WikiSort.ru - Космос

ПОИСК ПО САЙТУ | о проекте
Миранда в натуральном цвете

Происхождение и эволюция Миранды, одного из спутников Урана, полны интересными геологическими событиями[1]. Научным сообществом предложены несколько версий её формирования и геологической эволюции[2]. Одна из версий заключается в том, что Миранда образовалась из газопылевой туманности или аккреционного диска вокруг Урана. Этот диск либо существовал со времён формирования планеты, либо образовался при огромном импактном воздействии, которое, скорее всего, и дало Урану очень большой наклон оси вращения[3].

Между тем на этом относительно небольшом спутнике есть детали, возраст которых удивительно мал по сравнению с возрастом самой Миранды[4]. По-видимому, возраст самых молодых геологических образований Миранды составляет всего лишь несколько сотен миллионов лет[1]. Моделирование термической истории небольших спутников (размера Миранды) предсказывает скорое охлаждение и полное отсутствие геологической эволюции после аккреции спутника из туманности[1]. Геологическая активность в течение столь длинного времени не может быть объяснена ни энергией от начальной аккреции, ни энергией деления радиоактивных элементов[1].

Миранда по сравнению с остальными спутниками Урана имеет самую молодую поверхность. Это указывает на то, что поверхность Миранды недавно претерпела значительные изменения[1]. Нынешнее её состояние объясняется её сложной геологической историей, в которой имели место редкие сочетания различных астрономических явлений[2]. Среди этих явлений могут быть и приливные силы, и явления орбитальных резонансов, и процессы частичной дифференциации или конвекции[2].

Удивительная геологическая структура поверхности, состоящая из различных областей, могла быть результатом того, что Миранда была разбита на части при катастрофическом столкновении с другим небесным телом[1][2], а затем заново собралась из кусков под действием силы гравитации[5]. Некоторые ученые строят предположения даже о нескольких этапах столкновений (повторной аккреции) спутника[6]. Данная гипотеза была отброшена в 2011 году в пользу гипотезы, связанной с приливными силами Урана. Эти силы могли вытянуть и снять поверхностную материю на коронах Инвернесс и Арден, создавая крутые разломы. Источником энергии для таких изменений могла служить только гравитация Урана[7].

Наиболее старые из известных областей Миранды — кратерированные равнины регионов Сицилия и Эфес[1]. Формирование этих областей произошло после аккреции, а затем охлаждения спутника[1]. В наиболее древних кратерах поверхность частично покрыта материалом из недр спутника, что в литературе носит название «эндогенного выравнивания»[1]. Тот факт, что на этом маленьком спутнике окажутся очевидные следы эндогенной реструктуризации после его образования, стал полной неожиданностью[4]. Геологические новообразования Миранды показывают воздействие одного источника энергии, изначально обильно берущего эту энергию поэтапно с аккреции светила[1]. Наиболее приемлемое объяснение источника энергии для спутника является то, которое объяснило несколькими годами ранее вулканизм на Ио: орбитальный резонанс Миранды является следствием приливных сил, создаваемых Ураном[4].

После первого периода, связанного с геологическим формированием спутника, Миранда пережила период охлаждения, который привел к общему расширению ядра и, как следствие, к образованию поверхностных трещин, которые раздробили мантию на грабены[1]. Вполне возможно, что построение таких спутников, как Миранда, Ариэль и Умбриэль образовали несколько пар, вступающих в орбитальный резонанс: Миранда—Ариэль, Ариэль—Умбриэль, Умбриэль—Миранда[4]. Однако, в отличие от наблюдаемого спутника Юпитера Ио, явление орбитального резонанса между Мирандой и Ариэлем не смогло привести к стабильному захвату малого спутника[4]. Вместо захвата, орбитальный резонанс Миранды с Ариэлем и Умбриэлем привел к увеличению её эксцентриситета и наклону орбиты[4]. Постепенно уходя от орбитального резонанса на Миранде чередовались фазы нагревания и охлаждения[4]. Таким образом все известные грабены не были образованы в течение этого второго периода[1].

Разломы, возвышенности и другие особенности короны Арден.

Третий основной геологический период происходит вследствие сдвига орбиты Миранды, после чего образовываются короны Эльсинор и Арден[1]. Во вновь образовавшихся коронах мог присутствовать своеобразный вулканизм, состоящий из расплавленной массы поверхностного твердого материала[8]. По одной из версий формирования данные короны могут являться продуктом диапира, который был сформирован в ядре[9]. В этом периоде наблюдается частичное дифференцирование Миранды[9]. Учитывая размер и положение корон Эльсинор и Арден можно предположить, что их возникновение способствовало изменению момента инерции спутника и могло спровоцировать сдвиг Миранды на 90°[1]. Сомнение вызывает одновременное формирование этих двух образований[1]. Вполне вероятно, что спутник был сильно искорёжен до такой степени, что её асферический эксцентриситет временно втягивался в хаотическое вращение, как это, например, наблюдается у Гипериона[4]. Если бы орбитальная переориентация Миранды произошла раньше формирования этих двух корон на поверхности, то корона Эльсинор была бы более старше короны Арден[1]. Явления хаотического движения, порожденные резонансом между орбитами Миранды и Умбриэля 3:1 могли способствовать росту орбитального наклона выше 3°[4].

Корона Инвернесс — самая «молодая» корона на изученной поверхности Миранды.

