Атмосфера Урана — объяснение для детей
Астрономия для детей > Ответы на частые вопросы > Атмосфера Урана
Есть ли атмосфера на Уране – описание для детей: из чего состоит атмосфера на фото, плотность, смена сезонов, магнитные бури, полосы в облаках, температура.
Для самых маленьких важно запомнить, что Уран занимает седьмую позицию от Солнца и последнюю по размеру среди газовых гигантов. Правда, атмосфера планеты больше похожа на атмосферу Нептуна, а не остальных. Именно поэтому их прозвали ледяными гигантами, расположенными далеко от звезды и с преобладанием ледяной структуры. Уран вращается очень непривычно, из-за чего ученые делают выводы, что на погоду больше влияет ядро, чем Солнце. Давайте узнаем, как выглядит атмосфера Урана и что с ее химическим составом.
Состав атмосферы Урана — объяснение для детей
Начать объяснение для детей родители или учителя в школе могут с то, что расскажут о главных элементах атмосферы планеты Уран: водород и гелий. Но они преобладают по количеству лишь на внешних краях, но не играют особой роли в скалистом интерьере.
Зеленые и синие слои – чистая атмосфера, позволяющая солнечным лучам проникать вглубь Урана. Желтые и серые – отражают свет.
Дети должны знать, что причиной синего цвета стал метан (он поглощает красный).
В воздухе вокруг планеты заметны следы углеводородов. В самой атмосфере Урана есть вода, аммиак и, возможно, метан.
Состав по объему:
- молекулярный водород: 82.5%.
- гелий: 15.2%.
- метан: 2.3%.
Слоистость атмосферы Урана — объяснение для детей
Важно объяснить детям, что атмосфера Урана напоминает земную по части наличия слоев. Это газовый гигант, поэтому лишен твердой поверхности. Исследователи определяют это место как точку, где атмосферное давление превышает 1 бар (уровень моря на Земле).
Чуть выше «поверхности» располагается тропосфера. Именно здесь у атмосферы наивысший уровень плотности. Температура изменяется от -153°C до -218°C. Причем дети должны запомнить, что чем выше, тем холоднее. Именно из-за этого урановая атмосфера занимает первое место по морозности в системе. Внутри тропосфера наполнена тонкими облаками воды с низким давлением, а над ними – гидросульфид аммония. После следуют аммиачные и сероводородные облака. Выше – тонкие облака метана. Тропосфера занимает 50 км от поверхности.
Изображения Хаббла помогают проследить ученым изменения в верхних слоях атмосферы Урана
Стратосфера нагревается солнечными лучами всего лишь от -218°C до -153°C. В ней различают метановый смог, который мог повлиять на тусклый вид. Кроме того, есть метан и ацетилен. Эта мутность позволяет стратосфере (шириною в 4000 км) немного согреться. Но углеводородов не так много.
Термосфера и корона прогреваются до 577°C, но исследователи пока точно не определились с причиной. Так как до Солнца слишком далеко, то у планеты не может быть так много внутреннего тепла, чтобы выработать такую температуру. Кроме того, ее внешние слои простираются очень далеко, из-за чего создается сопротивление кольцевым образованиям, вращающимся вокруг.
Облачные узоры Урана — объяснение для детей
Стоит объяснить для самых маленьких детей, что, хотя Уран и выглядит единым синим пятом, но на нем также есть полосы. Но они настолько слабы, что видны только при профессиональной съемке. Эти зоны формируются, когда газы внутри участка нагреваются и поднимаются, а в поясах возвращаются обратно и остывают. В районе поясов ветер дует в восточном направлении, а полосы перемещаются в западном.
Темное пятно в атмосфере Урана
Вояджер-2 в 1986 году различил лишь 10 узоров. Но более усовершенствованная земная техника обнаружила и слабые облака. Они расположены в тропосфере, а ветра в них разгоняются до 900 км/ч.
