Содержание

Особенности планеты Уран

Седьмую планету в солнечной системе при ясной погоде можно увидеть без телескопа. Особенности планеты Урана поражают воображение даже самых заядлых мечтателей. Информация о газовом гиганте получена благодаря межпланетному зонду и наблюдательной технике, но ещё ни одному земному аппарату не удалось высадиться на его поверхность.

История открытия голубого гиганта

Первым, кто открыл планету Уран, был древнегреческий географ Гиппарх. Астроном указал на объект как на звезду в 128 году нашей эры. Голубую планету, при условии ясного неба и близкого расположения к Земле, можно увидеть без телескопа. Однако прохождение орбитального пути Ураном медленное, что позволяло учёным умам древности присваивать планете статус звезды или кометы.

Длительное наблюдение за космическим телом осуществляли Джон Фламстиг и Пьер Лемоньер в эпоху Нового времени. В 1781 году за Ураном стал наблюдать Уильям Гершель и учёный посчитал небесное тело кометой. Двумя годами позже, совместно с другими астрономами Гершель обнаружил круговую орбиту. Тогда космический объект получил статус планеты, а Гершель официально признан тем, кто открыл Уран.

Первое название голубого гиганта было «Звезда Георга», в честь короля, который финансировал исследование. Однако имя не прижилось и окончательным оказался вариант, предложенный астрономом Иоганном Боде в честь греческого Бога неба. По логике немецкого учёного, Юпитер был сыном Сатурна. Значит следующая за ними планета должна называться как отец Сатурна.

Наименьшее расстояние от Земли до Урана – 2 миллиарда 570 миллионов км. Путешествие к планете в 1977 году совершал космический аппарат НАСА Voyager-2, с помощью которого людям удалось сделать фото объекта с расстояния 81, 5 тысяч км и проверить наличие спутников у Урана. На путь от Земли до Голубого Гиганта ушло 9 лет, однако быстрому прохождению Voyager-2 способствовал парад планет. В иных условиях, чтобы достичь отдалённой планеты потребуется 3 десятка лет.

Особенности планеты

Увидеть, как выглядит планета Уран, можно при помощи простого бинокля. Это сфера зелёно-голубого цвета. Поверхность планеты Уран не имеет очертаний материков и кратеров. Голубой гигант полон льдов различных модификаций. Атмосфера состоит из гелия, водорода, аммиака и метана. Газы обуславливают низкую плотность Урана. Планеты, имеющие схожий с ним состав – Нептун, Юпитер и Сатурн.

Погода на планете Уран не понравится человеку. Температура достигает 224 С ниже нуля, скорость ветра – 900 км/ч. Атмосфера Голубого гиганта – газовая оболочка, удалённая на 300 км от внешней границы. Её делят на тропосферу, стратосферу и термосферу. В наиболее приближенной к ядру точке давление составляет 0,1 бар.

Ещё никому не удалось запечатлеть на снимках рельеф Урана. Однако учёные утверждают, что поверхность его покрыта жидкостью и напоминает Земной океан, а ядро состоит из льдов и горных пород. Если бы космический корабль высадился на его поверхности, он бы плавно опускался вниз сквозь облака из метана и воду к твёрдому центру.

Планета Уран – интересные факты:

  • Уран, как и Венера вращается против часовой стрелки. Остальные планеты солнечной системы – по часовой.
  • Спутники Урана имеют название в честь главных героев пьес Шекспира и произведений Поупа.
  • На то, как выглядит планета Уран, влияет метан в составе атмосферы. Газ поглощает красные и жёлтые лучи спектра, возвращая синие и зелёные.
  • Плоскость Урана наклонена к плоскости его экватора на 97, 86 градусов. Планета вращается, лежа на боку. Астронавты полагают, что причиной такого необычного положения является столкновение Урана в момент его зарождения с огромным астероидом.
  • Снимки объекта удалось получить спустя 200 лет после открытия планеты Уран. Поверхность планеты на них выглядела однородной.
  • Ураганы на Уране в два раза превосходят скорость самого сильного земного смерча, занесённого в Книгу Рекордов Гиннеса в 1958 году.
  • Особенности магнитной оболочки и атмосферы позволяют испытывать на поверхности Урана лишь 90 % от силы тяжести на Земле.
  • У ядра голубого гиганта находится море из смеси химических элементов, глубиной превосходящее Тихий Океан на Земле.
  • Полный оборот вокруг Солнца Уран совершает за 84 года на Земле.
  • Излучение солнечной радиации в 400 раз меньше, чем на Земле.
  • Масса Урана планеты – 8,6832·1025 кг, что в 14,6 раз больше земной.
  • Вокруг собственной оси Уран оборачивается за 17 часов и 14 минут.
  • Астрономам удалось узнать сколько спутников у Урана, лишь в 2003 году. На сегодня их количество равно 27.

Каждый полюс в течение 42 лет находится в темноте. На другой половине планеты в это время лето и день. В моменты равноденствия смена дня и ночи на планете происходит так же, как и на других планетах, такое происходит примерно раз в 20 лет.

Сопоставление размеров Земли и УранаСопоставление размеров Земли и Урана

Кольца

Для того чтобы посчитать сколько колец у Урана, нужно иметь мощный телескоп с линзами диаметром более 114 мм. Так как ледяной гигант вращается на боку, планета вместе со спутниками и 13 кольцами похожа на гигантскую мишень. Некоторые из них имеют слабую видимость, другие более выражены. Ученые полагают, что система колец сформировалась в результате распада одного из бывших или действующих спутников. Разные цвета их обусловлены составом: синие состоят изо льда, красные – из космической пыли. Предположение о наличии колец были выдвинуты тем, кто открыл планету Уран, – Гершелем.

Спутники

У Земли есть только один спутник – Луна. Количество спутников Урана – 27, и только 5 из них имеют постоянную орбиту. По мнению учёных, «луны» голубого гиганта сталкиваются между собой, оставляя след из космических осколков в виде колец. Спутники Урана классифицируют на внутренние, крупные и нерегулярные.

Крупнейшие спутники

Пять самых больших спутников состоят из равных частей льда и горных пород. Трём из них дал название сын Гершеля, того кто открыл Уран. Спутники, как и земная луна, вращаются вокруг своей оси за тот же промежуток времени, который требуется для оборота вокруг планеты. Поэтому они всегда обращены к Урану только одной стороной. Открытие Ариэля и Умбриеля принадлежит Ласселю, астроному-любителю. За средства, вырученные от пивоварен, он приобретал мощные телескопы. Из-за постоянного изменения поверхности, наибольшую ценность для астрономии представляют самые крупные спутники Урана. Список названий сателлитов:

  • Миранда.
  • Ариэль.
  • Умбриель.
  • Титания.
  • Оберон.

Миранда – ближайший к планете и наименьший из пяти крупнейших спутников, его диаметр равен 500 км. Своё название космическое тело получило в честь главной героини пьесы Шекспира «Буря». Объект возник благодаря столкновению Урана с астероидом. Поверхность Миранды, как и поверхность планеты Уран, состоит изо льда, аммиака и горных пород. Рельеф её разнообразен: холмы и равнины, обилие кратеров, каньонов говорят о большой геологической активности спутника. Один оборот вокруг Урана требует 14,5 суток. Самый глубокий каньон имеет глубину 20 км, ввиду низкой гравитации и огромной высоты, падение с него человека до подножья займёт 10 минут.

Самый молодой и наиболее заметный из спутников – Ариэль. Из-за редких встреч с астероидами, его поверхность имеет малое количество кратеров. Масса его равна 1,29 x 1021 кг, что в 56 раз меньше спутника Земли Луны. Его плотность – 1592 г\см. Яркость Ариэля возрастает, когда станция наблюдения находится между спутником и Солнцем. Из-за этих особенностей можно говорить о пористой структуре Ариэля. Спутник удалён от Урана на 190 900 км и делает полный оборот вокруг Урана за 2,5 суток. Умбриель имеет такой же размер, как и Ариэль. Его диаметр 1170 км, что составляет треть от диаметра планеты Земля.

Титанию обнаружил Уильям Гершель. Это восьмой по величине спутник в Солнечной системе. Земная Луна занимает почётное пятое место. Один оборот вокруг Урана Титания делает за 8,7 суток. Рельеф спутника не тронут многочисленными астероидами, большую часть его занимает гигантский кратер.

Оберон – второй по массе после Титании. Он весит в 24 раза меньше спутника Земли и входит в десятку самых больших спутников Урана. У спутника нет магнитного поля и атмосферы, а большинство кратеров и каньонов названы в как персонажи из произведений Шекспира.

Планета Урана, сделанное «Вояджером-2».Планета Урана, сделанное «Вояджером-2».

Внутренние спутники

Тёмные объекты малых размеров, лежащие внутри орбиты Миранды, классифицируются как внутренние спутники Урана. Список их названий совпадет с именами некоторых астероидов: Корделия, Офелия, Бианка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Купидон, Белинда, Пердитта, Пак, Маб. В 2003 году список сателлитов Урана пополнили Марк Шоуолтер и Джек Лиссауэр. Маб стал тринадцатым официально признанным внутренним спутником.

Состав космических тел, окружающих Уран, схож с составом колец. Отражение солнечного света объектами не превышает десяти процентов, поэтому обнаружить их без специального телескопа невозможно. Система орбит хаотична, внутренние спутники могут сталкиваться друг с другом. По расчётам учёных Крессида и Джульетта встретятся в ближайшие 100 млн лет.

Нерегулярные спутники

Орбиты таких сателлитов эллиптические и ретроградные, движение объектов не поддаётся общим правилам. Франциско, Калибан, Стефано, Тринкуло, Сикоракса, Маргарита, Просперо, Сетебос, Фердинанд. Их диаметры колеблются от 10 до 190 км.

Планета Уран – загадочный и далёкий газовый гигант. Из-за экстремальных условий климата на нём не может существовать жизнь в привычной человеку форме. Путешествие до планеты займёт 30 лет, а посланный для исследований космический корабль должен выдерживать невероятный перепад давления и температур. По всей вероятности, в ближайшем будущем люди не смогут узнать какая поверхность у Урана.

