Danke an die Voyager Bei Missionen, die Ende der 1970er und Anfang der 1980er Jahre durch das äußere Sonnensystem gingen, konnten Wissenschaftler Uranus und sein Mondensystem zum ersten Mal genau betrachten. Tatsächlich können Astronomen jetzt 27 Monde in der Umlaufbahn um den blaugrünen Riesen ausmachen.
Von diesen ist keine größer, massiger oder oberflächlicher als Titania, das entsprechend benannt wurde. Als einer der ersten Mond, der um Uranus entdeckt wurde, hat dieser stark kraterartige und vernarbte Mond seinen Namen von der fiktiven Königin der Feen in Shakespeares Ein Sommernachtstraum.
Entdeckung und Benennung:
Titania wurde am 11. Januar 1787 von William Herschel entdeckt, dem englischen Astronomen, der Uranus 1781 entdeckt hatte. Die Entdeckung wurde auch am selben Tag gemacht, an dem er Oberon, den zweitgrößten Mond von Uranus, entdeckte. Obwohl Herschel berichtete, zu dieser Zeit vier weitere Monde beobachtet zu haben, stellte die Royal Astronomical Society später fest, dass diese Behauptung falsch war.
Es würde fast fünf Jahrzehnte dauern, bis Titania und Oberon entdeckt wurden, dass ein anderer Astronom als Herschel sie beobachten würde. Außerdem würde Titania seit vielen Jahren als „der erste Satellit von Uranus“ bezeichnet - oder mit der Bezeichnung Uranus I, die ihm 1848 von William Lassell gegeben wurde.
1851 begann Lassell, alle vier bekannten Satelliten in der Reihenfolge ihrer Entfernung vom Planeten nach römischen Ziffern zu nummerieren. Zu diesem Zeitpunkt wurde Titanias Bezeichnung Uranus III. Bis 1852 schlug Herschels Sohn John und auf Geheiß von Lassell selbst vor, den Namen des Mondes in Titania, die Königin der Feen in, zu ändern Ein Sommernachtstraum. Dies stimmte mit allen Uranus-Satelliten überein, die Namen aus den Werken von William Shakespeare und Alexander Pope erhielten.
Größe, Masse und Umlaufbahn:
Mit einem Durchmesser von 1.578 Kilometern, einer Oberfläche von 7.820.000 km² und einer Masse von 3,527 ± 0,09 × 1021 kg, Titania ist der größte Uranus-Mond und der achtgrößte Mond im Sonnensystem. Mit einer Entfernung von etwa 436.000 km ist Titania auch der am weitesten vom Planeten entfernte der fünf großen Monde.
Titanias Mond hat auch eine kleine Exzentrizität und ist gegenüber dem Äquator des Uranus sehr wenig geneigt. Die Umlaufzeit von 8,7 Tagen fällt ebenfalls mit der Rotationszeit zusammen. Dies bedeutet, dass Titania ein synchroner (oder gezeitengesperrter) Satellit ist, wobei ein Gesicht immer auf Uranus zeigt.
Da Uranus die Sonne auf ihrer Seite umkreist und seine Monde die Äquatorialebene des Planeten umkreisen, unterliegen sie alle einem extremen saisonalen Zyklus, in dem der Nord- und Südpol 42 Jahre lang entweder völliger Dunkelheit oder völliger Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind.
Komposition:
Wissenschaftler glauben, dass Titania zu gleichen Teilen aus Gestein (das kohlenstoffhaltige Materialien und organische Verbindungen enthalten kann) und Eis besteht. Dies wird durch Untersuchungen gestützt, die zeigen, dass Titania für einen uranischen Satelliten eine ungewöhnlich hohe Dichte aufweist (1,71 g / cm³). Das Vorhandensein von Wassereis wird durch infrarotspektroskopische Beobachtungen von 2001–2005 gestützt, die kristallines Wassereis auf der Mondoberfläche enthüllten.
Es wird auch angenommen, dass Titania in einen felsigen Kern differenziert ist, der von einem eisigen Mantel umgeben ist. Wenn dies zutrifft, würde dies bedeuten, dass der Radius des Kerns ca. 520 km, was bedeutet, dass der Kern 66% des Radius des Mondes und 58% seiner Masse ausmacht.
Wie bei den anderen großen Monden von Uranus ist der aktuelle Zustand des eisigen Mantels unbekannt. Wenn das Eis jedoch genügend Ammoniak oder anderes Frostschutzmittel enthält, kann Titania an der Kern-Mantel-Grenze eine flüssige Ozeanschicht aufweisen. Die Dicke dieses Ozeans beträgt, falls vorhanden, bis zu 50 km (31 mi) und seine Temperatur liegt bei etwa 190 K.
Natürlich ist es unwahrscheinlich, dass ein solcher Ozean das Leben unterstützen könnte. Unter der Annahme, dass dieser Ozean hydrothermale Entlüftungsöffnungen auf seinem Boden unterstützt, ist es möglich, dass Leben in kleinen Flecken nahe dem Kern existiert. Die innere Struktur von Oberon hängt jedoch stark von seiner derzeit kaum bekannten thermischen Vorgeschichte ab.
