Seit dem Reisen Raumsonden ins äußere Sonnensystem gewagt haben, haben Wissenschaftler und Astronomen viel von dieser Region des Weltraums verstanden. Zusätzlich zu den vier massiven Gasriesen, die das äußere Sonnensystem zu Hause nennen, hat man viel über die vielen Monde gelernt, die sie umkreisen. Und dank der gewonnenen Fotos und Daten haben die Menschen als Ganzes verstanden, wie seltsam und beeindruckend unser Sonnensystem wirklich ist.
Dies gilt insbesondere für Miranda, die kleinste und innerste von Die großen Monde des Uranus – und manche würden sagen, am seltsamsten aussehend! Wie die anderen großen Uranmonde verläuft seine Umlaufbahn in der Nähe des Äquators seines Planeten senkrecht zur Ekliptik des Sonnensystems und weist daher einen extremen jahreszeitlichen Zyklus auf. In Kombination mit einer der extremsten und abwechslungsreichsten Topographien des Sonnensystems macht dies Miranda zu einer verständlichen Quelle des Interesses!
Entdeckung und Benennung:
Miranda wurde am 16. Februar 1948 von Gerard Kuiper mit dem entdeckt McDonald-Observatorium s Otto Struve Telescope an der University of Texas in Austin. Seine Bewegung um Uranus wurde am 1. März desselben Jahres bestätigt, was ihn zum ersten Satelliten von Uranus seit fast einem Jahrhundert macht (die vorherigen waren Ariel und Umbriel, die beide 1851 von William Lassell entdeckt wurden).
Eine Montage von Uranus Monden. Bildnachweis: NASA/JPL
In Übereinstimmung mit den Namen der anderen Monde entschied sich Kuiper, das Objekt „Miranda“ nach der Figur in Shakespeares . zu benennenDer Sturm. Dies setzte die Tradition von John Herschel fort, der vorschlug, dass alle großen Monde des Uranus – Ariel , Umbriel , Titania und Oberon – nach Zeichen aus beiden benannt seinDer Sturmoder Alexander PopesDer Raub des Schlosses.
Größe, Masse und Umlaufbahn:
Mit einem mittleren Radius von 235,8 ± 0,7 km und einer Masse von 6,59 ± 0,75 ×1019kg, Miranda ist 0,03697 Erdmal so groß wie die Erde und ungefähr 0,0000011 so massiv. Seine bescheidene Größe macht es auch zu einem der kleinsten Objekte im Sonnensystem, die je erreicht wurden hydrostatisches Gleichgewicht , mit nur Saturnmond von Pantomimen kleiner sein.
Von den fünf größeren Monden von Uranus ist Miranda der nächstgelegene und kreist in einer durchschnittlichen Entfernung (Haupthalbachse) von 129.390 km. Es hat eine sehr geringe Exzentrizität von 0,0013 und eine Neigung von 4,232° zum Äquator des Uranus. Dies ist ungewöhnlich hoch für einen Körper, der seinem Mutterplaneten so nahe ist – ungefähr das Zehnfache der anderen Uran-Satelliten.
Da es keine Mean-Motion-Resonanzen gibt, um dies zu erklären, wurde die Hypothese aufgestellt, dass die Monde gelegentlich sekundäre Resonanzen durchlaufen. Irgendwann hätte dies dazu geführt, dass Miranda in einer vorübergehenden 3:1-Resonanz mit Umbriel und vielleicht auch in einer 5:3-Resonanz mit Ariel gefangen war. Diese Resonanz hätte die Neigung des Mondes verändert und auch zu einer Gezeitenerwärmung in seinem Inneren geführt (siehe unten).
Größenvergleich aller Monde des Sonnensystems. Bildnachweis: NASA/The Planetary Society
Mit einer durchschnittlichen Umlaufgeschwindigkeit von 6,66 km/s benötigt Miranda 1,4 Tage, um eine einzelne Umlaufbahn von Uranus zu absolvieren. Seine Orbitalperiode (ebenfalls 34 Stunden) ist synchron mit seiner Rotationsperiode, was bedeutet, dass er mit Uranus verbunden ist und ihm jederzeit ein Gesicht zuwendet. Da es um den Äquator des Uranus kreist, was bedeutet, dass seine Umlaufbahn senkrecht zur Ekliptik der Sonne verläuft, durchläuft Uranus einen extremen jahreszeitlichen Zyklus, in dem die nördliche und südliche Hemisphäre jeweils 42 Jahre Helligkeit und Dunkelheit erleben.
Zusammensetzung und Oberflächenstruktur:
Mirandas mittlere Dichte (1,2 g/cm3) macht ihn zum am wenigsten dichten Uranmond. Es deutet auch darauf hin, dass Miranda größtenteils aus Wassereis besteht (mindestens 60%), der Rest wahrscheinlich aus Silikatgestein und organischen Verbindungen im Inneren besteht. Die Oberfläche von Miranda ist auch der vielfältigste und extremste aller Monde im Sonnensystem, mit Merkmalen, die auf eine willkürliche Weise durcheinander geraten zu sein scheinen.
Diese besteht aus riesigen Verwerfungsschluchten mit einer Tiefe von bis zu 20 km (12 Meilen), terrassierten Schichten und dem scheinbar zufälligen Nebeneinander alter und junger Oberflächen. Dieser Flickenteppich aus zerklüftetem Gelände weist darauf hin, dass in Mirandas Vergangenheit intensive geologische Aktivitäten stattfanden, die vermutlich durch die Gezeitenerwärmung während der Zeit, in der es in Orbitalresonanz mit Umbriel (und vielleicht Ariel) stand, angetrieben wurden.
