Danke an dieReisenMissionen, die Ende der 1970er und Anfang der 1980er Jahre das äußere Sonnensystem durchquerten, konnten Wissenschaftler Uranus und sein Mondsystem erstmals aus der Nähe betrachten. Wie alle Gasriesen des Sonnensystems besitzt Uranus viele faszinierende Satelliten. Tatsächlich können Astronomen jetzt Rechenschaft ablegen 27 Monde im Orbit um den blaugrünen Riesen.
Keines davon ist in Größe, Masse oder Oberfläche größer als Titania, das entsprechend benannt wurde. Als einer der ersten Monde, die rund um Uranus entdeckt wurden, hat dieser stark verkraterte und vernarbte Mond seinen Namen von der fiktiven Königin der Feen in ShakespearesEin Sommernachtstraum.
Entdeckung und Benennung:
Titania wurde am 11. Januar 1787 von William Herschel entdeckt, dem englischen Astronomen, der 1781 Uranus entdeckt hatte. Die Entdeckung wurde auch am selben Tag gemacht, an dem er entdeckte Oberon , der zweitgrößte Mond des Uranus. Obwohl Herschel berichtete, zu diesem Zeitpunkt vier weitere Monde beobachtet zu haben, Königliche Astronomische Gesellschaft würde später feststellen, dass diese Behauptung falsch war.
Es sollte fast fünf Jahrzehnte dauern, nachdem Titania und Oberon entdeckt worden waren, dass ein anderer Astronom als Herschel sie beobachten würde. Darüber hinaus wurde Titania viele Jahre lang als „der erste Satellit von Uranus“ bezeichnet – oder unter der Bezeichnung Uranus I, die ihr 1848 von William Lassell gegeben wurde.
Eine Montage von Uranus Monden. Bildnachweis: NASA
1851 begann Lassell, alle vier bekannten Satelliten in der Reihenfolge ihrer Entfernung vom Planeten mit römischen Ziffern zu nummerieren, woraufhin Titanias Bezeichnung Uranus III wurde. 1852 schlug Herschels Sohn John auf Geheiß Lassells selbst vor, den Namen des Mondes in Titania, die Königin der Feen, zu ändernEin Sommernachtstraum. Dies stimmte mit allen Satelliten von Uranus 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 Fläche von 7.820.000 km² und einer Masse von 3.527±0.09 × 10einundzwanzigkg, Titania ist der größte der Uranusmonde und der achtgrößte Mond im Sonnensystem. Mit einer Entfernung von etwa 436.000 km (271.000 mi) ist Titania auch der zweitfernste der fünf großen Monde vom Planeten.
Der Mond von Titania hat auch eine kleine Exzentrizität und ist relativ zum Äquator von Uranus sehr wenig geneigt. Seine Umlaufzeit, die 8,7 Tage beträgt, fällt auch mit seiner Rotationsperiode zusammen. Dies bedeutet, dass Titania ein synchroner (oder gezeitengebundener) Satellit ist, dessen eine Seite immer auf Uranus zeigt.
Da Uranus die Sonne auf seiner Seite umkreist und seine Monde die Äquatorebene des Planeten umkreisen, unterliegen sie alle einem extremen jahreszeitlichen Zyklus, bei dem der Nord- und der Südpol 42 Jahre entweder vollständiger Dunkelheit oder vollständiger Sonneneinstrahlung ausgesetzt sind.
Uranus und seine fünf großen Monde, wobei Titania der am weitesten links liegende ist. Bildnachweis: space.com
Komposition:
Wissenschaftler glauben, dass Titania zu gleichen Teilen aus Gestein besteht (was Folgendes umfassen kann) kohlenstoffhaltige Materialien und organische Verbindungen) und Eis. Dies wird durch Untersuchungen gestützt, die darauf hindeuten, dass Titania eine ungewöhnlich hohe Dichte für einen Uran-Satelliten hat (1,71 g/cm³). Das Vorhandensein von Wassereis wird durch infrarotspektroskopische Beobachtungen von 2001–2005 gestützt, die kristallines Wassereis auf der Mondoberfläche offenbarten.
Es wird auch angenommen, dass Titania in einen felsigen Kern unterteilt ist, der von einem eisigen Mantel umgeben ist. Wenn das zutrifft, würde dies bedeuten, dass der Radius des Kerns ca. 520 km (320 mi), was bedeuten würde, dass der Kern 66 % des Mondradius und 58 % seiner Masse ausmacht.
Wie bei den anderen großen Monden von Uranus ist der aktuelle Zustand des Eismantels unbekannt. Wenn das Eis jedoch genügend Ammoniak oder andere Frostschutzmittel enthält, kann Titania an der Kern-Mantel-Grenze eine flüssige Ozeanschicht aufweisen. Die Dicke dieses Ozeans, falls vorhanden, beträgt bis zu 50 km (31 mi) und seine Temperatur beträgt etwa 190 K.
