Titania (vệ tinh)

Không nên nhầm lẫn với tiểu hành tinh 593 Titania hay vệ tinh Titan.

Titania

Hình tàu Voyager 2 chụp Titania ngày 24 tháng 1 năm 1986
Khám phá
Khám phá bởi	William Herschel
Ngày phát hiện	11 tháng 1 năm 1787
Tên định danh
Tên định danh	Uranus III
Phiên âm	/tɨˈtɑːnjə/, /taɪˈteɪniə/[Ghi chú 1]
Tính từ	Titanian
Đặc trưng quỹ đạo
Bán trục lớn	435 910 km
Độ lệch tâm	0,0011
Chu kỳ quỹ đạo	8,706 234 ngày
Độ nghiêng quỹ đạo	0,340° (so với mặt phẳng xích đạo của Sao Thiên Vương)
Vệ tinh của	Sao Thiên Vương
Đặc trưng vật lý
Bán kính trung bình	788,4 ± 0,6 km (0,1235 Trái Đất)
Diện tích bề mặt	7 820 000 km²
Thể tích	2 065 000 000 km³[Ghi chú 2]
Khối lượng	3,527 ± 0,09 × 10^21 kg (5,908 × 10^−4 Trái Đất)
Mật độ trung bình	1,711 ± 0,005 g/cm³
Hấp dẫn bề mặt	0,38 m/s^2[Ghi chú 3]
Tốc độ vũ trụ cấp 2	0,244 km/s[Ghi chú 4]
Chu kỳ tự quay	gần như đồng bộ
Suất phản chiếu	0,35 (hình học), 0,17 (liên kết)
Nhiệt độ bề mặt cực tiểu trung bình cực đại solstice 60 K 70 ± 7 K 89 K
Cấp sao biểu kiến	13,9
Khí quyển
Áp suất bề mặt	<10–20 nbar
Thành phần khí quyển	carbon dioxide (?), nitrogen (?), methane (?)

Titania là vệ tinh lớn nhất về thể tích và khối lượng của Sao Thiên Vương, vệ tinh lớn thứ 8 trong Hệ Mặt Trời. Tính theo khoảng cách từ bề mặt Sao Thiên Vương thì nó là vệ tinh thứ 17 nếu không kể các vành đai. Quỹ đạo của nó nằm trong vùng chịu ảnh hưởng từ quyển Sao Thiên Vương. Tên Titania được đặt theo tên một nhân vật trong vở kịch A Midsummer Night's Dream của William Shakespeare.

Lịch sử phát hiện và đặt tên

William Herschel đã phát hiện ra hai vệ tinh của Sao Thiên Vương là Titania và Oberon ngày 11 tháng 1 năm 1787^[2][3]. Sau này, ông còn thông báo là đã tìm thấy bốn vệ tinh nữa của Sao Thiên Vương^[4], tuy nhiên, những phát hiện về sau này của ông đã bị các quan sát khác bác bỏ^[5]. Vào thời đó, trong vòng khoảng năm mươi năm sau phát hiện của William Herschel, không có một báo cáo nào của ai khác công bố nhìn thấy hai vệ tinh này^[6]. Ngày nay, với kỹ thuật quan sát thiên văn nghiệp dư tiên tiến, người ta cũng có thể dễ dàng nhận ra hai vệ tinh này của Sao Thiên Vương.

Các vệ tinh của Sao Thiên Vương đều được đặt tên theo các nhân vật của William Shakespeare hoặc Alexander Pope. Titania là tên của một nữ hoàng của các vị tiên trong vở kịch viết năm 1596 "Giấc mộng đêm hè" bởi William Shakespeare.

Quỹ đạo

Titania quay quanh Sao Thiên Vương theo một quỹ đạo gần như tròn, với độ lệch tâm 0,00011. Bán kính trung bính khoảng 436.000 km, là vệ tinh xa thứ hai trong nhóm vệ tinh lớn. Titania quay 1 vòng hết 8,7 ngày, trúng với thời gian nó tự quay quanh trục. Hiện tượng này là do nó bị hành tinh chính khóa thủy triều.

Địa chất

Titania là vệ tinh lớn nhất và nặng nhất của Thiên Vương tinh, nó cũng là vệ tinh nặng thứ tám trong hệ Mặt Trời^[a]. Khối lượng riêng của nó vào khoảng 1.71g/cm³, nó có chứa gần như tương đương lượng nước đóng băng và thành phần khác, có thể là đá và hợp chất chứa các bon bao gồm cả chất hữu cơ có phân tử khối lớn. Sự có mặt của nước được xác nhận bởi những quan sát quang phổ hồng ngoại diễn ra vào năm 2001-2005, tiết lộ sự có mặt của tinh thể băng đá trên bề mặt vệ tinh này. Dải hấp thụ của nước đá ở bán cầu phía trước mạnh hơn ở bán cầu phía sau. Điều này ngược với những quan sát được ở vệ tinh Oberon, nơi mà tín hiệu thu được mạnh hơn ở phía bán cầu phía sau. Nguyên nhân của sự mất cân bằng này vẫn chưa được biết rõ, nhưng có thể liên quan tới sự va chạm của các điện tử từ từ quyển của Thiên Vương tinh, mạnh mẽ hơn ở phía bán cầu sau (do sự đồng quay của plasma). Những hạt mang năng lượng va chạm làm giải phóng khí mêtan có trong băng dưới dạng clathrat-hydrat, chỉ còn lại phần tối và giàu các bon phía sau.

