Гигант Уран и его спутники на свежем любительском снимке от Tom Williams

Среди 28 известных лун Урана особое внимание ученых привлекает Ариэль — достаточно массивный спутник, под ледяной поверхностью которого может скрываться глобальный океан жидкой воды.

Спутник Ариэль был открыт 24 октября 1851 года британским астрономом Уильямом Ласселом, но до исторического пролета зонда NASA "Вояджер-2" о нем практически ничего не было известно.

Далекий ледяной мир

24 января 1986 года космический аппарат "Вояджер-2" получил первые в истории детальные изображения Ариэля с расстояния 127 000 километров. Снимки открыли удивительный ледяной мир, покрытый темной пылью, испещренный гигантскими обрывами, горными хребтами и каньонами.

Ариэль занимает четвертое место по размеру среди спутников Урана. При среднем диаметре в 1 158 километров он почти в три раза меньше нашей Луны (средний диаметр 3 475 километров). Гравитация здесь настолько слабая, что 70-килограммовый человек весил бы всего около 1,9 килограмма.

Состав спутника представляет собой почти равную смесь водяного льда и силикатных пород. На поверхности видны кратеры разного возраста, но их сравнительно немного, что, определенно, указывает на относительно недавнюю геологическую активность.

Следы древней активности

Рельеф спутника Урана способен поведать историю бурного геологического прошлого. Например, система каньонов свидетельствует о мощных тектонических процессах. Некоторые из этих образований простираются на сотни километров и достигают глубины до 10 километров.

Кроме того, на поверхности были обнаружены признаки криовулканизма — извержений воды, аммиака, метана и других летучих веществ вместо магмы. Светлые полосы, вероятно, представляют собой застывшие потоки соленой воды, которая в разное время прорывалась через трещины в коре.

Приливные силы Урана разогревают недра Ариэля, а орбитальный резонанс с соседними спутниками Умбриэлем и Мирандой усиливает этот эффект. Исходя из имеющихся данных, внутренняя активность Ариэля значительно снизилась в сравнении с далеким прошлом, но это не означает, что она прекратилась вовсе. Другими словами, на спутнике все еще может сохраняться тектоническая и криовулканическая активности.

В 2023 году, пересматривая архивные данные "Вояджера-2", команда исследователей обнаружила, что Ариэль и/или его сосед Миранда загрязняют окружающее космическое пространство мелкими частицами — вероятно, крупицами льда и пыли. Возможное объяснение заключается в том, что один или оба спутника являются обладателями подповерхностных океанов, которые имеют временный или постоянный доступ к поверхности.

Напомню, что подповерхностные океаны спутников газовых гигантов — одно из наиболее перспективных мест для поиска внеземной жизни в Солнечной системе.

Миссии будущего

Система Урана остается одной из наименее изученных областей Солнечной системы. "Вояджер-2", оснащенный примитивными по современным меркам инструментами, провел возле планеты всего несколько дней, собрав лишь базовую информацию о ней и ее спутниках. Прошло почти 40 лет, но человечество больше не отправляло аппараты к этому загадочному миру.

Однако в обозримом будущем ситуация может измениться, если получит финансирование миссия NASA Uranus Orbiter and Probe (UOP), запуск которой намечен на начало 2030-х годов.

Если все пойдет по плану, то благодаря серии гравитационных маневров зонд UOP достигнет системы Урана к 2044 году и приступит к детальному изучению планеты, ее колец и спутников.

Особое внимание будет уделено лунам Ариэль и Миранда. Современные приборы смогут обнаружить гейзеры, проанализировать состав выбрасываемого материала и, если подповерхностные океаны действительно существуют, то установить их потенциальную пригодность для зарождения и поддержания жизни.

Читайте также:

• Идут ли на Уране и Нептуне алмазные дожди?
• Загадочный Оберон: ледяной гигант в свите Урана.
• 10 поразительных фактов о Миранде, спутнике Урана.

24 января 1986 года космический аппарат NASA "Вояджер-2" совершил то, что до сих пор не удалось повторить ни одному рукотворному объекту — он пролетел мимо таинственной планеты Уран и стал свидетелем удивительной космической драмы, разворачивающейся вокруг его ближайшего спутника Миранды (средний диаметр около 470 километров).

Находясь в 36 250 километрах от этого необычного небесного тела, зонд передал на Землю изображения, которые поразили ученых своей уникальностью. Поверхность Миранды оказалась настоящим геологическим хаосом, не имеющим аналогов в Солнечной системе.

