Строение планеты уран


Планета Уран — седьмая планета нашей Солнечной системы открыта она не так давно и изучена очень мало. Люди видели эту планету еще до открывшего ее Уильяма Гершеля. Но принимали ее за звезду. Именно поэтому планета Уран остается до сих пор огромной загадкой для землян. Огромной Уран называют еще и оттого, что это третья по величине планета системы, диаметр ее по экватору в четыре раза превышает земной, а по массе Уран в 14 раз тяжелее. Но при этом он самый легкий из гигантских планет, так как в основном состоит изо льда — аммиачного, метанового и водного. С Земли Уран видится голубым, так как в его атмосфере большое количество метана. По классификации это газообразная планета — гигант.

В отличие от других планет он вращается «лежа на боку», так как ось Урана имеет наклон более 98°.

  • История открытия
  • Характеристики планеты
  • Движение
  • Атмосфера и строение
  • Спутники
  • Кольца
  • Исследования
  • Интересные факты

История открытия

Первое упоминание планеты — запись английского ученого Джона Флемстида. В течение 1690 года он несколько раз наблюдал это небесное тело, но зафиксировал его только как звезду 34 созвездия Тельца. Уже в 18-ом веке французский астроном ле Моньер вел наблюдения за планетой почти 20 лет, по — прежнему считая ее звездой.

Уильям Гершель вообще вначале счел Уран кометой. В 1781 году он проводил наблюдения за созвездием Тельца и заметил: там, где согласно всем астрономическим картам того времени обязана быть пустота, имеется небесное тело. Объект медленно двигался относительно соседних звезд и был вполне отчетливо виден.

Уран — первая планета, обнаруженная при помощи телескопа. Модель этого телескопа находится в музее города Бат в Великобритании.

Изучая открытое небесное тело с разными линзами, Гершель пришел к выводу, что это не звезда, так как при приближении ее размер менялся. Но он не обнаружил ни хвоста, ни головы, что свойственно кометам. Но если кометы оставались в объективе телескопа четкими, то новый объект становился расплывчатым. При этом ученый смог уточнить орбиту движения, эллипсоидную и очень вытянутую.

В это же время астроном из России А. И. Лексель определил расстояние от Земли до объекта. Оно превысило в 18 раз расстояние от Солнца до Земли. Ни одной кометы на таком расстоянии в то время известно не было. Немецкий ученый Боде рекомендовал считать объект скорее планетой. Что и подтвердил окончательно в 1783 году сам Гершель. Это открытие принесло ему пожизненную стипендию в 200 тысяч фунтов и приглашение переехать в Виндзорский дворец. Король Англии желал лично разглядывать звезды в телескопы ученого.


Встал вопрос о названии новой планеты. Гершель, пользуясь правом первооткрывателя, предложил назвать ее планетой Георга, в честь английского короля, в эпоху правления которого и была обнаружена планета. Его коллеги-астрономы предлагали другие названия: Кибела, Гершель. Потом вспомнили, что новая планета вращается за Сатурном. По греческой мифологии отцом бога Сатурна являлся Уран, бог неба. Это название прижилось, хотя в Англии еще почти 70 лет планету называли Георгом. Окончательно название Уран официально принято в 1860 году Всемирным астрономическим обществом.

Уран — единственная планета нашей системы, чье название имеет корни в греческой, а не в римской мифологии.

Планета Уран

Характеристики планеты

Уран имеет следующие характеристики:

  • Масса — 8,69×1025 кг
  • Уран второй по наименьшей плотности
  • Диаметр экватора — 51118 км
  • Диаметр на полюсе — 49946 км
  • Вращается Уран по орбите со скоростью 6,8 км/сек
  • Ускорение свободного падения около 9 м/сек2
  • Орбита наклонена к эклиптике i=0,773°
  • Имеется 27 спутников
  • Обнаружены кольца

Движение


Прежде всего, планета примечательна необычным движением вокруг Солнца. Ученые называют его «ретроградным». Все остальные планеты вращаются по орбитам волчком, за счет чего происходит смена дня и ночи. А Уран катится как мяч в боулинге, поэтому на нем и времена года, и день — ночь меняются совершенно иначе. Время суток (в понимании землян) там меняется только на экваторе. Солнце там располагается очень низко, как в земных приполярных широтах. Происходит это раз в 17 часов 50 минут по земному времени.

На полюсах Урана смена дня и ночи происходит один раз в 42 года. Ученые предположили, что такой наклон оси и соответствующая смена времен стала последствием столкновения с космическим объектов миллиарды лет назад, еще в период возникновения Урана.

Год на Уране длится 84,5 земных лет. В полярных областях при этом холоднее, чем на экваторе, хотя света от Солнца там больше. Объяснить это ученые пока не могут.

Атмосфера и строение

Выводы о строении планеты и об ее атмосфере делались учеными на основании спектрографических наблюдений и фотографий с зондов. Точно известно, что в недрах Урана нет металлического водорода. Они состоят из горных пород и льда метана, аммиака. Основа атмосферы – гелий и водород. Планету окутывает несколько слоев облаков состоящих из различных газов, молекулярного водорода и льда.

На Уране самая холодная, из всех планет Солнечной системы, атмосфера (-224°С). В этом «заслуга» удаленности от Солнца и почти полном отсутствии внутреннего тепла. При этом это самая беспокойная атмосфера во всей Солнечной системе.


Поверхность планеты трехслойная: скалистое ядро, мантия изо льда и газообразная оболочка из гелия и водорода. Почти 3% составляет метан, придающий планете голубую окраску. В верхних слоях обнаружены окись и двуокись водорода.

Это только гипотетическая модель. Существует как минимум еще три, одна из которых вообще не признает твердых пород на Уране. До сих пор ученые не смогли дать однозначной картины строения седьмой планеты. Многое зависит от точного процентного состава, геофизики и геологии планеты. Такие исследования планируются только в 20-х или 30-х годах нашего века. Ожидается, что будут впервые получены химические пробы прямиком из всех слоев атмосферы.

Планета Уран

Спутники

Спутников у планеты много. Хотя некоторая их часть была когда — то захвачена гравитацией Урана и распалась. Самый большой спутник Титания, чуть меньше Оберон. Оба были открыты Гершелем. За ними следуют Умбриэль, Ариэль и Миранда. Из них только Миранда целиком состоит изо льда, остальные — смесь льда и горных пород. Часть спутников движется внутри колец планеты, поэтому называется внутренними.

Всем спутникам Урана достались имена в честь героев произведений Уильяма Шекспира. Это тоже дань первооткрывателю из Англии.

Кольца

Пусть они не такие яркие, как у Сатурна, но они тоже имеются вокруг Урана. Такие кольца характерны для газовых планет. Они темные и тусклые, состоят из крошечных темных частиц размером не более метра. Зато эти кольца были обнаружены вторыми, после аналогичных колец Сатурна.


Еще Гершель утверждал, что видел их, но так как телескопы того времени были слабыми, ему не поверили. Подтвердили его правоту уже в восьмидесятых годах двадцатого века американские астрономы. Они увидели эти кольца с помощью бортовой обсерватории, причем совершенно случайно — по плану должно было проводится наблюдение за атмосферой Урана. На сегодняшний день подтверждено наличие 13 колец. Они значительно моложе планеты, образовались уже после ее возникновения, по предположениям это остатки захваченных спутников. Самое яркое – кольцо эпсилон. Его можно увидеть с Земли в любительском телескопе.