Natürlich ist es unwahrscheinlich, dass ein solcher Ozean Leben beherbergen könnte. Aber unter der Annahme, dass dieser Ozean hydrothermale Quellen auf seinem Boden unterstützt, ist es möglich, dass Leben in kleinen Flecken in der Nähe des Kerns existiert. Die innere Struktur von Oberon hängt jedoch stark von seiner thermischen Geschichte ab, die derzeit kaum bekannt ist.
Reisender 2:
Die einzigen direkten Beobachtungen von Titania wurden von der Reisen 2 Raumsonde, die den Mond während seines Vorbeiflugs von Uranus im Januar 1986 fotografierte. Diese Bilder bedeckten etwa 40% der Oberfläche, aber nur 24% wurden mit der für eine geologische Kartierung erforderlichen Präzision fotografiert.
Der Vorbeiflug der Voyager an Titania fiel mit der Sommersonnenwende auf der Südhalbkugel zusammen, als fast die gesamte Nordhalbkugel unbeleuchtet war. Wie bei den anderen großen Monden des Uranus verhinderte dies, dass die Oberfläche im Detail kartiert wurde. Keine andere Raumsonde hat das Uranian-System oder Titania zuvor oder danach besucht, und in absehbarer Zeit ist keine Mission geplant.
Interessante Fakten:
Titania ist in Bezug auf die Helligkeit mittelmäßig und nimmt einen mittleren Platz zwischen den dunklen Monden von Oberon und ein Umbriel und die hellen Monde von Ariel und Miranda . Seine Oberfläche hat im Allgemeinen eine rote Farbe (weniger als die von Oberon), außer wenn neue Einschläge stattgefunden haben, die die Oberfläche blau gefärbt haben. Die Oberfläche von Titania ist weniger stark verkratert als die Oberfläche von Oberon oder Umbriel, was darauf hindeutet, dass ihre Oberfläche viel jünger ist.
Wie bei allen großen Monden von Uranus wird seine Geologie von einer Kombination aus Einschlagskratern und endogener Oberflächenerneuerung beeinflusst. Während erstere die gesamte Geschichte des Mondes beeinflusste und alle seine Oberflächen beeinflusste, waren letztere Prozesse hauptsächlich nach der Mondentstehung aktiv und führten zu einer Glättung seiner Eigenschaften – daher die geringe Anzahl heutiger Einschlagskrater.
Insgesamt haben Wissenschaftler auf Titania drei Klassen geologischer Merkmale erkannt. Dazu gehören Krater, Verwerfungen (oder Steilhänge) und sogenannte Gräben (manchmal auch Canyons genannt). Die Krater von Titania haben einen Durchmesser von wenigen Kilometern bis 326 Kilometer – im Fall des größten bekannten Kraters, Gertrud . Die Oberfläche von Titania wird auch von einem System riesiger Verwerfungen (Skarps) durchschnitten; und an einigen Stellen markieren zwei parallele Steilhänge Vertiefungen in der Kruste des Satelliten und bilden Gräben (aka Canyons).
Voyager 2-Bild der südlichen Hemisphäre von Titania. Bildnachweis: NASA/JPL
Die Gräben auf Titania haben einen Durchmesser von 20 bis 50 km (12–31 mi) und ein Relief (d. h. eine Tiefe) von 2 bis 5 km. Der bekannteste Graben auf Titania ist der Messina Chasma, die etwa 1.500 Kilometer (930 mi) vom Äquator bis fast zum Südpol führt. Die Gräben 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 Figuren 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 sindViel Lärm um nichts, Der Kaufmann von Venedig,undCymeblin,bzw.
Interessanterweise deutet das Vorhandensein von Kohlendioxid auf der Oberfläche darauf hin, dass Titania auch eine schwache saisonale CO²-Atmosphäre aufweisen könnte, ähnlich der des Jupitermondes Kallisto . Andere Gase wie Stickstoff oder Methan sind wahrscheinlich nicht vorhanden, da die schwache Schwerkraft von Titania sie nicht daran hindern konnte, in den Weltraum zu entweichen.
Wie bei allen Monden von Uranus bleibt auch bei diesem massivsten ihrer Satelliten noch viel zu entdecken. In den kommenden Jahren kann man nur hoffen, dass die NASA, die ESA oder andere Weltraumbehörden entscheiden, dass eine weitere Voyager-ähnliche Mission zum äußeren Sonnensystem erforderlich ist. Bis dahin werden Uranus und die vielen Monde, die ihn umkreisen, weiterhin Geheimnisse vor uns haben.
Wir haben hier bei Universe Today viele Artikel über Titania geschrieben. Hier ist Wie viele Monde hat Uranus? , Uranus’ Mond Oberon und Uranus’ Mond Umbriel .
Weitere Informationen finden Sie auf der Seite Nine Planets auf Titania und die Seite zur Erforschung des Sonnensystems der NASA auf Titania .
Astronomy Cast hat eine Episode zu diesem Thema. Hier ist Folge 172: William Herschel
Quellen:
