Как выглядит планета уран


Планета Уран занимает седьмое место по удаленности от Солнца. Он долгое время прятался от взора наблюдателей и был обнаружен при помощи телескопа лишь в конце 18 века. Уран наряду с Нептуном – планеты Солнечной системы, объединенные в группу «ледяные гиганты». По сей день эти объекты нашей звездной системы являются малоизученными из-за  больших расстояний, которые приходится преодолевать космическим зондам для их исследования.

История открытия и исследования

Седьмая планета была недоступна для наблюдения астрономам Античности и Средневековья из-за своей удаленности от Солнца и Земли и не самого заметного свечения на ночном небе. Открыл Уран в 1781 году английский астроном Фредерик Уильям Гершель. Он же предложил назвать его в честь английского монарха Георга III. Идея была отклонена другими астрономами и объект назвали в честь древнегреческого прародителя всех богов, олицетворяющего небо. Позднее Гершель открыл две крупнейших урановых луны, а также выдвинул предположение о наличии у него системы колец.


До конца 20 века небесное тело оставалась практически неизученной. Самые ценные сведения об Уране передал на Землю космический зонд Вояджер-2, которому в 1986 году удалось пройти на расстоянии 80 тыс. км от поверхности планеты. Аппарат обнаружил 10 спутников, а также изучил состав атмосферы планеты, ее климат и кольцевую систему.

Исследования поверхности ледяного гиганта также осуществляются благодаря космической обсерватории Хаббл. Ей были получены снимки Темного пятна в атмосфере планеты, а также информация о спутниках.  В 2021 году планируется отправить межпланетную станцию для изучения химического состава урановой атмосферы, исследовании спутников и колец.

Общие сведения об Уране

Рассмотрим самые часто задаваемые вопросы о седьмой планете Солнечной системы.

Сколько лететь до Урана с Земли? Расстояние от нашей планеты до ледяного гиганта колеблется от 2,6 млрд. км до 3,15 млрд. км. Вояджер-2, двигаясь с максимальной скоростью в 57,9 тыс. км/ч, смог сблизиться с поверхностью планеты лишь через 10 лет после запуска с Земли. От 10 до 15 лет понадобится и новому космическому зонду, который планируется запустить через пару лет.

Сколько нам известно спутников у Урана? На данный момент открыто 27 урановых лун. Все вместе взятые его спутники имеют массу в 150 раз меньшую, чем самая крупная луна в Солнечной системе – Ганимед.

Как выглядит Уран? На снимках, сделанных Вояджером-2 планета, имеет бледно-голубой окрас. Атмосфера Урана богата метаном, поглощающим красную часть спектра, что придает планете цвет от голубого до зеленоватого.

Орбита и радиус


Объект удален от Солнца в среднем на 2,8 млрд. км. Его орбита обладает достаточно низким эксцентриситетом (0,046), а величина ее большой полуоси достигает 3 млрд. км. Двигаясь со средней скоростью 6,8 км/с, объект обращается вокруг Солнца за 84 года.

Сутки на ледяном гиганте длятся гораздо меньше. Полный осевой оборот он совершает за 17 часов 15 минут. По отношению с плоскости орбиты этот газовый шар лежит на боку: наклон его оси составляет почти 98°. В таких условиях его вращение получается ретроградным и в период солнцестояния один из урановых полюсов смотрит прямо на Солнце. Этим объясняется одна из особенностей Урана: на экваторе планеты смена периодов дня и ночи происходит быстро, а полярные фазы дня длятся по 42 года, как зима и лето.

Физические характеристики

  • Диаметр Урана – 50,72 тыс. км, средний радиус – 25,4 тыс. км.
  • Масса Урана – 8,7*1025 кг, что больше земной в 14.5 раз.
  • Среднее значение площади поверхности – 8,12*109 кв.км.
  • Средняя плотность – 1,27 г/ куб. см.
  • Температура Урана: максимальная (центр ядра) – 4,7 тыс. градусов Цельсия; минимальная(тропопауза) — -224 градуса Цельсия.

Строение Урана и его химический состав немного разнят его с остальными газовыми планетами в нашей звездной системе.

Атмосфера

Начинается атмосфера на высоте приблизительно в  300 км от жидкой оболочки. Нижний ее слой называется тропосферой и простирается на расстоянии 50 км. Еще 4000 км занимает стратосфера, а последний слой, термосфера, заканчивается на высоте 50000 км от поверхности Урана.

Атмосфера Урана состоит из водорода, гелия и метана с небольшими примесями двуокиси углерода, аммиака и воды. Она переходит сразу в мантию, которая в отличие от Юпитера и Сатурна, состоит не из жидкого водорода, а изо «льда». Ледяная оболочка – это вода, с растворенным в ней в больших концентрациях метаном и аммиаком. Она занимает более 60% радиуса планеты. Под мантией скрыто каменное ядро, наименее горячее среди ядер газовых гигантов Солнечной системы. Оно разогревается всего до 5000К.

Температура газовой оболочки меняется в зависимости по мере удаления от ледяной оболочки. На нижней границе тропосферы максимальное значение температуры – 47°С, через 50 км она падает до рекордно низких для планеты -220°С. В стратосфере и термосфере газ опять нагревается, достигая температуры 580°С.