Планета Уран

Исследования

После открытия Урана его изучение долгое время оставалось проблематичным из-за его громадной удаленности. Ученые могли наблюдать только самые крупные спутники, строить предположения о кольцах или атмосфере.

Только в двадцатом веке был запущен зонд «Вояджер — 2», который, стартовав в 1977 году, в 1986 году достиг планеты. Он передал первые снимки— невыразительная, тусклая поверхность, едва видная сквозь облака. Миссия «Вояджера — 2» состояла в изучении магнитного поля Урана, наблюдении за атмосферой. Так же аппарат изучал погоду, обнаружил два неизвестных ранее кольца и сделал снимки наиболее крупных спутников. Часть планеты осталась вне поля зрения ученых, так как зонд приблизился к освещенной Солнцем части планеты.


Больше полезных сведений дали наблюдения с помощью радиотелескопа «Хаббл» уже в девяностые годы. Именно он первым зафиксировал атмосферные вихри Урана, обнаружил «темное пятно» в облаках и асимметрию в строении планеты.

Эти открытия позволили группе из 168 ученых начать подготовку к новому проекту. В настоящее время НАСА готовит к запуску аппарат Uranus Pathfinder. Зонд начнет путешествие на Земле и завершит его в районе Урана, где пройдет сквозь атмосферу и возьмет множество проб. Проект предполагает масштабное исследование внешней стороны Солнечной системы. Будут визуально обследованы гигантские области за Ураном. Предполагается, что аппарат стартует в 20-х годах. Миссия может растянуться до 15 лет, из которых почти 10 уйдет на полет к голубой планете.

Интересные факты

  • Уран на 80% состоит из различных жидкостей. Есть и вода, в виде сверхзамороженного льда.
  • Эту планету вполне можно разглядеть даже невооруженным взглядом с Земли, необходимо только точно знать ее координаты и находиться подальше от города.
  • Магнитное поле северного полушария Урана в десять раз сильнее, чем южного.
  • Бури на поверхности планеты охватывают огромные площади, сопоставимые с размерами континентов на Земле.

  • Это единственная планета системы, которая выделяет меньше тепла, чем ей дается Солнцем. Этот феномен до сих пор не нашел однозначного объяснения.
  • Размер самого крупного спутника — Титании — вполовину меньше диаметра Луны.
  • Уран составляет пару Венере, они вдвоем вращаются иначе, чем остальные планеты – с востока на запад относительно своей оси.
  • Свет Солнца достигает поверхности Урана только спустя три часа.
  • Это самая малоизученная планета нашей системы.
  • Уран регулярно попадает в различные произведения культуры. Уже через три года после открытия на него перенесли действие сатирических памфлетов. Его включали в романы ведущие писатели-фантасты. Именно на Уране развивается сюжет фильма «Путешествие к седьмой планете», там оказываются герои сериалов «Космический патруль» и «Доктор Кто». Загадочный Уран дает полную свободу фантастическим комиксам, ярким аниме и популярным компьютерным играм.

Источник: mirkosmosa.ru

Открытие планеты Уран

Открыл седьмую планету Солнечной системы английский астроном Уильям Гершель (1738-1822) в 1781 году. Однако, ради исторической правды надо сказать, что первым человеком, увидевшим это космическое тело, являлся английский астроном Джон Флемстид (1646-1719). Он наблюдал Уран в 1690 году и принял его за далёкую звезду в созвездии Тельца. Таковой планета и была нанесена на одну из карт атласа звёздного неба и пребывала в этом почётном качестве целых 50 лет.


Уильям Гершель тоже поначалу не вник в истинную сущность далёкого и загадочного голубовато-зеленоватого космического объекта. Ночное небо он рассматривал через телескоп собственной конструкции, скрупулёзно изучал глубины космоса и, наткнувшись на планету Уран, окрестил её кометой. Астроном известил об этом Лондонское королевское общество по развитию знаний о природе, сделав своё открытие достоянием общественности.

Другие астрономы также стали наблюдать за этим космическим телом. Многие из них сошлись на том, что всё-таки это не комета, а скорее планета. У вновь открытого образования не было свойственного для кометы хвоста, к тому же оно находилось на расстоянии 19 а. е. от Солнца. Подобные тела, как правило, становятся различимыми на гораздо более близком расстоянии от жёлтой звезды. Для них нормой считалось в то время 4 а. е, а тут пятикратное превышение.

Прошло два года тщательных наблюдений, прежде чем Уильям Гершель вынес окончательный вердикт. Он признал в 1783 году открытый им космический объект планетой. Среди астрономов это стало сенсацией. Многие сотни лет люди даже не подозревали о наличии седьмой планеты в пределах Солнечной системы. И вот в тёмных глубинах Космоса был обнаружен очередной собрат дружного семейства. Сразу возник вопрос, как его назвать.

По общепринятой практике планеты называли именами древнеримских богов. В данном случае первооткрыватель решил отступить от устоявшегося правила и назвать планету именем короля Великобритании. На троне в это время сидел Георг III (1738-1820). Уильям Гершель назвал своё детище планетой Георга.


Надо сразу сказать, название не прижилось. Как-то не принято называть вечно-живущие космические тела именами простых смертных. Жизнь человека искромётна, Космос же вечен. Кто в наши дни знает Георга III, чем он себя проявил? Зато всем хорошо известны имена древнеримских и древнегреческих богов. Они пережили тысячелетия, тем самым доказав свою состоятельность и бессмертие в памяти людей.

Вот поэтому немецкий астроном Иоганн Элерт Боде (1717-1826) предложил назвать вновь открытую планету Ураном. Уран в древнегреческой мифологии супруг Геи – матери-земли. Он являлся отцом Кроноса (Сатурн в древнеримской мифологии) и дедом Зевса (Юпитер в древнеримской мифологии). Название было логически закономерным – сын, отец, дед. Никто спорить не стал. Так с лёгкой руки немецкого коллеги седьмая планета Солнечной системы и получила название Уран.

Строение планеты Уран

Верхние слои атмосферы планеты Уран окутывают голубовато-зеленоватые облака, состоящие из крошечных кристаллов метана. Именно это великолепие и придаёт планете такой приятный, ласкающий глаз цвет. Нижние слои атмосферы содержат в себе жидкий водород и гелий. Водорода присутствует 83%, гелия 15%, метана 1,99%, остальные 0,01% забирает себе аммиак.


Ниже атмосферы располагается мантия. Она представляет из себя жидкую с высокой плотностью смесь, состоящую из растворённого в воде аммиака. Вся эта масса плотно окутывает твёрдое ядро из кремния и металлов. Ядро обладает плотностью в два раза большей чем у Земли. В то же время своими размерами оно совпадает с Землёй, а вот его масса в 5 раз больше массы голубой планеты.

На границе ядра и мантии имеет место огромное давление – оно равно 8 миллионам бар (1 бар равен 750 мм рт. столба). Чем выше к поверхности планеты, тем давление ниже. Причём уменьшается оно быстро и на определённой высоте достигает величины в 1 бар. Именно этот уровень и принято считать условно-выбранной поверхностью газового гиганта. От неё рассчитываются экваториальный и полярный радиусы, а также все остальные величины, связанные с размерами планеты Уран.

