Все про планету уран

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.

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.

Первые цифры

Расстояния от Солнца до Земли

Впервые точно измерили расстояние до Солнца астрономы Рихер и Кассини. Они сделали это с помощью наблюдений за положением Марса на звездном небе, а также используя геометрические вычисления. В итоге они получили расстояние равное 139 млн. км, что, конечно, является заниженным значением, однако стоит учесть, что расчет был произведен в 1672 году.

Большой прорыв в космической индустрии произошел благодаря Второй Мировой Войне, а именно во второй половине двадцатого века после научно-технической революции. Появились совершенно новые способы измерения космических расстояний, среди которых важное место занял радиолокационный метод.

Суть этого метода состоит в том, что в направлении космического тела передается импульс, доходя до него, часть импульса отражается и возвращается на Землю, где принимается специальными устройствами и анализируется. С помощью данных о том, за какой промежуток времени импульс проходит расстояние от Земли до космического тела и обратно, производится наиболее точный расчет расстояния.

Спутники

Небесные тела, двигающиеся вокруг Урана, отличаются от спутников других планет солнечной системы тем, что в отличие от них названы не в честь героев древнегреческого эпоса, а в честь литературных персонажей английских писателей. Такие названия им присвоили первооткрыватели отец и сын Гершель.

Всего спутников у планеты обнаружено на данный момент 27. Четыре из них были открыты в 18 веке, а пятый спутник, Миранду, открыли в 1948 году.

В 1986 году при помощи аппарата «Вояджер-2», пролетавшего мимо Урана, было открыто еще 10 маленьких спутников, наименьший из которых имеет диаметр всего 26 км. Крошечные спутники были обнаружены телескопом «Хаббл», несмотря на их интенсивно черный цвет. Все спутники, принадлежащие ледяному гиганту, вращаются вокруг планеты в плоскости ее экватора.

Список названий спутников Урана

Расположены в списке по степени удалённости от планеты

СПУТНИКИ

Номер Название

(жирным шрифтом отмечены сфероидальные спутники)

Средний диаметр (км) Большая полуось (км)

Открытие

Внутренние спутники:

1 Уран VI Корделия 42 ± 6 49 751 20 января 1986, «Вояджер-2»
2 Уран VII Офелия 46 ± 8 53 764 20 января 1986, «Вояджер-2»
3 Уран VIII Бианка 54 ± 4 59 165 23 января 1986, «Вояджер-2»
4 Уран IX Крессида 82 ± 4 61766 9 января 1986, «Вояджер-2»
5 Уран X Дездемона 68 ± 8 62 658 13 января 1986, «Вояджер-2»
6 Уран XI Джульетта 106 ± 8 64 360 3 января 1986, «Вояджер-2»
7 Уран XII Порция 140 ± 8 66 097 3 января 1986, «Вояджер-2»
8 Уран XIII Розалинда 72 ± 12 69 927 13 января 1986,»Вояджер-2″
9 Уран XXVII Купидон 18 74 800 25 августа 2003, «Хаббл»
10 Уран XIV Белинда 90 ± 16 75 255 13 января 1986, «Вояджер-2»
11 Уран XXV Пердита 30 ± 6 76 420 18 мая 1999 (по снимкам от 18 января 1986), «Вояджер-2»
12 Уран XV Пак 162 ± 4 86 004 30 декабря 1985, «Вояджер-2»
13 Уран XXVI Маб 25 97 734 25 августа 2003, «Хаббл»

Крупные спутники:

14 Уран V Миранда 471,6 ± 1,4 129 390 16 февраля 1948, обсерватория Макдональд, Техас
15 Уран I Ариэль 1157,8 ± 1,2 191 020 24 октября 1851, (по снимкам от 18 января 1986), «Вояджер-2»
16 Уран II Умбриэль 1169,4 ± 5,6 266 300 24 октября 1851, (по снимкам от 18 января 1986), «Вояджер-2».

Самый темный спутник

17 Уран III Титания 1577,8 ± 3,6 435 910 11 января 1787, Уильям Гершель.

Один из самых больших спутников планет солнечной системы, имеет атмосферу из углекислого газа

18 Уран IV Оберон 1522,8 ± 5,2 583 520 11 января 1787, Уильям Гершель.