Сезоны на Уране — объяснение для детей
Уран – уникален тем, что еще в самом начале формирования в него ударился объект, из-за чего экватор повернулся вниз и кажется, что планета катится по орбите. Получается, что половину 84-летнего облета к Солнцу повернут только один полюс. Дети должны понимать, что половина планеты находится в ночной зиме, а вторая – в дневном лете.
Большинство планет получают тепло больше на экваториальной линии, вызывая движение потоков к полюсам. Но экватор Урана вообще не встречается с Солнцем. Поэтому теплые потоки должны подниматься от освещенного полюса и опускаться к охлажденному. Но полосы и зоны Урана образовались также, как на Сатурне и Юпитере, что странно. Кажется, будто внутренняя жара планеты управляет погодой. Теперь вы знаете, как выглядит атмосфера Урана. Используйте наши фото, видео, рисунки и подвижные модели онлайн, чтобы лучше разобраться во внешнем виде планеты и особенностях ее поверхности.
v-kosmose.com
состав. Какая атмосфера у Урана?
Снимки, полученные со спутника «Вояджер-2» еще в далекие 90-е годы, показали нам поразительные результаты. Загадочная зеленоватая атмосфера Урана – это все, из чего состоит данная планета, за исключением крошечного каменно-металлического ядра. Дело в том, что наши предки, которым принадлежат открытия внешних планет Солнечной системы, были уверены в том, что все они, как и Земля, имеют поверхность, воздушную оболочку и подземные слои. Как оказалось, газовые гиганты лишены всего этого, так как являются представителями двухслойной модели планет.
История открытия и общие данные о планете
По удаленности от Солнца Уран является седьмой планетой. Его открыл Уильям Гершель в конце 18-го столетия, впервые использовав для астрономических наблюдений телескоп. До этого длительное время ученые полагали, что Уран является лишь удаленной очень яркой звездой. Сам Гершель, делая записи об этом небесном теле, изначально сравнивал его с кометой, позже пришел к выводу, что это, возможно, еще одна планета СС. Конечно же, после подтверждения всех наблюдений открытие стало сенсацией. Однако в то время никто еще не знал, какая атмосфера у Урана на самом деле и какое у него строение. Ныне нам известно, что его орбита – одна из самых больших в системе. Вокруг Солнца планета оборачивается за 84 земных года. При этом ее период обращения вокруг своей оси составляет чуть более 17 часов. Из-за этого атмосфера Урана, которая и так состоит из тяжелых газов, становится невероятно плотной и оказывает колоссальное давление на ядро.
История образования атмосферы
Считается, что на внешний вид и физические данные Урана влияет именно его ядро, а также процесс его образования. По сравнению с параметрами самой планеты (25 559 км – экваториальный радиус), ядро просто миниатюрное. Следовательно, оно не является источником энергии или магнитного поля, как в случае с Юпитером, а также недостаточно сильно нагревает все газы, из которых состоит атмосфера Урана. Состав ее, в свою очередь, нельзя сравнить с составом Юпитера или Сатурна, хотя все эти планеты входят в одну категорию. Дело в том, что Уран окружают ледяные газы, лед в самых высоких своих модификациях, облака метана и прочих тяжелых элементов. Такие легкие газы, как водород и гелий, присутствуют в атмосфере лишь в малом количестве. Есть две версии такого парадокса. В соответствии с первой размер и гравитационные силы ядра в момент формирования СС были слишком малыми, чтобы притянуть легкие газы. Вторая заключается в том, что в месте, где образовался Уран, были лишь тяжелые химические компоненты, которые и стали основой планеты.
Наличие атмосферы, ее состав
Уран был впервые детально изучен лишь после путешествия «Вояджера-2», который сделал снимки с большим разрешением. Они позволили ученым установить точную структуру самой планеты, а также ее атмосферы. Так сказать, воздушную оболочку Урана делят на три части:
- Тропосфера лежит глубже всего. Давление тут находится в пределах от 100 до 0,1 бар, а высота этого слоя не превышает 500 км от условного уровня мантии.
- Стратосфера – слой атмосферы, находящий в середине. Занимает высоты от 50 до 4000 км.