Особенности планеты Уран спутники, атмосфера интересные факты

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.

фото Уранафото Уранафото Урана

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.

изображение орбиты планетыизображение орбиты планетыизображение орбиты планеты

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.

изображение колец планетыизображение колец планетыизображение колец планеты

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.

Планета Уран: описание, строение, характеристика

Кто открыл Уран
  • Особенности планеты Уран

  • Температура Урана

  • Есть ли жизнь на Уране

  • Атмосфера Урана

  • Фото планеты Уран

  • Поверхность Урана

  • Кольца Урана

  • Спутники Урана

  • Вращение Урана

  • Сколько лететь до Урана

  • Интересные факты о планете Уран

  • Планета Уран, видео
  • Планета Уран, одна из гигантских планет нашей Солнечной системы (занимающая третье место по величине после Юпитера и Сатурна), примечательна, прежде всего, своим необычным движением вокруг Солнца, а именно в отличие от всех остальных планет Уран вращается «ретроградно». Что это значит? А то, что если другие планеты, в том числе наша Земля, подобны движущимся крутящимся волчкам (за счет кручения происходит смена дня и ночи), то Уран, подобен катящемуся шару, и как результат смена дня/ночи, а также времена года на этой планеты существенно отличаются.

    Кто открыл Уран

    Но давайте начнем наш рассказ об этой необычной планете с истории ее открытия. Планета Уран был открыта английским астрономом Уильямом Гершелем в 1781 году. Что интересно, наблюдая ее необычное движение, астроном сперва принял ее за комету, и лишь спустя пару лет наблюдений она таки получила планетный статус. Гершель хотел назвать ее «Звездой Георга», но научному сообществу больше пришлось по вкусу название, предложенное Иоганном Боде – Уран, на честь античного бога Урана, являющегося олицетворением неба.

    Бог Уран

    Бог Уран в античной мифологии является самым старым из богов, создателем всего и всея (в том числе других богов), и также дедушкой верховного бога Зевса (Юпитера).

    Особенности планеты Уран

    Уран тяжелее нашей Земли в 14,5 раз. Тем не менее, это самая легкая планета среди планет-гигантов, так соседняя с ним планета Нептун, хотя и имеет меньшие размеры, масса ее больше, нежели у Урана. Относительная легкость этой планеты обусловлена ее составом, значительную часть которого составляет лед, причем лед на Уране самый разнообразный: есть лед аммиачный, водный, метановый. Плотность Урана составляет 1.27 г/см кубичных.

    Температура Урана

    Какая температура на Уране? Ввиду удаленности от Солнца, разумеется, весьма холодная и дело здесь не только в ее удаленности, но и в том, что внутреннее тепло Урана в разы меньше, чем у других планет. Тепловой поток планеты чрезвычайно маленький, он меньше чем у Земли. Как следствие на Уране была зарегистрирована одна из самых низких температур Солнечной системы –224 С, что даже ниже чем у Нептуна, находящегося еще дальше от Солнца.

    Есть ли жизнь на Уране

    При температуре, описанной абзацем выше, очевидно, что зарождение жизни на Уране не возможно.

    Атмосфера Урана

    Какая атмосфера на Уране? Атмосфера этой планеты делится на слои, которые определяются температурой и поверхностью. Внешний слой атмосферы начинается на расстоянии 300 км от условной поверхности планеты и называется атмосферной короной, это самая холодная часть атмосферы. Далее ближе к поверхности идет стратосфера и тропосфера. Последняя – самая нижняя и самая плотная часть атмосферы планеты. Тропосфера Урана имеет сложное строение: она состоит из водных облаков, облаков аммиака, метановых облаков перемешанных между собой в хаотическом порядке.

    Состав атмосферы Урана отличается от атмосфер других планет по причине высокого содержания гелия и молекулярного водорода. Также большая доля в атмосфере Урана принадлежит метану, химическому соединению, составляющему 2,3% всех молекул тамошней атмосферы.

    Фото планеты Уран

    Планета Уран
    планета Уран
    планета Уран

    Поверхность Урана

    Поверхность Урана состоит из трех слоев: скалистого ядра, ледяной мантии и внешней оболочки из водорода и гелия, которые пребывают в газообразном состоянии. Также стоит отметить еще один важный элемент, который входит в состав поверхности Урана – это метановый лед, который создает, что называется фирменный, голубой окрас планеты.

    Также ученые средствами спектроскопии обнаружили окись и двуокись углерода в верхних слоях атмосферы.

    Кольца Урана

    Да, и у Урана тоже есть кольца (впрочем, как и других планет-гигантов), пускай и не такие большие и красивые как у его коллеги Сатурна. Наоборот, кольца Урана тусклые и почти не заметные, так как состоят из множества очень темных и маленьких частиц, диаметром от микрометра до долей метров. Что интересно, кольца у Урана были обнаружены раньше колец других планет за исключением Сатурна, еще первооткрыватель планеты У. Гершель утверждал, что видел у Урана кольца, но тогда ему не поверили, так как телескопы того времени не обладали достаточной мощностью, чтобы другие астрономы могли подтвердить увиденное Гершелем. Лишь спустя два века, в 1977 году американскими астрономами Джеймсоном Элиотом, Дагласом Минкомым и Эдвардом Данемом с помощью бортовой обсерватории Койпера удалось воочию наблюдать кольца Урана. Причем произошло это случайно, так как ученые просто собирались заниматься наблюдениями за атмосферой планеты и сами того не ожидая обнаружили наличие у нее колец.

    Кольца Урана

    На данный момент известно 13 колец Урана, самым ярким из которых является кольцо эпсилон. Кольца этой планеты являются сравнительно молодыми, они были образованы уже после ее рождения. Есть гипотеза, что кольца Урана образованы из остатков какого-то разрушенного спутника планеты.

    Спутники Урана

    К слову о спутниках, как думаете, сколько спутников у Урана? А их у него аж целых 27 штук (по крайней мере, известных на данный момент). Самыми большими считаются: Миранда, Ариэль, Умбриэль, Оберон и Титания. Все спутники Урана представляют собой смесь горных пород со льдом, за исключением Миранды, которая полностью состоит из льда.

    спутники Урана

    Так выглядят спутники Урана по сравнению с самой планетой.

    У многих спутников нет атмосферы, также часть из них движется внутри колец планеты, через что их также называют внутренними спутниками, и все они обладают прочной связью с кольцевой системой Урана. Ученые полагают, что многие спутники были захвачены гравитацией Урана.

    Вращение Урана

    Вращение Урана вокруг Солнца, пожалуй, является самой интересной особенностью этой планеты. Так как мы писали выше, Уран вращается иначе, чем все другие планеты, а именно «ретроградно», подобно тому, как катится по земле шар. В результате этого смена дня и ночи (в нашем привычном понимании) на Уране происходит только вблизи экватора планеты, притом, что Солнце там расположено очень низко над горизонтом, примерно как в полярных широтах на Земле. Что же касается полюсов планеты, то там «полярный день» и «полярная ночь» сменяют друг друга раз в 42 земных года.

    Что же касается года на Уране, то один тамошний год равен нашим 84 земным годам, именно за такое время планета делает круг по своей орбите вокруг Солнца.

    Сколько лететь до Урана

    Сколько лететь до Урана от Земли? Если при современных технологиях полет к ближайшим нашим соседкам Меркурию, Венере, Марсу занимает по несколько лет, то полет к таким отдаленным планетам как Уран может растянуться на десятилетия. На данный момент лишь один космический аппарат совершил подобное путешествие: Вояджер-2, запущенный НАСА в 1977 году, долетел до Урана в 1986 году, как видите полет в одну сторону занял почти десятилетие.

    Также предполагалось отправить к Урану аппарат Кассини, занимавшийся изучением Сатурна, но потом было принято решение оставить Кассини возле Сатурна, где тот и погиб совсем недавно – в сентябре прошлого 2017 года.

    Интересные факты о планете Уран

    • Через три года после своего открытия планета Уран стала местом действия сатирического памфлета. Часто эту планету упоминают в своих научно-фантастических произведениях писатели фантасты.
    • Уран можно увидеть в ночном небе и невооруженным глазом, надо лишь знать, куда смотреть, и небо должно быть идеально темным (что, к сожалению, не возможно в условиях современных городов).
    • На планете Уран есть вода. Вот только вода на Уране пребывает в замороженном виде, как лед.
    • Планете Уран можно со всей уверенностью присвоить лавры «самой холодной планеты» Солнечной системы.

    Планета Уран, видео

    И в завершение интересное видео про планету Уран.


    спутники Урана

    Автор: Павел Чайка, главный редактор журнала Познавайка

    При написании статьи старался сделать ее максимально интересной, полезной и качественной. Буду благодарен за любую обратную связь и конструктивную критику в виде комментариев к статье. Также Ваше пожелание/вопрос/предложение можете написать на мою почту [email protected] или в Фейсбук, с уважением автор.

    Эта статья доступна на английском языке – Planet Uranus.

    Что скрывается в Уране: от ядра до поверхности Планета Уран: орбита, структура, состав

     

    Уран таит в себе множество загадок. Большинство характеристик этой планеты делают ее особенной. Структура, состав, поверхность у этого гиганта необычны.

    Происхождение планеты

    Планета Уран — седьмая по счету от центра планета Солнечной системы, ее расстояние от Солнца примерно 3 миллиарда километров.

    День на планете равен земным 17 часам и 14 минутам, а год 84 земным годам. Такое длительное время планетарного года связано с сильным наклоном планеты: она вращается вокруг Солнца, лежа на боку.

    Такое положение гиганта многие астрономы объясняют тем, что на ранних этапах формирования планеты Уран столкнулся с крупным небесным телом, которое его опрокинуло.

    Углы вращения планет солнечной системы

    Этот газовый гигант имеет атмосферу, которая состоит из водорода, гелия и метана. Происхождение Урана не ясно. Общепринятая теория образования планет некоторым образом не подходит для этой планеты.