Данная модель, в наши дни, берётся за исходную, но не является единственной. Есть предположение, что у планеты Уран отсутствует твёрдое ядро, также идут споры о соотношении атмосферы, мантии и твёрдых пород. Как понимает каждый, истину установить сложно – для этого нужны многолетние тщательные исследования. Так что сенсационные сюрпризы, касающиеся строения планеты, ещё впереди.

Что же касается температурных режимов, то здесь сразу надо сказать, Уран – самая холодная планета из всех газовых гигантов. Температура в его тропопаузе (переходный слой от тропосферы к стратосфере) равняется минус 224° по Цельсию, или 49К (1С = К – 273,15). Это атмосферный слой, отстоящий от условно-выбранной поверхности на расстоянии в 10-50 километров.

Ниже тропопаузы находится тропосфера – нижний слой атмосферы. На её границе с условно-выбранной поверхностью температура составляет 47° по Цельсию (320К). То есть с высотой температурный режим явно портится и приятная теплота переходит в страшный холод. В глубинах же планеты, на границе мантии и ядра, совсем иные тепловые показатели. Температура держится в этих областях на отметке 5000К.

Для того, чтобы составить полное впечатление о температурных режимах космических тел, придумали такое понятие как эффективная температура планеты. Под ней понимается температура абсолютно чёрного тела (тело, поглощающее все излучения и ничего не отражающее), равного по размерам планете и излучающего точно такое же количество энергии в единицу времени.

К примеру, эффективная температура Земли соответствует минус 24° по Цельсию (249К). У планеты Уран ситуация несколько иная. Здесь эффективная температура равна минус 214,15° по Цельсию (59К). Что же касается газовых собратьев, то эффективная температура Юпитера соответствует минус 143° по Цельсию (130К), а соответственно Сатурна минус 178° по Цельсию (95К).

Выше тропопаузы простирается стратосфера на высоту до 4000 км. Здесь температурный режим начинает расти, причём очень значительно. В центральных слоях стратосферы он достигает величины в 520° по Цельсию. Такая жара объясняется активным поглощением солнечных радиационных излучений, которые и нагревают эту часть атмосферы до такой температуры.

Самое же интересное то, что и выше стратосферы, в термосфере, температура вовсе не падает, а остаётся на том же уровне. Такие температурные значения распространяются на 50000 км. в окружающую планету Уран космическую даль. Всё это раскалённое пространство принято называть короной. Почему в ней так жарко – наука пока объяснить не может.

Кольца планеты Уран

Планета Уран обладает системой колец. Их насчитывается целых 13. Это конечно не то великолепие, которое окружает Сатурн, так как данные образования имеют очень тёмный цвет. Они практически невидимы как и все чёрные тела, а первые пять из них были открыты только в 1977 году американскими учёными.

Они наблюдали закрытие газовым гигантом одной из далёких звёзд бескрайнего Космоса. Это делалось для того, чтобы посредством изучения интенсивности свечения, определить плотность атмосферы планеты.

Каково же было удивление, когда исследователи обнаружили что звезда исчезла из поля зрения ещё до того, как Уран её перекрыл. Затем свет опять возник в чёрной бездне и также неожиданно вновь пропал. Такие сюрпризы продолжались пять раз, пока газовый гигант не перекрыл звезду полностью.

Подобное мелькание света было обнаружено и тогда, когда Уран ушёл по орбите в сторону. Звезда сначала стала видима, затем пропала и вновь появилась перед удивлёнными взорами наблюдателей. Таких «исчезновений» звезды также насчитывалось ровно пять.

Вряд ли такой световой эффект могли создать спутники планеты. Иначе пришлось бы признать, что вокруг Урана вращается 10 спутников. Причём все они лежат в одной плоскости, а каждые два из них имеют к тому же одну и ту же орбиту.

Учёные вполне логически рассудили, что это очень тёмные кольца. Им дали название букв греческого алфавита: Альфа, Бета, Гамма, Дельта, Эпсилон. Вскоре были открыты ещё 4 кольца, а в 1986 году космический беспилотный аппарат «Вояджер-2» обнаружил 2 кольца, также принадлежащих планете Уран. Точку в этом вопросе поставил космический телескоп «Хаббл» в 2005 году. Благодаря ему были найдены, расположенные очень далеко от газового гиганта последние 2 кольца.

Вот таким образом и вышли на величину 13. Цифра конечно несчастливая, но Космос, как правило, игнорирует земные суеверия. Причём 11 колец имеют практически чёрный цвет, а два крайних отличаются по спектру. Внешнее кольцо синего цвета, внутреннее красного. Видимо такой окрас имеют частицы льда, из которых эти образования и состоят. Сами частицы различаются по размеру. Одни совсем маленькие – порядка нескольких миллиметров, другие представляют из себя огромные глыбы, достигающие нескольких метров в диаметре.

Спутники планеты Уран

У планеты Уран насчитывается 27 спутников. Состоят они изо льда вперемешку с горными породами. Соотношение здесь половина на половину. Причём лёд включает в себя соединения аммиака и углекислого газа, присутствуют также и соединения метана.

Уран обладает самой маленькой спутниковой системой по массе среди газовых гигантов. Наибольший интерес представляют из себя пять самых крупных спутников. Это Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон.

Спутник Урана Миранда

Спутник Миранда расположен ближе всего к планете. Открыт малыш был в 1948 году американским астрономом Джерардом Койпером (1905-1973). Расстояние его до Урана составляет 129700 км. Он самый маленький среди своих пяти коллег. Диаметр данного космического образования составляет всего 472 километра.

Эксцентриситет орбиты равен 0,0027, а полный оборот вокруг газового гиганта малыш делает за 1,41 земных суток. Причём к Урану он всегда повёрнут одной и той же стороной.

Плотность Миранды 1,2 г/см³, температура на поверхности минус 185° по Цельсию. Состоит спутник из аммиачного льда, соединений метана и горных пород. Имеет на своей поверхности скалу, носящую название Верона Рупес. Высота этого величественного образования 20 километров.

Спутник Урана Ариэль

Спутник Ариэль открыт в 1851 году сыном первооткрывателя Урана британским астрономом Джоном Гершелем (1792-1871). Отстоит он от газового гиганта на расстоянии 191240 километров, обращён к нему всегда одной и той же стороной. Полный оборот делает за 2,52 дня.

Это самый светлый из всех 27 спутников. Объясняется это тем, что его поверхность покрыта водяным инее. Состоит из каменных пород, а также водяного и метанового льда. Причём льда гораздо больше – порядка 60%.

Эксцентриситет орбиты равен 0,0012, плотность 1,67 г/см³. Диаметр спутника 1158 километров. Поверхность покрыта каньонами и долинами. Каньоны глубокие, высота их отвесных стен доходит до 10 километров. Температура на поверхности составляет минус 215° по Цельсию.

Спутник молодой, так как на его поверхности очень мало метеоритных кратеров. Многочисленные разломы на поверхности указывают на вулканическую активность в недалёком прошлом. Что являлось источником данного геологического явления – неясно.