- Экзосфера. Внешняя атмосфера Урана, где давление стремится к нулю, а температура воздуха максимально низкая.
Во всех этих слоях содержатся в различных пропорциях следующие газы: гелий, водород, метан, аммиак. Также имеется вода в виде различных модификаций льда и пара. Однако атмосфера Урана, состав которой сравним с воздушной оболочкой Юпитера, отличается невероятной холодностью. Если в самом большом газовом гиганте воздушные массы нагреты до максимума, то тут они остужены до 50 кельвинов, потому и имеют большую массу.
Тропосфера
Самый глубокий слой атмосферы ныне рассчитан лишь теоретически, так как добраться до него техника землян пока что не позволяет. Каменное ядро планеты окружают облака, состоящие из кристаллов льда. Они тяжелые и оказывают огромное давление на центр планеты. За ними следуют облака из гидросульфида аммония, потом — воздушные образования из сероводорода и аммиака. Самый крайний участок тропосферы занимают метановые облака, которые подкрашивают планету в тот самый зеленый цвет. Температура воздуха в тропосфере считается самой высокой на планете. Она колеблется в пределах 200 К. Из-за этого некоторые исследователи полагают, что мантию планеты образует большой ледяной слой. Но это лишь гипотеза.
Стратосфера
Наличие атмосферы Урана обеспечивают соединения тяжелых и легких газов, а их синтез окрашивает планету в зеленоватый оттенок. Все эти процессы происходят в средней воздушной прослойке, где встречаются молекулы аммиака и метана с гелием и водородом. Кристаллы льда тут принимают совсем иные модификации, нежели в тропосфере, они, благодаря аммиаку, поглощают любой свет, поступаемый из космоса. Скорость ветров в стратосфере достигает 100 м/с, благодаря чему все облака быстро меняют свое положение в пространстве. В стратосфере случаются полярные сияния, нередко образуются туманы. Но таких осадков, как снег или дождь, не наблюдается.
Экзосфера
Изначально о том, какая атмосфера у Урана, судили именно по ее внешней оболочке. Это тонкая полоса кристаллизованной воды, которая окутывается сильными потоками ветров и является средоточием самой низкой температуры в Солнечной системе. Она состоит из легких газов (молекулярный водород и гелий), метан же, который в большом количестве находится в более плотных слоях, здесь отсутствует. Скорость ветра в экзосфере достигает 200 м/с, температура воздуха опускается до 49 К. Потому-то планета Уран, атмосфера которой столь ледяная, стала самой холодной в нашей системе, даже по сравнению со своим более дальним соседом – Нептуном.
Загадка магнитного поля Урана
Всем прекрасно известно, что зеленоватый Уран крутится вокруг своей оси, лежа на боку. Ученые полагают, что в момент образования СС планета столкнулась с астероидом или иным космическим телом, которое изменило ее положение, исказив при этом магнитное поле. От оси, которая определяет север и юг планеты относительно экватора, магнитная ось смещена на 59 градусов. Это создает, во-первых, неравномерное распределение гравитации, во-вторых – неравную напряженность в северном и южном полушариях. Тем не менее, скорее всего, именно это загадочное положение обеспечивает наличие атмосферы Урана и ее уникальный состав. Вокруг ядра удерживаются только тяжелые газы, в средних слоях – кристаллизованная вода. Возможно, если бы температура воздуха тут была повыше, Уран стал бы огромным океаном, состоящим из обычной воды, которая является источником жизни.
Уран поглощает все и вся вокруг
Как мы уже говорили выше, атмосфера Урана наполнена огромным количеством метана. Этот газ достаточно тяжелый, потому он способен поглощать инфракрасные лучи. То есть весь свет, который исходит от Солнца, от других звезд и планет, касаясь атмосферы Урана, превращается в зеленоватый оттенок. Недавно ученые заметили, что планета также заглатывает посторонние газы, которые находятся в открытом космосе, что парадоксально с ее слабым магнитным полем. В составе средних слоев атмосферы были обнаружены углекислый и угарный газы. Считается, что они притянулись к планете от пролетающих мимо комет.
Ледяные царства нашей системы
Две самые крайние планеты СС – это Уран и Нептун. Обе характерны синеватыми оттенками, обе образованны из газов. Атмосфера Урана и Нептуна – это практически одно и то же, за исключением пропорций. Сила гравитации и масса ядер обоих планет практически одинакова. Нижние слои атмосферы Нептуна, как и Урана, образованы из кристаллизованной воды, перемешанной с метаном и сероводородом. Тут, возле ядра, ледяные гиганты нагреваются до 200 и более Кельвинов, тем самым формируя свое магнитное поле. Атмосфера Урана и Нептуна имеет одинаковое количество молекулярного водорода в своем составе – более 80 процентов. Внешний воздушный слой Нептуна также характерен сильными ветрами, но температура воздуха тут немного выше – 60 К.
Заключение
Наличие атмосферы Урана в принципе обеспечивает существование этой планеты. Воздушная оболочка является главной составляющей частью Урана. Она сильно разогревается возле ядра, но при этом максимально остывает в крайних слоях. Пока что планета является безжизненной по причине отсутствия кислорода, а также воды в жидком виде. Но по прогнозам исследователей, если температура ядра начнет повышаться, кристаллы льда превратятся в огромный океан, в котором смогут зародиться новые формы жизни.
fb.ru
Есть ли жизнь на Уране? Атмосфера и климат планеты Уран
Смогут ли люди добраться до звёзд и колонизировать другие планеты? Подобные вопросы разжигают в человеке жажду исследования.
Атмосфера Урана, как и остальные параметры этой удивительной планеты, представляют огромное поле деятельности для изучения. Из-за своей удалённости от Земли, Уран долгое время считался тривиальным и даже скучным космическим объектом. Но с получением новых данных учёные пересмотрели отношение к этому гиганту.
Источниками информации об атмосфере гигантского Урана являются данные переданные космическим аппаратом «Вояджер 2» и текущие наблюдения телескопа «Хаббл». Хотя сам телескоп не модифицировали, но постепенно разрабатываются новые программы, позволяющие извлекать более точную информацию из поступающих на него сведений.
Структура атмосферы планеты
В структурных особенностях атмосферы планеты Уран будет гораздо легче разобраться, если сразу уяснить некоторую разницу с привычной для нас земной газовой оболочкой. На Земле под атмосферой находится океан жидкой воды и твёрдая суша.
Но на Уране, который является газовым гигантом, твёрдая поверхность отсутствует в принципе. Поэтому «поверхностью» принято считать точку, в которой атмосферное давление составляет 1 бар – по аналогии с Землёй, где это давление соответствует высоте на уровне моря.
Атмосфера Урана состоит из трёх оболочек, внушительных по размеру:
- Тропосфера
- Стратосфера
- Термосфера
Тропосфера расположена на высоте от -300 до 50 км (здесь время вспомнить, что из-за относительного расположения точки «поверхности» Урана, возможно отрицательное значение для высоты). На протяжении этих 350 км давление будет меняться от 100 бар в самой ближней к ядру планеты точки до 0,1 бара на границе между тропосферой и стратосферой.
Стратосфера простирается на высоте 50 – 4000 км. Тут давление постепенно падает от 0,1 до 10-10 бара.
Замыкает этот парад термосфера, которая окутывает планету на расстоянии в 50 тысяч километров.
Атмосфера Урана
Химический состав атмосферы
Основным элементом в атмосфере Урана является водород. Он заполняет почти три четверти всего объёма газов. Также присутствует большое количество гелия.
Интересно, что если брать массовую часть гелия на Уране, её значение очень близко к такому же параметру у Солнца.
Третий газ, который можно легко найти на планете – это метан. Благодаря химическим свойствам метана, о присутствии этого элемента в атмосфере Урана знали eже давно. Метан поглощает красные волны видимого спектра. Поэтому перед сторонним космическим наблюдателем Уран предстаёт в красивом аквамариновом цвете.
