Titânia (satélite)

Titânia é o maior satélite de Urano e o oitavo maior do Sistema Solar, com um diâmetro de 1 578 km. Foi descoberto por William Herschel em 1787 e recebeu o nome da rainha das fadas da obra de Shakespeare Sonho de uma Noite de Verão.

Titânia consiste de quantidades aproximadamente iguais de gelo e rocha, e pode ser diferenciada em um núcleo rochoso e um manto de gelo. Uma camada de água líquida pode existir na divisa entre o núcleo e o manto. A superfície de Titânia, que é relativamente escura e um pouco avermelhada, parece ter sido moldada por impactos e processos endógenos. É coberta por várias crateras de impacto alcançando 326 km de diâmetro, mas possui menos crateras que Oberon. Titânia provavelmente já passou por um evento endógeno que apagou sua superfície antiga e cheia de crateras. Sua superfície é cortada por um grande sistema de cânions e escarpas. Como todas as outras grandes luas de Urano, Titânia provavelmente se formou a partir do disco de acreção em volta do planeta logo após sua formação.

Urano só foi estudado de perto uma vez, pela sonda espacial Voyager 2 em janeiro de 1986. Ela tirou várias fotos de Titânia, que permitiram o mapeamento de cerca de 40% de sua superfície.

Órbita

Titânia orbita Urano a uma distância de cerca de 436 000 km, sendo o segundo satélite principal mais afastado do planeta. Sua órbita tem uma pequena excentricidade e é pouco inclinada em relação ao equador de Urano. Seu período orbital é de cerca de 8,7 dias, igual ao seu período de rotação. Em outras palavras, Titânia possui rotação sincronizada, com uma face sempre apontando em direção ao planeta.

A órbita de Titânia está localizada completamente dentro da magnetosfera de Urano. Por isso, seu hemisfério posterior (do lado oposto à direção do movimento orbital) é afetado muito pelo plasma magnetosférico, que está girando junto com o planeta. Esse bombardeamento pode levar ao escurecimento desse hemisfério, o que é observado em todas as luas de Urano com exceção de Oberon.

Como o eixo de rotação de Urano é muito inclinado em relação ao plano orbital, e seus satélites orbitam no plano equatorial do planeta, eles estão sujeitos a um ciclo sazonal extremo. O polo sul e o polo norte ficam 42 anos em escuridão total, e outros 42 anos com luz solar contínua. O sobrevoo da Voyager 2 coincidiu com o solstício de verão de 1986 do hemisfério sul, quando praticamente todo o hemisférico norte estava escuro. Uma vez a cada 42 anos, quando Urano passa por um equinócio e seu plano equatorial cruza o da Terra, várias ocultações das luas de Urano ficam visíveis. Em 2007–2008 vários eventos assim foram observados incluindo duas ocultações de Titânia por Umbriel em 15 de agosto e 8 de dezembro de 2007.

Composição e estrutura interna

Titânia é o maior e mais massivo satélite de Urano, e o oitavo do Sistema Solar. Sua densidade de 1,71 g/cm³, que é muito maior que a densidade típica dos satélites de Saturno, indica que consiste de proporções aproximadamente iguais de gelo de água e componentes densos que não são gelo, que podem ser feitos de rocha e materiais ricos em carbono incluindo compostos orgânicos pesados. A presença de gelo de água é suportada por observações espectroscópicas em infravermelho feitas em 2001–2005, que revelaram gelo de água cristalizado na superfície da lua. As bandas de absorção de gelo de água são um pouco mais fortes no hemisfério condutor de Titânia (o hemisfério voltado para a direção do movimento orbital) do que no hemisfério posterior. Isso é o oposto do observado em Oberon, onde as bandas de absorção de gelo de água do hemisfério posterior são mais fortes. A causa dessa assimetria não é conhecida, mas pode estar relacionada com o bombardeamento por partículas carregadas da magnetosfera de Urano, que é mais forte no hemisfério posterior (devido à corrotação do plasma). As partículas energéticas tendem a decompor metano preso no gelo como hidrato de clatrato e escurecer outros compostos orgânicos, deixando um material escuro e rico em carbono na superfície.

Com exceção da água, o único composto identificado na superfície de Titânia por espectroscopia infravermelha é o dióxido de carbono, que está concentrado principalmente no hemisfério posterior. A origem do dióxido de carbono não é muito clara. Ele pode ser produzido a partir de carbonatos ou material orgânico sob a influência da radiação ultravioleta solar ou por partículas energéticas carregadas vindas da magnetosfera de Urano. Esse último processo pode explicar a assimetria de sua distribuição, porque o hemisfério posterior está sujeito a uma influência magnetosférica maior. Outra possível fonte é a desgaseificação de CO2 preso por gelo no interior de Titânia. O escape de CO2 do interior pode estar relacionado com a atividade geológica do passado.

Titânia pode ser diferenciada em um núcleo rochoso cercado por um manto de gelo. Nesse caso, o raio do núcleo (520 km) possui cerca de 66% do raio da lua, e sua massa é de cerca de 58% da massa da lua. A pressão no centro de Titânia é de cerca de 0,58 GPa (5,8 kbar). O estado atual do manto de gelo não é claro. Se o gelo contiver bastante amônia ou outro anticongelante, Titânia pode possuir uma camada de água líquida entre o núcleo e o manto. A espessura desse oceano, se ele existir, é de até 50 km e sua temperatura é de cerca de 190 K (-83 °C).