Климат

Климат ледяного гиганта предположительно имеет сезонность. Но первые данные об изменениях атмосферы Урана были получены менее 84 лет назад, т.е. год на планете пока еще не закончился. Известно, что наибольшая освещенность объекта Солнцем приходится на период солнцестояния, а в период равноденствия до него доходит минимум солнечных лучей. При этом ярче освещаются полюса, а зона экватора достаточно темная зона.


По сравнению с Юпитером и Сатурном урановые ветры дуют реже и слабее. Периодически в атмосфере планеты регистрируют темные пятна – вихри в тропосфере с высокой скоростью вращения. На экваторе они дуют в обратном осевому вращению направлении и их скорость не превышает 100 м/с. Следующий пояс ветров наблюдается в пределах 20°-60° широты, где вихри перемещаются со скоростью от 150 до 240 м/с.

Рельеф

На Уране нет твердой поверхности. Между атмосферой и мантией имеется размытая граница перехода газовой оболочки в жидкость. Любые пятна, увиденные на снимках планеты, представляют собой вихревые облака верхних слоев урановой тропосферы.

Цвет урановой атмосферы обусловлен метаном. Этот углеводород поглощает красный цвет спектра, придавая ей зеленовато-голубой окрас.

Кольца Урана

Предположение о том, что Уран имеет кольца, выдвинул еще его первооткрыватель Уильям Гершель. Доказать его правоту смогли лишь через 200 лет. В период с 1977 по 2005 год были открыты 13 колец Урана. Часть из них названа цифрами, часть буквами греческого алфавита.

Химический состав колец до сих пор остается неизученным. Большая доля приходится на темное вещество, предположительно органического происхождения, преобразованное под влиянием магнитосферы планетарного гиганта. Также в их составе есть небольшой процент льда и пыли. Из-за своей тусклости кольца Урана долгое время не удавалось рассмотреть.

Радиус наиболее приближенного к планете кольца составляет 30 тыс. км, а удаленного – 98 тыс. км. Предположительно, вся кольцевая система образовалась вследствие столкновения нескольких мелких спутников.

Магнитное поле


У Урана строение магнитного поля не похоже на поля других планет Солнечной системы. Головная ударная волна расположена на расстоянии 23 радиусов планеты, а магнитопауза – на 18. У планеты есть достаточно развитый магнитный хвост, имеющий форму штопора.

Особенностью  магнитосферы является смещение ее центра на треть радиуса к южному полюсу. Это объясняется тем, что магнитное поле на планете формируется не в ядре, а в жидком аммиаке мантии.

Спутники планеты

Титания и Оберон, первые и самые крупные урановые луны, были открыты еще в конце 18 века. Они были названы в честь королевы и короля фей из комедии Шекспира «Сон в летнюю ночь».

Титания достигает диаметра 1,5 тыс. км и массы 3,53*10 21кг. Она является синхронным спутником и полностью лежит в пределах магнитного поля хозяина. Состоит она из ледяной мантии и каменной сердцевины.

Оберон – наиболее далекий спутник седьмой планеты. Он, как и Титания, состоит из ледяной мантии и каменного ядра. Поверхность Оберона изрыта ударными кратерами.


В 1851 году были обнаружены два других крупных спутника Урана – Ариэль и Умбриэль, названные в честь персонажей поэмы «Похищение локона» Александра Поупа. Эти небольшие урановые луны имеют ледяную оболочку и каменное ядро. Как и остальные спутники ледяного гиганта, Ариэль и Умбриэль были образованы из аккреционного диска, возникшего во время формирования планеты.

Последний крупный спутник был открыт в 1948 году и назван Мирандой – в честь героини шекспировской «Бури». Миранда самый малый из крупнейших урановых лун и находится ближе всего к планете. Также является синхронным спутником. Поверхность Миранды представляет собой водяной лед с примесями аммиака и содей кремния.

Кроме 5 крупных имеется еще 13 внутренних спутников планеты. Они состоят из того же темного вещества, которое входит в состав урановых колец. Темный цвет долгое время не позволял исследователей обнаружить их. Названы эти спутники также в честь героев поэм Поупа и Шекспира. На данный момент известно еще 9 нерегулярных спутников, чье движение вокруг планеты отличается от перемещения основных лун.

Интересные факты про Уран

  • Это самая холодная планета Солнечной системы. Ее ядро прогрето хуже всего среди планет-газовых гигантов. Минимальная температура, регистрируемая в тропопаузе, составляет рекордные для нашей системы -224 градуса Цельсия.

  • Миранда – спутник с довольно интересным рельефом. Несмотря на свои малые размеры, эта урановая луна избита кратерами, усеяна холмами, каньонами и целой сетью разломов.
  • Одноименный химический элемент был обнаружен через 8 лет после обнаружения седьмой планеты Солнечной системы. Поэтому и был назван в честь нее.
  • Виной тому, что это небесное тело лежит на боку по отношению к своей орбите, стало его столкновение с крупным космическим объектом.
  • Проследить смену сезонов на Уране пока не удалось, т.к. с момента его исследования Вояджером-2 не прошло еще полного уранового года(84 земных).
  • Урановые зима и лето длятся по 42 года.
  • Планету можно увидеть на ночном небе невооруженным глазом. Наблюдать за ним лучше в моменты противостояния, когда Земля и Уран приближены друг к другу на максимально близкое расстояние. В 2019 году лучшей своей видимости седьмая планета достигнет 28 октября.
  • Единственным аппаратом за всю историю исследования космоса, пролетевшим вблизи урановой орбиты, стал американский зонд Вояджер-2. Его снимки помогли астрономам обнаружить новые спутники планеты, ее кольца, а также изучить атмосферу. Следующий зонд сможет полететь в этом направлении не раньше 2020 года.
  • Планета занимает предпоследнее место в Солнечной системе по плотности после Сатурна.
  • Внешнее кольцо планеты имеет синий цвет, следующее за ним – красный. Все остальные урановые кольца темные из-за органического вещества, входящего в их состав наряду со льдом и пылью.