Химический состав
В тропосфере присутствуют и другие газы. За слоем метана обнаружено скопление аммиака и сероводорода. Оба эти газа имеют специфический резкий запах, неприятный для человека. Аммиак – это, по сути, нерастворённый нашатырь. А сероводород легко идентифицировать по характерному запаху тухлых яиц.
В более глубокие слои атмосферы с современным оборудованием человеку проникнуть не удаётся. Но косвенные доказательства свидетельствуют о том, что за покровом из сероводорода и аммиака скрывается ещё слой гидросульфида аммония. А ещё дальше располагаются залежи воды в виде супер переохлаждённого льда.
Верны ли догадки учёных, покажет время.
Уранианские облака
Все эти массы различных газов не висят неподвижно. Они собраны в огромные облака, некоторые из которых вполне можно сравнить с земными грозовыми тучами. Из-за высокого давления эти массы газа обладают большой плотностью.
Обычный для Урана ветер превосходит самый экстремальный земной ураган. В среднем ветер тут дует со скоростью 40 – 160 м/с. А максимальная зафиксированная скорость потоков газов на Уране составляет 250 м/с. Для сравнения – в земной атмосфере самые быстрые потоки двигаются со скоростью 50 м/с.
За уранианскими облаками трудно наблюдать. Планета находится очень далеко, и периодически одна сторона попадает в тень.
Тем не менее, учёные установили, что атмосферный рисунок на Уране меняется крайне неравномерно. Некоторые облака исчезают спустя всего пару часов, а другие остаются неизменными на протяжении десятилетий.
Температура на планете Уран
Температура Урана, а точнее – её распределение, это ещё одна загадка для учёных. Не лишним будет заметить, что у этого ледяного гиганта самая холодная планетарная атмосфера во всей Солнечной системе. И это при том, что Нептун находится ещё дальше от Солнца.
Судя по имеющимся данным, ядро голубого гиганта не выделяет никакого тепла. У учёных нет единого мнения о том, почему так происходит. Некоторые связывает эту особенность с нетипичным вращением планеты вокруг собственной оси.
Средняя температура на Уране – понятие относительное. Это связано с его огромными размерами. Но если взять уровень тропопаузы, который находится на границе стратосферы и тропосферы, то температура Урана тут достигает рекордной отметки в -224 градуса Цельсия.
Максимально же температура поднимается в термосфере, достигая 576 градусов Цельсия.
Жители Земли привыкли к разнице в температуре между днём и ночью. Поэтому логичным будет вопрос, сколько градусов разницы между этими периодами будет на голубом гиганте. Несмотря на впечатляющие размеры, планета Уран совершает полный оборот вокруг оси всего за 17 часов 14 минут. Поэтому средняя температура в этом плане там неизменна.
Есть ли жизнь на Уране
Может ли существовать жизнь на Уране?
Исходя из имеющихся научных данных, можно утверждать, что форма жизни, подобная человеческой, никак не смогла бы выжить на этой мало гостеприимной планете.
С другой стороны – исследования Солнечной системы в целом и её отдельных планет в частности, только начинается. Человечеству предстоит совершить ещё много открытий. Будет ли обнаружена жизнь на Уране? Возможна ли жизнь на таких планетах в принципе? Это покажет время. Но любое большое путешествие начинается с маленького шага. И этот шаг человечеством уже сделан.
oplanetah.ru
Планета Уран – интересные факты (+видео)
Уран – седьмая планета от Солнца, принадлежащая к группе газовых гигантов. Свое название она получила в честь греческого бога неба Урана.
Интересно, что древние астрономы принимали эту планету за звезду, и лишь в 1781 г. Уильямом Гершелем было доказано, что Уран – это планета.
Единственная космическая миссия на Уран была организована в 1986 г. и называлась «Voyager 2». Благодаря ей ученые смогли сделать не одно важное открытие и получить множество информации об этой планете.
В частности, космическому аппарату удалось выполнить тысячи снимков поверхности Урана и его спутников. Кроме этого, фотографии помогли астрономам обнаружить его слабо выраженные кольца.