Миранда испещрена многочисленными разломами глубиной до пяти километров, созданными чудовищными приливными силами. Особенно впечатляет уступ Верона (лат. Verona Rupes) — самый высокий известный утес во всей Солнечной системе, вздымающийся на 20 километров. В условиях слабой гравитации Миранды свободное падение с его вершины заняло бы около 12 минут!

Эти геологические особенности сформировались в результате мощнейших тектонических процессов, когда огромные блоки коры спутника сталкивались и наползали друг на друга под воздействием мощных гравитационных сил Урана. И словно космический скульптор, гравитация Урана продолжает "лепить" поверхность Миранды, заставляя одни участки погружаться, а другие — вздыматься над поверхностью. Уступ Верона по праву можно считать главным безмолвным свидетелем этих титанических процессов.

Но самое драматичное в истории Миранды — это ее будущее. Нынешний облик спутника — лишь промежуточная стадия его эволюции. Орбита Миранды постепенно снижается из-за приливного взаимодействия с Ураном, и спутник медленно, но неуклонно приближается к так называемому пределу Роша — критической отметке, где приливные силы планеты превышают силы собственной гравитации спутника.

Через несколько миллионов лет, когда Миранда достигнет этой границы, продолжающееся воздействие приливных сил и орбитальных резонансов с другими лунами неизбежно приведет к тому, что спутник расколется на несколько фрагментов, пополнив систему колец ледяного гиганта.

С момента исторического пролета "Вояджера-2" прошло почти четыре десятилетия, но ни один земной аппарат больше не приближался к этому загадочному миру, который заслуживает пристального внимания. Миранда остается одним из самых интригующих объектов дальнего космоса, продолжая хранить историю о непрерывной трансформации и неизбежных изменениях во Вселенной.

Читайте также:

• 10 поразительных фактов о Миранде, спутнике Урана.

• Исследователи показали истинные цвета Урана и Нептуна.

• Ученый NASA призывает агентство запустить миссию к Урану.

24 января 1986 года космический аппарат NASA "Вояджер-2" совершил то, что до сих пор не удалось повторить ни одному рукотворному объекту — он пролетел мимо таинственной планеты Уран и стал свидетелем удивительной космической драмы, разворачивающейся вокруг его ближайшего спутника Миранды (средний диаметр около 470 километров).

Находясь в 36 250 километрах от этого необычного небесного тела, зонд передал на Землю изображения, которые поразили ученых своей уникальностью. Поверхность Миранды оказалась настоящим геологическим хаосом, не имеющим аналогов в Солнечной системе.

Миранда испещрена многочисленными разломами глубиной до пяти километров, созданными чудовищными приливными силами. Особенно впечатляет уступ Верона (лат. Verona Rupes) — самый высокий известный утес во всей Солнечной системе, вздымающийся на 20 километров. В условиях слабой гравитации Миранды свободное падение с его вершины заняло бы около 12 минут!

Эти геологические особенности сформировались в результате мощнейших тектонических процессов, когда огромные блоки коры спутника сталкивались и наползали друг на друга под воздействием мощных гравитационных сил Урана. И словно космический скульптор, гравитация Урана продолжает "лепить" поверхность Миранды, заставляя одни участки погружаться, а другие — вздыматься над поверхностью. Уступ Верона по праву можно считать главным безмолвным свидетелем этих титанических процессов.

Но самое драматичное в истории Миранды — это ее будущее. Нынешний облик спутника — лишь промежуточная стадия его эволюции. Орбита Миранды постепенно снижается из-за приливного взаимодействия с Ураном, и спутник медленно, но неуклонно приближается к так называемому пределу Роша — критической отметке, где приливные силы планеты превышают силы собственной гравитации спутника.

Через несколько миллионов лет, когда Миранда достигнет этой границы, продолжающееся воздействие приливных сил и орбитальных резонансов с другими лунами неизбежно приведет к тому, что спутник расколется на несколько фрагментов, пополнив систему колец ледяного гиганта.

С момента исторического пролета "Вояджера-2" прошло почти четыре десятилетия, но ни один земной аппарат больше не приближался к этому загадочному миру, который заслуживает пристального внимания. Миранда остается одним из самых интригующих объектов дальнего космоса, продолжая хранить историю о непрерывной трансформации и неизбежных изменениях во Вселенной.