  • Солнечные лучи достигают его поверхности за 3 часа.
  • Последние 3 из известных спутников (Маб, Купидом, Маргарита) были открыты с разницей в 4 дня.
  • Это самая скучная и неисследованная планета Солнечной системы.
  • Возраст ледяного гиганта составляет около 4,6 млрд. лет. Его кольца образовались значительно позднее, возможно, в результате его столкновения с другим небесным телом.
  • Мощность магнитосферы на южном полюсе планеты в десять раз слабее, чем на северном.

Источник: spaceworlds.ru

Как выглядит планета уран

Названная в честь греческого Бога неба, планета Уран была обнаружена знаменитым астрономом Уильямом Гершелем (William Herschel) в 1781 году. Слишком тусклая, чтобы ученые древности смогли увидеть ее невооруженным глазом, она стала первой планетой, обнаруженной с помощью телескопа. В результате сначала великий астроном и его современники считали Уран звездой или кометой.

Этот загадочный, красивый, газообразный, сине-зеленый ледяной гигант, который стал известен как седьмая планета от Солнца, находится так далеко от своей звезды, что для завершения одного полного оборота вокруг нее требуется 84 земных года.

Газовые и ледяные гиганты в нашей Солнечной системе находятся так далеко от Земли, что их чрезвычайно трудно наблюдать и изучать. Полет зонда «Вояджер (Voyager)» стал единственным источником многих, если не всех, реальных исходных данных, которые у нас есть о внешних планетах.

Таким образом, эти исследования сыграли важную роль в том, как сегодня мы понимаем эти планеты.

10. Планета с собственным разумом


Как выглядит планета уран

Фото: universetoday.com

Подобно Венере, Уран вращается по направлению с востока на запад, что является полной противоположностью направлению вращения Земли и большинства других планет. День на Уране довольно короткий, длится всего 17 земных часов и 14 земных минут.

Ось вращения планеты наклонена под углом, почти параллельно ее орбитальной плоскости, в результате чего Уран выглядит так, как будто он вращается на собственном боку, как кусок мрамора, катящийся по полу. «Нормальная» планета похожа на баскетбольный мяч, вращающийся на пальце.

Ученые-планетологи предполагают, что эта аномалия вращения могла возникнуть в результате мощного столкновения Урана с другим небесным телом, таким как астероид. Из-за этого неординарного вращения времена года на Уране длятся 21 год. Это приводит к серьезной разнице в количестве солнечного света, который планета получает в разное время и в разных регионах в течение долгого года на Уране.

9. Система колец Урана


Как выглядит планета уран

Фото: space.com

В январе 1986 года космический зонд «Вояджер-2» вошел на глубину 81 500 км в верхние облака Урана, передавая при этом на Землю огромное количество данных о ледяном гиганте, включая особенности его магнитного поля, поверхности и атмосферы. Этот исторический полет НАСА также стал источником тысяч цифровых фотографий планеты, ее спутников и колец.

Да, верно, его колец. Как и у всех гигантов в Солнечной системе, у Урана есть кольца. Несколько научных приборов на зонде сосредоточились на системе колец, раскрывая мелкие детали известных колец и открыв два ранее неизвестных кольца, число которых в общей сложности составило 13.

Размер обломков внутри колец варьируются от частиц размером с пыль до твердых предметов размером с небольшие валуны. Есть два ярких внешних кольца и 11 более тусклых внутренних. Внутренние кольца Урана были впервые обнаружены в 1977 году, в то время как внешние два были обнаружены космическим телескопом Хаббла в период между 2003 и 2005 годами.

Девять из 13 колец были обнаружены случайно в 1977 году, в момент, когда ученые наблюдали за далекой звездой, которая прошла за планетой, позволив увидеть ее кольца во всей красе. На самом деле кольца Урана существуют в виде двух разных «наборов колец», или «кольцевых систем», что также довольно необычно в нашей Солнечной системе.

8. Странная и необузданная погода на Уране

Как выглядит планета уран

Фото: The Guardian

На планете Земля, мы наслаждаемся дождем в виде жидкой воды. Иногда, может идти дождь из странных красных организмов или даже рыбы. Но по большей части дождь на Земле безопасен.

На Титане на поверхность планеты падает метан. На Венере идет кислотный дождь, который испаряется до того, как достигнет поверхности. Но на Уране идет дождь из бриллиантов. Твердых алмазов.

Используя самый яркий источник рентгеновского излучения на планете, ученые, наконец, получили то, что они считают твердым доказательством этого давнего научного утверждения. Опубликованная в Nature Astronomy в 2017 году, работа включала исследования в Национальной Ускорительной лаборатории SLAC (SLAC National Accelerator Laboratory), для которых сочетали мощный оптический лазер, Когерентный источник света Linac (Linac Coherent Light Source) (LCLS), с рентгеновским лазером на свободных электронах, в результате чего производились рентгеновские импульсы длительностью один миллион миллиардных секунды!

