Jabarkan Komposisi dan struktur internal dari Umbriel (satelit)

Umbriel adalah salah satu satelit terbesar Uranus. Kepadatannya tercatat 1,39 g/cm3, yang menunjukkan bahwa satelit tersebut terutama terdiri dari es air, dengan komponen non-es yang padat meliputi 40% massanya. Komponen non-es mungkin terdiri dari bebatuan dan materi karbon seperti senyawa organik berat yang dikenal dengan nama tholin. Keberadaan es air dibuktikan melalui pengamatan spektroskopik inframerah, yang menunjukkan keberadaan es air kristalin di permukaan Umbriel. Pita serapan es air lebih kuat di belahan depannya (yang menghadap ke arah gerakan orbit) daripada belahan belakangnya (yang melawan arah gerakan orbit). Penyebabnya masih belum diketahui, namun mungkin terkait dengan paparan partikel bermuatan dari magnetosfer Uranus, yang lebih kuat di belahan belakang (akibat plasma yang turut berotasi). Partikel energetik mengeluarkan atom dari es air, menguraikan metana yang terperangkap di es seperti klatrat hidrat dan menggelapkan materi organik lain, sehingga meninggalkan residu gelap yang kaya akan karbon di belakang.

Kecuali air, senyawa lain yang ditemukan di permukaan Umbriel melalui spektroskopi inframerah adalah karbon dioksida, yang terkonsentrasi di belahan belakangnya. Asal usul karbon dioksida masih belum jelas. Senyawa tersebut mungkin dihasilkan dari materi organik atau karbonat sebagai akibat dari paparan partikel bermuatan yang berasal dari magnetosfer Uranus atau radiasi ultraviolet matahari. Hipotesis ini dapat menjelaskan kesenjangan persebaran karena belahan belakang lebih terpengaruh oleh magnetosfer dibanding belahan depan. Sumber lain mungkin berasal dari pelepasan karbondioksida primordial yang terperangkap di es air bagian dalam Umbriel. Pelepasan karbondioksida dari bagian dalam mungkin merupakan akibat dari aktivitas geologis Umbriel pada masa lalu.

Umbriel mungkin terdiferensiasi menjadi inti berbatu yang dikelilingi mantel ber-es. Jika hal ini benar, jari-jari inti Umbriel (317 km) merupakan 54% jari-jari Umbriel, dan massanya sekitar 40% massa Umbriel-parameternya ditentukan melalui komposisi Umbriel. Tekanan di pusat Umbriel sekitar 0,24 GPa (2,4 kbar). Keadaan mantel ber-es masih belum jelas, meskipun keberadaan samudra bawah laut dianggap tak mungkin.