НОВЫЕ СПУТНИКИ УРАНА

  История открытия
  Элементы орбит

     В 1997 г. в журнале Nature [1] было опубликовано сообщение об открытии двух новых далеких нерегулярных спутников Урана. Ранее сообщение об этом появилось в циркулярах МАС [2]. Снимки открытых спутников были сделаны 6 сентября 1997 г. на Паломарской обсерватории, авторы открытия Б. Гледмен (Канадский институт теоретической астрофизики), Ф. Николсон и Дж. Бернс (Корнельский Университет), Дж. Кавелаар (Макмастер Университет).
     Астрономы использовали 5 - метровый телескоп Хейла с ПЗС - камерой. Два объекта наблюдались 6 и 7 сентября, а затем 28 и 29 октября. После ряда дополнительных наблюдений этих объектов на телескопах Университета на Гавайях ( 2.2 - метровый рефлектор) и Нью-Мехико в течение сентября - октября 1997 года эти объекты были признаны открытием в Бюро астрономических телеграмм Смитсонианской астрофизической обсерватории.
      Во время открытия более слабый из спутников, названный S/1997 U1, находился на расстоянии 6 минут дуги к востоку от планеты, а более яркий S/1997 U2 в 7 минутах дуги к западу-северо-западу, что составляет соответственно 6 млн км и почти 8 млн км или примерно 230 и 300 радиусов планеты.
     Ранее были известны 15 спутников Урана, все они движутся вблизи планеты на расстояниях 50 000 - 583000 км или от 2 до 23 радиусов планеты по регулярным почти круговым орбитам с небольшими наклонами. Вновь открытые спутники являются очень далекими спутниками, движущимися по орбитам с большими наклонами. В системе Урана нерегулярные спутники открыты впервые. У Юпитера были известны восемь нерегулярных спутников, последний из которых - Леда - был открыт в 1974 году также на Паломарской обсерватории, Сатурн имел один нерегулярный спутник Фебу, открытую в 1898 году, а Нептун - Нереиду, открытую в 1949 году. Повидимому, такие спутники были захвачены с межпланетных орбит на ранних стадиях жизни солнечной системы.
     Новые спутники Урана являются очень слабыми объектами 22^m.3 и 20^m.7 величин, что соответствует диаметрам 60 и 120 километров для первого и второго спутников. Вычисления, проведенные Б. Марсденом и Дж. Уильямсом (Гарвардско - Смитсонианский Центр Астрофизики) по первоначальным наблюдениям [4], позволили определить предварительные орбиты. По их элементам были вычислены эфемериды новых спутников на октябрь - декабрь 1997 года [5].
     Более поздние наблюдения, проведенные в помощью ПЗС-камер в октябре - ноябре 1997 года на телескопах в Ла Пальма (2.5-м телескоп Исаака Ньютона), на 0.6-м телескопе (Клаудкрофт) и 1.2-м рефлекторе (Хопкинс) позволили уточнить орбиты этих спутников [5]. Было подтверждено, что оба объекта являются спутниками Урана, и орбиты, отнесенные к эклиптике, действительно обратные. Орбита более слабого первого спутника является менее эксцентричной, чем у более яркого.
     Б.Гледмен и Дж. Бернс [6] обнаружили на пластинках, полученных на телескопе (Canada - France - Hawaii Telescope) в 1984 году, изображения этих спутников. Вычисления, проведенные Дж.Уильямсом, Б.Марсденом и К.Акснесом, показали, что существует орбитальное решение для S/1997 U2, удовлетворяющее наблюдениям 1984 - 1997 годов и отличающееся от предложенных ранее. Орбита второго спутника имеет большое значение эксцентриситета порядка 0.5 и сильно возмущена Солнцем.
     За 13 лет, прошедших с 1984 года, спутник S/1997 U2 совершил примерно 3.7 оборота, его период обращения составил 3.5 года (Рис.1). В пресс-релизе Корнельского университета от 1 мая 1998 года сообщается, что ученые Корнельского университета Ф.Николсон и др. предложили имена новым спутникам Сaliban и Sycorax соответственно для первого и второго спутников. Калибан является действующим лицом пьесы У.Шекспира "Буря". Это раб, уродливый дикарь, а Сикоракса - его мать, злая волшебница и колдунья. 

