Умбриэль (Уран II)

Умбриэ́ль — спутник планеты Уран, открытый Уильямом Ласселом 24 октября 1851 года. Назван в честь гнома из поэмы английского поэта Александра Поупа «Похищение локона». Латинское слово «umbra» означает тень. Спутник также обозначается как Уран II.

Умбриэль в основном состоит изо льдов с существенной долей горных пород. Вероятно, он принадлежит к числу спутников с каменным ядром, которое покрывает ледяная мантия. По размерам Умбриэль занимает третье место среди спутников Урана и обладает самой тёмной поверхностью, отражая всего 16 % падающего света.

Орбита Умбриэля находится в 266 000 километрах от Урана, это третий по удаленности из 5 основных спутников Урана. Наклонение орбиты к экватору планеты очень маленькое. Орбитальный период Умбриэля равен 4,1 земных суток и совпадает с периодом его вращения, т.е., Умбриэль — синхронный спутник Урана и всегда повернут к нему одной и той же стороной.

Орбита Умбриэля полностью проходит внутри магнитосферы Урана, а атмосферы у этого спутника нет. Поэтому его заднее (по ходу орбитального движения) полушарие постоянно бомбардируется частицами магнитосферной плазмы, которые движутся по орбите намного быстрее Умбриэля (с периодом, равным периоду осевого вращения Урана). Возможно, это и приводит к потемнению заднего полушария, которое наблюдается на всех спутниках Урана, кроме Оберона.

В настоящее время у Умбриэля нет орбитального резонанса ни с одним из спутников Урана [что удивительно]. Однако, вероятно, в начале своего существования у него существовал резонанс 1:3 с Мирандой. Возможно, это увеличило эксцентриситет орбиты Миранды, способствуя внутреннему нагреванию и геологической активности этого спутника, в то время как на орбиту Умбриэля это практически не повлияло.

Так как Уран вращается вокруг Солнца «на боку», а его плоскость экватора примерно совпадает с плоскостью экватора (и орбиты) его крупных спутников, смена сезонов на них очень своеобразна.

Каждый полюс Умбриэля 42 года находится в полной темноте и 42 года непрерывно освещён, причём во время летнего солнцестояния Солнце на полюсе почти достигает зенита. Пролет «Вояджера-2» в январе 1986 года совпал с летним солнцестоянием над южным полюсом, при этом почти все северное полушарие находилось в полной темноте. Раз в 42 года — во время равноденствия на Уране — Солнце (и вместе с ним Земля) проходит через его экваториальную плоскость, и тогда можно наблюдать взаимные затмения его спутников. Несколько таких событий наблюдалось в 2007—2008 годах, в том числе два покрытия Титании Умбриэлем 15 августа и 8 декабря 2007 года и покрытие Ариэля Умбриэлем 19 августа 2007 года.

Несколько снимков Умбриэля позволили изучить и картировать примерно 40 % его поверхности. Умбриэль, покрытый многочисленными ударными кратерами, достигающими 210 километров в диаметре, занимает второе место среди спутников Урана по количеству кратеров (после Оберона).

При помощи инфракрасной спектроскопии на поверхности обнаружен водяной лёд. Его абсорбционные полосы на переднем полушарии выражены сильнее, чем на заднем. Причины такой асимметрии неизвестны, но предполагается, что это может быть вызвано бомбардировкой поверхности заряженными частицами из магнитосферы Урана, которая действует именно на заднее полушарие (вследствие совместного вращения планеты и плазмы). Эти частицы распыляют лёд, разлагая содержащийся в нём (образующий клатрат) метан и воздействуют на другие органические вещества, оставляя тёмный остаток, богатый углеродом.

Также при помощи инфракрасной спектроскопии на поверхности Умбриэля, помимо воды, обнаружен углекислый газ, который сконцентрирован в основном на заднем полушарии спутника. Происхождение углекислого газа не вполне ясно. Он мог образоваться на поверхности из карбонатов или органических веществ под влиянием солнечного ультрафиолетового излучения или заряженных частиц, прибывающих из магнитосферы Урана. Последнее может объяснить асимметрию в распределении углекислого газа по поверхности спутника, потому что эти частицы бомбардируют именно ведомое полушарие. Другой возможный источник CO2 — дегазация водяного льда в недрах Умбриэля, которая может быть следствием прошлой геологической активности спутника.