Спутник Урана Умбриэль

Спутник Умбриэль открыт в 1851 году. Совершил столь примечательный поступок британский астроном Уильям Лассел (1799-1880). Он сумел разглядеть в космической дали самый тёмный из объектов, вращающихся вокруг Урана.

Отстоит он от газового гиганта на расстоянии в 266 тысяч километров, диаметр имеет 585 километров, а эксцентриситет его орбиты равен 0,0039. Повёрнут спутник к Урану всегда одной и той же стороной, а полный оборот делает за 4 суток.

Поверхность Умбриэля очень тёмная, температура на ней держится на отметке минус 198° по Цельсию, плотность равняется величине в 1,39 г/см³. В этом кромешном ужасном холоде существует множество кратеров. Примечательно то, что некоторые из них имеют светлое дно. Самый крупный из кратеров явно выделяется на поверхности своей белизной. Его диаметр равен 140 километров.

Существует предположение, что данная белизна является ничем иным как чистым льдом. Мощные метеориты обнажили эту составляющую космического тела, раскидав в стороны твёрдые каменные породы. Видимо глубина залегания льда разная, поэтому только часть ударных кратеров может похвастаться таким специфическим дном, в то время как другим остаётся только завидовать.

Спутник Урана Титания

Спутник Титания открыт Уильям Гершелем в 1787 году, через 6 лет после открытия им планеты Уран. Это самый крупный спутник. Его диаметр равен 1577 километров. Отстоит он от газового гиганта на расстоянии в 436 тысяч километров, а полный оборот вокруг планеты делает за 8,71 дня.

Состоит Титания из водяного льда, соединений метана и горных пород. Последних насчитывается 50%. Эксцентриситет равен 0,0011, плотность соответственно 1,71 г/см³. Температура на поверхности составляет минус 203° по Цельсию.

На спутнике Урана не очень много кратеров. Самый крупный из них носит название Гертруда и имеет в диаметре 326 километров. Наблюдается множество долин и каньонов. Каньоны очень длинные. Никоторые из них имеют протяжённость до 1000 километров. Поверхность спутника обильно покрывает водяной иней.

Спутник Урана Оберон

Спутник Оберон также открыт Уильям Гершелем в 1787 году. Он меньше Титании. Его диаметр составляет 1526 километров. Расстояние до газового гиганта соответствует 582,6 тысячам километров. Эксцентриситет равен 0,0014, плотность 1,63 г/м³. Полный оборот вокруг Урана занимает 13,46 дня. Спутник всегда повёрнут к планете одной и той же стороной.

Температура на поверхности держится на отметке минус 198° по Цельсию. Состоит это космическое тело на 50% из горных пород. Всё остальное – водяной лёд, а также соединения метана и азота.

Поверхность спутника изрыта ударными кратерами. Самый крупный из них носит романтическое название Гамлет. Его диаметр равен 205 километрам. Вокруг многих ударных кратеров наблюдаются светлые полосы, представляющие из себя ничто иное, как мощные выбросы льда.

Дно у многих кратеров очень тёмное. Это указывает на геологическую активность в прошлом. Только вместо раскалённой лавы из недр поднималась на поверхность вода, метан, аммиак. Всё это выплёскивалось в виде жидкости или газа. Соприкасаясь с внешней средой, текучая и газообразная масса теряла свои первоначальные свойства, застывала и превращалась в твёрдый тёмный лёд.

Магнитное поле планеты Уран

Представление о магнитном поле планеты Уран исследователи получили только после того, как вблизи газового гиганта побывал космический аппарат НАСА «Вояджер-2». Случилось это знаменательное событие в далёком 1986 году. Посланец матушки-земли изучил не только магнитное поле. Он тщательнейшим образом ознакомился с атмосферой, открыл 10 новых спутников, два кольца, а также сфотографировал 5 самых больших спутников Урана.

Работа была проделана огромная, с учётом того, что космический аппарат также тщательнейшим образом проверил и структуру магнитосферы седьмой планеты. Вся эта уникальная информация благополучно достигла земли и стала достоянием специалистов.

На сегодняшний день известно: магнитное поле планеты Уран имеет определённые особенности, связанные со спецификой его вращения, но в целом соответствует аналогичным магнитным полям других планет из группы газовых гигантов.

Характерным отличительным признаком является то, что магнитная ось не соответствует оси вращения планеты. Она сдвинута относительно центра данного космического тела на 1/3 его радиуса. В дополнение к этому, магнитная ось отклонена от оси вращения и образует с ней угол в 60°. Напряжённость магнитного поля также не является величиной постоянной, а изменяется от одной области к другой. Кроме двух основных магнитных полюсов были замечены ещё два менее сильных магнитных полюса.

Все эти особенности, абсолютно несвойственные планетам земной группы, объясняются тем, что формирование магнитного поля Урана происходит не в ядре планеты, а в более близких к поверхности областях. Это жидкий аммиак, который существует между ядром и атмосферой. Именно в этой среде и формируются магнитные силовые линии, обволакивающие планету, как кокон гусеницу.

Этот кокон подвержен мощному влиянию солнечного ветра (гелиево-водородная плазма, испускаемая солнечной короной). Со стороны, обращённой к светилу, он испытывает на себе всю мощь пышущей жаром жёлтой звезды. Но силовые линии магнитного поля не уступают натиску: они выдерживают его и таким образом защищают планету от губительного и разрушающего воздействия могучей солнечной энергии.

С другой стороны планеты у магнитного поля нет противодействия. Силовые линии устремляются за текущим в космическую даль солнечным ветром и вытягиваются на многие миллионы километров. Такое образование, ограничивающее воздействие солнечной энергии, называется магнитосферой.

Магнитосфера присутствует у всех планет, имеющих магнитное поле. Везде она устремляется за солнечным ветром и тянется широкой полосой по бескрайней космической бездне. Это общепринятое правило, которому не подчиняется, только, Уран.

Его магнитосфера тянется не широкой полосой, а закручена в штопор. Это происходит из-за сильного наклона оси вращения к оси магнитного поля планеты. Планета Уран вращается, и силовые линии, подобно нитям, накручиваются друг на друга. В результате магнитосфера и приобретает такую оригинальную конфигурацию, напоминающую по форме штопор. Длина его составляет 10 миллионов километров и направлена в сторону орбиты Нептуна.

Планета Уран – одно из уникальнейших творений Космоса. Она прекрасна, загадочна и притягивает людей своими нераскрытыми тайнами. Последних же, по всей видимости, ещё очень и очень много. Видимо пройдёт немало лет, прежде чем голубовато-зелёноватая планета поделится с человеком своими основными секретами и приблизит нашу цивилизацию к разгадкам других тайн, надёжно укрытых в глубинах Вселенной.

Статью написал ridar-shakin

Источники: Издание «Планеты Солнечной системы»

Источник: www.factruz.ru

Атмосфера Урана

Атмосфера Урана

Из-за темно-синего цвета Урана атмосферную модель планеты оказалось составить гораздо сложнее, нежели модели того же Юпитера или даже Сатурна. К счастью, снимки, полученные с космического телескопа «Хаббл» позволили получить более широкое представление. Более современные технологии визуализации телескопа дали возможность получить гораздо более детальные снимки, нежели чем у Voyager 2. Так благодаря фотографиям «Хаббл» удалось выяснить, что на Уране существуют широтные полосы как и на других газовых гигантах. Кроме того, скорость ветров на планете может достигать более 576 км / час.

