Планета Уран — интересные факты
Будучи седьмым по счету, Уран остается самым холодным в Солнечной системе. Получая, как и все остальные планеты, солнечную энергию, сам он ее не отдает. Но это далеко не все удивительные особенности «ледяного гиганта». Считается, что планета Уран богата интересными фактами потому, что наименее изучена. Планета Уран и интересные факты о истории, температуре, планетном климате, орбите, спутниках.
История
- Открыт он был сравнительно недавно – в 1781 году англичанином Уильямом Гершелем. Поначалу была идея даже назвать этот космический объект Гершелем, но потом ученый остановился на имени бога неба и покровителе созвездия Водолея – Уране.
- На протяжении 70 лет планету называли Георгом – в честь правящего короля Англии. Однако, этому названию было не суждено прижиться.
- Это единственна планета, которая носит название древнегреческого языческого бога (все остальные – из древнеримской мифологии).
- Изначально Гершель решил, что видит комету (настолько яркой была эта звезда), но потом, благодаря европейским математикам и их вычислениям, научный мир пришел к выводу, что это планета.
- Большинство планет Солнечной системы были известны с самых древних времен. А вот Уран люди смогли увидеть только благодаря появлению телескопов.
- В кинематографе о Уране упоминается в фильме «Путешествие к 7 планете».
- Лучше всего планету видно в созвездии Водолея в августе.
Температура и погода
- На ледяном гиганте царит вечная стужа. Хотя он находится по отношению к Солнцу ближе, чем Нептун, считается самой холодной планетой – постоянная температура ее поверхности – 224 C.
- Массивное ядро гиганта тоже очень холодное – «планета с холодным сердцем».
- Солнечного тепла звезда получает в 350 раз меньше, чем земная атмосфера.
- Чтобы лучи Солнца достигли Урана, должно пройти 3 часа.
- Несмотря на то, что атмосфера Урана несколько однообразна (в 1986 г. он назван наиболее скучным объектом во всей вселенной), его поверхность постоянно обдувается ветрами, имеющими скорость от 150 до 250 км/ч. Самые сильные ветра – на полюсах.
- Главной загадкой планеты считается низкая теплоотдача солнечного света, ведь все космические гиганты, как правило, отдают солнечной энергии в 2,5 раза больше, чем получают.
Орбита и окружение
- Орбита седьмой планеты имеет наклон в 98 градусов по отношению к Солнцу, поэтому Уран вращается вокруг своей оси как бы лежа на боку.
- Из-за лежачего положения, многие ученые до сих пор не определились, какой полюс считать южным, а какой – северным.
- Как и Сатурн, синяя планета окружена кольцами, только они не так заметны из-за более темного цвета и меньшей ширины. По возрасту кольца гораздо моложе объекта своего притяжения.
- 13 колец гиганта составляют 2 системы и имеют следующую окраску: внешнее – синее, следующее – красное и все остальные – серые.
- Кольца состоят из мусора и пыли, а синее еще и изо льда.
- По количеству спутников «ледяной гигант» занимает третье место после Сатурна (62) и Юпитера (69). Их у него — 27.
- Самым крупным спутником признана Титания, но даже если вес всех 27 лун Урана сложить, то их общая масса составит меньше 0,5 веса Тритона (самого крупного спутника Солнечной системы, находящегосяся в гравитационном поле Нептуна).
- Есть в его окружении спутники, чьи имена им даны в честь Шекспира, а также Поупа. Есть также Джульетта, Дездемона, Офелия и другие «персонажи» шекспировских трагедий.
- Уран входит в пару уникальных объектов Солнечной системы, которые двигаются по ретроградной орбите, то есть, по часовой стрелке. Причем орбита видится ученым круговой, что тоже встречается нечасто у других планет.
Размеры и другие параметры
- Являясь планетой-гигантом, по массе рассматриваемый космический объект находится на четвертом месте после Юпитера, Сатурна и Нептуна, а по объему – на третьем (Нептун меньше).
- По сравнению с Землей он тяжелее в 14,5 раз.
- По плотности он предпоследний, меньше его только Сатурн. Отсюда и меньшее, чем земное, притяжение.
- По диаметру – 50 тыс. км, что в четыре раза превышает земные показатели.
- Уран имеет очень необычное магнитное поле, сосредоточенное в 4 магнитных полюсах – двух главных и двух второстепенных. На противоположных сторонах оно может отличаться в 10 раз.
- По причине практически «лежачего положения» лето и зима на Уране длятся целых 42 года, то есть, год приравнивается к 84 земным годам.
- Сутки составляют 17 часов.