    Понятие протопланеты, притягивавшей своим магнитным полем газы и частицы пыли, никак не объясняет, почему такая крупная планета находится так далеко от Солнца.

    Среди других загадок Урана самой неразрешимой является отсутствие теплоотдачи. Другие планеты гиганты отдают солнечную энергию в двукратном количестве от полученного. Уран не отдает ничего.

    Во время формирования ледяные гиганты солнечной системы получали недостаточное количество остаточного газа из протосолнечной туманности, поэтому при огромных размерах их масса не так значительна.

    Уран образовался из начальных твердых тел и льдов различного содержания, причем эта планета в отличие от других гигантов не смогла удержать большое количество водорода и гелия.

    Уран – это планета или нет?

    Это небесное тело ученые относят к группе гигантов, однако по своим качествам оно скорее занимает промежуточное положение между гигантами и планетами земной группы.

    Особенностью этой планеты является направление ее вращения. Она вращается в противоположном направлении относительно вращения Земли и остальных планет солнечной системы, кроме Венеры, которая вращается также как и Уран. Эта аномалия вращения объяснения у ученых пока не нашла.

    Следующая особенность данного небесного тела – оно самое холодное в солнечной системе. По теории Нептун должен быть самой холодной планетой, как находящаяся на самом большом расстоянии от Солнца, однако Уран холоднее Нептуна. Разумного объяснения это явление не имеет.

    Магнитное поле

    Третьей особенностью этого небесного тела является его аномальное магнитное поле. Оно очень сложное, имеет 4 полюса и сильный наклон относительно оси вращения. Магнитные полюса имеет разную силу, что не наблюдается на других планетах.

    Уран в солнечной системе является очень странной, но, безусловно, планетой.

    Планета в разрезе: структура Урана

    Строение Урана представляет собой 3 составные части:

    • ядро
    • мантию
    • атмосферу

    Внутренне строение планеты состоит из ядра и мантии. Ядро каменное с вкраплениями льда. В результате последних исследований определено, что ядро содержит металлы и кремний. Кроме камня, количество которого составляет 25% от общей массы.

    Структура Урана

    Мантия более легкая, ее масса превышает земную массу в 13 раз, хотя ее толщина составляет тысячу километров. Мантия ледяная, но горячая. Это раствор воды, аммиака и метана. В атмосфере много водорода и гелия.

    Однако это все предположения, часть астрономического сообщества считает, что у Урана нет ядра. Он является шаром из льда и жидкости под газовым покрывалом. Это небесное тело очень быстро вращается вокруг своей оси, такая скорость его сплющивает с полюсов.

    Ядро

    По мере развития метода исследований небесных тел с помощью компьютерных моделей, все большее число астрономов начинает считать, что ядра у Урана нет совсем. Однако большинство ученых придерживается ортодоксальной теории, что горные породы составляют ядро планеты.

    Ядро маленькое, его радиус составляет 20% от общего радиуса небесного тела. В центре ядра высокая температура 5 тысяч градусов по Кельвину (4726,85 по Цельсию) и давление больше 600 тысяч атмосфер.

    Ядро состоит, в основном, из силикатов. Его укрывает слой льда и камней. Для такого гиганта ядро небольшое, оно меньше, чем ядро Юпитера.

    Состав планеты

    Состав планеты Уран отличается от больших планет Сатурна и Юпитера тем, что в его недрах нет металлического водорода. Зато много необычных модификаций льда высокой температуры.

    Атмосфера состоит из гелия и водорода, в ней много аммиака и метана. Есть ацетилен и другие углеводороды, которых у Урана значительно больше, чем у Сатурна и Юпитера.

    Легких газов планета содержит немного. Ученые считают это следствием дефектов формирования небесного тела. Когда Уран смог сформировать свое ядро, в солнечной системе осталось мало свободных гелия и водорода.

    Состав Урана и Нептуна сильно отличается от состава Юпитера и Сатурна, поэтому их выделили в группу ледяных гигантов.

    У Урана гелий не локализован в центре планеты, как у других больших планет, а сосредоточен в атмосфере. Что находится во внутренних слоях атмосферы, ученые знают плохо, а в верхних слоях обнаружили этан и метилацетилен. Считается, что это продукты фотосинтеза метана под воздействием солнечного ультрафиолета.

    В верхних слоях атмосферы обнаружили также углекислый и угарный газы. Ученые полагают, что это воздействие пролетающих мимо комет.

    Плотность планеты

    Средняя плотность Урана составляет 1,70 грамм на сантиметр кубический. Это в 5 раз меньше плотности Земли. Большое количество газов дает низкую плотность планеты. Так как плотность Урана немного выше плотности другой крупной планеты Сатурна, это считается доказательством наличия твердого ядра, содержащего тяжелые элементы в виде камней и металлических вкраплений.

    Плотность ионосферы величина переменная, она зависит от величины солнечной активности. Сила ветра на этой планете небольшая по сравнению с ветрами других больших планет.

    Низкая плотность гиганта определяется особенностями его формирования, при котором основным строительным материалом были только легкие газы.

    Гравитация и магнитное поле

    Плотность Урана очень мала, поэтому сила гравитации на его поверхности сравнима с земной гравитацией, несмотря на огромные размеры. Магнитное поле этого небесного тела значительное и неравномерное. Источники такой силы магнитного поля ученым непонятны.

    Особенности рельефа

    Поверхность

    Фотоснимков рельефа поверхности Урана нет. У него нет материков и кратеров. Поверхность Урана покрыта жидкостью и должна быть похожа на океаны Земли, так считают астрономы. Для того, чтобы добраться к твердому центру нужно пройти тысячи километров жидкой среды. Поэтому высадка космонавтов на эту планету невозможна.

    На снимках, сделанных космическим аппаратом «Вояджер», поверхность этого гиганта кажется однородной. Облака Урана состоят из твердого льда и аммиака. Из-за очень низкой температуры поверхность кажется спокойной и тихой, что определил «Вояджер», пролетая мимо. Так как твердой поверхности в этом случае не имеется, ученые приняли за поверхность атмосферный слой с давлением 1 бару.

    У атмосферы Урана имеется загадка: в удаленных участках атмосферы этой самой холодной планеты температура повышается до огромных значений.

    Ученым непонятна причина этого явления. Жара, наблюдаемая в короне ледяной планеты, является ее удивительной особенностью.

    Облачность небесного тела имеет многослойную структуру. Основные облака нижнего слоя состоят из сероводорода. Следующий слой облаков состоит из солей аммония. Еще выше располагаются облака состоящие из водяного льда. Конденсация паров ацетилена дает надоблачную дымку.

    Всего полосок облаков 10. Это установлено с помощью телескопа «Хаббл». Этот мощный аппарат позволил обнаружить атмосферные вихри, которые кажутся небольшими пятнами темного цвета.

    Какого цвета планета

    Разберемся, как выглядит планета Уран. На космических фотографиях сделанных «Вояджером» и телескопом «Хаббл» гигант имеет сине-зеленый цвет. Так выглядит его атмосфера.

    Наличие газообразного метана окрашивает атмосферу в яркие цвета. Солнечные лучи поглощаются атмосферными слоями и, отражаясь от облаков, возвращаются в космическое пространство.

    Газ метан, из которого состоит верхний слой облаков, поглощает красные части спектра, в результате обратное излучение солнечного света приобретает сине-зеленый  оттенок.

    Кроме метана синие части спектра отражаются также от высотного фотохимического смога. Вероятно наличие в более низких слоях атмосферы облаков другого цвета, но их закрывают метановые облака.

    Уран называют планетой цвета морской волны. Особенность облаков этого гиганта в том, что они находятся не в верхних слоях атмосферы, а в ее глубине.

    Основной цвет Урана и Земли почти одинаковый, только гигант бледнее. Но если Земля выглядит голубой из-за ее водных просторов, то цвет другой планеты определяется особенностью отражения ее облаков.

    Недавно американские астрономы установили, что внешнее кольцо Урана Эпсилон окрашено в синий цвет. До этого открытия считалось, что синее кольцо есть только у Сатурна. Их цвет определяется крохотными частицами, размер которых меньше микрона. Они отражают синюю часть спектра.

     

    Планета Уран: описание, фото, интересные факты

    Солнечная система > Система Уран > Планета Уран

    Спутники | Кольца | Исследование | Фотографии

    Планета Уран

    1. Введение
    2. Размер, масса и орбита
    3. Состав и поверхность
    4. Спутники Урана
    5. Атмосфера и температура
    6. Кольца Урана
    7. История изучения

    Уран – седьмая планета Солнечной системы и ледяной гигант: описание с фото, размер, наклон оси, расстояние от Солнца, атмосфера, спутники, кольца, исследование.

    Уран - седьмая планета от Солнца и третья по размеру планета в Солнечной система после Юпитера и Сатурна. Обладает коллекцией спутников и кольцевой системой.

    Хотя его можно отыскать без использования увеличительных приборов, планетарный статус выявили лишь в 18-м веке. Давайте внимательнее изучим интересные факты об Уране для детей и взрослых.

    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.

    Физические характеристики планеты Уран

    Полярное сжатие 0,02293
    Экваториальный

    радиус

    25 559 км
    Полярный радиус 24 973 км
    Площадь поверхности 8,1156·109 км²
    Объём 6,833·1013 км³
    Масса 8,6832·1025 кг
    14,6 земных
    Средняя плотность 1,27 г/см³
    Ускорение свободного

    падения на экваторе

    8,87 м/с²
    Вторая космическая скорость 21,3 км/c
    Экваториальная скорость

    вращения

    2,59 км/с
    9 324 км/ч
    Период вращения 0,71833 дней
    Наклон оси 97,77°
    Прямое восхождение

    северного полюса

    257,311°
    Склонение северного полюса −15,175°
    Альбедо 0,300 (Бонд)
    0,51 (геом.)
    Видимая звёздная величина 5,9 — 5,32
    Угловой диаметр 3,3"—4,1"

    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.

