天衛一

天衛一

天衛一(Ariel)是天王星的衛星它是威廉·拉塞爾(William Lassell)在1851年10月24日發現的,並同時發現了天衛二一,天衛一是天王星的已知衛星中距其第十二近衛星,也是它最明亮的衛星

天衛一與當時已知的4顆衛星都是由約翰·赫歇爾受到拉塞爾的請托而命名的,拉塞爾在之前曾經稱贊約翰·赫歇爾在1847年所採用的7顆土星衛星命名概念,而且1848年發現的土衛八也是參照這樣的規則命名的

  • 中文名稱
    天衛一
  • 外文名稱
    Ariel
  • 公轉軌道
    天王星190,930 千米
  • 衛星直徑
    1158 千米
  • 質量
    1.27e21 千克
  • 自轉周期
    2.52天
  • 公轉周期
    2.52天

​基本信息

艾瑞爾(Ariel)這個名稱是從英國詩人亞歷山大·蒲柏的詩《秀發劫》(The Rape of the Lock)中的精靈艾瑞爾而來的。它也是威廉·莎士比亞的作品《暴風雨》中精靈的名稱。天衛一與當時已知的4顆衛星都是由約翰·赫歇爾受到拉塞爾的請托而命名的。拉塞爾在之前曾經稱贊約翰·赫歇爾在1847年所採用的7顆土星衛星命名概念,而且1848年發現的土衛八也是參照這樣的規則命名的。

天衛一

天衛一的外表與天衛三的十分相似,雖然天衛三要比天衛一大35%,主要成分為水冰,岩石,碳、氮化合物天王星所有的大衛星都是由佔40~50%的冰及一些岩石組成的,比諸如土衛五之類的土星的衛星所含的岩石稍微多一些,

天衛一的表面是由火山坑地形和連線互通的山谷(有幾百千米長,右圖上部;有10000米深)組成。這與天衛三上的情況十分相似,但卻要比之規模大得多。一些火山坑已被掩沒了一半。天衛一的表面的歷史顯然相當短(雖然要比諸如土衛二的來得長);顯而易見,一些地殼運動已在進行。在谷地中間的一些脊被認為是凍的熔化造成的或許很久以前,天衛一的內部是相當熱的,但現在卻十分冷。或許谷地是在天衛一結凍時形成的裂縫。

資料資料

發現

發現者:

威廉·拉塞爾(William Lassell)

發現日期:

24 October 1851

其他名稱:

Uranus I

軌道資料

軌道半長軸:

191,020 km

平均軌道半徑:

190,900 km

軌道離心率:

0.0012

軌道周期:

2.520 d

軌道傾角:

0.260° (與天王星赤道相比)

衛星所屬星球:

天王星

物理特征

大小:

1162.2 × 1155.8 × 1155.4 km

平均半徑:

578.9 km (0.0908 Earths)

表面積:

4,211,300 km²

體積:

812,600,000 km³

質量:

1.35e21kg (地球的2.26e-4)

平均密度:

1.67 g/cm³

赤道表面重力:

0.27 m/s

宇宙速度:

0.56 km/s

自轉周期:

同步

反照率:

0.39

溫度:

~58 K

星等:

14.16

探索歷史

天衛一的首張近距離的詳細照片是"旅行者"二號于1986年飛掠過天王星時所攝得的,也是目前為止唯一的近距離照片。航海家二號在1986年1月24日最接近天衛一,當時距離為127,000公裏。因為當時天衛一的南極朝向太陽所以隻有拍攝到北半球的特征。

天衛一是天王星的5顆大衛星之一。其表面溫度約為-200攝氏度。該衛星組成部分有一半是冰(水冰與二氧化碳冰可能也有甲烷冰)。其表面有裂谷,冰就是液態物質從內部沿裂縫上升後凍結而成的,因而天衛一的表面為平滑致密的冰所覆蓋。1988年9月,美國康奈爾大學的幾位科學家宣布,他們分析"旅行者"2號于1986年1月飛越天王星及其衛星時發回的照片後,發現天衛一的幾幅照片顯示出火山流的證據。流的稠厚性和面板特征表明它不是液體而是呈可塑狀態的水冰。水冰從天衛一內部被推向表面的過程就是"冰火山活動"。航海家二號在天衛一上發現的最大坑洞是Yangoor,直徑隻有78公裏。在天衛一內部,由于熱的作用使水冰軟化,這些冰軟得足以在天衛一表面移動又表明其中尚含有甲烷或氨之類的少量其他物質。這些事實表明天衛一在地質上曾經是活動的天衛一曾有過冰火山活動,對于地球上的人類而言,堪稱奇景。遺憾的是,目前尚無辦法對天衛一做進一步的探測,

天衛一過去的地質活動被認為是受到潮汐加熱的影響,當時它的軌道離心率比現在更大。在它的早期,天衛一似乎與天衛四產生4:1的軌道共振,雖然後來就沒有產生這樣的共振。共振也增加了天衛一的軌道離心率,導致天王星對于天衛一的潮汐力並不穩定,也造成它內部的溫度上升。在天王星的系統中,因為天王星的扁率比較小而且衛星的體積相對較大,所以衛星從軌道共振中逃脫也比木星或土星的衛星要容易。