Голубой цвет и структура
- Голубым или даже сине-зеленым цветом планета обязана наличию метана в составе своей атмосферы.
- Помимо метана, основу атмосферы седьмого гиганта составляет гелий и водород.
- Лед составляет более 80% планеты.
- На 25% планета состоит из камня, а ядро, предположительно, сформировано из силикатного магния и железа.
- Спутники имеют аналогичный состав — камни и лед.
- В составе «ледяного гиганта» самая большая концентрация водорода – 82, 5%.
Исследование
- Оно состоялось лишь однажды – в 1986 году рядом с ним на удалении в 81 тыс. 500 км прошел Вояджер-2.
- Большая часть спутников была открыта именно благодаря Вояджеру-2.
- Космическому аппарату пришлось преодолеть для этого 9 лет, ведь с Земли он вылетел в 1977 г.
- По плану следующее посещение должно состояться в 2020-2021 гг. Возможно, тогда список интересных фактов об Уране пополнится новыми уникальными подробностями.
www.interesnie-fakty.ru
Параметры и описание планеты Уран
Планета Уран
Уран является седьмой по удаленности от Солнца планетой в Солнечной системе. Это третий по размерам из четырех газовых гигантов. Он был обнаружен в 1871 году Фредериком Уильямом Гершельем.
Уран удивителен тем, что это единственная планета в Солнечной системе, которая имеет ось, лежащую в плоскости движения планет вокруг Солнца, и кольца, перпендикулярны к этой плоскости.
Если это представить, то Уран вращается лежа на боку.
Планета делает один оборот за 84 земных года. Смена времен года происходит только на небольшой территории возле полюсов. Так 42 года на одном полюсе лето, через 42 года лето на другом полюсе, а на противоположном, соответственно – зима.
Холодная зона, сторона планеты, которая обращена в сторону от солнца имеет температуру от -271 ° С до -268 ° С (от 2 до 5 К), в то время как температура на стороне планеты, обращенной к Солнцу, имеет температуру -213 ° С.
Это официально принятые данные. Но с другой стороны – планета является газовым гигантом, и у нее просто нет некой четко обозначенной поверхности.
Сначала идет газ, далее ближе к центру планеты – жидкость или сжиженный газ под действием давления и возможно еще ближе к центру есть твердая порода, но которая существует и образовалась только благодаря колоссальному давлению на нее.
Атмосфера планеты состоит из водорода и гелия, есть следы метана и других углеводородов.
Уран вращается вокруг Солнца на расстоянии 2 871 млн. км. Вращение вокруг своей оси занимает около 17 часов, это меньше, чем вращение Юпитера и Сатурна.
Масса планеты составляет пятнадцать масс Земли, а плотность 1,2 г / см 3 .
Радиус планеты составляет примерно 26200 км.
Планета имеет голубой цвет, — этот цвет планете придает метан, содержащийся в ее атмосфере.
В недрах Урана различают три зоны: горячее ядро с радиусом 7500 км, состоящим из железа и силикатов. Оболочка-мантия 10000 км изо льда, воды, метана и аммиака.
Поверхностный слой состоит из гелия, водорода и метана.
Уран, в отличие от Юпитера и Сатурна не имеют внутреннего интенсивного источника теплового излучения.
С 1977 года, были открыты девять колец вокруг Урана. Зонд «Вояджер» подтвердил их существование, и обнаружили еще два. Эти одиннадцать колец располагаются в промежутке 41800 и 51200 км от планеты.
Уран имеет 15 естественных спутников (по некоторым источникам — 17).
| Основная информация об Уране. | Параметры Урана |
||
| Диаметр (км) | oк. 52 400 км | Масса (в соотношении с Землей) | 14,53 |
| Расстояние от Солнца (млн. км) | 2871 | Эксцентриситет орбиты | 0,047 |
| Орбитальная скорость (км / с) | 6,81 | Наклон оси вращения относительно эклиптики |
0 * 46 `23 « |
| Орбитальный период вокруг Солнца | 84,018 лет | Температура поверхности | от — 271o C до -213o С |
| Период вращения вокруг своей оси | 17 часов 15 минут | Количество спутников | 17 |
Похожие статьи:
mostinfo.su
Строение планеты Уран
В то время, как Юпитер и Сатурн, в основном, состоят из водорода и гелия, ледяной гигант — Уран, сильно отличается от них. Он состоит в основном из различных льдов, воды, аммиака и метана. Масса его в 14,5 раз больше веса Земли. Астрономы полагают, что весь лед на планете составляет от 9,3 до 13,5 масс Земли. Водород и гелий составляют лишь около 0,5-1,5 массы Земли. Остальная часть, вероятно, представлена скалистым материалом.
