Миранда — ледяной спутник Урана, изрезанный глубокими ущельями, которые даже издалека придают ему крайне необычный вид. Уже много лет ученые ломают головы над тем, что же он пережил в прошлом, чтобы приобрести такую странную форму.
Шар из битого льда
В Солнечной системе хватает странных объектов природного происхождения. Но когда люди видят фотографию спутника Урана Миранды, мало кто может сдержать свое удивление. Потому что, на первый взгляд, она похожа на шарик мороженого с неровными линиями, в которых просматривается наполнитель.
Однако более тщательное исследование может выявить еще более удивительные вещи. Ведь эти структуры оказываются ущельями глубиной в несколько километров, что, учитывая то, что диаметр самого спутника составляет всего 470 км, кажется совершенно необычным. Чем все это можно объяснить? История этого — длинная и запутанная.
Во-первых, до 1948 года о Миранде люди не слышали. Ее открыл голландский астроном Джерард Койпер, тот, что допустил существование в Солнечной системе внешнего пояса астероидов, который сейчас назван его именем.
Что касается названия самой Миранды, то спутник по традиции получил имя одного из персонажей шекспировских пьес — Миранды, дочери волшебника Просперо из «Бури». Уже на момент открытия было очевидно, что это небесное тело является совершенно нетипичным.
Во-первых, Миранда имела размер около 500 км, он является переходным между малыми ледяными телами, сила тяготения которых обычно не может обеспечить им правильную сферическую форму, и большими, похожими на ледяные шары.
Во-вторых, Миранда вращалась вокруг Урана ближе, чем четыре ранее известных спутника. Ее расстояние от его условной поверхности составляет всего 129 900 км, то есть лишь треть расстояния от Земли до Луны. При этом, в отличие от Титании, Оберона, Ариэля и Умбриэля, обета Миранды почти круговая.
Загадочные обрывы
Однако до 1986 года никто особо на эти особенности внимания не обращал. Пока к Урану не приблизился аппарат Voyager-2. И именно Миранда оказалась самым близким из крупных спутников планеты к траектории его пролета. Неудивительно, что лучше он смог рассмотреть именно ее. Это вообще один из немногих спутников планет, которые автоматические зонды сфотографировали почти со всех сторон так, что мы более или менее можем говорить о карте планеты.
И вот именно эта карта заставила ученых спорить долгие годы. Дело в том, что на ней Миранда выглядела как собранной из разных кусков, которые плохо слеплены вместе. По поверхности спутника тянутся гигантские обрывы. Самый большой из них — уступ Верона, названный в честь города, где происходили события «Ромео и Джульетты». По разным оценкам, его высота достигает от 5 до 20 км.
Некоторые обрывы формируют колоссальные грабены. Так называют узкие долины, в которых земля будто провалилась.
Также на Миранде есть покрытые холмами равнины, но больше всего впечатляют особые формы рельефа, которые называют венцами. Эти гигантские участки поверхности как будто подняты над окружающей местностью неизвестными силами так, чтобы по их краям располагались все те же обрывы. В целом на Миранде выделяют три венца: Инвернесс, Арден и Эльсинор. И опять же, свои названия они получили от мест, упомянутых в пьесах Шекспира.
Венцы и другие детали рельефа поражают не только своей формой, но и масштабами — особенно с учетом того, что диаметр самой Миранды составляет всего 470 км.
Сложная геологическая история
Ситуацию делает еще более загадочной тот факт, что подсчет кратеров на поверхности Миранды показал, что их значительно меньше, чем на других спутниках Урана. Что еще хуже — некоторые участки при этом намного моложе других. Например, тот же венец Инвернесс имеет возраст поверхности всего 500 млн лет, венец Эльсинор — от 400 млн до 3,1 млрд, а большая часть поверхности спутника — 3,5 млрд.
Все это заставляет некоторых исследователей говорить о том, что поверхность Миранды обновлялась по крайней мере несколько раз. Какие процессы к этому приводили, остается загадкой. Несколько десятилетий популярной была гипотеза, что в какой-то момент Миранда была расколота на куски мощным ударом, а затем эти обломки снова собрались вместе. Однако исследование 2011 года такую возможность опровергло.
Сейчас большинство исследователей концентрируется на двух факторах: близости Миранда к поверхности газового гиганта и взаимодействия с другими спутниками. Первый фактор действительно способен создавать удивительные формы рельефа, потому что вращающиеся вокруг газовых гигантов тела преимущественно состоят из водяного льда, а он способен кратковременно переходить в жидкую форму при наличии тепла и образовывать на месте старых кратеров гладкую поверхность.
И такой источник тепла есть — приливной разогрев, который спутник мог испытывать в прошлом. Градиент силы тяжести деформирует близкие к планетам-гигантам спутники, и механическая энергия переходит в тепловую. Так на спутнике Юпитера Ио тоже существуют и каньоны, и столовые горы. А на Энцеладе, который очень похож по размеру на Миранду, есть огромные трещины, из которых в космос бьют гейзеры.
Поэтому обновление поверхности, вызванное разогревом внутренних слоев льда, его таянием, растрескиванием и последующим застыванием, представляется более чем вероятным. Что касается влияния других спутников, то ученые обращают внимание на орбиту Миранды. Вполне возможно, что раньше она двигалась по более вытянутой траектории, находясь в резонансе с другими ледяными телами, и именно эти взаимодействия способствовали ее деформации. Поэтому не исключено, что поверхность Миранды некоторое время была расплавленной. А потом что-то произошло, Миранда перешла на свою нынешнюю орбиту и ее поверхность застыла в нынешнем состоянии.
Уникальные условия
Как бы то ни было, сочетание небольшого размера и гигантских вертикальных скал создает на Миранде действительно уникальные условия. Это лучшее место в Солнечной системе для занятий скалолазанием. Ускорение свободного падения здесь составляет всего 7,9 см/с2. То есть оно в 140 раз меньше, чем на Земле. В таких условиях можно часами подниматься по вертикальным стенам утесов.
Или падать с них. Миранда — единственное место в Солнечной системе, где можно падать со скал в течение нескольких минут. Правда, потом вам все же нужно будет как-то остановить падение — например, с помощью реактивного ранца, потому что парашюты на Миранде не действуют из-за отсутствия атмосферы.
Однако в целом мы об этом спутнике все еще очень мало знаем. Пролет Voyager-2 так и остался единственным. Поэтому на самом деле мы не знаем, действительно ли ледяные скалы Миранды мертвы, или нам просто не повезло увидеть местные гейзеры. Если жидкая вода все еще есть под поверхностью, это могло бы многое объяснить, и этот крошечный мир не казался бы таким загадочным.
