S/2023 U 1

S/2023 U 1 est découvert le 4 novembre 2023 par Scott S. Sheppard lors de sa recherche de lunes irrégulières d'Uranus avec le télescope Magellan-Baade de 6,5 m à l'observatoire de Las Campanas, au Chili^[1],[2]. Sheppard a pu détecter cette lune de faible lumonisité par interférométrie des tavelures en prenant de nombreuses images télescopiques à longue pose, en les alignant et en les décalant pour suivre le mouvement d’Uranus, puis en les additionnant afin de créer une image unique et profonde qui fait apparaître les lunes uraniennes comme des points lumineux se détachant sur un arrière-plan d’étoiles et de galaxies^[3]. L'application de cette technique à des télescopes à très grande ouverture comme le Magellan a permis à Sheppard de sonder plus profondément que les précédentes études de lunes irrégulières d'Uranus^[3].

Pour planifier les observations de suivi de S/2023 U 1, Sheppard collabore avec Marina Brozović et Robert Jacobson pour calculer les prédictions concernant l'orbite et les positions de la lune à d'autres dates^[3]. Sheppard observe S/2023 U 1 avec le télescope Magellan les 6 et 13 décembre 2023 et peux retracer la lune jusqu'à ses observations antérieures du 8 septembre et du 2 décembre 2021^[1],[3],. S/2023 U 1 a été confirmée et annoncée par le Centre des planètes mineures le 23 février 2024, portant le nombre de lunes connues d'Uranus de 27 à 28. C'est la première lune uranienne découverte en plus de 20 ans depuis la découverte de Margaret en 2003^[3],[4].

S/2023 U 1 est un satellite irrégulier d'Uranus, car son orbite est lointaine, fortement elliptique et inclinée. Les satellites irréguliers sont faiblement soumis à la gravité d'Uranus en raison de leur grande distance à la planète ; leurs orbites sont donc fréquemment perturbées par la gravité du Soleil et d'autres planètes^[5]. Cela entraîne des variations significatives des orbites des lunes irrégulières sur de courtes périodes ; une simple orbite elliptique képlérienne ne peut donc pas décrire précisément les mouvements orbitaux à long terme de ces satellites. On utilise alors des éléments orbitaux propres ou moyens pour décrire plus précisément les orbites à long terme des satellites irréguliers, car ils sont calculés en faisant la moyenne de l'orbite perturbée sur une longue période^[5].

Sur une période de 800 ans, de 1600 à 2400, le demi-grand axe moyen ou la distance orbitale de S/2023 U 1 par rapport à Uranus est de 7.98 millions de kilomètre, avec une période orbitale moyenne de 1.86 ans (68 jours)^[2]. S/2023 U 1 a une excentricité orbitale moyenne de 0,25 et une inclinaison moyenne de 144° par rapport à l'écliptique^[2]. Comme l'inclinaison orbitale de S/2023 U 1 est supérieure à 90°, la lune a une orbite rétrograde, ce qui signifie qu'elle orbite dans la direction opposée à l'orbite d'Uranus autour du Soleil^[4]. En raison de perturbations, les éléments orbitaux de S/2023 U 1 fluctuent au fil du temps : son demi-grand axe peut varier de 7.97 à 7.98 millions de kilomètres, son excentricité de 0,14 à 0,29 et son inclinaison de 141° à 144°^[6]. L'orbite de S/2023 U 1 présente une précession nodale avec une période moyenne d'environ 5 000 années terrestres et une précession absidale avec une période moyenne d'environ 5 100 années terrestres.

S/2023 U 1 fait partie du groupe Caliban, un amas de satellites irréguliers rétrogrades d'Uranus qui comprend Stephano et Caliban^[4]. Les lunes du groupe Caliban ont des éléments orbitaux regroupés avec des demi-grands axes entre 7 et 8 millions de kilomètres, des excentricités entre 0,16 et 0,23 et des inclinaisons entre 141° et 144°^[4]. Comme tous les autres groupes de satellites irréguliers, on pense que le groupe Caliban s'est formé à partir de la destruction par impacts d'astéroïdes et de comètes d'une lune capturée plus grande d'Uranus qui ont laissé de nombreux fragments sur des orbites similaires autour d'Uranus^[3].

La luminosité de S/2023 U 1 est extrêmement faible avec une magnitude apparente moyenne de 26,7, de sorte qu'elle ne peut être observée qu'avec une imagerie à longue exposition par des télescopes à grande ouverture comme le télescope Magellan^[3],[4]. On ne sait rien des propriétés physiques de S/2023 U 1 autre que sa magnitude absolue de 13,7, qui peut être utilisée pour estimer le diamètre de la lune. En supposant une plage d'albédo géométrique de 0,04 à 0,10, typique de la plupart des satellites irréguliers^[7], S/2023 U 1 a un diamètre compris entre 8 et 12 kilomètres^{[note 1]}
8 km^[8], Shepard estimant le diamètre à 8 kilomètres^[3],[4]. S/2023 U 1 est à égalité avec S/2025 U 1 comme la plus petite lune connue d'Uranus en 2025^[4].