Считается, что причиной появления однообразной атмосферы является состав самого верхнего ее слоя. Видимые слои облаков состоят в основном из метана, который поглощает эти наблюдаемые длины волн, соответствующие красному цвету. Таким образом, отраженные волны представлены в виде синего и зеленого цветов.

Под этим наружным слоем метана, атмосфера состоит из примерно 83% водорода (H2) и 15% гелия, где присутствует определенное количество метана и ацетилена. Подобный состав аналогичен другим газовым гигантам Солнечной системы. Однако атмосфера Урана резко отличается в другом отношении. В то время как у атмосферы у Юпитера и Сатурна в основном газообразные, атмосфера Урана содержит гораздо больше льда. Свидетельством тому являются экстремально низкие температуры на поверхности. Учитывая тот факт, что температура атмосферы Урана достигает -224 °С, ее можно назвать самой холодной из атмосфер в Солнечной системе. Кроме того, имеющиеся данные указывают на то, что такая крайне низкая температура присутствует практически вокруг всей поверхности Урана, даже на той стороне которая не освещается Солнцем.

Структура Урана

Структура Урана

Уран, по мнению планетологов, состоит из двух слоев: ядра и мантии. Современные модели позволяют предположить, что ядро в основном состоит из камня и льда и примерно в 55 раз превышает массу Земли. Мантия планеты весит 8,01 х 10 в степени 24 кг., или около 13,4 масс Земли. Кроме того, мантия состоит из воды, аммиака и других летучих элементов. Основным отличием мантии Урана от Юпитера и Сатурна является то, что она ледяная, пусть и не в традиционном смысле этого слова. Дело в том, что лед очень горячий и толстый, а толщина мантии составляет 5,111 км.

Что самое удивительное в составе Урана и то, что отличает его от других газовых гигантов нашей звездной системы, является то, что он не излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Учитывая тот факт, что даже Нептун, который очень близок по размеру к Урану, производит примерно в 2,6 раза больше тепла, чем получает от Солнца, ученые сегодня очень заинтригованы в столь слабой мощности генерируемой Ураном энергии. На данный момент существует два объяснения данному явлению. Первая указывает на то, что Уран подвергся воздействию объемного космического объекта в прошлом, что привело к потере большей части внутреннего тепла планеты (полученной во время формирования) в космическое пространство. Вторая теория утверждает, что внутри планеты существует некий барьер, который не позволяет внутреннему теплу планеты вырваться на поверхность.

Орбита и вращение Урана

Орбита Урана

Само открытие Урана позволило ученым расширить радиус известной Солнечной системы почти в два раза. Это означает, что в среднем орбита Урана составляет около 2,87 х 10 в степени 9 км. Причиной столь огромного расстояния является длительность прохождения солнечного излучения от Солнца до планеты. Солнечному свету необходимо около двух часов и сорока минут чтобы достичь Урана, что почти в двадцать раз дольше, чем требуется солнечному свету для того, чтобы достигнуть Земли. Огромное расстояние влияет и на продолжительность года на Уране, он длится почти 84 земных года.

Эксцентриситет орбиты Урана составляет 0.0473, что лишь немногим меньше, чем у Юпитера — 0,0484. Данный фактор делает Уран четвертым из всех планет Солнечной системы по показателю круговой орбиты. Причиной столь небольшого эксцентриситета орбиты Урана является разница между его перигелием 2,74 х 10 в степени 9 км и афелием 3,01 х 109 км составляет всего 2,71 х 10 в степени 8 км.

Самым интересным моментом в процессе вращения Урана является положение оси. Дело в том, что ось вращения для каждой планеты, кроме Урана, примерно перпендикулярна их плоскости орбиты, однако ось Урана наклонена почти на 98°, что фактически означает, что Уран вращается на боку. Результатом такого положения оси планеты является то, что северный полюс Урана находится на Солнце половину планетарного года, а другая половина приходится на южный полюс планеты. Другими словами, дневное время на одном полушарии Урана длится 42 земных года, а ночное, на другом полушарии столько же. Причиной, по которой Уран «повернулся на бок», ученые опять же называют столкновение с огромным космическим телом.

Кольца Урана

Кольца Урана

Учитывая тот факт, что самыми популярными из колец в нашей Солнечной системе длительное время оставались кольца Сатурна, кольца Урана не удавалось обнаружить вплоть до 1977 года. Однако причина не только в этом, есть еще две причины столь позднего обнаружения: расстояние планеты от Земли и низкая отражательная способность самих колец. В 1986 году космический аппарат Voyager 2 смог определить наличия у планеты еще двух колец, помимо известных на то время. В 2005 году космический телескоп «Хаббл» заметил еще два. На сегодняшний день планетологам известно 13 колец Урана, самым ярким из которых является кольцо Эпсилон.

Кольца Урана отличаются от сатурнианских практически всем — от размеров частиц до из состава. Во-первых, частицы, составляющие кольца Сатурна маленькие, немногими больше, чем несколько метров в диаметре, тогда как кольца Урана содержат множество тел до двадцати метров в диаметре. Во-вторых, частицы колец Сатурна в основном состоят изо льда. Кольца Урана, тем не менее, состоят как изо льда так и значительной пыли и мусора.

Интересные факты об Уране

Интересные факты Уран

• Уильям Гершель открыл Уран в только 1781 году, так как планета была слишком тускла для того, чтобы ее могли заметить представители древних цивилизаций. Сам Гершель поначалу полагал, что Уран это комета, однако позже пересмотрел свое мнение и наука подтвердила планетарный статус объекта. Так Уран стал первой планетой, открытой в современной истории. Оригинальное название предложенное Гершелем было «Звезда Георга» — в честь короля Георга III, но научное сообщество не приняло его. Название «Уран» было предложено астрономом Иоганном Боде, в честь древнеримского бога Урана.
• Уран делает оборот вокруг своей оси один раз за каждые 17 часов и 14 минут. Подобно Венере, планета вращается в ретроградном направлении, противоположном направлению Земли и остальным шести планетам.
• Считается, что необычный наклон оси Урана могло вызывать грандиозное столкновение с другим космическим телом. Теория состоит в том, что планета, размеры которой были предположительно с Землю резко столкнулась с Ураном, что сдвинуло его ось практически на 90 градусов.
• Скорость ветра на Уране может достигать до 900 км в час.
• Масса Урана составляет около 14,5 раз масс Земли, что делает его самым легким из четырех газовых гигантов нашей Солнечной системы.
• Уран часто упоминается как «ледяной гигант». Помимо водорода и гелия в верхнем слое (как у других газовых гигантов), Уран также имеет ледяную мантию, которая окружает его железное ядро. Верхние слои атмосферы, состоят из аммиака и кристаллов ледяного метана, что дает Урану характерный бледно-голубой цвет.
• Уран является второй наименее плотной планетой в Солнечной системе, после Сатурна.

• Voyager 2 — единственный космический аппарат, пролетевший мимо Урана. Это произошло в 1986 году, самое близкое расстояние до планеты во время пролета составило около 81500 км. Благодаря этой миссии были получены самые первые изображения планеты в достаточно высоком разрешении. Исследователям удалось выявить кольцевую систему планеты и орбитальные спутники.
• В настоящее время считается, что Уран имеет 13 колец. Все, кроме двух колец Урана, очень узкие — всего лишь несколько километров в ширину. Ученые полагают, что это связано с относительно молодым возрастом самих колец, которые в прошлом были частями от спутников Урана, но были разрушены кометами или астероидами.
• Химический элемент уран, обнаруженный в 1789 году, был назван в честь недавно обнаруженной планеты Уран.
• Уран является самой холодной планетой в Солнечной системе. Минимальная температура поверхности на Уране составляет -224 °C — что делает его самым холодным из восьми планет. Его верхние слои атмосферы покрыты туманом, в основном из метана, который скрывает бури, происходящие в облаках.
• Спутники Урана названы в честь персонажей, созданных Александром Поупом и Уильямом Шекспиром. Например, Оберан, Титании и Миранда. Почти все эти миры покрыты льдом и имеют темную поверхность, а некоторые представляют собой смесь льда и камней. Из спутников Урана наиболее интересным является Миранда, которая имеет ледяные каньоны, террасы и странно выглядящую поверхность.

Источник: mks-onlain.ru

Самая удивительная планета Солнечной системы

Исследуя околоземное космическое пространство в телескоп, несложно прийти к ошибочному мнению – Солнечная система представляет собой простейший гелиоцентрический механизм, в котором все остальные космические тела и объекты подчиняются известным законам физики и математики. На самом деле все далеко не так просто, как кажется на первый взгляд. Каждое небесное тело в нашем ближайшем космосе живет своей жизнью, имеет свои характерные особенности и мало чем похоже на своих соседей. Яркий тому пример – планеты земной группы, среди которых только Землю и Марс можно с большой натяжкой поставить в один ряд.

Аналогичная ситуация с другой группой планет — газовыми гигантами — которые совершают свой бег вокруг Солнца по внешнему кругу. Если Юпитер и Сатурн имеют схожие астрофизические параметры и характеристики, то Уран на их фоне выглядит «белой вороной». Несмотря на внешнее сходство и одинаковое строение, Уран является единственной планетой нашей звездной системы, которая занимает необычное положение. Спецификой особенности такого небесного тела, как Уран, является следующий аспект. Планета не просто совершает размеренный бег по гелиоцентрической орбите, а катится, словно бильярдный шар вокруг Солнца. Проще говоря, планета просто лежит на боку и перекатывается в направлении своего движения по орбите. Это поведение не только не характерно двум другим газовым гигантам Солнечной системы — Юпитеру и Сатурну, положение оси вращения Урана по отношению к плоскости его орбиты выглядит необычно.

Если говорить о том, насколько градусов наклонен экватор Урана к плоскости своей орбиты, то эта величина составляет 97,86⁰. К примеру, Земля и Марс имеют угол наклона экватора к орбитальной плоскости 23,45 и 25,19 градусов соответственно. Экватор у Меркурия и у Юпитера практически перпендикулярен орбитальной плоскости. Уран же лежит на боку и вращается ретроградно. Такое положение оси выглядит с научной точки зрения нонсенсом, так как у седьмой от Солнца планеты смена дня и ночи наблюдается только в узком секторе планетарного диска. Восход и закат далекого Солнца происходит на небосклоне Урана почти так же, как и в полярных широтах на Земле. Благодаря такому положению оси вращения планеты, существует любопытный момент — разница в длительности уранского года на полюсах и на экваторе. Полюса планеты встречают день и ночь один раз в течение 42 земных лет, а вот на экваторе год удлиняется ровно в два раза и составляет 84 земных года.

Сказывается положение оси вращения планеты и на характере магнитного поля седьмой планеты. В отличие от других небесных тел Солнечной системы, магнитное поле Урана вращается вместе с самой планетой, постоянно меняя магнитные полюса. Другими словами, магнитное поле планеты Уран периодически открывается и закрывается. Если бы подобное происходило на Земле, нас бы каждый день ожидала планетарная катастрофа.

Открытие седьмой планеты

История открытия третьего газового гиганта всецело связана с именем англичанина Уильяма Гершеля. В 1781 году англичанин обнаружил новое небесное тело, которое первоначально принял за комету, посетившую Солнечную систему. Однако спустя некоторое время, изучив особенности движения объекта по орбите вокруг Солнца, астроном Уильям Гершель принял решение классифицировать его как седьмую планету. Это событие стало знаковым в астрономии. Впервые инструментальным способом человеку удалось обнаружить планету, о существовании которой ранее ничего не было известно. До этого момента астрономы опирались на информацию о существовании шести планет, принимая Уран за звезду. Представление о размерах Солнечной системы ограничивалось орбитой Сатурна.

Англичанин на правах первооткрывателя предложил назвать седьмую планету в честь английского монарха — «звезда Георга». Это название не пришлось по вкусу членам Королевской астрономической обсерватории, которые решили дать новой планете название Уран, в честь древнегреческого божественного символа небесной сферы. Впоследствии, когда Гершель наблюдал за движением Урана, была отмечена особенность поведения этого небесного тела на орбите. Седьмая планета неравномерно двигалась по орбите, то ускоряясь, то замедляя свое движение. Уже после смерти Гершеля, другие астрономы, англичанин Адамс и француз Лаверье выдвинули предположение, что за Ураном находится еще одно крупное небесное тело, гравитация которого и отражается на поведении третьего газового гиганта. Последующие математические расчеты подтвердили правильность предположения, что дало возможность в 1846 году открыть последнюю, восьмую планету Солнечной системы Нептун.

Таким образом, открытие Урана повлекло за собой цепную реакцию в научном мире, результатом которой стало расширение границ планетарной системы. Вслед за Ураном мы получили Нептун и Плутон — объекты, открытые путем математических вычислений.

Астрофизические характеристики: краткое описание планеты Уран

Несмотря на внешнее сходство с первыми двумя газовыми гигантами Солнечной системы, седьмая планета существенно отличается от Юпитера и Сатурна. В отличие от Юпитера и Сатурна, которые можно достаточно хорошо рассмотреть в телескоп, Уран в объективе выглядит небольшой звездочкой. Это объясняется огромным расстоянием, которое разделяет этот далекий мир от нашей планеты.

На небосклоне Земли третий гигант едва заметен, представляя собой тусклую звезду, яркость которой варьируется в диапазоне 5,9 — 5,32 звездной величины. Наблюдая в телескоп за далекой звездой бледно-голубого цвета, астрономы долгое время задавались вопросом, какого цвета седьмая планета на самом деле. Ответ на этот вопрос ученые получили только в 1986 году, когда космический зонд «Вояджер-2» пролетел в 80 тыс. км. от поверхности далекой планеты. На полученных снимках был виден бледно-голубой, с едва металлическим оттенком планетарный диск.

Расстояние от Солнца составляет в среднем 2 876 679 082 км. Уран совершает бег вокруг центра звездной системы по почти эллиптической орбите с незначительным эксцентриситетом (е), который составляет 0,46. Период обращение небесного тела вокруг центральной звезды составляет 30685 земных дня или 84 года. Скорость движения этой планеты невысокая — всего 6,8 километров в секунду. Только Нептун передвигается в космосе с еще меньшей орбитальной скоростью — 5,4 км/с.

