Sabine Stanley, Ph.D., Johns Hopkins University

Scoperta delle lune di Urano

William Herschel, la persona che ha scoperto Urano, era anche il primo a scoprire lune in orbita attorno al pianeta. Sei anni dopo aver scoperto Urano, in una sola notte, trovò le due lune uraniane più grandi: Titania e Oberon. Entrambi hanno meno della metà del diametro della Luna terrestre.

Ci sono voluti altri 60 anni prima che gli astronomi trovassero le successive due lune più grandi, Ariel e Umbriel, che sono solo il diametro della Luna terrestre. Poi, ci sono voluti quasi 100 anni in più per trovare il prossimo, Miranda, che è solo un settimo del diametro della Luna terrestre. Era il 1948 e lo scopritore era Gerard Kuiper della fama della “cintura di Kuiper”.

Queste cinque lune sono le uniche lune di Urano abbastanza grandi da essere sferiche. Il numero è simile a quello che c’è su Giove, che ne ha quattro, e Saturno, che ne ha sette. Ma Urano ha più di queste 5 lune. Ne ha almeno 27. Gli altri sono tutti più piccoli e non sferici.

La missione Voyager 2 ha trovato 10 lune durante il suo sorvolo del 1986, mentre i telescopi terrestri dopo il sorvolo del Voyager ho trovato il resto. Tutte le lune prendono il nome da spiriti e personaggi magici delle opere di Shakespeare e Alexander Pope.

Le lune regolari e irregolari di Urano

Le lune di Urano possono essere classificate come regolari o irregolari , ma a differenza di Giove o Saturno, la maggior parte delle lune conosciute per Urano sono finora regolari. Le 18 lune regolari sono su orbite molto circolari e si muovono nella stessa direzione in cui ruota Urano.

Ciò suggerisce che si siano formate da un disco di accrescimento che circonda Urano. Ma poiché Urano ruota su un lato, significa che queste lune regolari hanno tipicamente cicli stagionali estremi, proprio come fa Urano.

Un emisfero delle lune sperimenta costantemente il giorno, mentre l’altro sperimenta la notte, nel rispettive estati e inverni. Poiché la Voyager 2 ha volato su Urano durante l’estate meridionale, significa che siamo stati in grado di vedere solo il primo piano di metà di ciascuna luna.

Le nove lune irregolari sono più ellittiche, inclinate o retrograde. orbite, suggerendo che si siano formate altrove, ma siano state poi catturate dal campo gravitazionale di Urano.

Ulteriori informazioni sul sistema Terra-Luna.

La composizione e la struttura delle lune di Urano

Tutte le lune di Urano sono una miscela di ghiaccio e roccia e tendono ad avere un colore grigio neutro. Le cinque grandi lune rotonde sono abbastanza simili in termini di composizione, essendo circa metà roccia e metà ghiaccio. Hanno tutti crateri da impatto e caratteristiche tettoniche come canyon e scogliere.

Tendono anche ad essere più scure delle lune di Saturno, con sostanze organiche scure mescolate alle superfici ghiacciate. Superfici più scure potrebbero suggerire che siano più antiche delle lune di Saturno, poiché essere più vecchie darebbe loro più tempo per inquinare le loro superfici.

La luna più grande, Titania, ha un canyon chiamato Messina Chasma, che è circa tre volte più lungo del Grand Canyon terrestre. Su Oberon, la montagna più alta è simile in altezza al Mauna Kea sulla Terra.

A Umbriel, c’è un cratere chiamato cratere Wunda che ha uno strano anello luminoso di materiale al suo interno. Potrebbe essere ghiaccio di anidride carbonica. L’anello è largo circa cinque chilometri. Non si sa perché sia lì o come potrebbe essersi formato. Ad Ariel, ci sono pianure basse e lisce che probabilmente si sono formate dal crio-vulcanismo, dove una soluzione di acqua e ammoniaca è esplosa in superficie meno di 100 milioni di anni fa.

Questa è una trascrizione della serie di video A Field Guide to the Planets. Guardalo ora, su The Great Courses Plus.

Miranda: The Smallest Moon of Urano

La più piccola e più interna della ronda di Urano lune, Miranda, è diversa dalle altre. La sua superficie patchwork sembra essere stata cucita insieme da parti diverse. La topografia di Miranda è molto varia.

Ad esempio, Miranda ospita la scogliera più grande del sistema solare, chiamata Verona Rupes, che si estende 20 chilometri di altezza. Se una roccia fosse caduta dalla scogliera, poiché l’accelerazione gravitazionale di Miranda è oltre 100 volte inferiore a quella terrestre, ci vorrebbero quasi 12 minuti prima che la roccia raggiungesse il fondo.