Строение Урана
Он состоит из трех слоев: каменное ядро — в центре, окружающая ядро, — ледяная мантия и внешняя газовая оболочка из водорода и гелия.
Ядро очень маленькое, и весит только половину массы Земли. Небольшая, также, — ледяная мантия. Эта мантия состоит вовсе не изо льда, как мы это понимаем, а из горячей и плотной жидкости, состоящей из воды, аммиака и других веществ. Астрономы иногда называют эту мантию, как водно-аммиачный океан.
Плотность Урана
Составляет 1,27 г/кубический сантиметр. Он является второй, наименее плотной планетой в Солнечной системе, после Сатурна.
Плотность Сатурна 0,687 г/ см 3. Земля же, самая плотная планета (5,51 г/см 3)
Диаметр — 51118 км. Вы, наверное, знаете, что он вращается вокруг своей оси, чуть более, чем за 17 часов. Быстрое вращение, его слегка расплющивает. Иными словами, диаметр от полюса до полюса немного меньше, чем диаметр по экватору. Диаметр от полюса до полюса 49946 км. А экваториальный диаметр на 1172 км больше.
Если предположить, что вы находитесь на поверхности Урана (это не возможно, по многим причинам), то вы могли бы испытать 89% силы тяжести от Земной.
Если бы предмет падал на Уране, то он бы ускорялся со скоростью 8,69 м/с 2.
Это довольно странно, что планета в 14 раз больше Земли, а притягивает с меньшим ускорением. Масса является важным параметром, но все зависит от плотности планеты. Он является второй наименее плотной планетой в Солнечной системе (после Сатурна). При его объеме, вмещающем 63 Земли, масса только в 14 раз больше, чем у нашей планеты. Так что, если вы смогли бы стоять на поверхности планеты, то практически бы не заметили различий с Земной гравитацией.
lfly.ru
Уран (планета) Википедия
| Уран | |
|---|---|
 Снимок «Вояджера-2» | |
| Открытие | |
| Первооткрыватель | Уильям Гершель |
| Место открытия | Бат, Великобритания |
| Дата открытия | 13 марта 1781 |
| Способ обнаружения | прямое наблюдение |
| Орбитальные характеристики | |
| Эпоха: J2000 | |
| Перигелий | 2 748 938 461 км 18,375 518 63 а. е. |
| Афелий | 3 004 419 704 км 20,083 305 26 а. е. |
| Большая полуось (a) | 2 876 679 082 км 19,229 411 95 а. е. |
| Эксцентриситет орбиты (e) | 0,044 405 586 |
| Сидерический период обращения | 30 685,4 земных суток или 84.01 года[1] |
| Синодический период обращения | 369,66 дней[2] |
| Орбитальная скорость (v) | 6,81 км/с[2] |
| Средняя аномалия (Mo) | 142,955717° |
| Наклонение (i) | 0,772556° 6,48° относительно солнечного экватора |
| Долгота восходящего узла (Ω) | 73,989821° |
| Аргумент перицентра (ω) | 96,541318° |
| Чей спутник | Солнце |
| Спутники | 27 |
| Физические характеристики | |
| Полярное сжатие | 0,02293 |
| Экваториальный радиус | 25 559 км[3][4] |
| Полярный радиус | 24 973 км[3][4] |
| Средний радиус | 25 362 ± 7 км[5] |
| Площадь поверхности (S) | 8,1156⋅109 км²[4][6] |
| Объём (V) | 6,833⋅1013 км³[4][7] |
| Масса (m) | 8,6832⋅1025 кг[8] 14,6 земных |
| Средняя плотность (ρ) | 1,27 г/см³[2][4] |
| Ускорение свободного падения на экваторе (g) | 8,87 м/с² (0,886 g) |
| Вторая космическая скорость (v2) | 21,3 км/c[2][4] |
| Экваториальная скорость вращения | 2,59 км/с 9 324 км/ч |
| Период вращения (T) | 0,71833 дней 17 ч 14 мин 24 с |
| Наклон оси | 97,77°[3] |
| Прямое восхождение северного полюса (α) | 17 ч 9 мин 15 с 257,311°[3] |
| Склонение северного полюса ( | |
ru-wiki.ru
Планета Уран
Общие сведенияУран — седьмая планета от Солнца и третья по размеру. Интересно, что Уран хоть и больше в диаметре, но меньше массой, чем Нептун. Уран иногда едва видим невооруженным глазом в очень ясные ночи; его нетрудно отождествить в бинокль (если Вы знаете точно, куда смотреть). Небольшой астрономический телескоп покажет небольшой диск. Расстояние от Солнца 2870990000 км (19.218 а.е.), экваториальный диаметр: 51,118 км, в 4 раза больше земного, масса: 8.686.10 25 кг, 14 масс Земли. Период обращения вокруг Солнца — 84 с четвертью года. Средняя температура на Уране — около 60-ти Кельвинов. Уран — старинное Греческое божество Неба, самый ранний высший бог, который был отцом Хроноса (Сатурна), Циклопа и Титана (предшественников Олимпийских богов). История открытия.Уран, первая планета, обнаруженная в новой истории, была открыта случайно В.