相關信息

哈伯太空望遠鏡在2006年7月26日觀測一次相當罕見的現象:當時天衛一從天王星的盤面穿過,並在天王星的雲層頂端留下影子。這樣的現象僅會發生在晝夜平分點附近,因為衛星的軌道面與天王星的軌道面有97度的傾斜在2007年12月的晝夜平分點,天衛一再度從天王星的盤面中心穿過,

天衛一的首張近距離的詳細照片是航海家二號于1986年飛掠過天王星時所攝得的,也是目前為止唯一的近距離照片。航海家二號在1986年1月24日最接近天衛一,當時距離為127,000公裏。因為當時天衛一的南極朝向太陽,所以隻有拍攝到北半球的特征。

根據目前得到資料的誤差範圍,所以還無法確定天衛一的質量是否比天衛二還大。天衛一大約有70%是由冰(水冰與二氧化碳冰,可能也有甲烷冰)所構成的,而30%則是矽酸鹽(出現在新形成的霜附近,特別是年輕撞擊坑洞的噴發物質中)。航海家二號觀測到天衛一上最大及最古老的地質特征是靠近南極的火山平原。分析這個火山平原上的坑洞後得知,它們大部分都比天衛三、天衛四與天衛二上所觀測的年輕。航海家二號在天衛一上發現的最大坑洞是Yangoor,直徑隻有78公裏,並顯露出被破壞過的跡象。航海家二號也在南半球的中緯地區觀測到斷層、峽谷網路與冰流動的跡象,並破壞火山平原的地區的表面。這些峽谷可能代表由伸張大地構造所造成的地塹。在峽谷中也可以見到一些平滑的物質與溝槽,這可能表示一些地層中蘊含著溫暖的冰(從天衛一內部所擠壓出來的)。

天衛一過去的地質活動被認為是受到潮汐加熱的影響,當時它的軌道離心率比現在更大。在它的早期,天衛一似乎與天衛四產生4:1的軌道共振,雖然後來就沒有產生這樣的共振。共振也增加了天衛一的軌道離心率,導致天王星對于天衛一的潮汐力並不穩定,也造成它內部的溫度上升。在天王星的系統中,因為天王星的扁率比較小,而且衛星的體積相對較大,所以衛星從軌道共振中逃脫也比木星或土星的衛星要容易。

天衛一非常類似土星的衛星土衛四,它們的大小、密度與質量都相當類似,雖然天衛一在這些資料上都稍微超過土衛四。

目前從天衛一上發現下列的地形:

深谷

天衛一上的深谷,以神話中的妖精命名

名稱

坐標

長度(公裏)

名字來源

布朗尼深谷

16°S 37.6°E

343

布朗尼,英國蘇格蘭和北英格蘭的妖精

Kachina深谷33.7°S 246°E622Kachina,赫必族的妖精

丘比深谷

28.3°S 326.9°E

467

丘比,英國的妖精

可瑞甘深谷

27.6°S 347.5°E

365

可瑞甘,法國布列塔尼的妖精

Kra深谷

32.1°S 354.2°E

142

Kra,阿坎族的妖精

皮克西深谷

20.4°S 5.1°E

278

皮克西,英國的妖精

西爾芙深谷

48.6°S 353°E

349

西爾芙,英國的妖精

撞擊坑

天衛一上的撞擊坑,多以神話和戲劇中的妖精命名。

名稱

坐標

直徑(公裏)

名字來源

Aban撞擊坑

15.5°S 251.3°E

20

Aban,祆教水神

Agape撞擊坑46.9°S 336.5°E34Agape,艾德蒙·斯賓塞史詩仙後的妖精

Ataksak撞擊坑

53.1°S 224.3°E

22

Ataksak,因紐特人的天空與光之女神

貝芳娜撞擊坑

17°S 31.9°E

21

貝芳娜,義大利魔女,類似聖誕老人

貝麗倫娜撞擊坑

22.5°S 327.9°E

29

貝麗倫娜,莫裏斯·梅特林克作品青鳥的妖精

調和女神撞擊坑

22.3°S 23°E

20

調和女神,立陶宛神話的紡織七姊妹女神,和希臘神話的摩伊賴及北歐神話的諾恩三女神有些類似。

Djadek撞擊坑

12°S 251.1°E

22

Djadek,捷克妖精,被認為和杜莫伊是同一種妖精

杜莫伊撞擊坑

71.5°S 339.7°E

71

杜莫伊,俄羅斯妖精

芬瓦拉撞擊坑

15.8°S 19°E

31

芬瓦拉,愛爾蘭妖精之王

格溫撞擊坑

77.5°S 22.5°E

34

格溫·艾普·尼茲,格拉斯通伯利塔的妖精之王

于翁撞擊坑

37.8°S 33.7°E

40

波爾多的于翁,法國史詩武功歌的騎士

Laica撞擊坑

21.3°S 44.4°E

30

Laica,印加神話

瑪布撞擊坑

38.8°S 352.2°E

34

瑪布皇後,羅密歐與朱麗葉提到的妖精王後

梅露希娜撞擊坑

52.9°S 8.9°E

50

梅露希娜,法國文學梅露希娜編年史的妖精

歐娜撞擊坑

21.9°S 244.4°E

39

歐娜,愛爾蘭妖精

Rima撞擊坑

18.3°S 260.8°E

41

Rima,威廉·亨利·哈德森小說Green Mansions的女泰山

Yangoor撞擊坑

68.7°S 279.7°E

78

Yangoor,澳大利亞原住民神話中帶來嶄新一天的妖精

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