    Орбита и вращение планеты Уран

    Афелий 3 004 419 704 км
    20,083 305 26 а. е.
    Большая полуось 2 876 679 082 км
    19,229 411 95 а. е.
    Эксцентриситет

    орбиты

    0,044 405 586
    Сидерический период

    обращения

    30 685,4 дней
    84.01 года
    Синодический период

    обращения

    369,66 дней
    Орбитальная

    скорость

    6,81 км/с
    Средняя аномалия 142,955717°
    Наклонение 0,772556°
    Долгота восходящего узла 73,989821°
    Аргумент перицентра 96,541318°
    Спутники 27

    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.

    Внутреннее строение Урана

    Внутреннее 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.

    Сравнение размеров крупнейших спутников Урана с размером планеты

    Сравнение размеров крупнейших спутников Урана с размером планеты

    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.

    Спутники и кольца Урана

    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.

    Это цветное изображение колец Урана было сделано Вояджером 21 января 1986 года, на расстоянии 4.17 млн. км (2.59 млн миль). На этой фотографии видны все 9 его колец

    Это цветное изображение колец Урана было сделано Вояджером 21 января 1986 года, на расстоянии 4.17 млн. км (2.59 млн миль). На этой фотографии видны все 9 его колец

    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.

    Телескоп, при помощи которого Уильям Гершель наблюдал за Ураном

    Телескоп, при помощи которого Уильям Гершель наблюдал за Ураном

    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.

    Уран, запечатленный космическим телескопом Хаббл

    Уран, запечатленный космическим телескопом Хаббл

    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

    Карта поверхности Урана

    Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

    Полезные статьи:


    Положение и движение Урана

    Строение Урана

    Поверхность Урана

    Ссылки



    Состав системы Урана

    Интересные факты о планете Уран

    Интересные факты о планете Уран

    Седьмой по счету планетой в нашей солнечной системе является Уран. Он таинственный и интересный, со своими особенностями. Любопытно узнать какой возраст Урана, каких он размеров, в честь кого назван? Сколько длятся сутки и год на планете, и чем она отличается от Земли, какое расстояние до Солнца? Постараемся во всем разобраться по порядку.

    Кто, когда и каким образом открыл Уран

    Планета стала первой, открытой в современной истории. Почти сто лет с конца XVII века Уран периодически наблюдали в небе астрономы, но принимали его за звезду. И только в 1781 году астроном Уильям Гершель из Англии, прослеживая за изменениями положений звезд на своем телескопе, обнаружил и открыл планету Уран. Официальной датой открытия планеты стало 13 марта 1781 года.

    Интересные факты о планете Уран

    Уильям Гершель (фото из открытых источников)

    Рассматривая небо на самом большом телескопе того времени, сделанном своими руками, Гершель установил, что неподвижные звезды медленно, но смещаются. Астроном сделал вывод, что это Солнце со своими планетами движется в одном определенном направлении, а не звезды. А Уран, как раз и перемещался по небу, тем самым опровергая, что он не звезда.

    Обнаружив, ученый сначала принял его за комету, звезду. Но при детальном наблюдении в свой телескоп, а так же, на основании расчетов, он понял, что нашел новую планету Солнечной системы. За это открытие Гершель был награжден стипендией от короля Георга III пожизненно.

    В честь кого дали название планете

    Гершель собирался назвать планету именем короля — «Звезда Георга». Но астрономы не приняли это предложение, так как оно совершенно не соответствовало астрономическим традициям.

    И все равно, для планеты было выбрано название вопреки всем правилам.

    Ранее имена планетам давали исключительно из римской мифологии. Уран получил свое из греческих мифов. Символ, олицетворяющий Уран представляется гибридом из символов Солнца и Марса. Выражается это тем, что в древнегреческой мифологии Уран – небо, подчиняется властям Солнца и Марса.

    Иоганн Боде астроном внес инициативу назвать планету в честь бога неба Урана, из греческих мифов и легенд, чьи сыновья были гигантами.

    Он мотивировал предложение тем, что Сатурн был отцом Юпитера, следовательно, следующую планету надо назвать в честь отца Сатурна.

    Легенды и мифы о планете Уран

    Как говорилось выше, происхождение имени взято из мифов, где Уран — отец Сатурна. А вот согласно, этого мифа богиня Гея или Земля, могущественная, родила синее бесконечное Небо или Уран. И он распространился над ней подобно крыше.

    Открывая многочисленные спутники Урана, астрономы стали давать им имена героев комедий Шекспира и Поупа.

    Первые два спутника обнаружил все тот же Гершель, назвал их Оберон и Титания. По одному из мифов, Оберон являлся царем эльфов, а Титания была его женой. Они разругались, обсуждая тему верности между мужем и женой. Помериться они должны были лишь, когда отыщут хоть одну идеальную пару. Такая пара нашлась, а супруги помирились.

    Расстояние от Солнца

    Протяженность в солнечной системе измеряется в астрономических единицах. Одной такой единицей считается расстояние от Земли до Солнца – 1 а.е. Расстояние между Ураном и Солнцем — 19,2 а.е., по нашим меркам это очень далеко.

    Среднее расстояние от Солнца до планеты Уран составляет 2,8 млрд. км.

    В связи с большой удаленностью от нашего источника света, на этом космическом объекте есть много интересных и необычных фактов:

    • период прохождения по окружности Солнца — год, на Уране он составляет 84 земных года;
    • полюса присутствуют под лучами Солнца по 42 года (лето) каждый, а потом такое же количество лет пребывают в холодной темноте (зиме).

    Это происходит из-за того, что планета неторопливо сменяет полушария относительно Солнца. А сам космический объект лежит на боку, ось вращения отклонена на 98 градусов от вертикального положения. Возможно это положение планета приняла после удара с космическим телом. Сутки на планете длятся чуть больше 17 часов, так как вокруг собственной оси она движется быстро.

    Интересные факты о планете Уран

    Уран лежит на боку

    Сколько лететь до Урана от Земли

    Ученые подсчитали, чтобы посетить ближайшие к нам планеты Марс и Венеру, на современных космических скоростях, понадобится по несколько лет. А полет к удаленному Урану займет десятилетия, ведь путь от Земли составляет 2,6 – 3,15 млрд. км.

    «Вояджер-2» — космический аппарат, посетивший Уран только раз, сумел преодолеть миллиарды километров. Он был запущен НАСА в 1977 году, а достиг цели через девять лет.

    Уран в Солнечной системе

    Этот объект отличается от других планет. Характеристики и особенности планеты:

    1. Ее считают ледяным гигантом. Она почти на 80% состоит из сочетания аммиачного льда, метана, воды. Благодаря тому, что в атмосфере есть водород (83%), гелий (15%) и метан (2%), Уран имеет красивый зелено — синий цвет.
    2. Магнитное поле его сильно наклонено. От оси вращения ось магнитная уклоняется на 60 градусов, а у планет обычно эти оси совпадают. По этой причине он обладает однобоким магнитным полем. На северном полушарии магнитное поле сильнее в 10 раз, чем на южном полушарии. При движении планета напоминает катящийся шар, а все остальные планеты напоминают крутящиеся волчки.
    3. У географических полюсов планета ощутимо сжата.
    4. Возраст Урана составляет примерно 4,5 млрд. лет. Он такой же, как у Солнца и у всех планет.
    5. Планета тяжелее Земли в 14 раз, а объем ее больше Земной в 62 раза. По плотности она уступает первенство Сатурну.
    6. Уран состоит из трех частей. В центре планеты находится маленькое каменное ядро – 20% от общего радиуса. Середину занимает мантия — большая ледяная оболочка – до 60%. Наружная третья часть атмосферная из гелия и водорода – 20%. В недрах планеты отсутствует металлический водород. Экваториальный радиус планеты составляет 25 тыс. км.
    7. Планета имеет вторую космическую скорость (преодоление гравитации планеты), что составляет 21,3 км/с. У Земли эта скорость равняется 11,18 км/с, разница почта в два раза. Первая космическая скорость (выход на круговую орбиту планеты) Урана – 15,3 км/с, тоже в два раза больше земной – 7,91 км/с. Если сравнивать его по этим скоростям с другими планетами, то он занимает четвертое место после Юпитера, Сатурна и Нептуна.
    8. Уран самая холодная планета Солнечной системы. На нем замечена самая низкая температура — 2240С, ниже, чем на Нептуне. А также дуют очень мощные ветра до 230 м/с, которые вызваны большими температурными перепадами. Наибольшая сила ураганов может достигать до 900 км/ч.
    9. Уран вторая планета после Сатурна,  имеющая систему колец, их 13. Кольца сложной структуры из внутренних и внешних групп. Астрономы придерживаются мнения, что кольца это остатки одного из бывшего спутника. Планета богата и своими спутниками, их у нее 27. Они состоят из горных пород и льда.

    Другие интересные факты

    Интересные факты о планете удивляют и восхищают:

    1. Уран совершает свой путь вокруг Солнца, вращаясь вокруг своей оси по часовой стрелке (как и Венера), в отличие от других шести планет солнечной системы, вращающихся вокруг своей оси против часовой стрелки.
    2. Затруднительно точно определить температуру его недр. Но если допустить, что возможны условия как у других планет – гигантов, то есть шанс считать, что на планете присутствует вода. А это означает, что там может быть жизнь.
    3. Объект виден с Земли невооруженным глазом – в ясном и безоблачном ночном небе.
    4. Поверхность планеты переливается, это объясняется наличием метана в атмосфере.
    5. Уран излучает очень малую часть получаемой от Солнца тепловой энергии. Многие планеты в Солнечной системе излучают в 2-3 раза больше. Ученые пока не объясняют причину.
    6. Он третий по величине и четвертый по своей массе среди планет нашей системы. Так же, известно, какая по счету планета Уран среди четырех планет-гигантов — она является самой маленькой из них. Ученые предполагают, что газовые гиганты возникли намного раньше планет, входящих в земную группу.
    7. Внутри Урана можно было бы разместить 63 Земли.
    8. Наблюдая за объектом, астрономы обнаружили, что он откланяется от своей траектории полета. Было предположено, что это связано с гравитацией от другой планеты. Произведя расчеты, ученые Леверье и Адамс в XIX в., вычислили нахождение другой планеты. Именно так была открыта новая планета Нептун.
    9. Самым интересным из пяти крупных спутников, является полностью ледяная, Миранда. Она имеет удивительные ледяные каньоны до 5 км, другие странные участки на своей поверхности.
    10. У многих спутников Урана нет атмосферы.
    11. Самым ярким из 13 колец планеты считается эпсилон.

    Многочисленные интересные факты о красивой, далекой, таинственной планете Уран будут в будущем увеличиваться. Через несколько лет ученые планируют запустить новый спутник к планете.

    Благодаря уже более инновационным технологиям, появятся возможности для тщательного изучения, съемки, сбора информации об Уране и его многочисленных спутниках. Все это очень интересно.

    Невероятные факты о планете 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

    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

    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

    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

    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?

    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

    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

    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

    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

    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

    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
    Uranium - Информация об элементе, свойства и использование

    Стенограмма:

    Химия в ее элементе: уран

    (Promo)

    Вы слушаете химию в ее элементе, представленном вам Chemistry World , журналом Королевского химического общества.

    (окончание промо)

    Крис Смит

    Для химии в ее элементе на этой неделе вы можете догадаться, что связывает киль лодки, бронебойное оружие, красивое цветное стекло, которое вы можете отследить с помощью счетчика Гейгера и больше состояний окисления, чем химик может потрясти стеклянным стержнем.Если нет, вот Полли Арнольд с ответом.

    Полли Арнольд

    Уран, безусловно, является одним из самых известных или, я бы сказал, позорных элементов. Это самый тяжелый природный элемент. На самом деле в земной коре его больше, чем серебра. Это один из восьми элементов, названных в честь небесных объектов, но вы можете не подумать, что уран заслуживает того, чтобы быть названным в честь планеты Уран. Блестящий черный порошок, который химик Клапрот выделил из минеральной смолы в 1789 году - всего через восемь лет после открытия Урана - на самом деле был оксидом урана.Только через пятьдесят два года Эжен Мельхиор Пелиго восстановил тетрахлорид урана калием, и из этих более жестких условий наконец получил чистый серебристо-белый металл. Образцы металла быстро тускнеют на воздухе, но если металл тонко расколется, он загорится.

    Уран находится среди актинидов, второй оболочки металлов, которая заполняет их f-орбитали валентными электронами, делая их большими и весомыми.

    Химически, уран увлекателен.Его ядро ​​настолько полно протонов и нейтронов, что оно притягивает свои электронные оболочки ядра ближе друг к другу. Это означает, что в игру вступают релятивистские эффекты, которые влияют на энергии орбит электронов. Электроны внутреннего ядра движутся быстрее и притягиваются к тяжелому ядру, лучше его экранируя. Таким образом, внешние валентные орбитали более экранированы и расширены и могут образовывать гибридные молекулярные орбитали, которые приводили аргументы в пользу точного упорядочения энергий связи в ионе уранила вплоть до этого столетия.

    Это означает, что различные орбитали теперь могут быть объединены, чтобы создать связи, и из этого, некоторые очень интересные соединения. В отсутствие воздуха уран может проявлять широкий спектр степеней окисления, в отличие от лантаноидов, находящихся чуть выше него, и он образует много глубоко окрашенных комплексов в более низких степенях окисления. Четыреххлористый уран, который уменьшил Пелигот, имеет красивый травянисто-зеленый цвет, а трийодид - темно-синий. Из-за этого некоторые считают его «большим переходным металлом».Большинство из этих соединений сложно изготовить и охарактеризовать, поскольку они так быстро реагируют с воздухом и водой, но в этой области химии все еще есть возможности для больших достижений.

    Последствия релятивистского воздействия на энергии связывающих электронов вызвали много волнений у нас, химиков-синтетиков, но, к сожалению, много головных болей у экспериментальных и вычислительных химиков, которые пытаются понять, как лучше справляться с нашим наследием ядерных отходов.

    В окружающей среде уран неизменно существует в виде диоксидной соли, называемой ураниловым ионом, в которой он плотно зажат между двумя атомами кислорода в своем наивысшем состоянии окисления.Известно, что ураниловые соли не реагируют на атомы кислорода, и около половины всех известных урановых соединений содержат этот диоксомотив. Одна из наиболее интересных сторон этой области химии урана появилась в последние пару лет: несколько исследовательских групп нашли способы стабилизации однократно восстановленного иона уранила, фрагмент, который традиционно считался слишком нестабильным для выделения. Этот ион теперь начинает проявлять реактивность на атомах кислорода и, возможно, сможет многое рассказать нам о более радиоактивных и более реактивных искусственных сестрах урана, нептунии и плутонии - они также присутствуют в ядерных отходах, но с ними трудно работать в количествах, превышающих миллиграмм.

    За пределами химической лаборатории уран наиболее известен своей ролью ядерного топлива. В последние месяцы он был на переднем крае сознания многих химиков из-за международных дебатов о роли, которую ядерная энергетика может играть в будущем как низкоуглеродистый источник энергии, и о том, являются ли наши новые поколения более безопасными и эффективными электростанциями человек-доказательство.

    Для производства топлива, которое используется для приведения в действие реакторов для выработки электроэнергии, природный уран, который представляет собой почти весь U-238, обогащен изотопом U-235, который обычно присутствует только примерно в 0.7%

    Остатки, называемые обедненным ураном, или ОУ, имеют значительно уменьшенное содержание U-235 всего лишь около 0,2%. Это на 40% менее радиоактивно, чем природный уран и материал, из которого мы используем вещества, из которых производятся соединения в лаборатории.

    Поскольку он настолько плотный, DU также используется в экранировании, в килях лодок и, что более противоречиво, в носах бронебойного оружия. Металл обладает желательной способностью к самозатачиванию, когда он пронзает цель, а не растёт при ударе, как обычное оружие с карбидно-вольфрамным наконечником.

    Критики оружия DU утверждают, что оно может накапливаться на полях сражений. Поскольку уран является в основном альфа-излучателем, его радиоактивность действительно становится проблемой только в том случае, если он попадает внутрь организма, где он может накапливаться в почках, вызывая повреждение. Однако уран также является тяжелым металлом, и его химическая токсичность имеет большее значение - он примерно такой же токсичный, как свинец или ртуть.

    Но уран не заслуживает своего имиджа как одна из мерзостей периодической таблицы. Считается, что большая часть внутреннего тепла Земли происходит из-за разложения природных урановых и ториевых отложений.Возможно, тем, кто стремится улучшить общественный имидж ядерной энергетики, следует требовать перемаркировки геотермальных тепловых насосов наземного происхождения как ядерных?

    Репутация этого элемента также была бы значительно лучше, если бы только урановое стекло было самым известным лицом этого элемента. Подобно тому, как соли свинца добавляются в стекло для изготовления сверкающей хрустальной посуды, соли уранила придают стеклу очень красивый и прозрачный желто-зеленый цвет, хотя стеклодувы экспериментировали с получением широкого спектра драгоценных камней.Археологические раскопки возле Неаполя в 1912 году обнаружили небольшую зеленую мозаичную плитку, датируемую 79 годом нашей эры, которая, как сообщалось, содержала уран, но эти утверждения не были подтверждены. Однако в начале 19 900–9 гг. И начале 20 гг. в. Он широко использовался в контейнерах и рюмках. Если вы думаете, что у вас есть кусок, вы можете проверить с помощью счетчика Гейгера или путем поиска характерной зеленой флуоресценции урана, когда он находится под УФ-лампой. Куски, как правило, считаются безопасными для питья, но рекомендуется не сверлить в них отверстия и не носить их.Справедливо.

    Крис Смит

    Или, по-видимому, тоже случайно его съел. Это была химика из Эдинбургского университета Полли Арнольд, объясняющая более мягкую сторону бронебойного урана. На следующей неделе Андреа Селла познакомит нас с некоторыми кристаллами с интригующими свойствами.

    Андреа Селла

    "Это удивительные вещи. Вы должны это видеть". Он вытащил из кармана пробирку с потрясающими розовыми кристаллами, которые очаровательно блестели."Вот это да!" Я сказал - вы всегда можете удивить химика хорошими кристаллическими продуктами. «Становится лучше». он сказал таинственно. Он подозвал меня в прихожую. «Смотри», сказал он. Когда кристаллы улавливали свет от новых люминесцентных ламп, свисавших с потолка, розовый цвет, казалось, углублялся и осветлялся. "Вот это да!" Я сказал снова. Мы вернули кристаллы обратно на солнечный свет, и цвет снова поблек, и двигая кристаллы взад-вперед, они светились и тускло тусклили магическим образом.

    Крис Смит

    Но что они содержали? Ну, ответ Эрбиум, и вы можете услышать все об этом в химии на следующей неделе в ее элементе.Я Крис Смит, спасибо за внимание и до свидания.

    (Промо)

    (Окончание акции)

    ,

    Уран

    Химический элемент уран классифицируется как актинид металла. Он был открыт в 1789 году Мартином Генрихом Клапротом.