Гершелем, когда он рассматривал небо в телескоп 13 марта 1781 года; сначала он подумал, что это была комета. Ранее, как позже выяснилось, планета неоднократно была наблюдаема, но принималась за обычную звезду (самая ранняя запись о “звезде” была сделана в 1690-м, когда Джон Флэмстид каталогизировал ее как 34-ю Тельца — одно из приинятых обозначений звезд в созвездиях). Гершель назвал планету “Georgium Sidus” (Планета Георга) в честь его покровителя, короля Англии Георга III ; другие называли ее планетой Гершеля. Имя же “Уран” было дано временно и взято по традиции из античной мифологии, а утвердилось оно лишь в 1850-м году. Уран был посещен только одним космическим кораблем: недалеко от Урана пролетал “Вояджер 2”. (Снимок вверху сделан с телескопа “Хаббл”). Корабль прошел в 81500 километрах от Урана 24-ого января 1986-го года. “Вояджер-2 “ предал тысячи изображений и других научных данных о планете, спутниках, кольцах, атмосфере, пространстве и магнитной среде, окружающих Уран. Различные инструменты изучали кольцевую систему, открывая мелкие детали прежде известных и двух вновь обнаруженных колец. Данные показали, что планета вращается с периодом 17 часов 14 минут. Космический корабль также обнаружил магнитосферу , которая велика настолько же, насколько и необычна. Особенности вращения Урана.У большинства планет ось вращения почти перпендикулярна плоскости эклиптики (эклиптика — видимый годовой путь Солнца на небсной сфере), но ось Урана почти параллельна этой плоскости. Причины “лежачего” обращения Урана неизвестны. Зато в действительности существует спор: какой из полюсов Урана — северный. Разговор этот отнюдь не подобен спору о палке с двумя концами и двумя началами. То, как же на самом деле сложилась такая ситуация с вращением Урана, очень многое значит в теории возникновения всей Солнечной системы, ведь почти все гипотезы подразумевают вращение планет в одну сторону. Если Уран образовался, лежа на боку, то это сильно не состыкуется с догадками о происхождении нашей планетной системы. Правда, сейчас все больше полагают, что такое положение Урана — результат столкновения с большим небесным телом, возможно крупным астероидом, на ранних стадиях формирования Урана. Химический состав, физические условия и строение Урана.Уран сформировался из первоначальных твердых тел и различных льдов (подо льдами здесь надо понимать не только водяной лед), он лишь на 15% состоит из водорода, а гелия нет почти совсем (в контраст Юпитеру и Сатурну, которые, по большей части, — водород). Метан, ацетилен и другие углеводороды существуют в значительно больших количествах, чем на Юпитере и Сатурне. Ветры в средних широтах на Уране перемещают облака в тех же направлениях, что и на Земле. Эти ветры дуют со скоростью от 40-а до 160-ти метров в секунду; на Земле быстрые потоки в атмосфере перемещаются со скоростью около 50-ти метров в секунду. Толстый слой (дымка) — фотохимический смог — обнаруживается вокруг освещенного Солнцем полюса. Освещенный Солнцем полушарие также излучает больше ультрафиолета. Инструменты “Вояждера” обнаружили отчасти более холодную полосу между 15 и 40-ка градусами широты, где температура на 2-3 K ниже. Синий цвет Урана является результатом поглощения красного света метаном в верхней части атмосферы. Вероятно, существуют облака других цветов, но они прячутся от наблюдателей перекрывающим слоем метана. Атмосфера Урана (но не Уран в целом!) состоит примерно из 83% водорода, 15% гелия и 2% метана. Подобно другим газовым планетам, Уран имеет полосы облаков, которые очень быстро перемещаются. Но они чрезвычайно плохо различимы и видимы только на снимках с большим разрешением, сделанные “Вояджером-2” . Последние наблюдения с HST позволили рассмотреть большие облака. Есть предположение о том, что эта возможность появилась в связи с сезонными эффектами, ведь как не трудно сообразить, зима от лета на Уране сильно разняться: целое полушарие зимой на несколько лет прячется от Солнца! Хотя, Уран получает в 370 раз меньше тепла от Солнца, чем Земля, так что летом там тоже не бывает жарко. К тому же, Уран излучает тепла не больше, чем получает от Солнца, следовательно, он холоден внутри? Кроме того, оказывается, что Уран не имеет твердого ядра, и вещество более или менее единообразно распространено по всему объему планеты. Это отличает Уран (да и Нептун тоже) от его более крупных родственников. Возможно, эта обедненность легкими газами — следствие недостаточной массы зародыша планеты, и в ходе образования, Уран не смог удержать возле себя большее количество водорода и гелия. А может быть, в этом месте зарождающейся планетной системы вовсе не было столько легких газов, что, конечно, в свою очередь, тоже требует объяснений. Как видно, ответы на вопросы, связанные с Ураном, могут пролить свет на судьбу всей Солнечной системы! Кольца Урана.