Ngoài nước, hợp chất khác được xác định bằng quang phổ hồng ngoại là khí cácbon dioxide, tập trung chủ yếu ở bán cầu phía sau. Nguồn gốc của khí cácbon đioxít chưa được xác định rõ nhưng nó có thể được sản sinh từ các chất có gốc cacbonat và hợp chất hữu cơ dưới ảnh hưởng của tia tử ngoại đến từ Mặt Trời hoặc, do các điện tử đến từ từ quyển của Thiên Vương tinh, giả thuyết do các điện tử có thể giải thích được sự mất cân đối về phân bố, vì bán cầu phía sau chịu ảnh hưởng của từ quyển mạnh hơn bán cầu phía trước. Một nguồn khác có thể là sự thoát khí từ CO₂ từ bên trong liên quan đến hoạt động địa chất của vệ tinh trong quá khứ.

Titania có thể gồm hai phần: một nhân đá bao bên ngoài bởi một lớp áo băng. Nếu đúng như vậy, bán kính của nhân có thể vào khoảng 520 km (khoảng 66% bán kính Mặt Trăng) và khối lượng vào khoảng 58% khối lượng Mặt Trăng, tỉ lệ này dựa vào cấu tạo của Mặt Trăng. Áp lực tại tâm của vệ tinh là 0.58  GPa (5.8  kbar). Trạng thái hiện tại của lớp áo băng chưa được biết. Nếu lớp băng chứa đủ amonia hoặc những chất chống đóng băng khác, Titania có thể có một đại dương lỏng ở ranh giới lớp áo và nhân. Độ dày của đại dương này có thể lên đến 50 kilomet và nhiệt độ có thể khoảng 190  K. Tuy nhiên cấu trúc của vệ tinh phụ thuộc nhiều vào lịch sử của nó, điều mà hiện nay vẫn còn ít được biết đến.

Ghi chú

1. In US dictionary transcription, us dict: tı·tâ′·nyə, tī·tā′·nē·ə.^[1]
2. Thể tích v tính gần đúng từ bán kính r theo công thức: 4πr³/3.
3. Gia tốc trọng trường được tính qua số đo khối lượng m, hằng số hấp dẫn G và bán kính r: Gm/r².
4. Vận tốc thoát được xác định từ khối lượng m, hằng số hấp dẫn G và bán kính r: √2Gm/r.

Tham khảo

1. Bảy vệ tinh nặng hơn Titania là Ganymede, Titan, Callisto, Io, Earth's Mặt Trăng, Europa, and Triton.^[7]

1. “Merriam-Webster online dictionary: titania”. Merriam-Webster, Inc. 2009. Truy cập ngày 26 tháng 9 năm 2009.
2. Herschel, William, Sr. (1787). “An Account of the Discovery of Two Satellites Revolving Round the Georgian Planet”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 77: 125–129. doi:10.1098/rstl.1787.0016.
3. Herschel, William, Sr. (1788). “On George's Planet and its satellites”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 78: 364–378. doi:10.1098/rstl.1788.0024.
4. Herschel, William (1798). “On the Discovery of Four Additional Satellites of the Georgium Sidus; The Retrograde Motion of Its Old Satellites Announced; And the Cause of Their Disappearance at Certain Distances from the Planet Explained”. Philosophical Transactions of the Royal Society of London. 88: 47–79. doi:10.1098/rstl.1798.0005.
5. Struve, O. (1848). “Note on the Satellites of Uranus”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 8 (3): 44–47.
6. Herschel, John (1834). “On the Satellites of Uranus”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 3 (5): 35–36.
7. “Planetary Satellite Physical Parameters”. Jet Propulsion Laboratory (Solar System Dynamics). Truy cập ngày 28 tháng 5 năm 2009.

^[1]

Chú thích

1. doi: 10.1016/j.icarus.2006.06.005
   Hoàn thành chú thích này

Liên kết ngoài

• “Titania Profile”. NASA's Solar System Exploration. 1999. Bản gốc lưu trữ ngày 13 tháng 6 năm 2009. Truy cập ngày 22 tháng 6 năm 2009.
• Sicardy, Bruno (2001). “Is there an atmosphere around Titania, satellite of Uranus?”. Widemann, Thomas. Đài thiên văn Paris. Bản gốc lưu trữ ngày 7 tháng 3 năm 2013. Truy cập ngày 22 tháng 6 năm 2009.
• Widemann, Thomas (2009). “From Titania to large trans-Neptunian objects: ground-based stellar occultations in the quest for the billionth of atmospheric pressure”. Đài thiên văn Paris. Bản gốc lưu trữ ngày 4 tháng 6 năm 2011. Truy cập ngày 22 tháng 6 năm 2009.