Это дает возможность провести сверхбыструю и чрезвычайно точную проверку процессов вплоть до атомарного уровня. Используя эту установку, ученые зафиксировали, как крошечные алмазы образуют ударные волны, проходящие через специальный пластик. Это позволило взглянуть на процессы, происходящие в атмосферах планет, но в гораздо большем масштабе.

Пластический материал, называемый полистиролом, состоит из углерода и водорода (которые являются двумя элементами, которых на Уране в изобилии), поэтому основным направлением эксперимента было индуцирование ударных волн в материал. Теория предполагала наличие метана, состоящего из одного атома углерода и 4 атомов водорода, который содержится в атмосфере и образует углеродные цепи, в конечном счете превращающиеся в алмазы, когда температура и давление достигают определенных отметок.

Алмазы «вытягиваются» на высоте более чем 8000 километров над поверхностью планеты, и в конце концов преобразуются в алмазный дождь. Доминик Краус (Dominik Kraus), ведущий автор журнала Nature Astronomy, сказал «Когда я увидел результаты этого последнего эксперимента, это стало одним из лучших моментов моей научной карьеры». В научном мире эти крошечные алмазы известны как наноалмазы.

Полагают, что дождь из наноалмазов идет и на Нептуне.

7. Уран является самым холодным местом в Солнечной системе … иногда

Как выглядит планета уран

Фото: NASA

При том, что минимальная температура атмосферы планеты достигает -224 градусов по Цельсию, среднее расстояние Урана от Солнца составляет 2,9 миллиарда километров, и иногда он является самым холодным местом в Солнечной системе.

С другой стороны, среднее расстояние Нептуна от Солнца составляет 4,5 миллиарда километров, и поэтому они борются за звание самой холодной планеты. Как вы думаете, какая планета самая холодная — Нептун, со средней температурой -214 градусов по Цельсию или Уран?

Логично предположить, что это Нептун, потому что это самая далекая от Солнца планета. Но это не так. Уран переплюнул Нептун в попытке стать самым холодным телом в Солнечной системе.

В настоящее время существует две теории о том, почему Уран иногда является самой холодной планетой. Во-первых, похоже, что Уран был повален на бок в результате раннего столкновения, которое могло вызвать утечку тепла из ядра планеты в космос. Согласно второй теории, живая атмосфера Урана во время периода его равноденствия могла терять тепло.

6. Почему Уран сине-зеленый?

Как выглядит планета уран

Фото: space.com

Будучи одним из двух ледяных гигантов во внешней области Солнечной системы (Нептун-второй), Уран обладает атмосферой, очень похожей на атмосферу его газового брата Юпитера – состоящую в основном из водорода и гелия с некоторым количеством метана и остаточным количеством аммиака и воды. Именно метан в атмосфере придает планете прекрасный сине-зеленый оттенок.

Поглощая красную часть спектра солнечного света, метан провоцирует сине-зеленую окраску ледяного монстра. Большая часть массы Урана—до 80 процентов, если не больше—прочно удерживается в жидком ядре, которое состоит в основном из замороженных элементов и соединений, таких как аммиак, водяной лед и метан.

5. Уран может скрывать две луны

Как выглядит планета уран

Фото: inquisitr.com

Когда «Вояджер-2» совершил полет вокруг Урана в 1986 году, он обнаружил 10 новых лун, в результате чего всего их стало 27. Однако, если правы ученые-планетологи из Университета Айдахо (University of Idaho), во время своей исторической миссии зонд пропустил пару лун.

При рассмотрении данных «Вояджера» ученые-планетологи Роб Чансия (Rob Chancia) и Мэтью Хедман (Matthew Hedman) обнаружили, что на двух кольцах, окружающих планету, которые называются Альфа (Alpha) и Бета (Beta), есть рябь. Ранее появление подобных волнистых узоров было вызвано гравитацией двух проходящих лун, Офелии (Ophelia) и Корделии (Cordelia), а также пары десятков сфер и шаров, приближающихся к ледяному гиганту.

Считается, что кольца вокруг Урана были сформированы под действием силы тяжести этих маленьких тел, сжатых вокруг него, и заставляющих частицы космической пыли и других обломков образовывать тонкие кольца, которые мы видим сегодня. Последнее открытие таких разновидностей ряби наводит на мысль о существовании двух неизвестных спутников.

Если эти луны существуют, то по мнению Чансия, они очень маленькие, около 4,0–13,7 км в диаметре. Поэтому камера «Вояджера» либо не могла их обнаружить, либо на изображениях они появлялись в качестве фонового шума.

Марк Шоуолтер (Mark Showalter), гордость проекта SETI, сказал: «Новые открытия демонстрируют, что Уран имеет молодую и динамичную систему колец и лун. Другими словами, мы уверены, что Уран продолжит нас удивлять».

4. Таинственное магнитное поле Урана

Как выглядит планета уран

Фото: windows2universe.org

Это странно. Магнитные полюса планеты даже близко не совпадают с ее географическими полюсами. Магнитное поле Урана смещено вбок на 59 градусов от оси вращения планеты и смещено таким образом, что не проходит через центр планеты.

Для сравнения, магнитное поле Земли наклонено всего на 11 градусов и похоже на магнитный стержень, у которого есть северный полюс и южный полюс, а само поле называется дипольным. Магнитное поле Урана гораздо сложнее. Оно имеет дипольный компонент и еще одну часть с четырьмя магнитными полюсами.