    зона данных

    Классификация: Уран - актинидный металл
    Цвет: серебристо-белый
    Атомный вес: 238.0289, нет стабильных изотопов
    Штат: твердый
    Точка плавления: 1135 o C, 1408 K
    Точка кипения: 4130 o C, 4403 K
    электронов: 92
    Протонов: 92
    Нейтроны в наиболее распространенном изотопе: 146
    Электронных оболочек: 2,8,18,32,21,9,2
    Электронная конфигурация: [Rn] 5f 3 6d 1 7s 2
    Плотность при 20 o C: 18.9 г / см 3
    Показать больше, в том числе: тепло, энергии, окисление,
    реакции, соединения, радиусы, проводимости
    Атомный объем: 12,59 см 3 / моль
    Структура: ромбическая
    Твердость: 6,0 месяцев
    Удельная теплоемкость 0,12 Дж г -1 К -1
    Тепло плавления 8.520 кДж моль -1
    Теплота распыления 482 кДж моль -1
    Теплота испарения 422,58 кДж моль -1
    1 st энергия ионизации 597,6 кДж моль -1
    2 и энергия ионизации 1420 кДж моль -1
    3 rd энергия ионизации -
    Сродство к электрону -
    Минимальный номер окисления 0
    мин.общее окисление нет. 0
    Максимальная степень окисления 6
    Макс. общее окисление нет. 6
    электроотрицательность (шкала Полинга) -
    Объем поляризуемости 27,4 Å 3
    Реакция с воздухом , ⇒ U 3 O 8
    Реакция с 15 М HNO 3 пассивировал
    Реакция с 6 М HCl мягкий, ⇒ H 2
    Реакция с 6 М NaOH нет
    Оксид (ы) UO, UO 2 , UO 3 , U 2 O 5 , U 3 O 8
    Гидрид (ы) UH 3
    Хлорид (ы) UCl, UCl 3 , UCl 4 , UCl 5 , UCl 6
    Атомный радиус 175 вечера
    Ионный радиус (1+ ион) -
    Ионный радиус (2+ ион) -
    Ионный радиус (3+ ион) 116.17:00
    Ионный радиус (1-ионный) -
    Ионный радиус (2-ионный) -
    Ионный радиус (3-ионный) -
    Теплопроводность 27,5 Вт м -1 К -1
    Электропроводность 3,6 х 10 -6 м -1
    Точка замерзания / плавления: 1135 o C, 1408 K

    Открытие урана

    В древние времена оксид урана использовался для производства керамической глазури желтого цвета.

    Уран был официально открыт в 1789 году в Берлине, Германия, Мартином Генрихом Клапротом.

    Клапрот изучал минеральную смолу, которая тогда считалась цинковой / железной рудой.

    Клапрот растворяет пичбленде в азотной кислоте, затем добавляют калий для получения желтого осадка. При добавлении избытка калия растворяется желтый осадок. Такие реакции не были характерны для какого-либо известного элемента, и Клапрот пришел к выводу, что он открыл новый элемент. (1)

    Он назвал его в честь недавно открытой планеты Уран.

    В 1841 году французский химик Юджин-Мельхиор Пелиго выделил металлический уран путем нагревания тетрахлорида урана с калием.

    Ниже представлены фотографии урановой руды (слева) и оксидов урана в пробирках. Эти оксиды, известные как желтый кек, образуются во время очистки урановых руд.

    Степени окисления урана.

    Бывший газодиффузионный завод в Оук-Ридже, передающий масштаб оборудования, необходимого для переработки делящегося урана.

    Нейтрон сталкивается с атомом U-235. U-236 образуется незадолго до того, как подвергнется ядерному делению; это дает новые атомы плюс энергию плюс больше нейтронов. Эти недавно выпущенные нейтроны могут вызвать расщепление большего количества U-235. Если атомы U-235 присутствуют в достаточно высоких концентрациях, возникает ядерная цепная реакция. Изображение Fastfission.

    Внешний вид и характеристики

    Вредные эффекты:

    Уран вреден как своей химической токсичностью, так и радиоактивностью.Воздействие урана увеличивает риск возникновения различных видов рака из-за его радиоактивности.

    Характеристики:

    Уран - это плотный, серебристо-белый, слегка парамагнитный, радиоактивный металл. Это также пластичный и податливый. Металл тускнеет на воздухе, приобретая темный слой оксида. При тонком измельчении уран самовозгорается на воздухе.

    Уран является высокореактивным металлом и реагирует почти со всеми неметаллическими элементами и многими их соединениями.Растворяется в кислотах, но не растворяется в щелочах.

    При наличии в соединениях уран существует в основном в степени окисления IV и степени окисления VI.

    Все изотопы урана радиоактивны, некоторые в большей степени, чем другие. Его радиоактивность, в частности способность подвергаться термоядерным цепным реакциям, привела к использованию урана в производстве энергии как в гражданских, так и в военных целях.

    использования урана

    Уран используется в качестве топлива для атомных электростанций.Один килограмм урана-235 способен производить столько же энергии, сколько 150000 килограммов (1500 тонн) угля.

    Природный уран содержит более 99% U-238 и лишь около 0,7% делящегося U-235. Огромные газодиффузионные установки используются для производства обогащенного урана, который имеет более высокие концентрации U-235.

    Уран для использования на атомных электростанциях обогащен до концентрации U-235 2-3%.

    В ядерном оружии считается, что уран обогащен до 90% по U-235, хотя при более низких концентрациях все равно можно получить работающую бомбу.

    Обедненный уран является побочным продуктом обогащения урана для ядерных целей. Он содержит около 0,2% U-235 и примерно вдвое менее радиоактивен, чем природный уран.

    Его более низкая радиоактивность позволила использовать обедненный уран в тех случаях, когда полезна очень высокая плотность урана. (Сфера урана размером с теннисный мяч весила бы около 5,7 фунтов (2,6 кг).) Она используется военными в качестве экранирования для защиты армейских танков, а также в частях пуль и ракет.

    Использование обедненного урана в ракетах является спорным, поскольку при ударе образуются пары и пыль урана, и они очень токсичны.

    U-238 может быть превращен в делящийся плутоний в реакторах-размножителях.

    Изобилие и изотопы

    Изобилие земной коры: 2,7 частей на миллион по весу, 0,25 частей на миллион по молям

    Солнечная система изобилия: 1 часть на миллиард по весу, 4 части на триллион по молям

    Стоимость, чистая: $ за 100г

    Стоимость, оптом: $ 9 за 100 г

    Источник: Уран встречается в природе в нескольких минералах, таких как уранинит (оксид урана), карнотит и аутунит.Канада является крупнейшим в мире поставщиком урана, производящим от 20 до 30 процентов поставок. Коммерчески уран производится путем восстановления галогенидов урана щелочноземельными металлами. Хотя большинство людей думают, что уран чрезвычайно редок, на самом деле он более распространен, чем привычные элементы, такие как ртуть и серебро.

    Изотопы: У урана 21 изотоп

    .
    Простая английская Википедия, свободная энциклопедия
    Ковалентный радиус ± 19:00
    Уран, 92 U
    Two hands in brown gloves holding a blotched gray disk with a number 2068 hand-written on it
    Общие свойства
    Произношение ( ewr-AY-nee-əm )
    Внешний вид серебристо-серый металлик; разъедает отслоившееся на воздухе черное оксидное покрытие
    Стандартный атомный вес ( A р, стандартный ) 238.02891 (3) [1]
    Уран в периодической таблице
    Атомный номер ( Z ) 92
    Группа группа не определена
    Период период 7
    Блок f-блок
    Тип элемента актинид
    Конфигурация электронов [Rn] 5f 3 6d 1 7s 2

    Электронов на оболочку

    2, 8, 18, 32, 21, 9, 2
    Физические свойства
    Фаза в STP твердое вещество
    Температура плавления 1405.3 K (1132,2 ° C, 2070 ° F)
    Точка кипения 4404 K (4131 ° C, 7468 ° F)
    Плотность (около рт ) 19,1 г / см 3
    в жидком состоянии (при т.пл. ) 17,3 г / см 3
    Теплота плавления 9,14 кДж / моль
    Теплота испарения 417,1 кДж / моль
    Молярная теплоемкость 27.665 Дж / (моль · К)
    Давление пара
    P (Па) 1 10 100 1 К 10 К 100 К
    в T (K) 2325 2564 2859 3234 3727 4402
    Атомные свойства
    Состояния окисления +1, +2, +3, [2] +4, +5, +6 (слабоосновный оксид)
    Электроотрицательность шкала Полинга: 1.38
    Энергия ионизации
    • 1-й: 597,6 кДж / моль
    • 2-й: 1420 кДж / моль
    Атомный радиус эмпирический: 156 ч.
    Ван-дер-Ваальс радиус 186 вечера
    Color lines in a spectral range Спектральные линии урана
    Другие свойства
    Природные явления первичные
    Кристаллическая структура орторомбическая Orthorhombic crystal structure for uranium
    Скорость звука тонкого стержня 3155 м / с (при 20 ° C)
    Тепловое расширение 13.9 мкм / (м · К) (при 25 ° С)
    Теплопроводность 27,5 Вт / (м · К)
    Удельное электрическое сопротивление 0,280 мкОм · м (при 0 ° С)
    Магнитное упорядочение парамагнитное
    Модуль Юнга 208 ГПа
    Модуль сдвига 111 ГПа
    Объемный модуль 100 ГПа
    Коэффициент Пуассона 0.23
    Твердость по Виккерсу 1960–2500 МПа
    Твердость по Бринеллю 2350–3850 МПа
    Номер CAS 7440-61-1
    История
    Именование в честь планеты Уран, названной в честь греческого бога неба Уран
    Открытие Мартин Генрих Клапрот (1789)
    Первая изоляция Эжен-Мельхиор Пелигот (1841)
    Основные изотопы урана
    | ссылки
    Небольшое количество урана в стеклянной посуде

    Уран представляет собой химический элемент (металл) в периодической таблице.Он имеет атомный номер 92, что означает, что атом урана имеет 92 протона в центре, который называется ядром. Уран, вырытый из земли, будет сделан из трех разных изотопов: трех разных типов урана с различным количеством нейтронов в их ядрах. Большая часть этого урана-238; уран-235 встречается реже; уран-234 самый редкий. Pitchblende - основная руда, добываемая для урана.

    Уран-235 может быть использован в ядерных реакторах и ядерном оружии путем проведения ядерной цепной реакции.Это превращает уран-235 в уран-236 и расщепляет ядро ​​на два меньших ядра. Это делает два совершенно разных элемента с меньшими атомными номерами. Этот процесс называется ядерным делением и создает много тепла. Это тепло делает его очень полезным для производства пара в ядерных реакторах или для взрывов с использованием ядерного оружия. Но большинство такого оружия используют плутоний, изготовленный из урана-238. Уран немного радиоактивен.

    Уран, из которого извлечен уран-235, называется обедненным ураном.Используется в противотанковом оружии. Уран также можно использовать в качестве красителя для витража или керамики, как он использовался до того, как люди узнали, что он радиоактивен.

    Orthorhombic crystal structure for uranium

    Уран является опасным веществом. Поскольку уран радиоактивен, его часто можно увидеть со знаком опасности для радиоактивных элементов, группой из трех треугольников с изогнутыми внешними краями, направленными к середине (как вы можете видеть слева). Некоторые люди считают, что уран светло-зеленый и светится благодаря тому, как его изображают во многих фильмах.Однако это не так. Уран - это блестящий белый металл, но обычно он виден в форме оксида черного цвета. Отработавшие или частично отработанные урановые топливные стержни, находящиеся под водой, например, внутри ядерного реактора или в бассейне с отработавшим топливом, могут светиться синим из-за излучения Черенкова. Помимо того, что уран радиоактивен, он является тяжелым металлом и химически токсичен.

    ,
    Космическое происхождение урана - Всемирная ядерная ассоциация

    (ноябрь 2016 г.)

    • Уран обеспечивает значительную долю нашего электричества во всем мире, однако этот факт становится ничтожным, когда мы рассматриваем роль, которую уран сыграл в эволюции Земли.
    • Считается, что земной уран был произведен в одной или нескольких сверхновых более 6 миллиардов лет назад. Более поздние исследования показывают, что некоторое количество урана образуется при слиянии нейтронных звезд.
    • Уран позже обогатился в континентальной коре.
    • Радиоактивный распад составляет около половины теплового потока Земли.

    Геологи и геохимики изучают обилие, распределение и хронометрический потенциал изотопов урана уже более века. Их работа основана на открытии Клапротом в 1789 году самого тяжелого природного элемента, демонстрации Беккереля в 1896 году о том, что соли урана радиоактивны, выводе Болтвуда в 1905 году о том, что свинец, а также гелий является продуктом распада урана, и предложении Резерфорда в 1906 году о геологической временный потенциал радиоактивности.С геохимической точки зрения, некоторые из основных вопросов:

    1. Откуда появился уран на Земле?
    2. Какое влияние оказывает сравнительно тривиальное содержание урана в Земле на эволюцию планеты, и, наоборот, существуют ли обратные связи, управляющие геохимическим циклом урана, которые изменяются секулярно (т. Е. В течение длительных, неопределенных периодов времени)?
    3. Можем ли мы проследить, как уран был переработан в экзосфере, коре и мантии Земли?

    Earth

    Космическое изобилие элементов

    На протяжении многих лет, начиная с 1930-х годов, большое количество ученых занимались определением содержания элементов и их изотопов в объектах, составляющих солнечную систему, и учетом наблюдаемых закономерностей численности.Фактически, спектроскопические измерения показывают, что содержание элементов в звездах варьируется, и что не существует единого применимого паттерна «космического изобилия».

    Ближе к дому существуют значительные различия в содержании элементов на различных планетах, которые вращаются вокруг Солнца, в котором господствует водород и гелий. Земные планеты, включая Землю, относительно истощены в потенциально газообразных или летучих элементах (водород, гелий, углерод и неон) и преобладают элементы с низким и даже атомным номером (кислород, магний, кремний и железо).В этом масштабе уран, содержание которого на Солнце составляет всего 10 -12 , а водорода - чрезвычайно редкий элемент. Кроме того, измерения изотопов кислорода в метеоритах показывают, что Солнечная система в целом не является однородной с точки зрения изотопных отношений. Все эти вариации указывают на то, что в производстве материала прото-солнечной системы было задействовано несколько источников.

    Откуда появился уран?

    Космохимики были обеспокоены не только закономерностями и вековыми тенденциями обилия элементов в галактиках, но также происхождением аномалий обилия в отдельных звездах и теориями синтеза различных ядер, чтобы объяснить эти наблюдения.Согласно этим теориям, уран Земли был произведен в одной или нескольких сверхновых («взрывное осветление звезды, в которой энергия, излучаемая ею, увеличивается в десять миллиардов ...» Взрыв сверхновой происходит, когда звезда сгорела все имеющееся у него ядерное топливо и ядро ​​разрушаются катастрофически ». - Оксфордский словарь по физике). Основным рассматриваемым процессом был быстрый захват нейтронов на зародышевых ядрах со скоростями, превышающими распад в результате радиоактивности. Предполагается, что требуемые нейтронные потоки возникают во время катастрофически взрывных звездных событий, называемых сверхновыми.Гравитационное сжатие железа (остров ядерной стабильности, неспособный к дальнейшим экзотермическим реакциям синтеза) и внезапный коллапс в центре массивной звезды запускает взрывной выброс большей части звезды в космос вместе с потоком нейтронов. Обнаружены остатки сотен сверхновых.

    Совсем недавно вторая теория предложила создать уран при слиянии двух нейтронных звезд. Нейтронные звезды очень плотные, чайная ложка материала нейтронной звезды имеет массу порядка 5 миллиардов тонн.Когда два таких тела сближаются, интенсивные гравитационные силы заставляют их насильно сливаться, испуская гравитационные волны и производя огромное количество тяжелых элементов, таких как золото, платина и уран.

    Итак, мы знаем, что уран Земли был получен в результате одного или нескольких из этих процессов, и что этот материал был унаследован солнечной системой, частью которой является Земля.

    Мы могли бы также спросить, как давно произошел этот синтез урана. Дано

    • сегодняшнее изобилие U-235 и U-238 в различных «оболочках», образующих нашу планету,
    • знание периодов полураспада этих изотопов, и
    • возраст Земли (c 4.55 миллиардов лет) - известно из различных радиометрических «часов», в том числе из цепочек распада урана-свинца.

    Мы можем рассчитать содержание U-235 и U-238 во время образования Земли. Зная далее, что отношение производства U-235 к U-238 в сверхновой составляет около 1,65, мы можем рассчитать, что, если бы весь уран, находящийся сейчас в Солнечной системе, был сделан в одной сверхновой, это событие должно было произойти примерно в 6,5 млрд. много лет назад.

    Эта «одна стадия», однако, является упрощением.Фактически, были задействованы многочисленные сверхновые от более 6 миллиардов до 200 миллионов лет назад. Кроме того, исследования изотопного содержания элементов, таких как кремний и углерод в метеоритах, показали, что более десяти отдельных звездных источников были вовлечены в происхождение материала Солнечной системы. Таким образом, относительная численность U-235 и U-238 на момент образования Солнечной системы:

    • нельзя преобразовать в «одноступенчатый» возраст модели,
    • по сути случайная и уникальная ценность, а
    • отражает вклад взрывного мусора многих звезд-прародителей.

    Обогащение в земной коре

    Было проведено множество анализов урана в породах, образующих континентальные и океанические коры, и в образцах мантии Земли, выставленных в виде поднятых срезов в горных поясах или в виде «ксенолитов» в базальтах и ​​кимберлитах (скопления алмазов).

    Мы можем иметь некоторую уверенность в том, что эти измерения являются надежными для коры и верхней мантии Земли, но меньше уверенности в том, что мы знаем об изобилии урана в нижней мантии, а также во внешних и внутренних ядрах.Хотя в среднем содержание урана в метеоритах составляет около 0,008 частей на миллион (грамм / тонна), содержание урана в «первичной мантии» Земли - до извлечения континентальной коры - составляет 0,021 ч / млн. С учетом извлечения железо-никелевого сплава, образующего ядро, без урана (из-за характеристики урана, которая делает его более легко соединяющимся с минералами в породах земной коры, а не с богатыми железом), это все еще представляет собой примерно двукратное обогащение в материалы, образующие прото-Землю по сравнению со средними метеоритными материалами.

    В настоящее время содержание урана в «истощенной» мантии, обнаженной на дне океана, составляет около 0,004 промилле. Континентальная кора, с другой стороны, относительно обогащена ураном в количестве около 1,4 млн -1. Это представляет 70-кратное обогащение по сравнению с примитивной мантией. Фактически уран, потерянный из «истощенной» океанической мантии, в основном секвестрируется в континентальной коре.

    Вероятно, что процесс или процессы, которые переносили уран из мантии в континентальную кору, являются сложными и многостадийными.Тем не менее, по крайней мере за последние 2 миллиарда лет они участвовали:

    1. Образование океанической коры и литосферы в результате таяния мантии на срединно-океанических хребтах,
    2. миграция этой океанической литосферы в сторону к месту потребления плит (это отмечено на поверхности глубоководным желобом),
    3. добыча жидкостей и магм из нисходящей (субдуцированной) литосферной плиты и главного клина в этих зонах субдукции,
    4. перенос этих жидкостей / расплавов на поверхность в зонах «островных дуг» (таких как Тихоокеанское огненное кольцо),
    5. производство континентальной коры из этих островных дуг протолитов путем переплавки, образования гранита и переработки внутри земной коры.

    На протяжении всего этого цикла образования корки литофильный характер урана проявляется в постоянстве соотношения калия к урану, составляющего около 10000 в диапазоне пород от перидотита до гранита. Поскольку мы хотели бы следить за тем, как уран распределяется на Земле, полезными параметрами являются содержание и изотопные характеристики свинца - радиогенной дочери U-235 и U-238. В таблице 1 ниже показано относительно низкое содержание свинца в мантии Земли и, как следствие, высокое отношение урана к свинцу по сравнению с метеоритами.Разница в численности, скорее всего, может быть объяснена изменчивой природой свинца и его тенденцией к соединению с железом, причем свинец теряется во время наземной аккреции и разделения керна. Конечно, одним из следствий этих высоких соотношений является сравнительно высокое радиогенное / нерадиогенное содержание Pb-207 / Pb-204 и Pb-206 / Pb-204 в земной коре и мантии по сравнению с метеоритами или земной землей. ядро. (Pb-207 является конечным стабильным продуктом распада U-235, а Pb-206 является продуктом U-238. Pb-204 нерадиогенный.