Oltre alle scogliere torreggianti, Miranda presenta anche elementi ovali scanalati ea forma di chevron chiamati coronae. Ce ne sono tre nell’emisfero che siamo stati in grado di immaginare. Sono queste corone che danno a Miranda il suo aspetto patchwork.

Forse molto tempo fa, Miranda è stata distrutta da un impatto catastrofico, ma poi i pezzi si sono riuniti per gravità, ma in un ordine confuso. La corona scanalata si sarebbe quindi formata quando le parti più pesanti e rocciose della luna scendevano verso l’interno e le parti più galleggianti e ricche di ghiaccio salivano in superficie.

Tuttavia, è improbabile che un impatto così potente avrebbe lasciato i pezzi abbastanza vicini da riorganizzarsi. Quindi, è più probabile che queste corone siano in realtà il risultato delle forze di marea che agiscono su Miranda, un po ‘come quello che Giove sta facendo a Io.

Le forze di marea di Urano avrebbero ripetutamente flesso e schiacciato Miranda, causando abbastanza calore affinché il materiale gelido della luna si muova facilmente. Le crescenti intrusioni di ghiaccio caldo chiamate diapiri si sarebbero spinte sulla superficie di Miranda, causando il terreno scanalato che si vede. È possibile che un meccanismo simile sia responsabile delle corone su Venere, tranne per il fatto che Venere ha diapiri ascendenti di roccia calda, non ghiaccio, che creano le caratteristiche della superficie ovale, simile a una corona.

Ulteriori informazioni su Saturno e gli anelli.

Gli anelli di Urano

Oltre alle lune, Urano ha anche anelli, 13 di essi. Sembra molto, ma gli anelli sono molto sottili e scuri, con alcune ampie separazioni. Sono scuri come gli anelli di Giove, ma non sono polverosi come loro.

Le particelle negli anelli di Urano sono in realtà piuttosto grandi, tipicamente di dimensioni variabili dai palloni da basket alle grandi case. Saturno ha alcune particelle anulari che sono grandi, ma le particelle degli anelli di Saturno sono molto più luminose in quanto sono più ricche di ghiaccio. Sebbene non sia noto il motivo per cui le particelle dell’anello di Urano siano così scure, potrebbe essere perché sono più ricche di sostanze organiche degli anelli di Saturno.

Questi anelli furono scoperti accidentalmente nel 1977. Gli scienziati erano interessati a studiare l’atmosfera di Urano e avevano progettato di farlo guardando le stelle lontane attraverso l’atmosfera. Questo è chiamato studio dell’occultazione.

In questo stile di studio, si aspetta che il momento sia giusto, in modo che quando si guarda dalla Terra, il pianeta da studiare passi davanti a una stella fissa e lontana . Quando il pianeta inizia a passare davanti alla stella, l’atmosfera del pianeta copre parte della luce della stella.

Questo fa apparire la stella più debole. Ma ancora più importante, l’atmosfera assorbe determinate frequenze di luce da quella stella in base a ciò di cui è composta l’atmosfera.

La cosa sorprendente che accadde a Urano fu che anche prima di raggiungere la stella, la stella scomparve e riapparve più volte. Qualcosa bloccava la visuale della stella e non era il pianeta. Lo stesso atto di scomparsa avvenne in ordine inverso quando la stella emerse dall’altra parte di Urano.

Questa simmetria significava che ciò che veniva visto non erano singole lune, ma invece anelli. Questa scoperta iniziale ha trovato cinque anelli, e presto ne sono seguiti altri. Gli anelli sono stati poi ripresi dalla Voyager 2.

Anche se non si sa di cosa siano fatti gli anelli, è probabile che siano un misto di roccia e ghiaccio. Potrebbero essersi formati da collisioni di lune precedenti che circondano il pianeta.

La loro ristrettezza suggerisce che gli anelli sono estremamente giovani, come 1 milione di anni, o devono avere lune pastore come quelle viste su Saturno per alcuni dei suoi anelli sottili.

Sono state scoperte alcune lune di pastori per Urano. Ad esempio, le lune piccole Cordelia e Ophelia pascolano uno degli anelli. In effetti, la sottigliezza degli anelli sta ispirando la ricerca di nuove lune di pastori che circondano gli altri anelli.

Il flyby del Voyager 2 è stata l’unica missione mai inviata su Urano. E ha trascorso solo pochi minuti vicino al pianeta, raccogliendo dati per rivelare gran parte di ciò che sappiamo sul funzionamento di questo pianeta laterale e sul suo sistema di lune e anelli ugualmente inclinato.

Domande comuni su lune e anelli di Urano