Принимая во внимание все эти различные магнитные полюса и большой угол наклона планеты, неудивительно, что сила магнитного поля сильно варьируется в разных местах. Например, в Южном полушарии магнитное поле Урана только на треть соответствует магнитному полю Земли. Однако в северном полушарии магнитное поле Урана почти в четыре раза превосходит магнитное поле нашей планеты.

Ученые полагают, что магнитное поле планеты усиливает большой, соленый водоем на Уране. Они привыкли думать, что наклон магнитного поля Урана в 59 градусов и наклон оси его вращения в 98 градусов обеспечивают планету мощной магнитосферой. Но они оказались неправы.

Магнитосфера Урана вполне обычная и ничем не отличается от магнитосферы других планет. Ученые до сих пор пытаются выяснить, почему так происходит. Они обнаружили, что на Уране есть сияния, похожие на Северное и Южное сияние здесь, на Земле.

3. Зонд НАСА «Вояджер-2» и Уран

Как выглядит планета уран

Фото: uanews.arizona.edu

Запущенный 20 августа 1977 года, космический зонд НАСА «Вояджер-2» стал первым и пока единственным космическим кораблем НАСА, совершившим облет вокруг Урана и отправившим на Землю первые фотографии крупным планом большой голубой сферы.

Во время своей длительной миссии «Вояджер-2» успешно завершил облет всех четырех так называемых «газовых гигантов», начав с Юпитера в июле 1979 года, затем облетев Сатурн в августе 1981 года, Уран в январе 1986 года и Нептун в августе 1989 года.

«Вояджер-1» покинул нашу Солнечную систему и оправился в межзвездное пространство в 2012 году. Вояджер-2 все еще находится в гелиооболочке, внешней области шара Солнца (она же гелиосфера). В конце концов, «Вояджер-2» также улетит в межзвездное пространство.

2. Уран воняет

Как выглядит планета уран

Недавнее исследование показывает, что облака в верхней атмосфере Урана состоят в основном из сероводорода, который является химическим соединением, издающим запах тухлых яиц.

Долгое время ученых интересовал состав этих облаков, особенно то, состоят ли они в основном из сероводородного льда или аммиачного льда как на Сатурне и Юпитере.

Поскольку Уран находится так далеко, подробное изучение этого ледяного гиганта в лучшем случае затруднено. Кроме того, имея данные единственного полета «Вояджера-2» в январе 1986, на эти вопросы ответить трудно.

Ученые использовали интегральный Спектрометр Ближнего Инфракрасного Поля на Гавайях (Near-Infrared Integral Field Spectrometer in Hawaii) для изучения солнечного света, отражающегося от атмосферы чуть выше вершин облаков на Уране. Они обнаружили следы сероводорода. Ли Флетчер (Leigh Fletcher), соавтор исследования, заявил: «Над облаками остается только небольшое количество в виде насыщенного пара, и именно поэтому так сложно уловить следы аммиака и сероводорода над ярусами облаков Урана. С уникальными возможностями Gemini нам, наконец повезло».

Ученые предполагают, что облака Урана и Нептуна очень похожи. Они, вероятно, отличаются от облаков Сатурна и Юпитера из-за того, что эти планеты находятся намного дальше от Солнца, чем два газовых гиганта. Патрик Ирвин (Patrick Irwin), ведущий автор исследования, заявил: «Если несчастные люди когда-либо спустятся сквозь облака Урана, их встретит очень неприятная и дурно пахнущая окружающая среда.

Он добавил: «До того, как вы почувствуете дурной запах, вы задохнетесь и ощутите на себе воздействие температуры в -200 градусов по Цельсию, в атмосфере, состоящей в основном из водорода, гелия и метана».

1. Уран повернут в сторону из-за множества ударов

Как выглядит планета уран

Фото: space.com

По мнению большинства, Уран в Солнечной системе является «чудаком», и его часто называют «наклоненной планетой». Исследователи говорят, что недавние открытия проливают свет на древнюю историю ледяного гиганта, включая формирование и эволюцию всех планет-гигантов в нашей Солнечной системе.

В 2011 году тогдашний руководитель исследования Алессандро Морбиделли (Alessandro Morbidelli) сказал: «Стандартная теория формирования планет предполагает, что Уран, Нептун и ядра Юпитера и Сатурна образуются путем срастания небольших объектов в протопланетарный диск. Они не должны были пострадать от мощных столкновений».

Он продолжил: Тот факт, что Уран пережил столкновение, по крайней мере, дважды, предполагает, что планеты-гиганты сформировались в результате мощных столкновений, поэтому стандартную теорию следует пересмотреть».

Уран действительно странный. Его ось вращения расположилась под странным углом в 98 градусов. Гигантский шар из ледяного газа вращается на боку. Угол наклона оси любой другой планеты в Солнечной системе даже близко не приближается к 98 градусам.

Например, угол наклона оси Земли составляет 23 градуса, в то время как гигантский Юпитер наклонен всего на 3 градуса. Долгое время ученые считали, что такой большой угол наклона появился в результате одного сильного удара. Но после запуска серии сложных компьютерных симуляций, они, возможно, нашли более подходящее объяснение.

Они начали симуляцию, используя модель, в которой случился только один удар на самом раннем этапе появления Солнечной системы. Анализ показал, что в этом случае перекошенная плоскость экватора отразится и на спутниках, в результате чего они также наклонятся. Пока что ученые были правы, но их ждал сюрприз.