Если говорить о том, сколько займет времени путешествие от Земли до третьей планеты–гиганта, то здесь можно опираться на данные полета все того же автоматического аппарата «Вояджер-2», который летел к Урану почти 9 лет. Эта пока единственная миссия, позволившая получить землянам представления об этом далеком объекте и его окрестностях.

Несмотря на свои скромные размеры в ночном небе, в действительности размер Урана впечатляет. Диаметр планетарного диска этого гиганта составляет 50724 км. Это конечно не так много, как у Юпитера и Сатурна, диаметры которых составляют 140 тыс. км и 116 тыс. км соответственно. Однако этого вполне достаточно для того, чтобы седьмая планета Солнечной системы прочно удерживала за собой третью позицию.

Впечатляет наблюдателя и масса этого небесного тела. Уран в 14,5 раз тяжелее Земли и весит 8,6832·1025 кг. По своей массе бледно-голубой гигант проигрывает не только Юпитеру и Сатурну. Даже дальняя спутница Урана, планета Нептун имеет большую массу. Относительная легкость далекого небесного тела объясняется его составом. В отличие от двух других планет Юпитера и Сатурна, где основная масса представлена полужидким и металлизированным водородом и гелием, Уран представляет огромный ледяной шар, который имеет скорость вращения вокруг собственной оси в 2,29 м/с.

Состав седьмой планеты и ее атмосфера

Лед на Уране — это различные высокотемпературные модификации. Здесь присутствует замерший аммиак, водяной лед и метан, находящийся в твердом ледяном состоянии. Ввиду ледяной природы, седьмая планета была переведена учеными-астрофизиками в категорию ледяных гигантов. Плотность ледяного шарика незначительная, почти в три раза меньше плотности планеты Земля и составляет 1,27 г/см3. Однако благодаря своей большой массе и орбитальным параметрам, на Уране достаточно сильные гравитационные силы. Ускорение свободного падения у ледяного гиганта практически идентично земному и составляет 8,87 м/с2.

Любопытно строение далекой планеты, которое выглядит следующим образом:

  • твердое каменное ядро;
  • ледяная мантия;
  • мнимая поверхность;
  • нижняя атмосфера (стратосфера и тропосфера);
  • планетарная корона.

Поверхность небесного тела представлена соединениями водорода и гелия, пребывающими в газообразном состоянии. В состав атмосферы планеты входит метан, благодаря которому Уран имеет характерный бледно-голубой оттенок. Его концентрация уменьшается с высотой, где ввиду крайне низких температур метан вымерзает, оставляя место для водорода и гелия. Точный химический состав атмосферы седьмой планеты до конца не известен, однако судя по спектру, атмосфера в основном состоит из водорода, в ней также присутствуют соединения углеводородов, которые являются результатом воздействия на молекулы метана солнечной радиации. Слои атмосферы ледяного гиганта отличаются толщиной и температурой. Самый верхний слой — это атмосферная корона, простирающаяся далеко за пределы планеты на расстояние 8000 км. Нижние слои — это стратосфера и тропосфера, где преобладают низкие температуры. На высоте 50-300 км. от поверхности располагается слой облаков, состоящих из водяных паров, кристаллов аммиака и метана. Температуры в этом месте достигают отметки 227-250 градусов Цельсия с отметкой минус.

Заключение

Информация, которой сегодня располагают ученые о третьей планете-гиганте крайне ограниченная. Это объясняется расположением Урана. Основное внимание астрофизики и ученые уделяли изучению Юпитера и Сатурна и крайних районов Солнечной системы. Уран, расположенный в середине этого сообщества небесных тел, все время оказывался вне поля зрения научно-исследовательских программ. Космический аппарат «Voyager 2» стал пока единственным кораблем, достигшим окрестностей далекой планеты, предоставив первые документальные сведения о планете Уран, о составе ее атмосферы и окружении.

Как и всем другим газовым гигантам, которым свойственно наличие собственной системы небесных тел, ученые обнаружили урановское украшение — систему колец. Обнаружены и спутники планеты Уран, которых сегодня насчитывается 27 шт. С помощью телескопа «Хаббл» в 2005 году удалось рассмотреть подробно пять самых крупных спутников Урана — это Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон. Последующее изучение далекой планеты и его спутников, возможно, даст новую и полезную информацию ученым, однако в ближайшее время миссии в эту часть Солнечной системы не планируются.

Источник: MilitaryArms.ru

Интересные факты о планете Уран

Открыт Уильямом Гершелем в 1781 году

  • Это тусклая планета, поэтому была недоступной древним людям. Сначала Гершель посчитал, что видит комету, но спустя пару лет объект получил планетарный статус. Ученый хотел назвать ее «Звездой Георга», но вариант Иоганна Боде подошел лучше.

Осевой оборот занимает 17 часов и 14 минут

  • Планета Уран характеризуется ретроградностью, что не сходится с общей направленностью.

Год длится 84 лет

  • Но некоторые участки направлены прямо к Солнцу и так длится примерно по 42 года. Остальное время отведено на тьму.

Это ледяной гигант

  • Подобно остальным газовым гигантом, верхний слой Урана представлен водородом с гелием. Но ниже идет ледяная мантия, сосредоточенная над ледяным и скалистым ядром. Верхняя атмосфера – вода, аммиак и кристаллы метанового льда.

Морозная планета

  • При показателе температуры в -224°C считается самой холодной планетой. Периодически Нептун остывает еще сильнее, но большую часть времени мерзнет Уран. Верхний атмосферный слой укрыт метановой дымкой, скрывающей бури.

Есть два набора тонких колец

  • Частички крайне маленькие. Есть 11 внутренних и 2 наружных кольца. Сформировались при крушении древних спутников. Первые кольца заметили лишь в 1977 году, а остальные – на снимках телескопа Хаббл в 2003-2005 гг.

Имена лун даны в честь литературных персонажей

  • Все спутники Урана названы по героям Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Самой интересной считается Миранда с ледяными каньонами и странным видом поверхности.

Отправили одну миссию

  • К Урану в 1986 году наведывался Вояджер-2 на удаленности в 81500 км.

Размер, масса и орбита планеты Уран

При радиусе в 25360 км, объеме – 6.833 × 1013 км3 и массе – 8.68 × 1025 кг, планета Уран в 4 раза крупнее Земли и в 63 раза превосходит её по объему. Но не забывайте, что это газовый гигант с плотностью в 1.27 г/см3, поэтому здесь  он уступает нам.

Уран отличается наибольшим переменным расстоянием от Солнца. По сути дистанция колеблется между 2 735 118 110 км и 3 006 224 700 км. При среднем расстоянии в 3 млрд. км на один орбитальный проход уходит 84 года.

Вращение оси длится 17 часов и 14 минут (столько занимает день на Уране). На верхнем атмосферном слое заметен сильный ветер в сторону вращения. На некоторых широтах массы движутся быстрее и выполняют оборот за 14 часов.

Удивительно то, что эта планета совершает обороты практически на боку. Пока у одних наблюдается небольшой осевой наклон, показатель Урана достигает 98°. Из-за этого планета проходит сквозь кардинальные перемены. На экваторе ночь и день длятся нормально, но на полюсах они охватывают по 42 года!

