Міра́нда (), також Уран V — найближчий і найменший серед п'яти великих супутників Урана. Відкрита 1948 року Джерардом Койпером і названа на честь Міранди з п'єси Шекспіра «Буря». Супутник сфотографовано з близької відстані лише одного разу, під час прольоту космічного апарата «Вояджер-2» через систему Урана в січні 1986 року. З усіх супутників Урана Міранду було найкраще вивчено завдяки тому, що вона опинилася найближче до траєкторії «Вояджера-2». Однак дослідити вдалося лише південну півкулю, бо північна перебувала в тіні.

Поверхня супутника, ймовірно, складається з водяного льоду, змішаного з силікатами та карбонатами, а також аміаку. Як й інші супутники Урана, Міранда має сезонні цикли, які пов'язані з її обертанням навколо Урана. Швидше за все, Міранда сформувалася з туманності або акреційного диска навколо Урана, який або існував з часів формування планети, або утворився внаслідок катастрофічного зіткнення, яке, ймовірно, й надало Урану дуже великий нахил осі обертання. Нахил орбіти супутника до екватора Урана невеликий: 4,338°. На поверхні супутника можна спостерігати просторі горбисті рівнини, всіяні кратерами й посічені мережею борозен та каньйонів. На поверхні видно три своєрідні ділянки розміром понад 200 км — так звані вінці. Ці утворення, так само як і незвичайний нахил орбіти Міранди, можуть бути результатом складної геологічної історії. На Міранді могли діяти припливні сили, механізми орбітальних резонансів, процес гравітаційної диференціації, конвекційні рухи, розширення речовини надр і непостійний кріовулканізм.

Відкриття та найменування

Міранда була відкрита 16 лютого 1948 року нідерландським та американським (з 1933 року) астрономом Джерардом Койпером в обсерваторії Макдональд у Техасі через 97 років після відкриття Титанії та Оберона. Метою Койпера було отримання точних даних про відносні величини чотирьох відомих до того часу супутників Урана: Аріеля, Умбріеля, Титанії та Оберона.

За пропозицією сина першовідкривача супутників Урана Джона Гершеля всі супутники Урана називають на честь персонажів творів Вільяма Шекспіра та Олександра Поупа. Міранда отримала назву на честь персонажа п'єси Вільяма Шекспіра «Буря» — Міранди, дочки Просперо. Відповідно, деталі поверхні супутника називають на честь персонажів творів Шекспіра або згаданих там географічних об'єктів.

Орбіта

Міранда — найближчий до Урана великий супутник. Її орбіта лежить на відстані близько 129 900 км від Урана і нахилена до площини його екватора на 4,2° (що набагато більше, ніж у решти великих супутників Урана) . Як і екватор планети, вона лежить не в площині орбіти Урана, а майже перпендикулярно до неї. Ексцентриситет орбіти становить 0,0013, тобто орбіта Міранди практично колова. Такі параметри орбіти, ймовірно, пов'язані з тим, що в Міранди могли бути орбітальні резонанси з іншими супутниками. Наприклад, орбітальний резонанс 3:1 з Умбріелем і, ймовірно, орбітальний резонанс 5:3 з Аріелем. Можливо, саме через орбітальний резонанс з Умбріелем збільшився ексцентриситет орбіти Міранди, сприяючи внутрішньому розігріванню й геологічній активності цього супутника. У той же час орбіта Умбріеля змінилась менше. Через невелике сплющення і малий розмір Урана його супутники можуть легко вийти зі слабкого (порівняно з Сатурном або Юпітером) резонансу руху. Прикладом тому слугує Міранда, яка ухилилася від резонансу (імовірно через механізм, який і привів її орбіту до аномально високого нахилу).

Орбітальний період становить 1,41347925 земних діб, збігається з періодом обертання навколо власної осі, і супутник завжди повернутий до Урана одним боком. Орбіта Міранди повністю лежить у магнітосфері Урана. Завдяки цьому вся півкуля безповітряного супутника, що розташована з боку, спрямованого проти руху супутника по орбіті, постійного бомбардується магнітосферною плазмою, що обертається разом із планетою. Таке бомбардування може призвести до потемніння поверхні півкулі, що й спостерігається на всіх супутниках Урана, крім Оберона. «Вояджер-2» при наближенні до супутника зареєстрував помітне зменшення концентрації іонів магнітосфери Урана.