В модели «Одного удара» спутники будут вращаться в противоположном направлении от того, в котором они вращаются сегодня. Не хорошо. Поэтому исследователи изменили параметры программы, чтобы имитировать удары двух тел. Они обнаружили, что минимум два менее сильных столкновения объясняют движение лун, какое оно есть сегодня. Очевидно, что для проверки этих результатов потребуются дополнительные исследования.

[источники]Источники:
10 Incredible Scientific Facts About The Planet Uranus

Источник: masterok.livejournal.com

Планета Уран. Интересные факты и характеристики самой холодной планеты.

Продолжаем нашу серию интересных фактов о планетах. На очереди Уран. Седьмая планета в нашей Солнечной системе. Это удивительный и почти безликий великан с сине-зелёной поверхностью. Толстые наружные слои синего газа, скрываю всё, что находится под ними. Эта планета немного меньше своего соседа Сатурна. Имеет систему тонких и почти невидимых колец. По непонятным причинам, планета сильно отклонена от своей оси. Сопровождают ее 27 естественных спутников разных размеров и форм. Однако в них ничего особенного. Они очень малы и состоят в основном из водяного льда и камня, примерно 50 на 50. Уран, самый странный мир в нашей звёздной системе и сейчас мы расскажем вам почему.

Как мы ранее говорили, у планеты есть собственная система колец. Первые из них были открыты в 1977 году астрономами Джеймсом Эллиотом, Эдвардом Дам-Хамам и Дугласом в астрономической обсерватории Койпера. Как позже они рассказали, открытия были сделаны случайно. Они собирались проследить за затемнением звёзд Ураном, но заметили некую странность. По мере продвижения планеты, звезды исчезали 5 раз прежде чем их закрывала сама планета. Так и было выдвинуто предположение о наличия колец у Урана и уже в 1986 году, аппарат Вояджер подтвердил предположение. Вояджер смог открыть еще 2 кольца, а с приходом телескопа Хаббл, стало известно о 13-ти кольцах синего гиганта. Из чего состоят сами кольца, пока неизвестно. Есть предположения, что их основной состав, это маленькие кусочки водяного льда до 1 метра в поперечнике. Большинство ученых предполагают, что эти кольца появились из луны, которая была разрушена по непонятным причинам.

Газового гиганта назвали в честь греческого бога неба Урана.

По разным источникам, планету открывали не менее трех раз и все разы думали, что это далёкая звезда. Доказал наличие 7-й планеты английский астроном Уильямом Гершелем в 1787 году. Третья по диаметру и четвёртая по массе. Синий цвет приобрела из-за верхних слоев метана и нижних из воды.

Это самая холодная планета в нашей Солнечной системе, её температура может опустится до -224C. Наклон оси Урана почти 98 и движется по ретроградной орбите. Это делает смену сезонов на планете не похожей на другие, она как будто лежит на боку. Из-за этого, один год на Уране равен 84 годам Земли, а сутки длятся около 17 часов. Вероятнее всего, Уран столкнулся с крупным объектом, что и изменило его ось. Некоторые учёные полагают, что на его ось могло повлиять не только столкновения с крупным объектом, а и рядом находящиеся крупные планеты Сатурн и Нептун.

Принято считать, что планета состоит из водорода, примерно 83%, гелия 15±3% и метана 2,3%.

С помощью инфракрасных лучей на Уране были обнаружены облака и ураганы. Некоторые из облаков существуют по несколько дней, а ураганы достигают размеров Северной Америки.

В 1986 году на расстоянии 81 500 км планету посетил Вояджер 2, передав при этом, тысячи снимков гиганта. Это был единственный космический аппарат, посетивший планету.

У Урана есть 4 собственных магнитных полюса. А магнитное поле и вовсе не стабильно, и постоянно меняет свое положение вместе с планетой. То есть, каждых 17 часов.

На сегодня Уран считается самой неизведанной планетой, однажды её назвали — самой скучной планетой.

Характеристики планеты Уран:

  • Масса планеты: 8,6832·1025 кг или 14,6 земных

  • Экваториальный радиус: 25 559 км

  • Наклон оси: почти 98

  • Плотность планеты: 1.27 г/см3.

  • Приблизительная температура на поверхности планеты от -224C до +557C.

  • Сутки на планете длятся 17 ч 14 мин.

  • Планета делает оборот вокруг Солнца за 84 наших года.

  • Вторая космическая скорость: 21,3 км/c.

  • Ускорения вольного падения на экваторе: 8,87 м/с2

На сегодня это всё чем хотел я поделиться. Пишите в комментариях о каких ещё фактах вы знаете и не забывайте делиться с друзьями в соц сетях. До скорых встреч!

Источник: word-science.ru

История открытия и исследования

Седьмая планета была недоступна для наблюдения астрономам Античности и Средневековья из-за своей удаленности от Солнца и Земли и не самого заметного свечения на ночном небе. Открыл Уран в 1781 году английский астроном Фредерик Уильям Гершель. Он же предложил назвать его в честь английского монарха Георга III. Идея была отклонена другими астрономами и объект назвали в честь древнегреческого прародителя всех богов, олицетворяющего небо. Позднее Гершель открыл две крупнейших урановых луны, а также выдвинул предположение о наличии у него системы колец.