Voyager 2:
Die einzigen direkten Beobachtungen von Titania wurden von der Voyager 2 Raumsonde, die den Mond während seines Vorbeiflugs an Uranus im Januar 1986 fotografierte. Diese Bilder bedeckten etwa 40% der Oberfläche, aber nur 24% wurden mit der für die geologische Kartierung erforderlichen Präzision fotografiert.
Der Vorbeiflug der Voyager an Titania fiel mit der Sommersonnenwende der südlichen Hemisphäre zusammen, als fast die gesamte nördliche Hemisphäre nicht beleuchtet war. Wie bei den anderen großen Monden des Uranus verhinderte dies, dass die Oberfläche detailliert kartiert wurde. Kein anderes Raumschiff hat zuvor oder seitdem das Uran-System oder Titania besucht, und in absehbarer Zukunft ist keine Mission geplant.
Interessante Fakten:
Titania ist in Bezug auf die Helligkeit mittelschwer und nimmt einen mittleren Punkt zwischen den dunklen Monden von Oberon und Umbriel und den hellen Monden von Ariel und Miranda ein. Die Oberfläche ist im Allgemeinen rot (weniger als Oberon), es sei denn, es hat ein neuer Aufprall stattgefunden, bei dem die Oberfläche blau gefärbt ist. Die Oberfläche von Titania ist weniger stark kraterartig als die Oberfläche von Oberon oder Umbriel, was darauf hindeutet, dass seine Oberfläche viel jünger ist.
Wie bei allen großen Monden des Uranus wird seine Geologie durch eine Kombination aus Einschlagkratern und endogener Oberflächenerneuerung beeinflusst. Während der erstere über die gesamte Geschichte des Mondes wirkte und alle seine Oberflächen beeinflusste, waren die letzteren Prozesse hauptsächlich nach der Entstehung des Mondes aktiv und führten zu einer Glättung seiner Merkmale - daher die geringe Anzahl heutiger Einschlagkrater.
Insgesamt haben Wissenschaftler drei Klassen geologischer Merkmale auf Titania erkannt. Dazu gehören Krater, Verwerfungen (oder Steilwände) und sogenannte Grabens (manchmal auch als Canyons bezeichnet). Titanias Krater haben einen Durchmesser von wenigen bis 326 Kilometern - im Fall des größten bekannten Kraters, Gertrude. Die Oberfläche von Titania wird auch von einem System enormer Verwerfungen (Steilwände) durchschnitten. und an einigen Stellen markieren zwei parallele Steilwände Vertiefungen in der Satellitenkruste und bilden Grabens (auch bekannt als Canyons).
Die Grabens auf Titania haben einen Durchmesser von 20 bis 50 Kilometern und ein Relief (d. H. Eine Tiefe) von 2 bis 5 Kilometern. Der bekannteste Graben auf Titania ist der Messina Chasma, der vom Äquator fast bis zum Südpol etwa 1.500 Kilometer lang ist. Die Grabens sind wahrscheinlich die jüngsten geologischen Merkmale auf Titania, da sie alle Krater und sogar die glatten Ebenen durchschneiden.
Wie Oberon wurden die Oberflächenmerkmale auf Titania nach Charakteren in Werken von Shakespeare benannt, wobei alle physischen Merkmale nach weiblichen Charakteren benannt sind. Zum Beispiel ist der Krater Gertrude nach Hamlets Mutter benannt, während andere Krater - Ursula, Jessica und Imogen - nach Charakteren aus benannt sind Viel Lärm um nichts, Der Kaufmann von Venedig, und Cymebline, beziehungsweise.
Interessanterweise deutet das Vorhandensein von Kohlendioxid auf der Oberfläche darauf hin, dass Titania möglicherweise auch eine schwache saisonale CO²-Atmosphäre aufweist, ähnlich der des Jupiter-Mondes Callisto. Andere Gase wie Stickstoff oder Methan sind wahrscheinlich nicht vorhanden, da die schwache Schwerkraft von Titania nicht verhindern konnte, dass sie in den Weltraum entweichen.
Wie bei allen Uranus-Monden bleibt noch viel zu entdecken über diesen massereichsten ihrer Satelliten. In den kommenden Jahren kann man nur hoffen, dass die NASA, die ESA oder andere Weltraumagenturen entscheiden, dass eine weitere Voyager-ähnliche Mission für das äußere Sonnensystem erforderlich ist. Bis zu diesem Zeitpunkt werden Uranus und die vielen Monde, die ihn umkreisen, weiterhin Geheimnisse vor uns bewahren.
Wir haben viele Artikel über Titania hier im Space Magazine geschrieben. Hier ist, wie viele Monde hat Uranus?, Uranus 'Mond Oberon und Uranus' Mondschirm.
Weitere Informationen finden Sie auf der Seite "Neun Planeten" in Titania und auf der Seite "Erforschung des Sonnensystems" der NASA in Titania.
Astronomy Cast hat eine Episode zu diesem Thema. Hier ist Episode 172: William Herschel
Quellen:
- NASA: Erforschung des Sonnensystems - Titania
- Wikipedia - Titania (Mond)
- SeaSky - Titania