Подобно другим газовым планетам, Уран имеет кольца. Кольцевая система была обнаружена в 1977-м году во время покрытия Ураном звезды. Наблюдалось, что звезда 5 раз ослабляла на краткий промежуток времени свой блеск перед покрытием и после него, что и навело на мысль о кольцах. Последующие наблюдения c Земли показали, что действительно есть девять колец. Если перебирать их, удаляясь от планеты, они названы 6, 5, 4, Альфа, Бета, Эта, Гамма, Дельта и Эпсилон. Камеры “Вояждера” обнаружили несколько дополнительных колец, и также показали, что девять основных колец погружены в мелкую пыль. Подобно кольцам Юпитера, они очень неярки, но, как и кольца Сатурна, кольца Урана содержат много довольно больших частиц, размеры их колеблются от 10 метров в диаметре до мелкой пыли. Кольца Урана были открыты первыми после колец Сатурна. Это имело большое значение, так как стало возможным предположить, что кольца — общая характеристика планет, а не удел одного Сатурна. Это еще одно прямо-таки эпохальное значение Урана для астрономии. Наблюдения показали, что кольца Урана заметно отличаются от родственных им систем Юпитера и Сатурна. Неполные кольца с различным показателям прозрачности по длине каждого из колец сформировались, похоже, позже, чем сам Уран, возможно, после разрыва нескольких спутников приливными силами. Количество известных колец может, в конечном счете, возрасти, судя по наблюдениям “Вояджер-2”. Приборы указывали на наличие многих узких колец (или, возможно, неполных колец или кольцевых дуг) около 50 метров шириной. Ключом к разгадке структуры колец Урана может быть и открытие того, что два небольших спутника – Корделия и Офелия – находятся внутри кольца Эпсилон. Это объясняет неравномерное распределение частиц в кольце: спутники удерживают вещество вокруг себя. Так, используя эту теорию, предположено, что в этом кольце можно отыскать еще 16(!) спутников. Магнитосфера.Область вокруг небесного тела, где его магнитное поле остается сильнее суммы всех других полей близких и удаленных тел, называется магнитосферой этого небесного тела. Уран, как многие планеты имеет магнитосферу. Она необычна тем, что ось симметрии ее наклонена почти на 60 градусов к оси вращения (у Земли этот угол составляет 12 градусов). Если бы так обстояло дело на Земле, то ориентирование с помощью компаса имело бы интересную особенность: стрелка почти совсем бы не попадала указателем на север или юг, а была бы нацелена на две противоположные точки 30-х параллелей. Вероятно, магнитное поле вокруг планеты генерируется движениями в сравнительно поверхностных областях Урана, а не в его ядре. Источник поля — неизвестен; гипотетический электропроводящий океан воды и аммиака не подтвержден исследованиями. Как на Земле, так и на других планетах, источником магнитного поля считают течения в расправленных породах, расположенных недалеко от ядра. Интенсивность поля на поверхности Урана в общих чертах сравнима с Земной, хотя оно и сильнее изменяется в разных точках поверхности из-за большого смещения оси симметрии поля от центра Урана. Как у Земли, Юпитера и Сатурна, у Урана есть магнитный хвост, состоящий из захваченных полем заряженных частиц, растянувшийся на миллионы километров за Уран от Солнца. “Вояждер” “чувствовал” поле, по крайней мере, в 10-ти миллионах километрах от планеты. Спутники Урана.Уран имеет 17 известных спутников. До недавнего времени их насчитывали 15. Они формировали два четких класса: 10 небольших внутренних, очень слабых по яркости, обнаруженных «Вояджером-2», и 5 больших внешних. Все 15 имеют почти круговые орбиты в плоскости экватора Урана (и, следовательно, они расположены под большим углом к плоскости эклиптики). В 1997-м году с помощью 5-метрового Паломарского телескопа группой канадских ученых были обнаружены еще два крохотных и слабых по яркости спутника. На комбинации снимков телескопа имени Хаббла видно движение со временем спутников Урана. Нетрудно отличить характер этого видимого движения от смещения попадающих в поле зрения звезд. Имена всех спутников Урана были позаимствованы у героев Шекспира.