До конца 20 века небесное тело оставалась практически неизученной. Самые ценные сведения об Уране передал на Землю космический зонд Вояджер-2, которому в 1986 году удалось пройти на расстоянии 80 тыс. км от поверхности планеты. Аппарат обнаружил 10 спутников, а также изучил состав атмосферы планеты, ее климат и кольцевую систему.

Исследования поверхности ледяного гиганта также осуществляются благодаря космической обсерватории Хаббл. Ей были получены снимки Темного пятна в атмосфере планеты, а также информация о спутниках.  В 2021 году планируется отправить межпланетную станцию для изучения химического состава урановой атмосферы, исследовании спутников и колец.

Общие сведения об Уране

Рассмотрим самые часто задаваемые вопросы о седьмой планете Солнечной системы.

Сколько лететь до Урана с Земли? Расстояние от нашей планеты до ледяного гиганта колеблется от 2,6 млрд. км до 3,15 млрд. км. Вояджер-2, двигаясь с максимальной скоростью в 57,9 тыс. км/ч, смог сблизиться с поверхностью планеты лишь через 10 лет после запуска с Земли. От 10 до 15 лет понадобится и новому космическому зонду, который планируется запустить через пару лет.

Сколько нам известно спутников у Урана? На данный момент открыто 27 урановых лун. Все вместе взятые его спутники имеют массу в 150 раз меньшую, чем самая крупная луна в Солнечной системе – Ганимед.

Как выглядит Уран? На снимках, сделанных Вояджером-2 планета, имеет бледно-голубой окрас. Атмосфера Урана богата метаном, поглощающим красную часть спектра, что придает планете цвет от голубого до зеленоватого.

Орбита и радиус

Объект удален от Солнца в среднем на 2,8 млрд. км. Его орбита обладает достаточно низким эксцентриситетом (0,046), а величина ее большой полуоси достигает 3 млрд. км. Двигаясь со средней скоростью 6,8 км/с, объект обращается вокруг Солнца за 84 года.

Сутки на ледяном гиганте длятся гораздо меньше. Полный осевой оборот он совершает за 17 часов 15 минут. По отношению с плоскости орбиты этот газовый шар лежит на боку: наклон его оси составляет почти 98°. В таких условиях его вращение получается ретроградным и в период солнцестояния один из урановых полюсов смотрит прямо на Солнце. Этим объясняется одна из особенностей Урана: на экваторе планеты смена периодов дня и ночи происходит быстро, а полярные фазы дня длятся по 42 года, как зима и лето.

Физические характеристики

  • Диаметр Урана – 50,72 тыс. км, средний радиус – 25,4 тыс. км.
  • Масса Урана – 8,7*1025 кг, что больше земной в 14.5 раз.
  • Среднее значение площади поверхности – 8,12*109 кв.км.
  • Средняя плотность – 1,27 г/ куб. см.
  • Температура Урана: максимальная (центр ядра) – 4,7 тыс. градусов Цельсия; минимальная(тропопауза) — -224 градуса Цельсия.

Строение Урана и его химический состав немного разнят его с остальными газовыми планетами в нашей звездной системе.

Атмосфера

Начинается атмосфера на высоте приблизительно в  300 км от жидкой оболочки. Нижний ее слой называется тропосферой и простирается на расстоянии 50 км. Еще 4000 км занимает стратосфера, а последний слой, термосфера, заканчивается на высоте 50000 км от поверхности Урана.

Атмосфера Урана состоит из водорода, гелия и метана с небольшими примесями двуокиси углерода, аммиака и воды. Она переходит сразу в мантию, которая в отличие от Юпитера и Сатурна, состоит не из жидкого водорода, а изо «льда». Ледяная оболочка – это вода, с растворенным в ней в больших концентрациях метаном и аммиаком. Она занимает более 60% радиуса планеты. Под мантией скрыто каменное ядро, наименее горячее среди ядер газовых гигантов Солнечной системы. Оно разогревается всего до 5000К.

Температура газовой оболочки меняется в зависимости по мере удаления от ледяной оболочки. На нижней границе тропосферы максимальное значение температуры – 47°С, через 50 км она падает до рекордно низких для планеты -220°С. В стратосфере и термосфере газ опять нагревается, достигая температуры 580°С.

Климат

Климат ледяного гиганта предположительно имеет сезонность. Но первые данные об изменениях атмосферы Урана были получены менее 84 лет назад, т.е. год на планете пока еще не закончился. Известно, что наибольшая освещенность объекта Солнцем приходится на период солнцестояния, а в период равноденствия до него доходит минимум солнечных лучей. При этом ярче освещаются полюса, а зона экватора достаточно темная зона.

По сравнению с Юпитером и Сатурном урановые ветры дуют реже и слабее. Периодически в атмосфере планеты регистрируют темные пятна – вихри в тропосфере с высокой скоростью вращения. На экваторе они дуют в обратном осевому вращению направлении и их скорость не превышает 100 м/с. Следующий пояс ветров наблюдается в пределах 20°-60° широты, где вихри перемещаются со скоростью от 150 до 240 м/с.

Рельеф

На Уране нет твердой поверхности. Между атмосферой и мантией имеется размытая граница перехода газовой оболочки в жидкость. Любые пятна, увиденные на снимках планеты, представляют собой вихревые облака верхних слоев урановой тропосферы.

Цвет урановой атмосферы обусловлен метаном. Этот углеводород поглощает красный цвет спектра, придавая ей зеленовато-голубой окрас.

