумя параллельными разломами коры. Некоторые каньоны окружены светлыми лучевыми системами. По данным поляриметрических измерений, поверхность вокруг каньонов покрыта слоем пористого вещества. По одной из гипотез, это водный иней, конденсировавшийся на поверхности после излияний жидкости из трещин. Обрывы, не связанные с каньонами, называют уступами, как, например, уступ Руссильон, находящийся возле кратера Урсула.
Из-за специфической геометрии системы Урана полюса получают больше солнечной энергии, чем экватор. Так как летучесть CO2 растёт с температурой, он может скапливаться в тропическом поясе Титании, где он сможет стабильно существовать в виде льда на участках с высоким альбедо и в затенённых областях. Когда в одном полушарии лето, температура на полюсе достигает -184°C, диоксид углерода сублимируется и мигрирует на ночную сторону. Накопленный углекислый лёд может быть высвобожден частицами магнитосферной плазмы, которые распыляют его с поверхности. Считается, что Титания со времён своего формирования, произошедшего примерно 4,6 миллиардов лет назад, потеряла существенное количество углекислого газа.