Изображения уже открытых пяти самых больших спутников, полученные «Вояждером», обнаружили сложные поверхности, характеризующие бурное геологическое прошлое этих космических тел. Камеры также отыскали 10 прежде неизвестных спутников. Предварительный анализ показывает, что пять больших спутников — совокупность ледяных глыб. Большие спутники Урана на 50 процентов состоят из водяного льда, на 20 процентов — из углеродных и азотных соединений, на 30 процентов — из разных соединений кремния — силикатов. Их поверхности, почти монотонно темно-серые, носят следы геологической истории. Титания, например, выделяется огромными системами трещин и каньонами, что указывает на некоторый период активной геологической деятельности в прошлом этого спутника. Эти детали могут являться результатом тектонических перемещений коры. Ариель имеет ярчайшую и, возможно, геологически самую молодую поверхность в спутниковой системе Урана. Она, в основном, лишена кратеров, больших, чем 50 километров в диаметре. Это указывает на то, что имеющиеся в околоурановом пространстве мелкие метеоры сглаживают, при падении на поверхность, крупные рельефные образования. Поверхность Умбриэль древняя и темная, очевидно, она была подвержена немногим геологическим процессам. Темные тона поверхности Умбриэль могут являться следствием покрытия пылью и небольшими обломками когда-то находившихся в окрестностях орбиты этого спутника. Оберон, самый внешний из пяти больших спутников, также имеет старую, покрытую кратерами поверхность, с неяркими следами внутренней деятельности. Уран в цифрах:Масса 14,53 массы Земли (8,68.1025 кг) Диаметр 4,00 диаметра Земли (51 118 км) Плотность 1,29 г/см3 Температура поверхности -220°С Длительность звездных суток 15,35 часа (обратное вращение) Среднее расстояние от Солнца 19,19 а.е. ( 2 871 млн. км) Период обращения по орбите 84,01 земных лет Наклон экватора к орбите 97,86° Эксцентриситет орбиты 0,046 Наклонение орбиты к эклиптике 0,77° Долгота восходящего узла 74°13` Средняя скорость движения по орбите 6,81 км/сек Расстояние от Земли от 2,6 до 3,2 млрд. км Число спутников 17 |
baza-referat.ru
Уран | Астрофишки
Открытие Урана, как планеты, состоялось в 1781 году астрономом Уильямом Гершелем, но до этого момента его не менее двадцати раз наблюдали на небе, принимая за звезду. Имя планете было присвоено в честь древнегреческого бога небес.
Огромное небесное тело, полное сюрпризов – вот чем оказалась вновь открытая планета. Двадцать семь спутников и тринадцать колец – простор для гипотез, открытий и новых загадок. Седьмая от Солнца, планета Уран вращается недалеко от границы с дальним космосом миллиарды лет. Так же, как Сатурн, Юпитер и Нептун, она принадлежит к категории газовых гигантов, все вместе эти «жидкие» планеты имеют радикальные отличия от планет земной группы – Меркурия, Венеры, Земли и Марса.
Единственная и неповторимая из всех планет Солнечной системы, вращение которой происходит в лежачем положении. Ее ось находится под наклоном к орбите более чем на девяносто градусов. Такое положение планеты Уран может быть следствием ее столкновения в незапамятные времена с громадным астероидом. Очень интересна на Уране смена времен года. Сорок два земных года на Южном полюсе продолжается лето, при этом солнце не заходит вообще; следующие сорок два года господствует зима с постоянной ночью; осенью и весной светило появляется на небосклоне каждые девять часов.
Наклон оси УранаРасстояние до Солнца от планеты Уран в девятнадцать раз превышает промежуток между Землей и Солнцем, кроме того, Уран тяжелее нашей космической родины в четырнадцать с половиной раз. Он больше Земли в четыре раза. Первая планета, открытая при помощи телескопа – это Уран.
В отличие от Юпитера, Сатурна и Нептуна, недра Урана заполнены большим количеством «горячих» модификаций льда – метановой, водной и аммиачной. Из-за этой особенности ученые наградили планету Уран прозвищем, которого ранее удостоился только Нептун – Ледяной гигант.