Кольца Урана

Предположение о том, что Уран имеет кольца, выдвинул еще его первооткрыватель Уильям Гершель. Доказать его правоту смогли лишь через 200 лет. В период с 1977 по 2005 год были открыты 13 колец Урана. Часть из них названа цифрами, часть буквами греческого алфавита.

Химический состав колец до сих пор остается неизученным. Большая доля приходится на темное вещество, предположительно органического происхождения, преобразованное под влиянием магнитосферы планетарного гиганта. Также в их составе есть небольшой процент льда и пыли. Из-за своей тусклости кольца Урана долгое время не удавалось рассмотреть.

Радиус наиболее приближенного к планете кольца составляет 30 тыс. км, а удаленного – 98 тыс. км. Предположительно, вся кольцевая система образовалась вследствие столкновения нескольких мелких спутников.

Магнитное поле

У Урана строение магнитного поля не похоже на поля других планет Солнечной системы. Головная ударная волна расположена на расстоянии 23 радиусов планеты, а магнитопауза – на 18. У планеты есть достаточно развитый магнитный хвост, имеющий форму штопора.

Особенностью  магнитосферы является смещение ее центра на треть радиуса к южному полюсу. Это объясняется тем, что магнитное поле на планете формируется не в ядре, а в жидком аммиаке мантии.

Спутники планеты

Титания и Оберон, первые и самые крупные урановые луны, были открыты еще в конце 18 века. Они были названы в честь королевы и короля фей из комедии Шекспира «Сон в летнюю ночь».

Титания достигает диаметра 1,5 тыс. км и массы 3,53*10 21кг. Она является синхронным спутником и полностью лежит в пределах магнитного поля хозяина. Состоит она из ледяной мантии и каменной сердцевины.

Оберон – наиболее далекий спутник седьмой планеты. Он, как и Титания, состоит из ледяной мантии и каменного ядра. Поверхность Оберона изрыта ударными кратерами.

В 1851 году были обнаружены два других крупных спутника Урана – Ариэль и Умбриэль, названные в честь персонажей поэмы «Похищение локона» Александра Поупа. Эти небольшие урановые луны имеют ледяную оболочку и каменное ядро. Как и остальные спутники ледяного гиганта, Ариэль и Умбриэль были образованы из аккреционного диска, возникшего во время формирования планеты.

Последний крупный спутник был открыт в 1948 году и назван Мирандой – в честь героини шекспировской «Бури». Миранда самый малый из крупнейших урановых лун и находится ближе всего к планете. Также является синхронным спутником. Поверхность Миранды представляет собой водяной лед с примесями аммиака и содей кремния.

Кроме 5 крупных имеется еще 13 внутренних спутников планеты. Они состоят из того же темного вещества, которое входит в состав урановых колец. Темный цвет долгое время не позволял исследователей обнаружить их. Названы эти спутники также в честь героев поэм Поупа и Шекспира. На данный момент известно еще 9 нерегулярных спутников, чье движение вокруг планеты отличается от перемещения основных лун.

Интересные факты про Уран

  • Это самая холодная планета Солнечной системы. Ее ядро прогрето хуже всего среди планет-газовых гигантов. Минимальная температура, регистрируемая в тропопаузе, составляет рекордные для нашей системы -224 градуса Цельсия.
  • Миранда – спутник с довольно интересным рельефом. Несмотря на свои малые размеры, эта урановая луна избита кратерами, усеяна холмами, каньонами и целой сетью разломов.
  • Одноименный химический элемент был обнаружен через 8 лет после обнаружения седьмой планеты Солнечной системы. Поэтому и был назван в честь нее.
  • Виной тому, что это небесное тело лежит на боку по отношению к своей орбите, стало его столкновение с крупным космическим объектом.
  • Проследить смену сезонов на Уране пока не удалось, т.к. с момента его исследования Вояджером-2 не прошло еще полного уранового года(84 земных).
  • Урановые зима и лето длятся по 42 года.
  • Планету можно увидеть на ночном небе невооруженным глазом. Наблюдать за ним лучше в моменты противостояния, когда Земля и Уран приближены друг к другу на максимально близкое расстояние. В 2019 году лучшей своей видимости седьмая планета достигнет 28 октября.
  • Единственным аппаратом за всю историю исследования космоса, пролетевшим вблизи урановой орбиты, стал американский зонд Вояджер-2. Его снимки помогли астрономам обнаружить новые спутники планеты, ее кольца, а также изучить атмосферу. Следующий зонд сможет полететь в этом направлении не раньше 2020 года.
  • Планета занимает предпоследнее место в Солнечной системе по плотности после Сатурна.
  • Внешнее кольцо планеты имеет синий цвет, следующее за ним – красный. Все остальные урановые кольца темные из-за органического вещества, входящего в их состав наряду со льдом и пылью.
  • Солнечные лучи достигают его поверхности за 3 часа.
  • Последние 3 из известных спутников (Маб, Купидом, Маргарита) были открыты с разницей в 4 дня.
  • Это самая скучная и неисследованная планета Солнечной системы.
  • Возраст ледяного гиганта составляет около 4,6 млрд. лет. Его кольца образовались значительно позднее, возможно, в результате его столкновения с другим небесным телом.
  • Мощность магнитосферы на южном полюсе планеты в десять раз слабее, чем на северном.

Источник: spaceworlds.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте, как обрабатываются ваши данные комментариев.