Среди 29 известных спутников Урана особое место занимает 1200-километровый Ариэль — четвертый по размеру и, вероятно, самый геологически активный в прошлом. Эта луна, открытая британским астрономом Уильямом Ласселом 24 октября 1851 года, продолжает хранить массу тайн, которые будут оставаться неразгаданными еще довольно долго.

Лучший на сегодняшний день цветной снимок Ариэля был получен космическим аппаратом NASA "Вояджер-2" 24 января 1986 года.

Съемка велась с расстояния 170 000 километров, а разрешение составило около трех километров на пиксель.

Южное полушарие Ариэля — мозаика из трех типов местности: древние кратерированные равнины, изрезанный разломами рельеф и загадочные гладкие области. Эти особенности прекрасно видны на улучшенном изображении.

Большая часть видимой поверхности представлена древней корой, усыпанной бесчисленным множеством ударных образований, уступами и грабенами — вытянутыми участками, опущенными относительно окружающей территории.

Особый интерес вызывают крупные долины у терминатора (границы света и тени), покрытые более молодыми отложениями с меньшим количеством кратеров. Это косвенное свидетельство того, что спутник весьма долго оставался геологически активным после формирования.

Вероятно, геологическую активность столь малому небесному телу обеспечили приливные силы: постоянное растяжение и сжатие Ариэля в процессе гравитационного взаимодействия с Ураном и другими массивными спутниками, поддерживало тепло недр продолжительное время.

И снова океан?

В октябре 2025 года ученые из Планетологического института (США) опубликовали исследование, согласно которому под ледяной корой Ариэля может скрываться глобальный океан глубиной более 170 километров. Для сравнения: средняя глубина Тихого океана составляет всего четыре километра.

Еще раньше, в июле 2024 года, космический телескоп NASA "Джеймс Уэбб" обнаружил на поверхности Ариэля одни из самых богатых залежей углекислого газа в Солнечной системе, а также угарный газ. Вдали от Солнца, без атмосферы и магнитосферы эти соединения должны быстро разрушаться под воздействием космических лучей. Но они есть! Следовательно, существует механизм, обеспечивающий постоянное пополнение этих залежей. Скорее всего, ответственен за это подповерхностный океан, который находит выход наружу через криовулканы.

В феврале 2025 года исследователи из Лаборатории прикладной физики имени Джонса Хопкинса (США) предположили, что глубокие борозды на поверхности Ариэля могут быть "окнами" в недра спутника, подобно разломам на южном полюсе сатурнианского Энцелада.

Система Урана настолько удивительна, что научное сообщество настаивает на отправке специальной миссии по изучению как самой планеты, так и ее крупных спутников, включая Ариэль. И уже существует концепция такой миссии, получившей название Uranus Orbiter and Probe. Ее запуск намечен на вторую половину 2030-х годов с прибытием в систему ледяного гиганта в 2044 году.

Читайте также:

• Идут ли на Уране и Нептуне алмазные дожди?
• Загадочный Оберон: ледяной гигант в свите Урана.
• 10 поразительных фактов о Миранде, спутнике Урана.

Открытие трех тел, вращающихся вокруг Урана и Нептуна достаточно необычно. Последний раз новую луну у Урана находили более 20 лет назад.

До февраля этого года у Урана и Нептуна официально было лишь 27 и 14 спутников соответственно. Это намного больше, чем у Земли, Марса или Плутона, но, в то же время, в несколько раз меньше, чем у Юпитера и Сатурна (две эти планеты имеют пару сотен спутников). Одна из причин такого количественного разрыва с другими планетами-гигантами — слабая изученность спутниковых систем Урана и Нептуна. Они лежат в 19 и 30 раз дальше от Солнца, чем Земля, и в несколько раз дальше, чем пятая и шестая планеты. Если на орбитах вокруг Сатурна и Юпитера работали земные космические зонды, то для седьмой и восьмой планеты Солнечной системы такого не было. Быстро пролетающие мимо них космические аппараты не имели возможностей для детального изучения окрестностей этих планет.

Теперь астрономы из Института Карнеги (США) сообщили об обнаружении еще одного спутника Урана, 28-го по счету, и двух новых спутников Нептуна, 15-го и 16-го. Астроном Скотт Шеппард (Scott S. Sheppard) отмечает, что это самые тусклые спутники, когда-либо открытые у этих тел. Их удалось обнаружить только после специальной процедуры компьютерной обработки изображений.