     По программе, составленной Н.В.Емельяновым [3], нами были вычислены эфемериды спутников Калибан (S/1997 U1) и Сикоракса (S/1997 U2) на период видимости Урана в 1999 г. с 20 апреля по 7 сентября с интервалом 10 дней. На рис. 2 представлено движение этих спутников в период с 1 сентября 1997 года по 1 сентября 1999 года.

     В 1999 г. в Циркулярах МАС были помещены сообщения о возможном существовании еще трех спутников Урана S/1999 U1 - U3 [7, 9, 10]. Астрономы - наблюдатели Дж. Кавелаар (Макмастер Университет), Б. Гледмен (Канадский институт теоретической астрофизики), М. Холман (Гарвардско - Смитсонианский Центр Астрофизики), Дж. Пти и Х. Скулл (ОСА) обнаружили эти спутники на CCD-изображениях, полученных на 3.5-м телескопе Канада-Франция-Гавайи на горе Мауна-Кеа. После наблюдений этих объектов на 5-м Паломарском телескопе в августе 1999 г., а также  в мае-июне 2000 г. на телескопе Кит Пик и на 2.5-м телескопе Ла Пальма были получены элементы орбит этих спутников. Названия спутникам даны на Генеральной ассамблее МАС в 2000 г. также по именам действующих лиц пьесы Шекспира "Буря". 18-й спутник Урана назван именем волшебника Просперо, герцога Миланского, 19-й спутник получил название Сетебос - главный дьявол и покровитель колдуньи Сикораксы. 20-й спутник получил имя Стефано - слуги и пьяницы. Диаметры этих спутников определены при условии, что их альбедо составляет 0.07.

Ураноцентрические элементы орбит далеких спутников Урана,
отнесенные к геоэклиптике эпохи J2000

Как показано на этом рисунке, представляющем вид орбит нерегулярных спутников Урана под некоторым углом к эклиптике, орбита Калибана почти точно совпадает с орбитой двадцатого спутника Стефано. Спутники Сикоракса и Сетебос имеют очень похожие орбитальные плоскости, хотя орбита Сикораксы находится внутри орбиты Сетебоса. Наклоны орбит всех спутников близки, от 141 до 153 градусов. Таким образом, нерегулярные спутники Урана принадлежат одной группе далеких спутников с обратным движением в отличие от Юпитера и Сатурна, которые имеют и прямые, и обратные нерегулярные спутники. Элементы орбит и видимое движение нерегулярных спутников Урана получены группой первооткрывателей на обсерватории в Ницце (Observatoire de la Cote d'Azur) в рамках программы "Project Pluto".

Еще один спутник был открыт Е. Каркошкой (Университет, Аризона) на семи снимках, полученных Вояджером 2 в 1986 году [8]. Открытие произошло в 1999 г., т.е. через тринадцать лет после получения космических снимков Вояджера. Он получил обозначение S/1986 U 10. Спутник наблюдался в течение 5 дней с 18 по 23 января 1986 г. и имел среднюю величину в оппозиции 23.6, что соответствует диаметру 40 км, если принять альбедо равным альбедо ближайших спутников.  Он движется по почти круговой орбите в плоскости экватора Урана на расстоянии 76 416 км со средним движением 654.25 +/- 0.10 град/сут, т.е. находится на орбите Белинды.  Период обращения вокруг Урана составляет 15 часов 18 минут.

Литература:

1. B.J.Gladman, P.D.Nicholson, J.A.Burns, J.J.Kavelaars, B.G.Marsden, G.V.Williams, W.B.Offutt (1998). Discovery of two distant irregular moons of Uranus. Nature. Vol. 392. P. 897-899.
2. IAU Circ. 6764, 6765, 1997.
3. Емельянов Н В (1996) Новое средство для эфемеридного обеспечения спутников планет. Письма в Астрономический журнал. Т.22. N.2. С.153-156.
4. IAU Circ. 6771, 6780, 1997.
5. IAU Circ. 6833, 6834, 1998.
6. IAU Circ. 6869, 6870,1998.
7. IAU Circ. 7132, 1999.
8. IAU Circ.7171, 1999.
9. IAU Circ. 7230, 7248, 1999.
10. IAU Circ. 7385, 7447, 7450, 7473, 7479, 2000.

Автор: В.С.Уральская.
E-mail: ural@sai.msu.ru