Umbriels (pavadonis)

Atklāšana un nosaukums

Umbrielu reizē ar Arielu atklāja 1851. gada 24. oktobrī angļu astronoms Viljams Lasels. Nosaukt pavadoni par Umbrielu piedāvāja Džons Heršels pēc Lasela lūguma, izdomāt atklāto Urāna pavadoņu vārdus. Umbriels ir tēls Aleksandra Poupa poēmā „The Rape of the Lock”.

Orbīta un fizikālie parametri

Umbriels pēc izmēra ir vidējais no pieciem lielajiem Urāna pavadoņiem. Tas apriņķo Urānu vidēji 266 000 km attālumā no planētas. Umbriela orbitālais un rotācijas periodi ir vienādi ar 4,1442 dienām,  tāpēc pavadonis pret Urānu vienmēr ir vērsts ar vienu pusi, līdzīgi kā Mēness pret Zemi. Umbriela orbīta atrodas pilnībā Urāna magnetosfērā, tāpēc pavadoņa puslodē, kura ir vērsta pretēji kustības virzienam pa orbītu, nepārtraukti triecas lādētās daļiņas no magnetosfēras plazmas, tādējādi šo puslodi padarot nedaudz tumšāku. Līdzīgi ir arī pārējiem lielajiem Urāna pavadoņiem, izņemot Oberonu. 
Tā kā Urāns ap Sauli riņķo „sagāzies” uz sāniem (tā rotācijas ass slīpums ir 97.77°) un pavadoņi Urānu apriņķo apmēram tā ekvatora plaknē, uz pavadoņiem notiek īpatnēja gadalaiku maiņa. Tā katrs no Umbriela poliem 42 gadus ir, vai nu pilnībā apgaismots, vai atrodas pilnīgā tumsā.
Umbriela blīvums liecina par to, ka pavadoņa sastāvā galvenokārt ir ūdens ledus. Blīvāka materiāla daudzums sastāvā ir apmēram 40 %. To, visticamāk, veido karbonāti un ogļūdeņražus saturošs materiāls. Infrasarkanā spektroskopija apliecina, ka uz Umbriela virsmas atrodas ūdens ledus un ogļskābā gāze (CO₂), pie kam ūdens ledus vairāk ir priekšējā puslodē, bet CO₂ vairāk ir puslodē, kura ir vērsta pretēji kustības virzienam pa orbītu. 
Iespējams, ka Umbrielu veido ciets kodols, kuru klāj ledus mantija. Ledus mantijas stāvoklis nav īsti skaidrs, tomēr okeāna pastāvēšana zem tās ir maz ticama.

Virsma

Umbrielam ir tumšākā virsma starp Urāna lielajiem pavadoņiem. Salīdzinājumā ar Arielu, tas atstaro tikai pusi gaismas, lai gan to izmēri ir apmēram līdzīgi. Pavadoņa virsma ir nedaudz zilgana, ap jaunākajiem krāteriem izmestais materiāls ir vēl zilāks. Umbriela puslode, kura ir vērsta kustības virzienā pa orbītu ir par 2 % mazāk sarkana kā otra puslode. Umbriela virsmu ir izrobojuši daudzie triecienkrāteri. Tas ir otrs krāterainākais Urāna pavadonis pēc Oberona. Izpētītajā Umbriela daļā lielākais ir Vokolo krāteris 208 km diametrā. Pavadoņa ekvatora tuvumā atrodas Vanda krāteris, diametrs ap 131 km, kurš ir atšķirīgs no pārējiem krāteriem. Tā dibenā redzams gaišs gredzens, kuru, visticamāk, veido trieciena rezultātā izsistais pavadoņa materiāls. Blakus esošajos krāteros šādu gredzenu nav, bet tajos ir gaiši paaugstinājumi krāteru vidū.
Līdzīgi kā pārējiem lielajiem Urāna pavadoņiem, Umbriela virsmu izvagojuši kanjoni. Tie stiepjas virzienā ziemeļaustrumi – dienvidrietumi, tomēr to tīkls nav precīzi nokartēts, attēlu pārāk zemās izšķirtspējas dēļ.  
Daudzie krāteri uz Umbriela virsmas liecina par to, ka virsma ir veca un nav mainījusies jau apmēram 4 miljardus gadu. Vienīgās pazīmes par senu ģeoloģisko aktivitāti ir kanjoni un tumši daudzstūri (neregulāras formas tumši apgabali  uz pavadoņa virsmas ar diametru no dažiem desmitiem līdz simtiem kilometru). Šie apgabali uz Umbriela ir vienmērīgi izvietoti. Atsevišķi apgabali sakrīt ar dažus km dziļām ielejām un iespējams ir radušies tektoniskās aktivitātes rezultātā.

Izpēte

Līdz šim Umbrielu tuvumā pētījusi tikai starpplanētu zonde „Voyager 2”, kura pētīja Urāna sistēmu 1986. gada janvārī. Umbrielam zonde palidoja garām 325 000 km attālumā, nofotografējot 40 % tā virsmas, tomēr tikai apmēram 20 % virsmas tika nofotografēts ar pietiekamu izšķirtspēju, lai veiktu ģeogrāfisko kartēšanu un krāteru uzskaiti. Voyager 2 nofotografēja tikai pavadoņa dienviddaļu, jo otra puse tobrīd bija ēnā.