Diese Resonanz hätte die Exzentrizität der Umlaufbahn erhöht und zusammen mit den unterschiedlichen Gezeitenkräften von Uranus eine Erwärmung im Inneren von Miranda verursacht und zum Wiederauftauchen geführt. Darüber hinaus könnte die unvollständige Differenzierung des Mondes, wodurch Gestein und Eis gleichmäßiger verteilt wurden, in einigen Gebieten zu einem Auftrieb von leichterem Material geführt haben, wodurch junge und ältere Regionen nebeneinander existieren.
Uranus-Mond Miranda, aufgenommen von der Raumsonde Voyager 2 am 24. Januar 1986. Bildnachweis: NASA/JPL-Caltech
Eine andere Theorie besagt, dass Miranda durch einen massiven Aufprall zerschmettert wurde, dessen Fragmente sich wieder zu einem gebrochenen Kern zusammensetzten. In diesem Szenario – von dem einige Wissenschaftler glauben, dass es bis zu fünf Mal passiert sein könnte – wären die dichteren Fragmente tief ins Innere gesunken, wobei Wassereis und flüchtige Stoffe darauf abgesetzt und ihre gebrochene Form widerspiegeln.
Insgesamt erkennen die Wissenschaftler auf Miranda fünf Arten von geologischen Merkmalen, darunter Krater, Koronae (große Rillen), Regiones (geologische Regionen), Rupes (Steilhänge oder Canyons) und Sulci (parallele Rillen).
Die Kraterregionen von Miranda werden zwischen jüngeren Regionen mit leichten Kratern und älteren Regionen mit stärkeren Kratern unterschieden. Die Regionen mit leichten Kratern umfassen Bergrücken und Täler, die durch scharfe Grenzen nicht übereinstimmender Merkmale von den Gebieten mit stärkeren Kratern getrennt sind. Die größten bekannten Krater haben einen Durchmesser von etwa 30 km (20 Meilen), andere liegen im Bereich von 5 bis 10 km (3 bis 6 Meilen).
Miranda hat die größte bekannte Klippe im Sonnensystem, die als Verona Rupes bekannt ist (benannt nach dem Schauplatz von ShakespearesRomeo und Julia). Diese Rupes hat einen Gefälle von über 5 km (3,1 mi) und ist damit 12-mal so tief wie der Grand Canyon. Wissenschaftler vermuten, dass Mirandas Kämme und Schluchten Dehnungs-Kippblöcke darstellen – ein tektonisches Ereignis, bei dem sich tektonische Platten auseinanderdehnen und Muster aus zerklüftetem Gelände mit steilen Abhängen bilden.
Aufnahme der Sonde Voyager 2 während ihrer Annäherung am 24. Januar 1986 mit einer Auflösung von etwa 700 m (2300 ft). Bildnachweis: NASA/JPL
Die bekanntesten Koronae existieren auf der südlichen Hemisphäre mit drei riesigen 'rennbahnähnlichen' Rillenstrukturen, die mindestens 200 km (120 mi) breit und bis zu 20 km (12 mi) tief sind. Diese Merkmale, die Arden, Helsingör und Inverness genannt werden – alle Orte in Shakespeares Stücken – können sich durch Dehnungsprozesse an den Spitzen von Diapiren (auch bekannt als Aufquellen von warmem Eis) gebildet haben.
Andere Funktionen können aufgrund von kryovulkanisch Eruptionen von eisigem Magma, die in der Vergangenheit durch Gezeitenbiegung und Erwärmung angetrieben worden wären. Mit einer Albedo von 0,32 ist Mirandas Oberfläche fast so hell wie die von Ariel, dem hellsten der größeren Uranmonde. Sein etwas dunkleres Aussehen ist wahrscheinlich auf das Vorhandensein von kohlenstoffhaltigem Material in seinem Oberflächeneis zurückzuführen.
Erkundung:
Die scheinbare Helligkeit von Miranda macht es für viele Amateurteleskope unsichtbar. Infolgedessen wurden praktisch alle bekannten Informationen über seine Geologie und Geographie während des einzigen Vorbeiflugs des Uransystems gewonnen, der vonReisen 21986. Während des Vorbeiflugs zeigte Mirandas Südhalbkugel auf die Sonne (während die Nordhalbkugel in Dunkelheit gehüllt war), sodass nur die Südhalbkugel untersucht werden konnte.
Zu diesem Zeitpunkt sind keine zukünftigen Missionen geplant oder werden in Erwägung gezogen. Aber angesichts von Mirandas „Frankenstein“-ähnlichem Aussehen und den Mysterien, die noch immer seine Geschichte und Geologie umgeben, wären zukünftige Missionen zur Erforschung von Uranus und seinem Mondsystem gut beraten.
Wir haben viele interessante Artikel über die Monde von Miranda und Uranus hier bei Universe Today. Hier ist einer darüber, warum sie es das „ Frankenstein Mond “, und eine über Reisen 2's historischer Vorbeiflug . Und hier ist eine, die die Frage beantwortet Wie viele Monde hat Uranus ?
Weitere Informationen finden Sie auf der Seite zur Erforschung des Sonnensystems der NASA auf Miranda .
Quellen: