✨Vệ tinh tự nhiên của Sao Thiên Vương

upright=1.5|phải|nhỏ|Sao Thiên Vương và sáu vệ tinh lớn nhất của nó (kích thước theo tỷ lệ, thứ tự khoảng cách đến hành tinh không theo tỷ lệ). Từ trái sang phải: Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania và Oberon.

Sao Thiên Vương có 28 vệ tinh tự nhiên. Trong đó có 27 vệ tinh được đặt tên theo các nhân vật từ các tác phẩm của William Shakespeare và Alexander Pope. William Herschel đã khám phá hai vệ tinh đầu tiên, Titania và Oberon, vào năm 1787, và các vệ tinh hình cầu (Ariel và Umbriel) đã được William Lassell phát hiện năm 1851, Miranda được Gerard Kuiper phát hiện năm 1948. Các vệ tinh còn lại được phát hiện sau năm 1985, hoặc là trong sứ mệnh bay ngang qua của Voyager 2 hoặc bởi sự hỗ trợ của kính thiên văn đặt trên Trái Đất. Trong những năm 1840, các công cụ tốt hơn và vị trí thuận lợi hơn của Sao Thiên Vương trên bầu trời đã dẫn đến các chỉ dẫn rời rạc về các vệ tinh khác ngoài Titania và Oberon. Cuối cùng, hai vệ tinh tiếp theo, Ariel và Umbriel, đã được phát hiện bởi William Lassell vào năm 1851. Với sự xác nhận về Ariel và Umbriel, Lassell đánh số các vệ tinh từ I đến IV từ Sao Thiên Vương trở ra, và đây là cách đánh số được xem là chuẩn. Nhiều thập kỉ sau, chuyến bay ngang qua của tàu thăm dò không gian Voyager 2 vào tháng 1 năm 1986 dẫn đến sự khám phá thêm 10 vệ tinh vòng trong.

Các tên gọi tiếp theo, thay vì tiếp tục chủ đề tinh linh không trung (chỉ có Puck và Mab tiếp tục xu hướng đó), lại tập trung dựa vào các tác phẩm mà Herschel đã dùng. Năm 1949, vệ tinh thứ năm, Miranda, được đặt tên bởi chính người khám phá ra nó, Gerard Kuiper, dựa theo một nhân vật không phải là tiên hay tinh trong vở kịch của Shakespeare: Cơn bão. Hiện tại IAU thực hiện đặt tên cho các vệ tinh theo các nhân vật của các vở kịch của Shakespeare và từ The Rape of the Lock (dù cho đến nay chỉ có Ariel, Umbriel, và Belinda có tên được rút ra từ tác phẩm thứ hai; tất cả phần còn lại đều lấy từ Shakespeare). Đầu tiên, tất cả các vệ tinh vòng ngoài được đặt tên theo các nhân vật trong vở kịch Cơn bão; nhưng xu hướng đó đã kết thúc với Margaret được đặt tên theo vở hài kịch Chẳng có chuyện gì cũng làm rối lên (Much ado about nothing).

nhỏ|Khối lượng tương đối của các vệ tinh Sao Thiên Vương. Năm vệ tinh hình cầu từ Miranda chiếm 0.7% tới Titania chiếm gần 40% tổng khối lượng. Các vệ tinh khác tổng cộng chiếm khoảng 0,1%, và hầu như không thể thấy trong sơ đồ này.

• The Rape of the Lock (một bài thơ của Alexander Pope): ** Ariel, Umbriel, Belinda
• Kịch của William Shakespeare: Giấc mộng đêm hè: Titania, Oberon, Puck Cơn bão: (Ariel), Miranda, Caliban, Sycorax, Prospero, Setebos, Stephano, Trinculo, Francisco, Ferdinand Vua Lear: Cordelia Hamlet: Ophelia Chinh phục người đàn bà đanh đá: Bianca Troilus và Cressida: Cressida Othello: Desdemona Romeo và Juliet: Juliet, Mab Chàng Lái Buôn Thành Venise: Portia Xin tùy ý thích: Rosalind Much Ado About Nothing (Chẳng có chuyện gì cũng làm rối lên): Margaret Chuyện kể của mùa đông: Perdita ** Timon của Athens: Cupid

Một số tiểu hành tinh chia sẻ chung tên với các vệ tinh Sao Thiên Vương: 171 Ophelia, 218 Bianca, 593 Titania, 666 Desdemona, 763 Cupido và 2758 Cordelia.

Đặc điểm và các nhóm

Hệ thống vệ tinh Sao Thiên Vương có khối lượng nhỏ nhất trong số các hành tinh khí khổng lồ; thực vậy, tổng khối lượng của năm vệ tinh chính ít hơn một nửa khối lượng của một mình Triton (vệ tinh lớn thứ bảy trong Hệ Mặt Trời). Vệ tinh lớn nhất trong hệ, Titania, có bán kính khoảng 788,9 km, upright=2|trái|nhỏ|Năm vệ tinh lớn nhất của Sao Thiên Vương được so sánh bằng kích thước tương đối và độ sáng. Từ trái sang phải (theo thứ tự từ Sao Thiên Vương trở ra): Miranda, Ariel, Umbriel, Titania và Oberon.

Tất cả các vệ tinh chính bao gồm đồng đều đá và băng, trừ Miranda, được cấu tạo phần lớn từ băng. Các vệ tinh lớn nhất của nhất của Sao Thiên Vương có cấu tạo bên trong rất khác nhau, với các nhân đá tại tâm của chúng được bao bọc bởi các lớp phủ băng. Titania và Oberon có thể chứa các đại dương chất lỏng tại ranh giới nhân và lớp phủ. Các vệ tinh chính của Sao Thiên Vương không có bầu khí quyển. Ví dụ, Titania nếu tồn tại bầu khí quyển thì áp suất bầu khí quyển của nó chỉ không lớn hơn 10–20 nanobar. nhỏ|Tác phẩm của họa sĩ về đường di chuyển của Mặt Trời vào mùa hè trên một vệ tinh lớn của Sao Thiên Vương

Khi quan sát sự di chuyển của Mặt Trời trên bầu trời và trong những ngày cục bộ ở Sao Thiên Vương và các vệ tinh chính của nó trong quá trình chúng ở chí điểm (so với Sao Thiên Vương và so với Mặt Trời) là rất khác so với khi nhìn ở những nơi khác trong Hệ Mặt Trời. Các vệ tinh chính có trục quay song song với trục quay của Sao Thiên Vương. Mặt Trời hiện trên một đường tròn xung quanh thiên cực của Sao Thiên Vương trên bầu trời, với điểm gần nhất cách cực 7 độ. Gần đường xích đạo, có thể nhìn Mặt Trời gần ở phía nam hoặc phía bắc (phụ thuộc vào mùa). Tại những vĩ độ lớn hơn 7°, Mặt Trời sẽ đi theo một đường tròn với đường kính 15 độ trên bầu trời, và không bao giờ lặn.

Vệ tinh dị hình

nhỏ|upright=1.5|Các vệ tinh dị hình của Sao Thiên Vương. Trục X được thể hiện ở [[Gigametre|Gm (triệu km) và theo tỷ lệ của bán kính quyển Hill. Độ lệch tâm được thể hiện bởi các phân đoạn màu vàng được biểu diễn nghiêng trên trục Y.]]

Cho đến 2005, Sao Thiên Vương được biết có 9 vệ tinh dị hình, với quỹ đạo xa hơn nhiều so với Oberon, vệ tinh lớn xa nhất. Tất cả các vệ tinh dị hình dường như là những thiên thể bị bắt giữ bởi Sao Thiên Vương sau khi hành tinh này hình thành. Sơ đồ minh hoạ chuyển động của các vệ tinh dị hình được phát hiện tính đến ngày nay. Bán kính quyển Hill xấp xỉ 73 triệu km.

Phạm vi kích thước của các vệ tinh dị hình là từ khoảng 150 km (Sycorax) tới 18 km (Trinculo). Không như các vệ tinh dị hình của Sao Mộc, Sao Thiên Vương không thể hiện trục tương quan so với độ nghiêng. Thay vào đó, các vệ tinh nghịch hành có thể chia thành hai nhóm dựa trên trục/độ lệch tâm quỹ đạo. Nhóm phía trong bao gồm các vệ tinh ở gần Sao Thiên Vương hơn (a < 0,15 r_H) và có độ lệch tâm vừa phải (~0,2), cụ thể là Francisco, Caliban, Stephano và Trinculo. Nhóm phía ngoài (a > 0,15 r_H) bao gồm các vệ tinh có độ lệch lớn (~0,5): Sycorax, Prospero, Setebos và Ferdinand.

Các mặt phẳng quỹ đạo với độ nghiêng 60° < i < 140° không tồn tại một vệ tinh nào do sự bất ổn định Kozai. Trong vùng bất ổn định này, các nhiễu loạn trong Hệ Mặt Trời tại những khoảng cách xa nhất làm cho các vệ tinh có độ lệch tâm lớn dẫn đến sự va chạm của chúng với các vệ tinh bên trong hay bị đẩy ra khỏi Sao Thiên Vương. Thời gian sống của các vệ tinh trong vùng bất ổn định khoảng từ 10 triệu đến một tỷ năm tuổi

Vệ tinh Margaret là vệ tinh dị hình duy nhất được biết đến có chuyển động quay cùng hướng với Sao Thiên Vương, và hiện nay nó có độ lệch tâm quỹ đạo lớn nhất trong số các vệ tinh trong Hệ Mặt Trời, mặc dù vệ tinh Nereid của Sao Hải Vương có độ lệch tâm trung bình cao hơn. Đến năm 2008, độ lệch tâm của Margaret là 0,7979.

Bảng thống kê

Các vệ tinh của Sao Thiên Vương được liệt kê ở đây theo chu kỳ quỹ đạo, từ ngắn nhất đến dài nhất. Khối lượng các vệ tinh vừa đủ để bề mặt của chúng có thể bị suỵ sụp hình tựa cầu được dấu màu xanh nhạt và bôi đen. Các vệ tinh dị hình có quỹ đạo thuận hướng được thể hiện bằng màu xám sáng, còn có quỹ đạo nghịch hướng thể hiện ở màu xám đen.

Nguồn: NASA/NSSDC, Sheppard, và đồng sự. 2005.