    Таблица 1

    U изобилие
    (млн -1)
    Pb изобилие
    (млн -1)
    Соотношение U / Pb
    Метеориты 0,008 2,470 0,003
    Примитивная мантия 0.021 0,185 0,113
    Континентальная кора 1,4 12,6 0,111

    Цифра, приведенная для континентальной коры, является средней величиной для всей коры. Конечно, локальная концентрация урана может намного превышать эти значения, варьируя до 50 частей на миллион, распространяемых в некоторых гранитах, до гораздо более высоких значений в рудных месторождениях.Фактически, в геологическом прошлом локальные концентрации урана иногда достигали естественной критичности, например, реакторы Окло в Габоне.

    Источник энергии

    Конвекция во внешнем ядре и мантии, посредством которой тепло передается движением нагретой материи, управляет многими эндогенными процессами Земли.

    Конвекция в ядре может быть вызвана выделением тепла во время постепенного затвердевания ядра (скрытой теплотой кристаллизации) и приводит к самоподдерживающемуся земному динамо, которое является источником магнитного поля Земли.Считается также, что теплопередача от ядра на границе ядро ​​/ мантия вызывает всплеск относительно горячих, а следовательно, и небольших плотностей материальных потоков. Эти шлейфы затем поднимаются, по существу, не получая и не теряя тепла, и подвергаются декомпрессии, таящей близко к поверхности Земли в «горячих точках», таких как Гавайи, Реюньон и Самоа.

    Однако основным источником энергии, приводящей в действие конвекцию в мантии, является радиоактивный распад урана, тория и калия. В современной Земле большая часть генерируемой энергии исходит от распада U-238 (около 10 -4 Вт / кг).Однако во время образования Земли распад как U-235, так и K-40 имел бы почти одинаковое значение, и оба они превысили бы выработку тепла U-238.

    Простой способ увидеть процесс тектоники плит - формирование и утилизацию океанической литосферы - это то, что это механизм, с помощью которого мантия выделяет тепло. И наоборот, «мантийные плюмы / горячие точки» - это то, как ядро ​​выделяет тепло. С точки зрения общих потерь тепла с Земли в настоящее время активность плит составляет около 74%, горячие точки составляют около 9%, а радиогенное тепло, теряемое непосредственно из континентальной коры, составляет около 17%.Земля хорошо теплоизолирована, и потери тепла с поверхности теперь могут отражать выработку тепла значительное время в прошлом.

    Измерения тепла привели к оценкам, что Земля генерирует от 30 до 44 тераватт тепла, большая часть которого происходит от радиоактивного распада. Измерения антинейтрино предварительно предположили, что около 24 ТВТ возникает в результате радиоактивного распада. Профессор Боб Уайт приводит более позднюю цифру в 17 ТВТ от радиоактивного распада в мантии, а более поздняя фигура, основанная на геонейтрино, составляет 20 +/- 8 ТВТ для распада U-238 и Th-232, плюс 4 ТВТ для К-40. ,Это сопоставимо с потерями тепла 42-44 ТВт на поверхности Земли из глубины Земли. Баланс происходит от изменений в ядре. Таким образом, около половины общего теплового потока Земли происходит от радиоактивного распада. (От падающей солнечной радиации происходит намного большая потеря тепла, которая совершенно различна.)

    Атмосфера и парниковый эффект, роль растений

    Помимо фундаментальной физической и химической дифференциации Земли, обусловленной тектоникой плит, формирование и разрушение литосферы также имеют решающее значение для многих процессов во внешнем слое атмосферы.Мы знаем, например, что в периоды усиленного формирования океанической литосферы, например, в меловом периоде около 100 миллионов лет назад, срединные океанические хребты стояли выше, вызывая затопление низменных частей континентов. Фактически, лауразийская часть бывшего суперконтинента Пангея была утоплена в большей степени, чем часть Гондваны, возможно, отражая некоторый глубинный термический / композиционный контраст. Эффекты были разнообразны и включают в себя:

    1. повышенное выделение углекислого газа, вызывающее повышенное содержание углекислого газа в океане и атмосфере,
    2. уменьшенная площадь континентальной поверхности, ведущая к снижению титрования из-за атмосферного углекислого газа,
    3. поддерживает высокие уровни содержания углекислого газа в атмосфере, что приводит к усилению парникового эффекта и более теплому климату.

    Светские изменения произошли в нескольких атмосферных процессах, в том числе в изменении состава, от относительно редуцирующего до удивительно окислительного. Странное "уравнение" для производства атмосферы:

    CO 2 + H 2 = N 2 + O 2

    , где первичные, дегазированные вулканическим путем входы в атмосферу находятся слева, а совокупные обильные компоненты находятся в правой части уравнения.Азот - это следы вулканических выбросов, которые в значительной степени не используются в поверхностных процессах, включая обычное воздействие органической жизни, и просто накапливаются в атмосфере. Расстояние от Земли до Солнца вместе с обратной связью в теплице позволяет в целом поддерживать температуру поверхности в пределах диапазона конденсации воды. Углекислый газ растворяется в воде, а также выделяется в кальците неорганическими и органическими осадками в виде известняка.

    Примечательной особенностью нашей атмосферы является наличие молекулярного кислорода, выделяющегося при фотосинтезе, процессе, благодаря которому зеленые растения производят свои углеводы из атмосферного углекислого газа и воды:

    6CO 2 + 6H 2 O = C 6 H 12 O 6 + 6O 2

    Фотосинтез можно проследить во времени примерно до 3.8 миллиардов лет. Некоторое время выделившийся кислород потреблялся за счет окисления восстановленных соединений железа на поверхности Земли. В конечном счете, кислород начал накапливаться в атмосфере в виде свободного кислорода около 2,5 миллиардов лет назад.

    В дополнение ко многим другим эффектам изменение окислительно-восстановительного характера экзосферы привело к фундаментальным изменениям в способах транспортировки урана в цикле выветривания-эрозии-осаждения. В то время как в восстановленных условиях уран относительно нерастворим и стабилен, как уранинит (UO 2), в окислительных условиях он становится растворимым (U 6+ ) и легко транспортируется.С тех пор, как 2,5 миллиарда лет назад рудные залежи урана формировались главным образом там, где было достигнуто сокращение урансодержащих жидкостей, например, бактериями или путем контакта с графитовыми сланцами.

    Распределение урана во времени

    Окислительная атмосфера также привела к увеличению концентрации урана в океанах и, следовательно, посредством транспорта в рециркулирующих гидротермальных жидкостях к относительному обогащению в океанической коре. Усиленный перенос урана из экзосферы во внутреннее пространство Земли - посредством субдукции океанической литосферы и последующей повторной гомогенизации этой литосферы в мантию Земли - оказал значительное влияние на нынешнее распределение урана на Земле и может объяснять некоторые странности. несоответствия в изотопных характеристиках мантии.Например, в то время как интегрированные во времени значения Pb-208 (стабильный конечный продукт распада Th-232) / Pb-206 для базальтов срединно-океанического хребта указывают на значения мантийных источников Th / U, равные примерно 4, измеренные значения Th / U и систематика короткоживущих дисбалансов Th-U показывают соотношение около 2. Вероятно, что примерно 2,5 миллиарда лет назад инъекции урана в мантию были эффективными в снижении отношения тория к урану на ) мантийный масштаб.

    Дополнительный суммарный эффект - это избирательная закачка урана, а не свинца, который в основном отбирается в зонах субдукции и возвращается обратно в кору - в мантию.Мы знаем, что в целом большинство базальтов производится из мантии с повышенным отношением уран / свинец и с очевидным «будущим» возрастом по сравнению с изотопными отношениями свинца, характерными для замкнутой системы, одностадийной эволюции урана / свинца на Земле. , Эта особенность иногда упоминается геохимиками как «парадокс свинца» и может частично относиться к влиянию обратной связи окисляющей, вызванной жизнью экзосферы на внутреннюю часть Земли.

    Природные ядерные реакторы в земной коре

    Около 2 миллиардов лет назад в Окло, Габон, Западная Африка, по меньшей мере 17 естественных ядерных реакторов начали работу на богатом месторождении урановой руды.Каждый работал около 20 кВт тепловой. В то время концентрация U-235 во всем природном уране составляла 3,7 процента вместо 0,7 процента, как в настоящее время (U-235 распадается значительно быстрее, чем U-238, период полураспада которого примерно равен возрасту этой планеты. ).

    Эти естественные цепные реакции, начавшиеся спонтанно из-за присутствия воды, выступающей в качестве замедлителя, продолжались около двух миллионов лет, прежде чем окончательно угаснуть. В течение этого длительного периода реакции около 5,4 тонн продуктов деления, а также 1.В рудном теле образовалось 5 тонн плутония вместе с другими трансурановыми элементами. Первоначальные радиоактивные продукты давно распались на стабильные элементы, но изучение их количества и местоположения показало, что радиоактивные отходы почти не перемещались во время и после ядерных реакций. Плутоний и другие трансураны оставались неподвижными.

    Теория геореактора

    Совершенно иным взглядом на роль урана на Земле является теория о том, что значительная часть урана на исконной планете утонула в ядре и образовала там ядро ​​длиной около 8 км, которое с тех пор делится.Истощение U-235 в течение геологического времени не прекратило реакцию, потому что это ядро ​​представляет собой быстрый реактор (не требующий замедления), который производит плутоний-239 из U-238. Теория геореактора основывается на относительно небольшом количестве доказательств и широко не поддерживается.

    Источники:
    Настоящий документ, кроме двух последних разделов и дополнений, определяющих количественную оценку выработки внутренней энергии, подготовлен профессором Ричардом Аркулюсом из Австралийского национального университета и используется с разрешения автора.Он основан на документе, представленном профессором Аркулюсом на среднесрочном совещании Института урана в Аделаиде 17 апреля 1996 года.
    Новый Ученый 7/8/04 и 30/7/05

    ,

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *