телескоп 10 до 14 дюймов Космический вызов: Спутники Урана

Если вы похожи на меня, то одним из первых объектов, которые вы увидели в телескоп, был Юпитер и четыре его галилеевых спутника. Меня поразила мысль, что я могу вернуться через несколько часов и увидеть, что спутники сместились относительно планеты и друг друга. Представьте изумление Галилея, когда он впервые наблюдал это удивительное зрелище.

Галилеевы спутники можно увидеть в бинокль. Если говорить о Сатурне, то его самую большую луну, Титан, можно с небольшим усилием различить в самые маленькие дворовые телескопы. А что насчет лун, вращающихся вокруг планеты Уран? Вы когда-нибудь видели хоть одну из них? Говорите, это невозможно?

Выше: осенняя звездная карта из книги Star Watch Фила Харрингтона.

Выше: поисковая карта рубрики «Космический вызов» этого месяца. На карту нанесено положение Урана в даты противостояний вплоть до 2028 года. Кликните по ссылке, чтобы загрузить версию для печати.

Из 27 известных спутников в семье Урана четыре выделяются так же, как четыре галилеевых спутника в клане Юпитера. Уильям Гершель открыл первые две луны Урана 11 января 1787 года, через шесть лет после того, как открыл саму планету. Следующие две оставались незамеченными, пока 24 октября 1851 года их не обнаружил британский астроном Уильям Ласселл (1799–1880). Именно эти четыре мы и надеемся поймать с помощью наших телескопов.

Четыре главных луны Урана — Титания, Оберон, Ариэль и Умбриэль — получили свои имена из сочинений Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Оберон — это царь фей в пьесе «Сон в летнюю ночь», а Титания — его королева. Ариэлем звали ведущего сильфа в поэме Александра Поупа «Похищение локона» и, по совпадению, духа, который прислуживал Просперо в «Буре» Шекспира. Наконец, Умбриэль назван в честь угрюмого сумеречного тролля из «Похищения локона».

Все четыре состоят из камня вперемешку с замороженным коктейлем из аммиака, метана и водяного льда. Подобно главным спутникам Юпитера, Сатурна и Нептуна, Титания, Оберон, Ариэль и Умбриэль вращаются вокруг Урана почти точно в плоскости экватора планеты. Однако из-за необычного бокового наклона оси вращения Урана это может привести к появлению лун под странными углами относительно самой планеты. По мере ее вращения  вокруг Солнца курсы, которыми следуют спутники, со временем меняют форму и ориентацию. В настоящее время они ориентированы с северо-запада на юго-восток, прочерчивая узкие тропинки по часовой стрелке вокруг планеты.

Оба крупнейших спутника Урана, Титания и Оберон, имеют диаметр порядка 900 миль (1500 км). Фотографии, сделанные во время их облета космическим аппаратом «Вояджер-2» в 1986 году, показывают, что исполосованная поверхность Титании пересечена долинами и разломами, простирающимися на сотни миль. Видно много ударных кратеров, но их меньше, чем на Обероне. В совокупности меньшее количество кратеров и множество линий разлома говорят о том, что поверхность Титании моложе поверхности Оберона. Поскольку обе луны имеют одинаковый физический возраст, это означает, что Титания когда-то испытывала более высокий уровень геологической активности по сравнению с соседом.

Блеск и Титании, и Оберона никогда не превышает 14. Из них двоих Оберон различить легче, поскольку он вращается дальше от Урана и, следовательно, может появляться дальше от яркого света планеты. Однако даже при наибольшем удалении он всегда находится на расстоянии меньше одной угловой минуты от планеты.

Ариэль имеет диаметр 720 миль (1158 км) и на фотографиях «Вояджера» напоминает Титанию — такая же переплетенная сеть долин и разломов, прорезающих его ледяную поверхность. Как и на Титании, эти разломы могут быть результатом быстрого охлаждения горячего лунного ядра вскоре после образования.

Наконец, Умбриэль (727 миль, или 1170 км в диаметре) очень напоминает Оберон. Его темная поверхность испещрена множеством ударных кратеров, но не имеет разломов и долин, характерных для Титании и Ариэля. Умбриэль и Ариэль такие же по яркости, как Титания и Оберон, но поскольку они движутся по еще более близкой к планете орбите, представляют собой еще большую проблему для наблюдателей. Ближайший, Ариэль, никогда не бывает дальше 15" от Урана.

Выше: пять крупнейших лун Урана, запечатленных аппаратом «Вояджер-2» в 1986 году. Изображения НАСА.

Выше: любительский вид на планету Уран и три ее главных спутника.

Если различить эти четыре «легко», попытайте удачу с пятой луной, Мирандой. Поверхность Миранды — настоящая мешанина. Некоторые регионы, по всей вероятности, очень старые, судя по количеству кратеров, другие области сравнительно новые, опять же по количеству кратеров. Есть много теорий, пытающихся объяснить ее потрепанный вид. Согласно некоторым она была разбита на куски в результате одного или нескольких столкновений в своей ранней истории, но смогла вновь собраться в хаотичном порядке, шиворот-навыворот. Другие объясняют, что мозаичная поверхность Миранды возникла из-за подъема частично растаявших льдов. Как-никак, на Миранде около 50% льда. До сих пор лишь «Вояджер-2» пролетал мимо системы Урана, так что, безусловно, необходимо более тщательное расследование.

Сможете ли вы самостоятельно увидеть Миранду? Держись крепче, ее средний блеск 16! Это ниже предела для рекомендуемой в этом месяце апертуры, однако рассмотреть спутник можно только в большой любительский телескоп.

Для увеличения шансов увидеть любую из этих сложных целей, Уран должен находиться вблизи противостояния, когда его расстояние от Земли минимально. Наберитесь терпения и дождитесь, пока каждый спутник не достигнет наибольшей точки удаления от планеты. Чтобы помочь вам выяснить, когда это произойдет, несколько популярных программ*, включая старый добрый Guide Project Pluto, отображают положение каждой луны Урана для любой даты и времени. На сайте журнала Sky & Telescope также есть отличная Javascript-утилита, которая покажет положение каждой луны в любой момент. Инструмент по умолчанию использует ваше системное время и дату, но его можно установить вручную для любого события между 2008 и этим годом. Вот расположение на 1 ноября 2019 года в 00:00 по всемирному времени (UT). [При необходимости используйте этот веб-сайт для преобразования между всемирным временем, также известным как гринвичское время (или GMT), и местным временем.]

Чтобы изучить все тонкости инструмента S & T, прочитайте статью Роджера Синнотта и Эдриана Эшфорда.

Удачи! И обязательно опубликуйте свои результаты в обсуждении этой статьи здесь или на форуме.

До следующего месяца, и помните, что половина удовольствия — это азарт охоты. Игра началась! 

* - большинство современных астрономических программ планетариев показывают положение лун Урана. Например Stellarium и Sky Safari. Достаточно поместить планету в центр поля зрения и поднять увеличение.