Спутник Урана пока имеет временное имя S/2023 U1. Такое название отражает дату первого снимка, на котором его в конце концов смогли различить (он был сделан в ноябре 2023 года, но на обработку и проверку ушло время). Его диаметр — лишь восемь километров, что делает его, по всей видимости, самой малой из лун этой планеты. Полный оборот вокруг планеты-хозяина это тело делает за 680 земных суток. Постоянное имя нового спутника будет назначено позже. По правилам, действующим для этой планеты, его возьмут из имен персонажей Шекспира.

Две свежеоткрытые луны Нептуна — S/2002 N5 и S/2021. Хотя из названий видно, что самые старые снимки, на которых их нашли, относятся к 2002 и 2021 годам, это совсем не значит, что их открыли в ту пору. Дело в том, что простой фиксации объекта рядом с какой-то планетой недостаточно для понимания того, что это. В основном подобные объекты — тусклые звезды на «заднем фоне» за планетой.

Чтобы подтвердить, что речь именно о спутниках, астрономы сравнили снимки разных лет и исходя из них предсказали места, где можно найти эти же тела в 2022 и 2023 году. После таких наблюдений стало возможно уверенно говорить об их статусе спутников.

S/2002 N5 имеет 23 километра в диаметре и делает один оборот вокруг Нептуна за девять земных лет, то есть речь о спутнике, весьма удаленном от своей планеты. S/2021 N1 меньше, только 14 километров в диаметре, и делает один оборот вокруг Нептуна за 27 лет. Постоянные имена этих спутников, по традиции, будут взяты из греческого пантеона.

Новые открытия, скорее всего, последние для спутников настолько крупных размеров. Почти наверняка Нептун и Уран имеют еще немало подобных тусклых лун на сильно вытянутых и удаленных от них орбитах. Однако размеры еще неоткрытых тел меньше. Судя по опыту Юпитера и Сатурна, находящихся ближе к земным телескопам, там может быть немало тел размерами менее 8-10 километров. Чтобы увидеть их надежно, нужны зонды на орбитах седьмой и восьмой планет — или специальные наблюдения космических телескопов.

Ледяной гигант оказался вторым обнаруженным «властелином колец» в Солнечной системе (первым был Сатурн, конечно). Сейчас у Урана известно 13 колец.

Перед вами наиболее детальные изображения (ниже) поверхности Европы, полученных когда-либо. Эти исторические кадры были сделаны космическим аппаратом NASA "Галилео" 16 декабря 1997 года во время максимального сближения с юпитерианским спутником. Современные технологии обработки изображений позволили значительно улучшить их качество, открыв новые детали ледяной поверхности.

В момент съемки "Галилео" находился на высоте около 200 километров от поверхности Европы, двигаясь под углом примерно 50 градусов относительно экватора спутника. Для сравнения, Международная космическая станция вращается вокруг Земли на средней высоте 408 километров под углом 51,6 градуса к экватору. Ближайшее к камере разрешение составило шесть метров на пиксель, постепенно увеличиваясь к верхней части снимков.

Европа представляет собой уникальное космическое тело со средним диаметром около 3 122 километров. Под ее ледяной корой, толщина которой колеблется от 10 до 30 километров, скрывается океан жидкой воды. Согласно современным исследованиям, глубина этого океана может достигать 179 километров. Для сравнения: глубина самой глубокой точки Мирового океана на Земле — Марианской впадины — достигает "всего" ~11 километров (Бездна Челленджера). Это значит, что подледный океан Европы может быть примерно в 16 раз глубже, чем самое глубокое место на нашей планете.

Именно наличие жидкой воды делает Европу одним из наиболее перспективных мест для поиска внеземной жизни в нашей Солнечной системе.

Новая эра в исследовании этого загадочного спутника Юпитера начнется в 2030 году. Для детального изучения Европы были запущены две масштабные миссии. Первая из них, Jupiter Icy Moons Explorer (JUICE), разработанная Европейским космическим агентством (ESA), была успешно запущена 14 апреля 2023 года. Этот аппарат исследует сразу три спутника Юпитера: Ганимед, Европу и Каллисто — все они обладают подповерхностными океанами. JUICE достигнет системы Юпитера в июле 2031 года.

Вторая миссия, NASA Europa Clipper, стартовала 14 октября 2024 года. Этот космический аппарат, созданный специально для изучения Европы, прибудет к Юпитеру в апреле 2030 года.

