天王星の月のチタニア

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おかげ ボイジャー 1970年代後半から1980年代初頭に太陽系の外側を通過したミッションでは、科学者たちは天王星とその月のシステムを最初に詳しく見ることができました。実際、天文学者は、青緑色の巨人の周りを周回する27の衛星を説明できるようになりました。

これらのうち、適切に名前が付けられたチタニアよりもサイズ、質量、または表面積が大きいものはありません。天王星の周りで発見された最初の月の1つとして、この非常にクレーターと傷跡のある月は、シェイクスピアの架空の妖精の女王にちなんで名付けられました 真夏の夜の夢.

発見と命名：

チタニアは、1781年に天王星を発見したイギリスの天文学者である1787年1月11日、ウィリアムハーシェルによって発見されました。この発見は、天王星の2番目に大きい月であるオベロンを発見したのと同じ日に行われました。ハーシェルはその時に他の4つの衛星を観測したと報告しましたが、王立天文学会はこの主張が誤っていると後で判断します。

ティタニアとオベロンが発見されてからハーシェル以外の天文学者がそれらを観察するようになったのは、ほぼ50年後でしょう。さらに、ティタニアは長年「天王星の最初の衛星」と呼ばれていました。または、1848年にウィリアムラッセルによって与えられた天王星Iと呼ばれています。

1851年までに、ラッセルは惑星からの距離順にローマ数字で4つの既知の衛星すべてに番号を付け始め、その時点でティタニアの指定は天王星IIIとなりました。 1852年までに、ハーシェルの息子ジョンとラッセル自身の要請により、月の名前を妖精の女王ティタニアに変更することを提案しました 真夏の夜の夢。これは、ウィリアムシェイクスピアとアレクサンダーポープの作品から名前が付けられた天王星のすべての衛星と一致していました。

サイズ、質量、軌道：

直径1,578 km、表面積7,820,000km²、質量3.527±0.09×10²¹ キロ、チタニアは天王星の最大の月であり、太陽系で8番目に大きい月です。約436,000 km（271,000 mi）の距離にあるチタニアは、5つの主要な月の惑星から2番目に遠い場所でもあります。

チタニアの月も偏心が小さく、天王星の赤道に対してほとんど傾斜していません。軌道周期は8.7日ですが、これも回転周期と一致しています。これは、ティタニアが同期（または潮汐ロック）衛星であり、1つの面が常に天王星の方を向いていることを意味します。

天王星は太陽をその側で周回し、その月は惑星の赤道面を周回しているため、北極と南極は完全な暗闇または完全な太陽光のいずれかの42年を経験する極端な季節サイクルの影響を受けます。

組成：

科学者たちは、チタニアは岩石（炭素質材料と有機化合物を含む場合がある）と氷で構成されていると考えています。これは、チタニアが天王星衛星（1.71 g /cm³）に対して異常に高い密度を持っていることを示す試験によって裏付けられています。水の氷の存在は、2001年から2005年にかけて行われた赤外分光観測によって裏付けられています。これにより、月の表面に結晶した氷が明らかになりました。

チタニアは、氷のようなマントルに囲まれた岩の多いコアに分化しているとも考えられています。 trueの場合、これはコアの半径がおよそであることを意味します。 520 km（320 mi）。つまり、コアは月の半径の66％、質量の58％を占めることになります。

天王星の他の主要な月と同様に、氷のマントルの現在の状態は不明です。ただし、氷に十分なアンモニアまたはその他の不凍液が含まれている場合、チタニアのコアとマントルの境界に液体の海洋層が存在する可能性があります。この海が存在する場合、その厚さは最大50 km（31 mi）で、その温度は約190 Kです。

当然のことながら、そのような海が生命を支える可能性は低いです。しかし、この海がその床で熱水噴出孔を支えていると仮定すると、生命はコアに近い小さなパッチに存在する可能性があります。しかし、オベロンの内部構造はその熱履歴に大きく依存しており、現在のところあまり知られていません。