Состав и поверхность планеты Уран

Планетарная структура представлена тремя слоями: скалистое ядро, ледяная мантия и внешняя оболочка из водорода (83%) и гелия (15%) в газообразном состоянии. Есть еще один важный элемент – 2.3% метанового льда, который влияет на голубой окрас Урана. В составе стратосферы можно найти различные углеводороды, среди которых этан, диацетилен, ацетилен и метилацетилен. На нижнем фото можно внимательно изучить строение Урана.

При помощи спектроскопии обнаружили окись углерода и двуокись углерода в верхних слоях, а также ледяные облака водяного пара и аммиак с сероводородом. Именно поэтому Уран вместе с Нептуном именуют ледяными гигантами.

Ледяная мантия представлена горячей и плотной жидкостью, в составе которой присутствуют вода, аммиак и прочие летучие вещества. Жидкость (водно-аммиачный океан) характеризуется высокой электропроводностью.

Масса ядра достигает всего 0.55 земной, а по радиусу – 20% от общего планетарного размера. Мантия – 13.4 земной массы, а верхний атмосферный слой – 0.5 земной массы.

Плотность ядра – 9 г/см3, где давление в центре поднимается до 8 млн. бар, а температура – 5000К.

Спутники планеты Уран

Семья состоит из 27 известных нам спутников Урана, разделенных на крупные, внутренние и нерегулярные. Наибольшими считаются Миранда, Ариэль, Умбриэль, Оберон и Титания. Их диаметр превосходит 472 км, а масса – 6.7 х 1019 кг для Миранды, а также 1578 км и 3.5 х 1021 кг у Титании.

Есть мнение, что все крупные луны появились в аккреционном диске, который присутствовал вокруг планеты еще долгое время с момента ее формирования. Каждая представлена практически равным соотношение горной породы и льда. Выделяется лишь Миранда, которая почти полностью создана из льда.

Можно отметить также наличие аммиака, диоксида углерода, а скалистая порода – углеродистый материал и органические соединения. Полагают, что в Титании и Обероне на черте между ядром и мантией может существовать жидкий водяной океан. Поверхность щедро усеяна кратерами. Самой молодой и «чистой» считается Ариэль, а вот Умбриэль – старушка со шрамами.

У главных спутников нет атмосферы, а орбитальный путь приводит к сильным сезонным колебаниям. Внутренних лун насчитывают 13: Корделия, Офелия, Биянка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Купидон, Белинда, Пердита, Пак и Маб. Все они получили свои имена в честь героев творений Шекспира. На фото продемонстрированы спутники и кольца Урана.

Внутренние спутники обладают прочной связью с кольцевой системой планеты. С диаметром в 162 км Пак считается в этой группе крупнейшей луной и единственная, чей снимок удалось добыть Вояджеру-2.

Все они выступают темными телами. Сформированы из водяного льда с темным органическим материалом. Система лишена стабильности и модели показывают, что может произойти столкновение. Особенное беспокойство вызывают Дездемона и Крессида.

Есть 9 нерегулярных спутников, чья орбита расположена дальше Оберона. Они были захвачены уже после формирования самой планеты: Франциско, Калибан, Стефано, Тринкуло, Сикоракс, Маргарита, Просперо, Сетебос и Фердинанд. Они охватывают 18-150 км. Все вращаются в ретроградном направлении, кроме Маргариты.

Атмосфера и температура планеты Уран

Атмосфера Урана также делится на слои, определяемые температурой и давлением. Это газовый гигант, поэтому лишен твердой поверхности. Дистанционные зонды способны опускаться до 300 км вглубь.

Можно выделить тропосферу (300 км ниже поверхности и 50 км над ней с давлением в 100-0.1 бар) и стратосферу (50-4000 км и 0.1-1010 бар).

Зависимость температуры на Уране от высоты атмосферы и давления

Зависимость температуры на Уране от высоты атмосферы и давления

Наиболее плотный слой – тропосфера, где нагрев достигает 46.85°C и опускается до -220°C. Верхняя область считается самой морозной в системе. Большая часть ИК-лучей создаются в тропопаузе.

Здесь располагаются облака: водные, ниже идут аммиачные и сероводородные, а сверху – тонкие метановые. В стратосфере температура меняется от -220°C до 557°C, к чему приводит солнечная радиация. На этом слое отмечают этановый смог, создающий внешний вид планеты. Есть ацетилен и метан, которые прогревают этот шар.

Термосфера и корона охватывают 4000-50000 км от точки «поверхности», где температура держится на 577°C. Пока никто точно не знает, как планете удается так прогреваться, ведь она удалена от Солнца, а внутреннего тепла недостаточно.

По погоде напоминает старших газовых гигантов. Есть полосы, совершающие обороты вокруг планеты. В итоге, ветры разгоняются до 900 км/ч, приводя к масштабным штормам. В 2012 году телескоп Хаббл заметил Темное пятно – гигантский вихрь, простирающийся на 1700 км х 3000 км.

Кольца планеты Уран

Кольца планеты Уран состоят из темных частичек, чей размер от микрометра до доли метра, поэтому их не так легко разглядеть. Сейчас удается выделить 13 колец, среди которых наиболее яркое – эпсилон. Если не считать двух узких, то тянутся в ширину на несколько км.

Кольца молодые и сформировались уже после самой планеты. Есть мнение, что выступают частью разрушенной луны (или нескольких). Одно из первых наблюдений за кольцами выполнили Джеймс Эллиот, Джессика Минк и Эдвард Данхем в 1977 году. В период затмения звезды HD 128598 они отыскали 5 формирований.

Кольца появились и на снимках Вояджера-2 в 1986 году. А новые обнаружил уже телескоп Хаббл в 2005 году. Крупнейшее вдвое шире планеты. В 2006 году обсерватория Кека показала кольца в цвете: внешнее – синее, а внутреннее – красное. Остальные кажутся серыми.

История изучения планеты Уран

Уран входит в список пяти планет, которые можно было разглядеть невооруженным глазом. Но это тусклый объект, а орбитальный путь проходит слишком медленно, поэтому древние считали, что перед ними классическая звезда. Ранний обзор принадлежит Гиппарху, указавшему на тело как на звезду в 128 г. до н. э.

Первое точное наблюдение за планетой выполнил Джон Фламстид в 1690-м году. Он заметил ее минимум 6 раз и записал в качестве звезды (34 Тельца). Примерно 20 раз за Ураном следил Пьер Лемоньер в 1750-1769 гг.

Но лишь в 1781 году Уильям Гершель начал наблюдать за Ураном как за планетой. Правда сам он считал, что смотрит на комету, которая по повадкам смахивает на планетный объект. В итоге, к изучению подключились и другие астрономы, среди которых был Андерс Лекселл. Ему первому удалось определить почти круговую орбиту. Это подтвердил и Иоганн Боде.

В 1783 году Уран официально признали планетой, а Гершель получил 200 фунтов от короля. За это ученый прозвал объект звездой Георга в честь нового покровителя. Но за пределы Великобритании наименование не вышло.

Современное наименование предложил Иоганн Боде. Это была латинская версия греческого бога неба. Название прижилось и стало официальным в 1850-м году. Ниже представлена карта Урана.

Карта поверхности планеты Уран

Полезные статьи:


Ссылки


Источник: v-kosmose.com


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

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