В последнем периоде геологического формирования Миранды образовалась корона Инвернесс, которая, вероятно, создана поверхностным натяжением, приведшим к образованию грабенов, таких как Верона и Алжир[1]. После нового охлаждения Миранды, объём её поверхности мог увеличиться на 4 %[10]. Вполне вероятно, что эти периоды геологического формирования поверхности Миранды происходили беспрерывно[1].

В конечном счете, формирование поверхности Миранды могло длиться более 3 миллионов лет. Оно началось примерно 3,5 миллиардов лет с появления сильнократерированных районов и закончилось около сотни миллионов лет назад образованием корон[1].

Спутник Урана — Умбриэль, который мог значительно повлиять на формирование Миранды.

Явления орбитальных резонансов, в большей степени орбитальный резонанс с Умбриэлем, чем с Ариэлем оказали значительное влияние на эксцентриситет орбиты Миранды[11]. Данные явления также внесли свой вклад во внутренней разогрев и геологическую активность спутника[11]. Их совокупность побудила к конвекции в единый субстрат и положила начало планетарной дифференциации[11]. В то же время эти явления слабо бы изменили орбиты других, более массивных, по сравнению с Мирандой, спутников[11]. Между тем, поверхность Миранды может показаться сильно искорёженной, чтобы являться единственным, сильно затронутым орбитальным резонансом, продуктом[4].

После того, как Миранда ушла от резонанса с Умбриэлем, её орбита приобрела аномально-высокий наклон, а эксцентриситет был уменьшен[11]. Приливные силы затем изменили эксцентриситет и температуру в ядре спутника, что позволило вернуть сферическую форму, сохранив при этом впечатляющие геологические образования, такие как Верона Рупес[4]. Эксцентриситет был источником приливных сил и его уменьшение привело к затуханию источника энергии, которая влияла на геологическую активность Миранды, что привело к тому, что Миранда стала холодным инертным спутником[11].

Примечания

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 Plescia, J. B. (1987). “Cratering history of the Uranian satellites: Umbriel, Titania and Oberon”. Journal of Geophysical Research. 92 (A13): 14918—14932. Bibcode:1987JGR....9214918P. DOI:10.1029/JA092iA13p14918. Параметры |last1= и |last= дублируют друг друга (справка); Параметры |first1= и |first= дублируют друг друга (справка)
  2. 1 2 3 4 De feux et de glaces, ardentes géantes. — 2010. ISBN 9782738123305.
  3. Mousis, O. (2004). “Modeling the thermodynamical conditions in the Uranian subnebula - Implications for regular satellite composition”. Astronomy & Astrophysics. 413: 373—380. Bibcode:2004A&A...413..373M. DOI:10.1051/0004-6361:20031515.
  4. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 Peale, S. J. (1988). “Speculative Histories of the Uranian Satellite System”. Icarus. 74: 153–171. DOI:10.1016/0019-1035(88)90037-1.
  5. Waldrop, M. Mitchell (28 февраля 1986). “Voyage to a Blue Planet”. American Association for the Advancement of Science [англ.]. Science News. 231 (4741): 916–918.
  6. Jay T., Bergstralh. Uranus. — Éditeur University of Arizona Press. Space science series., 1991. — P. 1076. ISBN 0816512086, 9780816512089.
  7. Cowen, R. (6 ноября 1993). “Miranda: Shattering an old image”. Society for Science & the Public. Science News. 144 (19): 300.
  8. Jankowski, David G.; Steven W. Squyres (9 сентября 1988). “Solid-State Ice Volcanism on the Satellites of Uranus”. American Association for the Advancement of Science. Science News. 241 (4871): 1322–1325. Используется устаревший параметр |coauthors= (справка)
  9. 1 2 Pappalardo, R.; Greeley R. (1993). "Structural evidence for reorientation of Miranda about a paleo-pole"., Lunar and Planetary Sciences Institute, Houston. 
  10. Croft, Steven K. (6 июля 1992). "Proteus: Geology, Shape, and Catastrophic Destruction". (99), Lunar and Planetary Sciences Institute, Icarus. DOI:10.1016/0019-1035(92)90156-2. 
  11. 1 2 3 4 5 6 Tittemore, W. C.; Wisdom, J. (1990). “Tidal evolution of the Uranian satellites III. Evolution through the Miranda-Umbriel 3:1, Miranda-Ariel 5:3, and Ariel-Umbriel 2:1 mean-motion commensurabilities”. Icarus. 85 (2): 394—443. Bibcode:1990Icar...85..394T. DOI:10.1016/0019-1035(90)90125-S. Используется устаревший параметр |coauthors= (справка)

Данная страница на сайте WikiSort.ru содержит текст со страницы сайта "Википедия".

Если Вы хотите её отредактировать, то можете сделать это на странице редактирования в Википедии.

Если сделанные Вами правки не будут кем-нибудь удалены, то через несколько дней они появятся на сайте WikiSort.ru .




Текст в блоке "Читать" взят с сайта "Википедия" и доступен по лицензии Creative Commons Attribution-ShareAlike; в отдельных случаях могут действовать дополнительные условия.

Другой контент может иметь иную лицензию. Перед использованием материалов сайта WikiSort.ru внимательно изучите правила лицензирования конкретных элементов наполнения сайта.

2019-2020
WikiSort.ru - проект по пересортировке и дополнению контента Википедии