Dankzij de Voyager missies, die eind jaren zeventig en begin jaren tachtig door het buitenste zonnestelsel gingen, konden wetenschappers Uranus en zijn manenstelsel voor het eerst van dichtbij bekijken. In feite kunnen astronomen nu 27 manen in een baan rond de blauwgroene reus verklaren.
Hiervan zijn er geen groter in omvang, massa of oppervlakte dan Titania, dat de toepasselijke naam kreeg. Als een van de eerste maan die rond Uranus wordt ontdekt, dankt deze zwaar gekraste en met littekens bedekte maan zijn naam aan de fictieve koningin van de feeën in Shakespeare's Een Midzomernachtdroom.
Ontdekking en naamgeving:
Titania werd ontdekt door William Herschel op 11 januari 1787, de Engelse astronoom die Uranus in 1781 had ontdekt. De ontdekking werd ook gedaan op dezelfde dag dat hij Oberon ontdekte, Uranus 'op een na grootste maan. Hoewel Herschel rapporteerde dat hij destijds vier andere manen had waargenomen, zou de Royal Astronomical Society later vaststellen dat deze bewering onjuist was.
Het zou bijna vijf decennia duren nadat Titania en Oberon werden ontdekt dat een andere astronoom dan Herschel hen zou observeren. Bovendien zou Titania jarenlang worden aangeduid als "de eerste satelliet van Uranus" - of met de aanduiding Uranus I, die hem in 1848 door William Lassell werd gegeven.
Tegen 1851 begon Lassell alle vier bekende satellieten te nummeren in volgorde van hun afstand tot de planeet door Romeinse cijfers, waarna Titania's aanduiding Uranus III werd. In 1852 stelde Herschels zoon John, en in opdracht van Lassell zelf, voor om de naam van de maan te veranderen in Titania, de koningin van de feeën in Een Midzomernachtdroom. Dit kwam overeen met alle Uranus-satellieten, die namen kregen uit de werken van William Shakespeare en Alexander Pope.
Grootte, massa en baan:
Met een diameter van 1.578 kilometer, een oppervlakte van 7.820.000 km² en een massa van 3.527 ± 0,09 × 1021 kg, Titania is de grootste van Uranus 'manen en de achtste grootste maan in het zonnestelsel. Op een afstand van ongeveer 436.000 km (271.000 mijl) is Titania ook de op één na verste van de planeet van de vijf grote manen.
De maan van Titania heeft ook een kleine excentriciteit en helt heel weinig ten opzichte van de evenaar van Uranus. De omloopperiode, die 8,7 dagen is, valt ook samen met de rotatieperiode. Dit betekent dat Titania een synchrone (of netjes vergrendelde) satelliet is, met één gezicht dat altijd te allen tijde naar Uranus wijst.
Omdat Uranus om zijn kant om de zon draait en zijn manen om het equatoriale vlak van de planeet draaien, zijn ze allemaal onderhevig aan een extreme seizoenscyclus, waar de noordelijke en zuidelijke polen 42 jaar van volledige duisternis of volledig zonlicht ervaren.
Samenstelling:
Wetenschappers geloven dat Titania is samengesteld uit gelijke delen gesteente (waaronder mogelijk koolstofhoudende materialen en organische verbindingen) en ijs. Dit wordt ondersteund door onderzoeken die aangeven dat Titania een ongebruikelijk hoge dichtheid heeft voor een Uranische satelliet (1,71 g / cm³). De aanwezigheid van waterijs wordt ondersteund door infraroodspectroscopische waarnemingen die zijn gedaan in 2001–2005, die kristallijn waterijs op het maanoppervlak hebben onthuld.
Er wordt ook aangenomen dat Titania wordt onderscheiden in een rotsachtige kern omgeven door een ijzige mantel. Als dit waar is, zou dit betekenen dat de straal van de kern ongeveer is. 520 km (320 mijl), wat zou betekenen dat de kern 66% van de straal van de maan en 58% van de massa uitmaakt.
Net als bij Uranus 'andere grote manen is de huidige toestand van de ijzige mantel onbekend. Als het ijs echter voldoende ammoniak of ander antivries bevat, heeft Titania mogelijk een vloeibare oceaanlaag aan de grens van de mantel van de kern. De dikte van deze oceaan, als deze bestaat, is tot 50 km (31 mijl) en de temperatuur is ongeveer 190 K.
Het is natuurlijk onwaarschijnlijk dat zo'n oceaan het leven zou kunnen ondersteunen. Maar in de veronderstelling dat deze oceaan hydrothermale ventilatieopeningen op de vloer ondersteunt, is het mogelijk dat het leven zou kunnen bestaan in kleine stukjes dicht bij de kern. De interne structuur van Oberon hangt echter sterk af van de thermische geschiedenis, die momenteel slecht bekend is.