Оскільки Уран обертається навколо Сонця майже на боці, він і його супутники, що розташовані в екваторіальній площині планети, мають сезонні цикли. Полюс Міранди (північний або південний) протягом 42 років поступово переходить із повної темряви до безперервного дня під час сонцестояння, коли Сонце протягом кількох років перебуває майже в зеніті. Протягом наступних 42 років полюси міняються місцями. Проліт «Вояджера-2» у січні 1986 року збігся з літнім сонцестоянням у південній півкулі Міранди, тоді як у північній півкулі була суцільна ніч.

Кожні 42 роки у системі Урана настає рівнодення і з Землі можна спостерігати взаємні покриття його супутників. Кілька таких подій спостерігалося в 2006—2007 роках, зокрема покриття Аріеля Мірандою 15 липня 2006 року о 00:08 UT та покриття Умбріеля Мірандою 6 липня 2007 о 1:43 UT .

Склад та внутрішня структура

Форма небесних тіл залежить від їхнього розміру: великі тіла є кулястими, а малі мають неправильну форму. Межа між ними проходить поблизу значення діаметра 400 км. Міранда, маючи розмір близько 470 км, перебуває на межі між малими й великими супутниками, і її форма суттєво відрізняється від кулястої. Вона має найменшу густину серед великих супутників Урана: . Це близько до густини водяного льоду. Спостереження поверхні в інфрачервоному діапазоні дозволили виявити на ній водяний лід, змішаний із силікатами й карбонатами. За допомогою таких спостережень поверхні було виявлено аміак (NH3) у кількості 3 %. На основі отриманих «Вояджером-2» даних вважають, що частка силікатних порід лежить у межах від 20 % до 40 % маси супутника.

За однією з гіпотез Міранда поділяється на силікатне ядро та мантію, яка складається з водяного льоду. Товщина мантії становить 135 км, а ядро має радіус близько 100 км. За такої будови відведення внутрішнього тепла супутника відбувається шляхом теплопроводності. Проте вінці на поверхні супутника можуть свідчити про конвекційні рухи на поверхні. За однією з гіпотез, лід на Міранді є клатратом з пористої замороженої суміші метану й водного льоду. Окрім метану, водні клатрати можуть захоплювати оксид вуглецю й інші молекули, згодом утворюючи речовину з добрими теплоізоляційними властивостями, внаслідок чого теплопровідність клатратів становитиме лише від 2 до 10 % теплопроводності звичайного льоду. Ці клатрати можуть утримувати теплову енергію, яка вивільняється під час розпаду радіоактивних елементів у надрах супутника і за такої будови потрібно було б близько 100 млн років для нагрівання льоду до 100 °C. Теплова енергія також поширювалася усередину супутника, що могло призвести до розширення ядра на 1 % і до утворення тріщин на поверхні. Крім того, теплова енергія, що передається з надр супутника на його поверхню унаслідок теплопровідності, також пояснювала б часткове диференціювання поверхні.

Поверхня Поверхня Міранди примітна неочікуваною для такого маленького небесного тіла різноманітністю геологічних структур. Вони включають розломи, долини, кратери, хребти, лощини й урвища.

Цей супутник за розмірами подібний до Енцелада. Деякі ділянки старі й невиразні; на них видно численні ударні кратери. Це пояснюється невеликим розміром і, як наслідок, геологічною інертністю тіла. Інші регіони вкрито прямокутними або яйцеподібними смугами; вони містять складні переплетення хребтів і уступів та безліч паралельних променів, утворених світлою й темною речовиною. Супутник, швидше за все, складається з водяного льоду, силікатних порід і, можливо, деякої кількості органічних сполук, більш-менш глибоко розташованих в надрах.

В 2024 році вчені з Лабораторії прикладної фізики ім. Джона Гопкінса (APL) виявили, що Міранда може приховувати підповерхневий океан, що в свою чергу, створює потенційну можливість для існування позаземних форм життя. Для дослідження використовувалися комп’ютерні моделі для аналізу геологічних структур Міранди. Модель, яка найкраще відповідала поверхні супутника, свідчить про те, що Міранда від 100 до 500 млн років тому могла мати величезний океан під своєю поверхнею. Це також вказує на те, що крижані шари на поверхні Міранди, ймовірно, становлять 30 км завтовшки, а океан може сягати глибини — до 100 кмАстрономи відкрили раніше невідомий супутник Урану, на якому може існувати життя. 01.11.2024, 6:48 pm.

+ Назва деталей поверхні на дослідженому боці Міранди(взяті з творів Вільяма Шекспіра) Назва Тип Довжина (діаметр), км Широта (°) Довгота (°) Походження назви Регіон МантуяРегіон (область) <center> 399 <center> −39,6 <center> 180,2 Регіон Італії, який згадано у творі «Два веронці» Регіон Ефес <center> 225 <center> −15 <center> 250 Місто, де жили близнята з твору «Комедія помилок» (сучасна Туреччина) Регіон Сицилія <center> 174 <center> −30 <center> 317,2 Регіон в Італії з твору «Зимова казка» Регіон Дунсінан <center> 244 <center> −31,5 <center> 11,9 Пагорб, згаданий у п'єсі «Макбет» Вінець АрденВінець<center> 318 <center> −29,1 <center> 73,7 Арденський лісДія п'єси Шекспіра розгортається у Франції, і, можливо, він мав на увазі Арденнський ліс, але, можливо, це Арденський ліс у Ворикширі., де розгортаються події у творі «Як вам це сподобається» Вінець Ельсінор <center> 323 <center> −24,8 <center> 257,1 Гельсінгер, місце дії п'єси «Гамлет» Вінець Інвернесс <center> 234 <center> −66,9 <center> 325,7 Замок із твору «Макбет» Уступ АлжирУступ <center> 141 <center> −43,2 <center> 322,8 Регіон Франції, у якому відбувається дії п'єси «Буря» Уступ Верона <center> 116 <center> −18,3 <center> 347,8 Регіон Італії, де розгортаються сюжет твору «Ромео і Джульєтта» Борозна НеапольБорозна<center> 260 <center> 32 <center> 260 Місто, у якому відбувається дії п'єси «Буря» Борозна Сіракузи <center> 40 <center> 15 <center> 293 Регіон Італії, де розгортається сюжет твору «Комедія помилок» АлонсоКратер <center> 25 <center> −44 <center> 352,6 Король Неаполя з твору «Буря» Фердинанд <center> 17 <center>−34,8 <center> 202,1 Син короля Неаполя з твору «Буря» Франциско <center> 14 <center> −73,2 <center> 236 Придворний з твору «Буря» Гонзало <center> 11 <center> −11,4 <center> 77 Радник короля Неаполя з твору «Буря» Просперо <center> 21 <center> −32,9 <center> 329,9 Законий герцог Міланський з твору «Буря» Стефано <center> 16 <center> −41,1 <center> 234,1 Дворецький з твору «Буря» Тринкуло <center> 11 <center> −63,7 <center> 163,4 Блазень із твору «Буря»

Різнорідність поверхні супутника призвела до припущення, що вона впродовж своєї історії перебудовувалася до 5 разів. На зображеннях Міранди видно структуру у вигляді латинської букви «V», поруч розташовуються гірські хребти і долини, старі кратеровані та молоді гладкі області, каньйони в тіні завглибшки до 20 км. Трохи нижче центру лежить великий кратер Алонсо завглибшки 24 км.

Для пояснення незвичайного вигляду Міранди висунуто декілька гіпотез. За однією з них супутник був розколотий у результаті зіткнення з великим небесним тілом, але потім шматки знову з'єдналися. Проте залишається незрозумілим, чому збереглися ударні кратери на інших частинах поверхні. Інша гіпотеза припускає, що мало місце нерівномірне розігрівання надр Міранди.

Регіони Регіонам, сфотографованим «Вояджером-2», дали назви: Регіон Мантуя, Регіон Ефес, Регіон Сицилія і Регіон Дунсінан. Вони є областями, які характеризуються чергуванням горбистої поверхні та рівнин з більш-менш вираженими давніми ударними кратерами. Для давніх регіонів також характерні розломи. Більшість схилів розломів сформувались тоді ж, коли й ці старі регіони. Але припускають, що деякі сформувались зовсім недавно. Ймовірно, вони були утворені від вінців. Поряд із розломами спостерігаються грабени, що свідчить про наявність у минулому тектонічної активності. Поверхня регіонів практично однорідно темна, окрім схилів кратерів, де вона світліша.

Вінці