Атмосфера Урана
Атмосфера на Уране мощная, толщиной не менее 8000 км. Атмосфера Урана (но не Уран в целом!) состоит примерно из 83 % водорода, 15 % гелия и 2 % метана. Метан, ацетилен и другие углеводороды в атмосфере планеты встречаются в значительно больших количествах, чем на Юпитере и Сатурне. Именно метановая дымка хорошо поглощает красные лучи, поэтому Уран кажется голубым. Подобно другим газовым планетам, Уран имеет полосы облаков, которые очень быстро перемещаются. Но они чрезвычайно плохо различимы и видимы только на снимках с большим разрешением, сделанные «Вояджером-2».
Состав атмосферы УранаПоследние наблюдения с HST позволили рассмотреть большие облака. Есть предположение о том, что эта возможность появилась в связи с сезонными эффектами, ведь как не трудно сообразить, зима от лета на Уране сильно разнятся: целое полушарие зимой на несколько лет прячется от Солнца! Хотя, Уран получает в 370 раз меньше тепла от Солнца, чем Земля, так что летом там тоже не бывает жарко. Ветры в средних широтах на Уране перемещают облака в тех же направлениях, что и на Земле. Эти ветры дуют со скоростью от 40 до 160 м/с; на Земле быстрые потоки в атмосфере перемещаются со скоростью около 50 м/с. Дневная освещенность на Уране соответствует земным сумеркам сразу после захода Солнца. Минимальная температура 53 К наблюдалась на уровне 0,1 бар. Выше и ниже температура повышается. Температура атмосферы на уровне 2,3 бар достигает 100 К.
Внутреннее строение Урана
Стандартная модель Урана предполагает, что Уран состоит из трёх частей: в центре — каменное ядро, в середине — ледяная оболочка, снаружи — водородно-гелиевая атмосфера. Ядро является относительно маленьким, с массой приблизительно от 0,55 до 3,7 земных масс и с радиусом в 20 % от радиуса всей планеты. Мантия (льды) составляет большую часть планеты (60 % от общего радиуса, до 13,5 земных масс). Атмосфера при массе, составляющей всего 0,5 земных масс (или, по другим оценкам, 1,5 земной массы), простирается на 20 % радиуса Урана. В центре Урана плотность должна повышаться до 9 г/см3. Давление на границе ядра и мантии должно достигать 8 млн бар (800 ГПа) при температуре в 5000 К.
Внутреннее строение УранаЛедяная оболочка фактически не является ледяной в общепринятом смысле этого слова, так как состоит из горячей и плотной жидкости, являющейся смесью воды, аммиака и метана. Эту жидкость, обладающую высокой электропроводностью, иногда называют «океаном водного аммиака». Состав Урана и Нептуна сильно отличается от состава Юпитера и Сатурна благодаря «льдам», преобладающим над газами, оправдывая помещение Урана и Нептуна в категорию ледяных гигантов.
Несмотря на то, что описанная выше модель наиболее распространена, она не является единственной. На основании наблюдений можно также построить и другие модели — например, в случае если существенное количество водородного и скального материала смешивается в ледяной мантии, то общая масса льдов будет ниже, и соответственно, полная масса водорода и скального материала — выше.
В настоящее время доступные данные не позволяют определить, какая модель правильней. Жидкая внутренняя структура означает, что у Урана нет никакой твёрдой поверхности, так как газообразная атмосфера плавно переходит в жидкие слои. Однако, ради удобства за «поверхность» было решено условно принять сплющенный сфероид вращения, где давление равно 1 бару. Экваториальный и полярный радиус этого сплющенного сфероида составляют 25 559 ± 4 и 24 973 ± 20 км.
Магнитосфера Урана
До начала исследований с помощью «Вояджера-2» никаких измерений магнитного поля Урана не проводилось. Перед прибытием аппарата к орбите Урана в 1986 году предполагалось, что оно будет соответствовать направлению солнечного ветра. В этом случае геомагнитные полюса должны были бы совпадать с географическими, которые лежат в плоскости эклиптики.
Магнитосфера УранаИзмерения «Вояджера-2» позволили обнаружить у Урана весьма специфическое магнитное поле, которое не направлено из геометрического центра планеты и наклонено на 59 градусов относительно оси вращения. Фактически магнитный диполь смещён от центра планеты к южному полюсу примерно на 1/3 от радиуса планеты.
Эта необычная геометрия приводит к очень асимметричному магнитному полю, где напряжённость на поверхности в южном полушарии может составлять 0,1 гаусса, тогда как в северном полушарии может достигать 1,1 гаусса. В среднем по планете этот показатель равен 0,23 гауссам (для сравнения, магнитное поле Земли одинаково в обоих полушариях, и магнитный экватор примерно соответствует «физическому экватору»).
