Умбриэль

Умбриэль — третий из пяти крупных спутников Урана, считая от планеты наружу, и «белая ворона» среди них. Все четыре его собрата — Миранда, Ариэль, Титания и Оберон — несут на себе шрамы прошлой активности: свежие ледяные равнины, высокие обрывы или каньонные системы, прорезанные, когда их недра сгибались и трескались. У Умбриэля почти ничего этого нет. Это тёмный, спокойный, насыщенный кратерами шар диаметром около 1170 км, наименее отражающий из крупных спутников Урана и, судя по всему, тот, чья поверхность изменилась меньше всех за последние четыре миллиарда лет.

Эта темнота — настоящая научная загадка. Умбриэль отражает лишь около 16% падающего на него солнечного света — примерно как асфальт, сопоставимо с горными областями нашей собственной Луны, — тогда как его сосед Ариэль отражает примерно вдвое больше. Никто ещё убедительно не объяснил, как богатый льдом мир оказался столь равномерно покрыт тёмным веществом, и, поскольку космический аппарат посещал систему Урана лишь однажды, эта тайна остаётся почти нетронутой с 1986 года.

Открытие и имя из сатирической поэмы

Умбриэль был обнаружен 24 октября 1851 года английским пивоваром, ставшим астрономом, Уильямом Ласселлом, который заметил его и его более яркого соседа Ариэля в одну и ту же ночь в свой собственный телескоп-рефлектор. Сам Уран был известен со времён открытия Уильямом Гершелем в 1781 году, а два его крупнейших спутника — с 1787 года, но более тусклая внутренняя пара ускользала от наблюдателей более шестидесяти лет.

Спутники Урана нарушают астрономическую традицию: вместо фигур классической мифологии они носят имена, взятые из английской литературы. Умбриэль получил своё имя от шутливой поэмы Александра Поупа «Похищение локона» (1712), где Умбриэль — «сумрачный, меланхоличный дух», спускающийся в преисподнюю, — подходящее имя для самого тёмного спутника из пяти, перекликающееся с латинским словом umbra, «тень». Схему наименований предложил сын Гершеля, Джон.

Тёмная, насыщенная кратерами поверхность

Лик Умбриэля почти равномерно серый и густо покрыт кратерами, с минимальными вариациями цвета или яркости, встречающимися в других частях системы. Его кратеры крупные — многие достигают 100–200 км в поперечнике, — а ударные структуры такого размера служат отпечатком ранней Солнечной системы, когда тела размером с планетезимали ещё во множестве врезались в пространство. Их сохранность говорит геологам о том, что кора Умбриэля никогда не обновлялась под действием внутреннего тепла или тектоники: то, что мы видим, близко к первозданному состоянию.

Почему поверхность настолько тёмная, остаётся неразрешённым вопросом. Одна из версий винит тонкий, повсеместный налёт богатого углеродом вещества, возможно, потемневшего за эпохи под действием радиации и бомбардировки микрометеоритами. Ясно одно: у Умбриэля отсутствуют яркие лучи выброшенного вещества, пересекающие другие уранианские спутники, и именно поэтому его альбедо выглядит настолько ровным и низким.

Вунда: яркое кольцо у экватора

Единственное яркое исключение из всей этой темноты — Вунда, кратер диаметром около 131 км, расположенный близ экватора Умбриэля. «Вояджер-2» зафиксировал заметное кольцо яркого вещества на дне Вунды — деталь настолько выделяющуюся на фоне окружающего мрака, что она стала визуальной визитной карточкой спутника. Из-за геометрии наблюдения во время пролёта Вунда оказалась близ края освещённого диска, и её истинная природа до сих пор обсуждается.

Ведущая гипотеза гласит, что яркое кольцо — это иней: возможно, лёд углекислого газа, образовавшийся по всей поверхности под действием радиационной химии, а затем мигрировавший и оказавшийся «холодной ловушкой» на дне кратера. Другие именованные детали рельефа Умбриэля продолжают тему поэмы и фольклора — кратеры Вувер, Скинд, Уоколо, Малинги и Сетебос, — но при разрешении «Вояджера» большинство из них выглядят немногим более чем тёмными округлыми пятнами.

Лёд, камень и захваченная орбита

При среднем радиусе около 585 км и массе примерно 1,3 × 10²¹ кг Умбриэль имеет плотность около 1,5 г/см³ — что согласуется с телом, немногим более чем наполовину состоящим по объёму из водяного льда, окутывающего значительные каменные недра, составляющие, возможно, 40% его массы. Это третий по величине спутник Урана, немного крупнее Ариэля, но намного темнее.

Умбриэль обращается вокруг Урана на расстоянии около 266 000 км, совершая один оборот каждые 4,14 суток, и, как и большинство крупных спутников, находится в приливном захвате, так что одно и то же полушарие всегда обращено к планете. Поскольку Уран почти полностью опрокинут набок, орбита Умбриэля также наклонена, а значит, спутник переживает экстремальные времена года: десятилетия непрерывного солнечного света над одним полюсом сменяются десятилетиями темноты.

Один визит — и доводы в пользу возвращения

Всё, что мы знаем о поверхности Умбриэля, получено благодаря одной-единственной встрече. «Вояджер-2» NASA пронёсся сквозь систему Урана в январе 1986 года, пройдя на расстоянии около 325 000 км от Умбриэля и сфотографировав примерно 40% спутника — хотя лишь около половины этого объёма с разрешением, достаточным для настоящего геологического картирования. С тех пор ни один аппарат туда не возвращался, и никакая миссия сейчас там не находится.

Именно этот пробел заставлял планетологов неоднократно ставить специализированный орбитальный аппарат к Урану в число высших приоритетов будущих исследований. Такая миссия могла бы наконец выяснить, что делает Умбриэль тёмным, картировать полушарие, которого «Вояджер» так и не увидел, и проверить, скрывает ли какой-либо из спутников Урана подповерхностную воду. Пока же Умбриэль остаётся одним из наименее изученных крупных спутников Солнечной системы — миром, названным в честь тени, увиденным лишь однажды и с тех пор оставленным в холодной внешней тьме.