Основными задачами миссии станут:

• Подтверждение наличия подповерхностного океана;

• Детальное картографирование поверхности Европы;

• Поиск возможных выбросов воды (гейзерная активность);

• Изучение химического состава поверхности спутника.

Эти амбициозные проекты помогут ученым собрать важнейшие данные об условиях на Европе, определить точную глубину и, возможно, даже состав ее подповерхностного океана, а также изучить влияние Юпитера на внутреннюю структуру спутника. Следующее десятилетие обещает стать революционным в исследовании этого загадочного мира, скрытого под толщей льда.

Читайте также:

• Европа, спутник Юпитера, очень похож на Гренландию.

• Профессор Моника Грейди: «Уверена, что на спутнике Юпитера Европа есть жизнь».

• Океан Европы покрыт ледяным панцирем толщиной не менее 20 километров.

14 июля 2015 года космический аппарат NASA "Новые горизонты" совершил исторический пролет мимо системы Плутона, передав на Землю детальные изображения карликовой планеты и ее крупнейшего спутника Харона.

Далекий и холодный Харон, названный в честь мифического перевозчика душ умерших через реку Стикс, оказался не менее интересным объектом, чем сам Плутон.

Красное пятно Мордор

Первое, что бросается в глаза при изучении снимков Харона — огромное красно-коричневое пятно, покрывающее львиную долю северной полярной области. Эта особенность, получившая название "Пятно Мордор" (лат. Mordor Macula), отсылает нас к мрачным землям из эпического романа Дж. Р. Р. Толкина "Властелин колец".

Загадочная область сформировалась благодаря экстремальным температурным условиям, царящим в столь удаленном от светила регионе Солнечной системы.

Когда на северном полюсе Харона наступает зима (которая длится более 100 лет), температура поверхности падает до -258°C. В таких условиях молекулы метана и азота, захваченные Хароном из разреженной атмосферы Плутона, замерзают и оседают на поверхности спутника. С приходом лета температура повышается до -213°C, летучие газы испаряются, но под ними остается слой тяжелых органических соединений - толинов. Под воздействием ультрафиолетового излучения со стороны Солнца эти вещества приобретают характерный красновато-коричневый оттенок.

Каньоны глубже земных

Поверхность Харона испещрена системой гигантских каньонов и разломов, протянувшихся на сотни километров.

Некоторые из них достигают глубины 7-9 километров, что существенно глубже знаменитого Большого каньона (Гранд-Каньона) на Земле, максимальная глубина которого "всего" 1,8 километра.

Эти структуры появились в результате естественного растрескивания ледяной коры, связанного с остыванием небесного тела, начавшегося миллиарды лет назад.

Кратеры из страны Оз

Зонд "Новые горизонты" позволил идентифицировать на поверхности Харона множество ударных кратеров разного возраста и размера. Все они были названы в честь персонажей и мест из произведений о вымышленных мирах.

Самый крупный — кратер Дороти диаметром около 100 километров, названный в честь главной героини "Волшебника страны Оз".

Рядом расположены кратеры поменьше: Пиркс (в честь капитана Пиркса из цикла рассказов Станислава Лема), Насреддин (фольклорный персонаж мусульманского Востока и некоторых народов Средиземноморья и Балкан), Немо (в честь капитана Немо из произведений Жюля Верна) и другие.

Двойная планета

Средний диаметр Харона составляет 1 214 километров — это почти половина диаметра самого Плутона (2 377 километров). Из-за столь необычного соотношения размеров систему Плутон-Харон иногда называют двойной карликовой планетой. Оба тела находятся в приливном захвате и всегда повернуты друг к другу одной стороной, вращаясь вокруг общего центра масс, который находится вне Плутона.

Поверхность Харона состоит преимущественно из водяного льда, что делает его заметно светлее Плутона. Именно контраст между серо-белой ледяной поверхностью и красно-коричневым полярным регионом обеспечивает столь необычный облик спутника на цветных изображениях.

Снимки, переданные "Новыми горизонтами" более 10 лет назад, остаются единственными детальными изображениями Харона (да и системы Плутона в целом). Космический аппарат остается действующим, продолжая свое путешествие в "глубины" пояса Койпера.

Читайте также:

• 10 удивительных фактов о Хароне, спутнике Плутона.
• Космический телескоп «Джеймс Уэбб» раскрывает тайны Харона.
• Плутон без фильтров: что скрывается за красочными снимками NASA.