ボイジャー2：

チタニアで行われた唯一の直接観察は、 ボイジャー2 1986年1月の天王星の接近飛行中に月を撮影した宇宙探査機。これらの画像は地表の約40％をカバーしていましたが、地質図作成に必要な精度で撮影されたのはわずか24％でした。

ボイジャーのチタニアの接近は、北半球のほぼ全体が照らされていなかった南半球の夏至と一致していました。天王星の他の主要な月と同様に、これは表面が詳細にマッピングされるのを妨げました。他の宇宙船がこれまでにもその後にも天王星のシステムやチタニアを訪れたことはなく、近い将来、ミッションは計画されていません。

興味深い事実：

チタニアは明るさの点で中間にあり、オベロンとウンブリエルの暗い月とアリエルとミランダの明るい月の中間点を占めています。表面は一般に赤色です（オベロンほどではありません）。ただし、表面が青色のままになっている新鮮な衝撃が発生した場合を除きます。チタニアの表面は、オベロンまたはウンブリエルのどちらの表面よりもクレーターが少ないので、表面がはるかに若いことを示唆しています。

天王星のすべての主要な衛星と同様に、その地質は衝突クレーターと内因性表面再形成の組み合わせによって影響を受けます。前者は月の歴史全体に作用し、そのすべての表面に影響を与えましたが、後者のプロセスは主に月の形成に続いてアクティブであり、その特徴が平滑化されたため、現在の衝突クレーターの数は少なくなっています。

全体として、科学者たちはチタニアの3つのクラスの地質学的特徴を認識しています。これらには、クレーター、断層（または崖）、および地溝（キャニオンとも呼ばれる）と呼ばれるものが含まれます。チタニアのクレーターの直径は、数キロから326キロの範囲です。知られている最大のクレーターであるガートルードの場合です。チタニアの表面には、巨大な断層（崖）のシステムが交差しています。一部の場所では、2つの平行な崖が衛星の地殻の窪みを示し、地溝（別名：峡谷）を形成しています。

チタニアの地溝は、直径20〜50 km（12〜31マイル）、浮き彫り（深さ）2〜5 kmの範囲です。チタニアで最も有名な地溝は、赤道からほぼ南極まで約1,500キロメートル（930マイル）走るメッシーナカズマです。地溝は、すべてのクレーターと滑らかな平野さえも切り抜けたので、おそらくチタニアで最も若い地質学的特徴です。

オベロンと同様に、ティタニアの表面の特徴はシェイクスピアの作品の登場人物にちなんで名付けられ、すべての物理的特徴は女性の人物にちなんで名付けられました。たとえば、クレーターガートルードはハムレットの母親にちなんで名付けられましたが、他のクレーター（ウルスラ、ジェシカ、イモジェン）は、 何もない多くのこと、ヴェネツィアの商人、 そして シメブリン、 それぞれ。

興味深いことに、表面に二酸化炭素が存在することは、チタニアにも木星の月のカリストと同様に、CO²の希薄な季節性大気がある可能性があることを示唆しています。チタニアの弱い重力はそれらが宇宙に逃げるのを防ぐことができなかったので、窒素やメタンのような他のガスは存在する可能性が低いです。

すべての天王星の衛星と同様に、この衛星の中で最も大きな衛星については、まだ発見されていないことがたくさんあります。今後数年間で、NASA、ESA、または他の宇宙機関が、別のボイジャーのようなミッションが外部の太陽系に必要であると決定することを期待することができるだけです。そのような時まで、天王星とそれを周回する多くの月は私たちから秘密を守り続けます。

私たちはここスペースマガジンでティタニアに関する多くの記事を書きました。天王星にはいくつの月がありますか？天王星の月のオベロンと天王星の月のアンブリエルです。

詳細については、チタニアの9つの惑星のページとチタニアのNASAの太陽系探査のページをご覧ください。

天文学キャストは、主題についてのエピソードを持っています。こちらがエピソード172です：ウィリアムハーシェル

出典：