Дипольный момент Урана превосходит земной в 50 раз. Кроме Урана, аналогичное смещённое и «накренившееся» магнитное поле также наблюдается и у Нептуна — в связи с этим предполагают, что такая конфигурация является характерной для ледяных гигантов. Одна из теорий объясняет данный феномен тем обстоятельством, что магнитное поле у планет земной группы и других планет-гигантов генерируется в центральном ядре, а магнитное поле у «ледяных гигантов» формируется на относительно малых глубинах: например, в океане жидкого аммиака, в тонкой конвективной оболочке, окружающей жидкую внутреннюю часть, имеющую стабильную слоистую структуру.
Тем не менее, по общему строению магнитосферы Уран схож с другими планетами Солнечной системы. Есть головная ударная волна, которая расположена на расстоянии от Урана в 23 его радиуса, и магнитопауза (на расстоянии 18 радиусов Урана). Имеются развитые магнитный хвост и радиационные пояса. В целом Уран по структуре магнитосферы отличается от Юпитера и больше напоминает Сатурн. Магнитный хвост Урана тянется за планетой на миллионы километров и вращением планеты искривлён «в штопор».
Магнитосфера УранаМагнитосфера Урана содержит заряженные частицы: протоны, электроны и небольшое количество H2+ ионов. Никаких более тяжёлых ионов в ходе исследований обнаружено не было. Многие из этих частиц наверняка берутся из горячей термосферы Урана. Энергии ионов и электронов могут достигать 4 и 1,2 мегаэлектронвольт (МэВ) соответственно. Плотность низкоэнергетических ионов (то есть ионов с энергией менее 0,001 МэВ) во внутренней магнитосфере — около 2 ионов на кубический сантиметр. Важную роль в магнитосфере Урана играют его спутники, образующие большие полости в магнитном поле. Поток частиц достаточно высок, чтобы вызвать затемнение поверхности лун за время порядка 100 000 лет. Это может быть причиной тёмной окраски спутников и частиц колец Урана. На Уране хорошо развиты полярные сияния, которые видны как яркие дуги вокруг обоих полярных полюсов. Однако, в отличие от Юпитера, на Уране полярные сияния не значимы для энергетического баланса термосферы.
Черные кольца Урана
В кольцевую систему планеты Уран входят тринадцать колец. Они не похожи на великолепные кольца Сатурна, так как цветом похожи на уголь. Темный цвет почти не отражает солнечные лучи, поэтому кольца практически незаметны на фоне бездонной черноты космического пространства. Только в 1977 году американским ученым удалось открыть первые пять. Это произошло случайно, во время наблюдения за процессом закрытия газовым гигантом одной из звезд. Такая обсервация производится для максимально точного определения плотности атмосферы планеты.
Кольца УранаБольшой неожиданностью для астрономов стало то, что звезда перестала быть видимой еще до момента полного перекрытия ее планетой Уран. Потом на какое-то время звезда опять стала видна в бездне Космоса, и тут же опять скрылась из виду. Это повторилось пять раз до того, как звезда не оказалась полностью заслонена планетой. Во время обратного процесса, когда Уран продолжил движение по орбите, открывая звезду, процесс повторился снова. Объяснение этому могло быть только одно – ученые, сами того не желая, обнаружили у космического гиганта кольца. Это не могли быть спутники, так как тогда пришлось бы допустить наличие десяти новых, причем в одной плоскости и с одной орбитой для каждых двух.
В полном соответствии с логикой наблюдатели пришли к выводу, что кольца «окрашены» в очень темные цвета. Их наименовали в соответствии с буквами греческого алфавита: Гамма, Бета, Альфа, Эпсилон и Дельта. В ближайшее время после открытия первых пяти, у планеты Уран обнаружились еще четыре кольца, а позднее, в 1984 году «Вояджер» нашел еще два кольца, которые также имели прямое отношение к планете. При помощи телескопа «Хаббл» в 2005 году люди узнали о существовании еще двух, последних колец, расположенных на очень большом расстоянии от Урана.
Схема колец УранаВот так и получилась цифра тринадцать, несчастливая для суеверных людей, но для космического пространства не имеющая ровно никакого значения. Что интересно, ближние одиннадцать колец имеют одинаковый почти черный оттенок, а дальние имеют спектральные отличия. Предпоследнее кольцо планеты Уран – красного цвета, а внешнее отливает в синеву. Скорее всего, тут дело в окраске частиц льда, составляющих основу этих образований. Осколки льда весьма различны в размерах. Одни не превышают нескольких миллиметров, другие громадны, до километра в диаметре.
Похожие записи
astrofishki.net