Voyager 2:
De enige directe waarnemingen van Titania werden gedaan door de Voyager 2 ruimtesonde, die de maan fotografeerde tijdens de vlucht van Uranus in januari 1986. Deze beelden bedekten ongeveer 40% van het oppervlak, maar slechts 24% werd gefotografeerd met de precisie die nodig is voor geologische kaarten.
Voyager's flyby van Titania viel samen met de zomerzonnewende van het zuidelijk halfrond, toen bijna het hele noordelijk halfrond niet verlicht was. Net als bij de andere grote maan van Uranus, werd hierdoor voorkomen dat het oppervlak in detail in kaart werd gebracht. Geen enkel ander ruimtevaartuig heeft het Uranische systeem of Titania daarvoor of sindsdien bezocht en in de nabije toekomst is er geen missie gepland.
Interessante feiten:
Titania is gemiddeld qua helderheid en bezet een middenplek tussen de donkere manen van Oberon en Umbriel en de heldere manen van Ariel en Miranda. Het oppervlak is over het algemeen rood van kleur (minder dan Oberon), behalve wanneer er een nieuwe impact heeft plaatsgevonden, waardoor het oppervlak blauw van kleur is gebleven. Het oppervlak van Titania is minder zwaar gekraterd dan het oppervlak van Oberon of Umbriel, wat suggereert dat het oppervlak veel jonger is.
Zoals alle grote manen van Uranus, wordt de geologie beïnvloed door een combinatie van inslagkraters en endogene resurfacing. Terwijl de eerste de hele geschiedenis van de maan beïnvloedde en al zijn oppervlakken beïnvloedde, waren de laatste processen voornamelijk actief na de vorming van de maan en resulteerden ze in een afvlakking van haar kenmerken - vandaar het lage aantal hedendaagse inslagkraters.
Over het algemeen hebben wetenschappers drie soorten geologische kenmerken op Titania herkend. Deze omvatten kraters, fouten (of scarps) en zogenaamde grijpers (ook wel canyons genoemd). De kraters van Titania variëren in diameter van enkele kilometers tot 326 kilometer - in het geval van de grootste bekende krater, Gertrude. Het oppervlak van Titania wordt ook doorsneden door een systeem van enorme fouten (scarps); en op sommige plaatsen markeren twee parallelle scharlaken depressies in de korst van de satelliet en vormen ze grijpen (ook bekend als canyons).
De grijpers op Titania variëren in diameter van 20 tot 50 kilometer (12-31 mijl) en in een reliëf (d.w.z. diepte) van 2 tot 5 km. De meest prominente graben op Titania is de Messina Chasma, die ongeveer 1.500 kilometer (930 mijl) van de evenaar bijna tot aan de zuidpool loopt. De grijpers zijn waarschijnlijk de jongste geologische kenmerken van Titania, omdat ze alle kraters en zelfs de gladde vlaktes doorsnijden.
Net als Oberon zijn de oppervlaktekenmerken op Titania vernoemd naar personages in werken van Shakespeare, waarbij alle fysieke kenmerken zijn vernoemd naar vrouwelijke personages. Zo is de krater Gertrude vernoemd naar de moeder van Hamlet, terwijl andere kraters - Ursula, Jessica en Imogen - zijn vernoemd naar personages uit Much Ado About Nothing, The Merchant of Venice, en Cymebline, respectievelijk.
Interessant is dat de aanwezigheid van kooldioxide aan het oppervlak suggereert dat Titania ook een zwakke seizoensgebonden atmosfeer van CO² kan hebben, net als die van de Joviaanse maan Callisto. Het is onwaarschijnlijk dat andere gassen, zoals stikstof of methaan, aanwezig zijn, omdat de zwakke zwaartekracht van Titania niet kon voorkomen dat ze de ruimte in zouden ontsnappen.
Zoals bij alle manen van Uranus valt er nog veel te ontdekken over deze meest massieve van haar satellieten. De komende jaren kan men alleen maar hopen dat NASA, de ESA of andere ruimtevaartorganisaties besluiten dat een andere Voyager-achtige missie nodig is naar het buitenste zonnestelsel. Tot die tijd zullen Uranus en de vele manen die in een baan om de aarde blijven geheimen voor ons bewaren.
We hebben veel artikelen over Titania geschreven hier bij Space Magazine. Hier is hoeveel manen heeft Uranus?, Uranus ’Moon Oberon en Uranus’ Moon Umbriel.
Ga voor meer informatie naar de pagina met negen planeten op Titania en de NASA-pagina over zonnestelselverkenning op Titania.
Astronomy Cast heeft een aflevering over dit onderwerp. Hier is aflevering 172: William Herschel
Bronnen:
- NASA: Exploratie van het zonnestelsel - Titania
- Wikipedia - Titania (maan)
- SeaSky - Titania