Итак, любителям космоса предлагаются интересные факты о планете Уран.
Атмосфера Урана
Атмосфера Урана состоит из водорода (83%), гелия (15%), метана (2%) и прочих химических веществ в малых количествах. Учеными было установлено, что на нем присутствуют точно такие широтные полосы, как и на Юпитере, Сатурне и Нептуне.
Интересен факт, что скорость ветра на планете Уран достигает 900 км/ч (на Сатурне этот показатель вдвое больше).
В отличие от других газовых гигантов, в атмосфере Урана находится огромное количество льда. Средняя температура на планете составляет около -220°C.
О том бывают ли на Уране смены сезонов сказать сложно в связи с недостатком информации. Несколько раз астрономам удавалось фиксировать на планете «грозы», а также замечать изменения в скорости ветра.
Однако данные сведения слишком малы, чтобы делать какие-либо предположения. Возможно, в будущем новые космические миссии помогут нам больше узнать о погодных условиях на Уране.
Структура Урана
Уран состоит из 2-х слоев.
- В центре его находится невероятно плотное каменное ядро. По мнению ученых, его масса более чем в 50 раз превышает массу Земли.
- Вторым слоем выступает мантия, состоящая преимущественно из воды и аммиака.
Как уже говорилось ранее, на Уране преобладают очень низкие температуры, вследствие чего в составе мантии содержится горячий и толстый лед.
Такой лед состоит из аммиака, воды и метана. Интересно, что данная жидкость обладает высокой электрической проводимостью. Согласно подсчетам астрономов, средняя толщина мантии составляет приблизительно 5 км.
Орбита и вращение Урана
Уран находится на расстоянии 2,8 млрд. км от Солнца. Ось его наклона при этом составляет почти 98°, то есть Уран практически лежит на боку.
Для совершения одного оборота вокруг Солнца этой планете требуется 84 года. Уран совершает один оборот вокруг своей оси приблизительно за 17 часов и 14 минут.
Кольца Урана
Оказывается не только Сатурн, но и Уран имеет кольца. Впервые их удалось заметить только в 1977 г.
Благодаря снимкам, сделанным «Voyager 2» и «Хабблом», астрономами было обнаружено 13 колец, отличающихся по яркости и плотности. Интересно также и то, что они бывают синими, красными и серыми.
В основном они состоят из космического мусора и осколков льда. Самым ярким кольцом Урана является Эпсилон.
Ученые не могут дать точное объяснение появлению колец. Согласно наиболее распространенной версии, они возникли в результате столкновения с неизвестным небесным объектом.
Интересные факты об Уране
- Вначале Уран хотели назвать «Звездой Георга», в честь первооткрывателя этой планеты.
- Из 8 планет Солнечной системы, только Уран и Венера вращаются по часовой стрелке.
- Любопытно, что химический элемент «уран» (U) был назван в честь планеты.
- Ученые объясняют экстремальный наклон оси Урана его столкновением с другим небесным телом.
- Скорость ветров на Уране достигает 250 метров в секунду.
- Уран является самой холодной из 8 планет.
- Интересно, что хотя Уран почти в 15 раз тяжелее Земли, он является самым легким газовым гигантом.
- Уран обладает наименьшей плотностью после Сатурна.
- Все спутники Урана названы в честь литературных героев Шекспира и Поупа. Вот некоторых из них: Бианка, Маргарита, Фердинанд, Офелия, Купидон, Маб и др.
В конце рекомендуем к просмотру небольшой видеоролик BBC о планете Уран. Обязательно досмотрите до конца – это очень интересно!
Теперь вы знаете о планете Уран все самое нужное. Советуем также ознакомиться с интересными фактами о Солнце.
Если вам понравилась статья про планету Уран – поделитесь ею в социальных сетях и подписывайтесь на сайт InteresnyeFakty.org. С нами всегда интересно!
Понравился пост? Нажми любую кнопку:
Интересные факты:
interesnyefakty.org