Одним из самых интересных небесных тел является Ариэль – спутник Урана, который был впервые обнаружен астрономом У. Ласселом в далеком 1851 году. Спутник покрыт скалами и слоем льда. Диаметр спутника Ариэль составляет 1130 км. Расстояние от спутника до Урана – порядка 191 тыс.км. Его плотность равна 1,66 г/куб.см.

Рельеф у Ариэля, спутника Урана, весьма своеобразен. Пейзаж похож на рисунки марсианских каналов. Извилистые каньоны и долины «изрисовали» Ариэль. Стены рифтовых долин на некоторых участках достигают высоты в десятки километров. Огромные «лавовые» поля говорят о наличии так называемых ледяных вулканов. Есть также и равнины, расположенные в низинах.

Все большие спутники Урана, в том числе Ариэль, как полагают, состоят в основном из равного количество водяного льда и силикатных пород. Также, на нем был обнаружен углекислый газ.

Ариэль самый молодой из всех спутников Урана. Он покрыт несколькими крупными кратерами и множеством мелких, что свидетельствует о сравнительно низком уровне столкновений с космическими телами.

Следы от недавних столкновений закрывают собой крупные кратеры, появившиеся гораздо раньше. Он, как полагают, проявлял геологическую активность самым последним, из больших лун Урана. Его поверхность пересекается грабенами, которые являются участками, опущенными относительно окружающей долины.

Ариэль имеет самую яркую поверхность из пяти крупнейших лун планеты, но ни один из спутников Урана не отражает более трети солнечного света, который падает на них. Это говорит о том, что поверхность спутников покрыта углеродистым материалом.

Она резко возрастает, когда он находится в оппозиции, то есть, когда наблюдатель находится непосредственно между ним и Солнцем. Это указывает на то, что его поверхность является пористой. При массе равной 1.29×10*21 кг и среднем радиусе 578,90 км его плотность равняется 1592 г/куб.см.

Измерения показали, что температура поверхности может резко подниматься и опускаться при освещении солнечным светом и в тени, это происходит без «тепловой инерции» т.е. практически мгновенно.

Данный факт подтверждает структуру пористой поверхности, которая, как правило, хорошо нагревается и быстро остывает. Эта структура могла образоваться в результате падения множества микрометеоритов.

В более ранний период, он похоже, претерпел дифференциацию – разделение, в котором более тяжелый материал опустился к ядру, а легкий «плавает» на поверхности. Модели показывают, что приливное взаимодействие с Ураном может стать основным источником тепла.

Как и другие крупные луны планеты, Ариэль всегда повернут одной стороной к нему. Он имеет регулярную орбиту, а также низкий наклон (0,041 градусрв) и эксцентриситет (всего 0,0012) по отношению к Урану. Спутник вращается вокруг планеты на расстоянии 190900 км и совершает один оборот за 2,5 суток.

Он был открыт 24 октября 1851 Уильямом Ласселом, одним из любителей астрономов 19-го века в Англии. Он использовал свое состояние, полученное в пивном деле, для финансирования строительства своих телескопов.

Луны Урана названы в честь персонажей пьес Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Ариэль – это имя персонажа, из шекспировской «Бури». Ариэлем, эту луну, назвал сэр Джон Гершель (сын первооткрывателя Урана – Уильям Гершель) по просьбе первооткрывателя Луны, Уильяма Лассела.

Почти все имеющиеся данные об Ариэль получены в ходе космической миссии аппарата «Вояджер-2» в 1986 году. Этот космический аппарат передал на Землю снимки 35% поверхности спутника.

Спутник является одним из самых холодных спутников в Солнечной системе со средней температурой поверхности -213 град.С.

Ученые утверждают, что спутник Урана, примерно, одинаково сделан изо льда и камня. Ариэль, скорее всего, образовался из аккреционного диска, оставшегося после образования планеты Уран или из обломков, возникших в результате вероятного удара, который привел к очень странному наклону планеты.

Ариэль подвергался изменениям из-за разницы в температурах на поверхности и внутри спутника. Эти процессы привели к многим геологическим особенностям. Данные изменения на спутнике Урана, по оценкам астрономов, продолжалось 200 миллионов лет.

Ариэль вращается вокруг Урана на расстоянии 190000 километров и делает один оборот вокруг своей планеты за 2,5 земных дня. Орбита Ариэль синхронизирована с родительской планетой и поэтому спутник обращён к Урану одной стороной.

Спутник Урана полностью находится в магнитосфере планеты. Это означает, что на Ариэль непрерывно воздействует магнитосферная плазма, которая затемняет ее заднюю полусферу заряженными частицами.

Из-за необычного вращательного наклона Урана, сезоны Ариэля очень экстремальны. Полярные области испытывают или полную темноту или непрерывный солнечный свет на протяжении 42 лет.

Инфракрасные спектроскопические наблюдения подтвердили, что на поверхности Ариэль присутствует водяной лед.

Спутник Урана широко покрыт кратерами, имеет хребты, а также каньоны. Считается, что геологическая активность, вероятно, обусловленная внутренним нагревом, создала некоторые из этих особенностей.

Основные характеристики поверхности спутника Ариэль включают каньоны, хребты, уступы, впадины, а также ударные кратеры.

Местность кратеров считается старейшей геологической особенностью Ариэля. Каньоны, как полагают, были созданы замораживанием жидкой воды глубоко внутри спутника. Самая длинная система каньонов получила название каньоны Качина. Длина этого каньона составляет более 620 километров.

Твердый рельеф хребтов и впадин образует сеть перекрестков размером в сотни километров. Некоторые хребты и впадины достигают 200 километров в длину. Эти особенности считаются результатом провалов земной коры.

Равнины являются самым молодым геологическим объектом на Ариэле. Эти ровные области на протяжении длительного периода времени должны были подвергнуться бомбардировке малыми космическими телами. Равнины и относительно ровная поверхность Ариэля говорят о недавней вулканической активности спутника.

Ударные кратеры на Ариэле не такие большие, как на спутниках Урана. Это говорит о том, что поверхность Ариэля намного моложе образования Солнечной системы.

Самый большой кратер Ариэля называется Йангоор. Он 78 километров в поперечнике. Все большие кратеры на Ариэле имеют плоское дно и центральный пик.

Планетологи заново проанализировали снимки поверхности луны Урана Ариэля, сделанные «Вояджером-2». На них видны признаки сравнительно недавней внутренней активности. Ученые смоделировали вероятное развитие событий в системе ледяного гиганта за последние пару миллиардов лет и пришли к выводу, что внутри Ариэля мог образоваться слой подледного океана толщиной как минимум 170 километров.

В январе 1986 года один из двух знаменитых «Вояджеров» – «Вояджер-2» – пролетел примерно в 130 тысячах километров от спутника Урана Ариэля. Это небесное тело по размерам почти втрое меньше Луны и держится вдвое ближе нее к своей планете. Как удалось установить, Ариэль примерно наполовину состоит изо льда, а наполовину – из камня.

Сделанные тогда снимки до сих пор остаются единственной коллекцией детальных изображений поверхности этой далекой луны. Сразу после их получения планетологи заинтересовались некоторыми особенностями ее рельефа. В первую очередь это многочисленные разломы и грабены – места, где кора в зоне растяжения опускается. Это говорит о явном внутреннем напряжении.

Кроме того, на Ариэле есть обширные регионы, где ударных кратеров подозрительно мало, что означает относительную молодость поверхности – она сравнительно недавно обновилась. Все это породило предположения о геологической активности спутника и даже существовании в его недрах подповерхностного океана.

Самой вероятной причиной его возникновения в такой дали от Солнца считают гравитацию Урана: орбита Ариэля – не совсем круг, она чуть вытянута, за счет чего периодически приближается к планете и отдаляется от нее. Поэтому притяжение ледяного гиганта незаметно «растягивает» и «сжимает» луну, то есть создает внутри трение.

Вот только нынешняя степень вытянутости орбиты Ариэля очень мала: разница между ближайшей точкой и самой далекой от Урана – несколько сотен километров. Возникает вопрос: способно ли это обеспечить достаточный внутренний нагрев? Недавно планетологи из США попытались разобраться.

Ученые составили карту Ариэля и нанесли на нее все наблюдаемые структуры. Потом с помощью специальной программы смоделировали, как возникающее по разным причинам напряжение может создать современный облик спутника. Они пришли к выводу, что его орбита не всегда была такой, как сейчас: один или два миллиарда лет назад она была гораздо более вытянутой. По мнению исследователей, это вполне вероятно в случае внезапного временного вхождения в так называемый орбитальный резонанс с другим спутником Урана – к примеру, Умбриэлем или Мирандой.

Орбитальный резонанс – это ситуация, при которой за равное время один спутник совершает единственный полный оборот вокруг планеты, а другой – два или больше. Известно, что в таком «ритме» вокруг Юпитера обращаются некоторые его крупнейшие спутники, но это не делает их орбиты явно эллиптическими. Впрочем, у них так сложилось с самого начала, то есть при их формировании 4,6 миллиарда лет назад, и с тех пор не меняется.

В системе Урана, как показало моделирование, орбитальная динамика была хаотичнее, и кратковременный резонанс спутников мог заметно вытягивать их орбиты. Именно так, по версии исследователей, произошло с Ариэлем. Соответственно, Уран своей гравитацией гораздо интенсивнее его деформировал.

По расчетам, это могло повлечь образование под поверхностью луны жидкой прослойки толщиной 170 километров или даже больше. Хотя сейчас тепла внутри Ариэля для поддержания этого предполагаемого подледного океана должно быть уже очень мало, не исключено, что спутник по сей день еще не промерз полностью.

На его поверхности прослеживаются возможные следы аммиака, который при наличии в воде служит «антифризом». Кстати, как пишут ученые, он не может сохраняться на поверхности дольше ориентировочно 59 миллионов лет – разрушается под действием космической радиации. Значит, он появился, по геологическим меркам, совсем недавно.

Поверхность Ариэля покрыта льдом из углекислого газа. В попытках объяснить, откуда он там взялся и почему не испарился, ученые высказывали разные гипотезы. Новейшее исследование склоняет чашу весов в пользу на первый взгляд самого неправдоподобного объяснения: СО2 попадает на поверхность луны изнутри, а не снаружи. Другими словами, скорее всего, на Ариэле существует подповерхностный океан.

Ариэль – четвертый по величине спутник Урана и мог бы считаться ничем не примечательным, если бы не сковавший его поверхность громадный объем льда, состоящего из чистого диоксида углерода. Хотя даже при той температуре, что царит на орбите ледяного гиганта (в 20 астрономических единицах от Солнца), СО2 легко превращается в газ и улетает в космическое пространство.

Следовательно, что-то поставляет это соединение на поверхность небольшой луны. Долгое время планетологи искали возможные источники во внешней среде. К примеру, это мог бы быть радиолиз – расщепление более крупных молекул под воздействием мощной и протяженной магнитосферы Урана.

Но команда из двух десятков исследователей считает иначе. Впервые задействовав в изучении Ариэля телескоп «Уэбб», они нашли факты, свидетельствующие в пользу того, что диоксид углерода и другие любопытные химические соединения появляется из-под поверхности спутника. В частности, об этом говорит толщина отложений СО2, практически рекордная для Солнечной системы – более 1 сантиметра (на тыльной по отношению к Урану стороне луны).

Кроме того, ученым удалось найти там еще более «невозможную» вещь – монооксид углерода (угарный газ). Чтобы оставаться стабильным, этому соединению необходима температура не выше 30 градусов Кельвина. Но по самым оптимистичным оценкам, на Ариэле втрое теплее. Это значит, что запасы углеродосодержащих молекул на поверхности спутника должны постоянно откуда-то пополняться, и ни одна «внешняя» гипотеза не дает хоть сколько-нибудь удовлетворительного объяснения этого механизма. Особенно учитывая, что магнитное поле Урана далеко не так активно взаимодействует с его лунами, как считалось ранее.

Но, с другой стороны, основная часть оксидов углерода вполне могла бы зарождаться в ходе химических процессов, происходящих в холодном подповерхностном океане – и выходить наружу через трещины или небольшие вулканы. Обнаружение же на поверхности, вдобавок ко всему, карбонатных солей, лишь убирает оставшиеся сомнения: эти соединения образуются только при взаимодействии жидкой воды с горными породами.

Таким образом, существование внутреннего океана на Ариэле можно считать если не доказанным, то, по крайней мере, весьма вероятным. Даже рисунок поверхности луны – с многочисленными разломами, каньонами и гладкими полями – наталкивает на мысль о его активной и сложной геологии. Осталось дождаться, пока точки над «i» расставит исследовательский аппарат, который должен отправиться к Урану в следующем десятилетии. А по дороге туда, возможно, успеет позаниматься охотой за гравитационными волнами.