Ariel este al patrulea ca mărime dintre cei 27 de sateliți cunoscuți ai lui Uranus. Ariel orbitează și se rotește în planul ecuatorial al lui Uranus, care este aproape perpendicular pe orbita lui Uranus și, prin urmare, are un ciclu sezonier extrem.
A fost descoperit în octombrie 1851 de William Lassell și numit după un personaj din două piese diferite de literatură. Începând cu 2019, o mare parte din cunoștințele detaliate despre Ariel derivă dintr-un singur zbor al lui Uranus efectuat de sonda spațială Voyager 2 în 1986, care a reușit să fotografieze aproximativ 35% din suprafața satelitului. În prezent, nu există planuri active de a reveni pentru a studia satelitul mai detaliat, deși au fost propuse diferite concepte, cum ar fi un orbiter și o sondă a lui Uranus.
După Miranda, Ariel este al doilea cel mai mic dintre cei cinci sateliți majori rotunzi ai lui Uranus și al doilea cel mai apropiat de planeta sa. Printre cei mai mici dintre cei 19 sateliți sferici cunoscuți ai Sistemului Solar (se situează pe locul 14 dintre ei în diametru), se crede că este compus din părți aproximativ egale de gheață și rocă. Masa sa este aproximativ egală ca mărime cu hidrosfera Pământului.
La fel ca toți sateliții lui Uranus, Ariel s-a format probabil dintr-un disc de acreție care a înconjurat planeta la scurt timp după formarea sa și, ca și alți sateliți mari, este probabil diferențiat, cu un nucleu interior de rocă înconjurat de o manta de gheață. Ariel are o suprafață complexă constând dintr-un teren extins cu cratere tăiat de un sistem de escarpe, canioane și creste. Suprafața prezintă semne de activitate geologică mai recentă decât alți sateliți uranieni, cel mai probabil din cauza încălzirii mareice.
Descoperire și nume Descoperit pe 24 octombrie 1851 de William Lassell, este numit după un spirit al cerului din opera din 1712 a lui Alexander Pope, The Rape of the Lock și Furtuna a lui Shakespeare.
Atât Ariel, cât și satelitul uranian Umbriel, puțin mai mare, au fost descoperiți de William Lassell pe 24 octombrie 1851. Deși William Herschel, care a descoperit cei mai mari doi sateliți ai lui Uranus, Titania și Oberon, în 1787, a susținut că a observat încă patru sateliți, acest lucru nu a fost niciodată confirmat și se consideră că aceste patru obiecte sunt acum false.
Toți sateliții lui Uranus poartă numele unor personaje din operele lui William Shakespeare sau The Rape of the Lock a lui Alexander Pope. Numele tuturor celor patru sateliți ai lui Uranus cunoscuți atunci au fost sugerate de John Herschel în 1852, la cererea lui Lassell. Ariel este numit după cel mai important silf din The Rape of the Lock. Este, de asemenea, numele spiritului care îl servește pe Prospero în Furtuna de Shakespeare. Satelitul este denumit și Uranus I.
Orbită Dintre cei cinci sateliți majori ai lui Uranus, Ariel este al doilea cel mai aproape de planetă, orbitând la o distanță de aproximativ 190.000 km. Orbita sa are o excentricitate mică și este înclinată foarte puțin față de ecuatorul lui Uranus. Perioada sa orbitală este de aproximativ 2,5 zile, care coincid cu perioada sa de rotație. Aceasta înseamnă că o parte a satelitului este întotdeauna îndreptată spre planetă; o condiție cunoscută sub numele de rotație sincronă. Orbita lui Ariel se află complet în interiorul magnetosferei uraniene. Emisferele posterioare (cele care sunt îndreptate opus față de direcția lor orbită) ale sateliților fără aer care orbitează în interiorul unei magnetosfere precum Ariel sunt lovite de plasmă magnetosferică care se co-rotește cu planeta. Acest bombardament poate duce la întunecarea emisferelor posterioare observate pentru toți sateliții uranieni, cu excepția lui Oberon (vezi mai jos). Ariel captează, de asemenea, particule încărcate magnetosferice, producând o scădere pronunțată a numărului de particule energetice lângă orbita satelitului observată de Voyager 2 în 1986.
Deoarece Ariel, ca și Uranus, orbitează Soarele aproape pe o parte față de rotația sa, emisferele nordice și sudice sunt orientate fie direct spre Soare, fie direct opus Soarelui la solstiții. Aceasta înseamnă că este supus unui ciclu sezonier extrem; Așa cum polii Pământului văd noapte sau zi permanentă în jurul solstițiilor, polii lui Ariel văd noapte sau lumină permanentă timp de o jumătate de an uranian (42 de ani pământeni), cu Soarele ridicându-se aproape de zenit peste unul dintre poli la fiecare solstițiu. Zborul Voyager 2 a coincis cu solstițiul de vară sudic din 1986, când aproape toată emisfera nordică era întunecată. O dată la 42 de ani, când Uranus are un echinocțiu și planul său ecuatorial intersectează Pământul, devin posibile ocultări reciproce ale sateliților lui Uranus. O serie de astfel de evenimente a avut loc în 2007–2008, inclusiv ocultarea lui Ariel de către Umbriel pe 19 august 2007.
În prezent, Ariel nu este implicat în nicio rezonanță orbitală cu alți sateliți uranieni. În trecut, totuși, s-ar putea să fi fost într-o rezonanță de 5:3 cu Miranda, care ar fi putut fi parțial responsabilă pentru încălzirea acelui satelit (deși încălzirea maximă atribuită unei foste rezonanțe de 1:3 a lui Umbriel cu Miranda a fost probabil de aproximativ trei ori mai mare). Ariel poate să fi fost odată blocat în rezonanța de 4:1 cu Titania, din care a scăpat mai târziu. Evadarea dintr-o rezonanță medie a mișcării este mult mai ușoară pentru sateliții lui Uranus decât pentru cei ai lui Jupiter sau Saturn, datorită gradului mai mic de aplatizare al lui Uranus. Această rezonanță, care a fost probabil întâlnită cu aproximativ 3,8 cu miliarde de ani în urmă, ar fi crescut excentricitatea orbitală a lui Ariel, ducând la frecarea mareică din cauza forțelor mareice de la Uranus care variază în timp. Acest lucru ar fi cauzat încălzirea interiorului satelitului cu până la 20 K.
Compoziție și structură internă legătură=https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/9/92/Ariel_Earth_Moon_Comparison.png/250px-Ariel_Earth_Moon_Comparison.png|stanga|miniatura|250x250px|Comparația mărimii Pământului, Lunii și a lui Ariel. Ariel este al patrulea cel mai mare dintre sateliții uranieni și poate avea a treia cea mai mare masă. Este, de asemenea, al 14-lea cel mai mare satelit din Sistemul Solar. Densitatea satelitului este de 1,66 g/cm 3, care indică faptul că constă din părți aproximativ egale de gheață și o componentă densă fără gheață. Acesta din urmă ar putea consta din rocă și materiale carbonice, inclusiv compuși organici grei cunoscuți sub numele de toline.Prezența gheții este susținută de observațiile spectroscopice în infraroșu, care au scos la iveală gheața cristalină la suprafața satelitului, care este poroasă și astfel transmite puțină căldură solară straturilor de dedesubt. Benzile de absorbție a gheții sunt mai puternice în emisfera anterioară a lui Ariel decât în emisfera posterioară. Cauza acestei asimetrii nu este cunoscută, dar poate fi legată de bombardarea cu particule încărcate din magnetosfera lui Uranus, care este mai puternică în emisfera posterioară (datorită co-rotației plasmei). Particulele energetice tind să pulverizeze gheața, să descompună metanul prins în gheață sub formă de hidrat de clatrat și să întunece alte substanțe organice, lăsând în urmă un reziduu întunecat, bogat în carbon.
Cu excepția apei, singurul alt compus identificat pe suprafața lui Ariel prin spectroscopie în infraroșu este dioxidul de carbon (CO2), care este concentrat în principal pe emisfera sa posterioră. Ariel prezintă cele mai puternice dovezi spectroscopice pentru CO2 ale oricărui satelit uranian și a fost primul satelit uranian pe care a fost descoperit acest compus. Originea dioxidului de carbon nu este complet clară. Ar putea fi produs local din carbonați sau materiale organice sub influența particulelor încărcate energetic care provin din magnetosfera lui Uranus sau din radiația ultravioletă solară. Această ipoteză ar explica asimetria în distribuția sa, deoarece emisfera posterioară este supusă unei influențe magnetosferice mai intense decât emisfera anterioară. O altă sursă posibilă este degazarea fde CO2 primordial prins de gheața din interiorul lui Ariel. Scăparea de CO2 din interior poate fi legată de activitatea geologică din trecut pe acest satelit.
Având în vedere dimensiunea sa, compoziția de rocă/gheață și posibila prezență de sare sau amoniac în soluție pentru a scădea punctul de îngheț al apei, interiorul lui Ariel poate fi diferențiat într-un nucleu de rocă înconjurat de o manta de gheață. Dacă acesta este cazul, raza nucleului (372 km) este aproximativ 64% din raza satelitului, iar masa sa este aproximativ 56% din masa satelitului - parametrii sunt dictați de compoziția satelitului. Presiunea din centrul lui Ariel este de aproximativ 0,3 GPa (3 kbar). Starea actuală a mantalei de gheață este neclară. Existența unui ocean subteran este considerată în prezent posibilă, Overlooked Ocean Worlds Fill the Outer Solar System. deși un studiu din 2006 sugerează că încălzirea radiogenă de una singură nu ar fi suficientă pentru a permite unul.
Suprafață legătură=https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/e/ea/Ariel_HiRes.jpg/220px-Ariel_HiRes.jpg|alt=the bottom hemisphere of Ariel is seen, reddish and dark, with cracks and craters lining the edge|miniatura|Imagine color Voyager 2 cu cea mai înaltă rezoluție a lui Ariel. Canioanele cu podele acoperite de câmpii netede sunt vizibile în dreapta jos. Craterul strălucitor Laica este în stânga jos.
Albedo și culoare Ariel este cel mai reflectorizant dintre sateliții lui Uranus. Suprafața sa prezintă un val de opoziție: reflectivitatea scade de la 53% la un unghi de fază de 0° (albedo geometric) la 35% la un unghi de aproximativ 1°. Albedo-ul Bond al lui Ariel este de aproximativ 23% - cel mai mare dintre sateliții uranieni. Suprafața lui Ariel este în general neutră la culoare. Poate exista o asimetrie între emisfera anterioară și cea posterioară; acesta din urmă pare să fie mai roșie decât prima cu 2%. Suprafața lui Ariel, în general, nu demonstrează nicio corelație între albedo și geologie, pe de o parte, și culoare, pe de altă parte. De exemplu, canioanele au aceeași culoare ca terenul craterizat. Cu toate acestea, depozitele de impact strălucitoare din jurul unor cratere proaspete au o culoare puțin mai albastră. Există, de asemenea, câteva pete ușor albastre, care nu corespund cu nicio formă de relief cunoscută.
Forme de relief Suprafața observată a lui Ariel poate fi împărțită în trei tipuri de teren: teren craterizat, teren crestat și câmpie. Principalele forme de relief sunt craterele de impact, canioanele, scarpurile falie, crestele și jgheaburile. legătură=https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/23/Ariel%27s_transecting_valleys.jpg/220px-Ariel%27s_transecting_valleys.jpg|alt=dark, angular features cut by smooth ravines into triangles, cast into high contrast by sunlight|stanga|miniatura|Graben (chasmata) lângă terminatorul lui Ariel. Podelele lor sunt acoperite cu material neted, posibil extrudat de dedesubt prin criovulcanism. Câteva sunt tăiate de canale centrale sinuoase, de ex. Sprite și Leprechaun Vallis deasupra și dedesubtul horstului triunghiular din apropierea părții de jos.