Второй по величине темный спутник с четко выраженной ледяной мантией вокруг ядра

Нерегулярные спутники:

19 Уран XXII Франциско 22 4 276 000 13 августа 2001
20 Уран XVI Калибан 98 7 231 000 6 сентября 1997, обсерватория Паломар (Калифорния, США)
21 Уран XX Стефано 20 8 004 000 18 июля 1999
22 Уран XXI Тринкуло 10 8 504 000 13 августа 2001, обсерватория Серро-Тололо
23 Уран XVII Сикоракса 190 12 179 000 6 сентября 1997, Обсерватория Паломар (Калифорния, США)
24 Уран XXIII Маргарита 11 14 345 000 29 августа 2003, обсерватория Мауна-Кеа
25 Уран XVIII Просперо 30 16 256 000 18 июля 1999, обсерватория Мауна-Кеа
26 Уран XIX Сетебос 30 17 418 000 18 июля 1999, обсерватория Мауна-Кеа
27 Уран XXIV Фердинанд 12 20 901 000 13 августа 2001

Внутренние

Внутренними спутниками считаются те из них, которые летают между Мирандой и самой планетой. Их 13, они все маленького размера. Самый маленький Купидон имеет диаметр в 18 километров. Самый большой Пак обладает диаметром в 162 километра. Эти небесные тела представляют собой темные глыбы.

Массы спутников сильно разнятся: 40% от общей массы имеет Титания, масса Оберона, Умбриэля и Ариэля вместе составляет 23%, все остальные спутники составляют 0,8% от общей массы.

Нерегулярные

Нерегулярными спутниками называют 9 самых удаленных небесных тел. У них эллиптические вытянутые орбиты, по которым они обращаются в направлении, обратном движению планеты. Тогда как остальные 18 небесных тел вращаются в направлении, аналогичном направлению вращения планеты.

Состав спутников

Спутники внутри орбиты Оберона, имеют каменный состав с вкраплениями кусков льда. Состав спутников, вращающихся вне этой орбиты до сих пор неизвестен, но предполагается, что это астероиды, захваченные полем тяготения планеты.

Оберон

В состав массивного Оберона входят соединения метана. По предположениям ученых он имеет горячее ядро и мантию. Поверхность Оберона отличается каньонами и кратерами, возникшими как от бомбардировки астероидами, так и в результате вулканической деятельности.

Титания

Титания представляет собой самое большое небесное тело, вращающееся вокруг планеты, состоящее изо льда с различными соединениями кремния и углерода с азотом. Атмосферы на ней не замечено.

Ариэель

Третий из больших спутников Ариэль содержит большое количество льда, который двигается по поверхности небесного тела, оставляя за собой огромные рифтовые долины.

В целом, состав спутников не сильно отличается от состава небесных тел других планетных систем.

Космическая скорость спутников

Орбитальные скорости урановых небесных тел сильно разнятся. Самая большая скорость у Корделии, она составляет 10,8 км в секунду. Эта величина почти в 2 раза выше скорости движения самой планеты. Самая маленькая скорость у большого Оберона, она равна 3,1 км в секунду.

Неизвестны скорости движения маленьких недавно открытых Пердиты, Калибана, Стефании, Сикораксы, Проспера и Сетебе.

Рассчитать первую космическую скорость для спутника Урана можно, зная радиус и массу спутника, а также гравитационную постоянную. Однако у плохо видимых небесных тел, недавно обнаруженных вокруг планеты, скорость пока рассчитать невозможно из-за отсутствия точных данных по массе и диаметру этих маленьких небесных образований.

Сложность наблюдения за ними не дает надежды на возможность определить их скорости в ближайшие годы.

Кольца планеты

Эти небесные образования были открыты астрономами Эллиотом и Данхэмом в 1977 году. 9 колец были открыты случайно во время наблюдения за затмением планеты с телескопа, установленного на самолете. До этого астрономы о существовании колец Урана не подозревали, они исследовали атмосферу планеты. Хотя первооткрыватель планеты Уильям Гершель предполагал, что ему удалось наблюдать кольца планеты, но астрономическое сообщество тех времен ему не поверило.

Обнаружение колец у еще одной планеты, кроме Сатурна, повысило внимание астрономов в конце 20 века к Урану. Уникальность планетной системы Сатурна была опровергнута. Кольцевые образования этих планет не похожи друг на друга. Общая масса урановых колец небольшая, масса колец Сатурна в тысячу раз больше.

Затем «Вояджер-2» в 1986 году обнаружил еще 2 кольца, а в 2003 году телескоп Хаббл выявил еще пару колец. На данный момент известно 13 данных образований этой планеты. Они представляют собой непрозрачную субстанцию и достаточно узкие, ширина большинства из них составляет всего несколько километров. Астрономы не понимают, почему такие узкие плоскости не разрушаются.

Астрономы делят кольца на три группы:

  • 9 основных
  • 2 пылевидных
  • 2 внешних

Возникновение

Система колец Урана образовалась 800 миллионов лет назад, предположительно, из остаточных элементов спутников, которые после столкновения разрушились. Однако многие астрономы полагают, что кольцевые плоскости еще моложе, они образовались 600 миллионов лет назад. Это разногласие специалистов не позволяет установить точное время возникновения колец. Есть астрономы, считающие, что возраст этих плоскостей всего 100 миллионов лет

9 основных колец похожи на образования, полученные в результате столкновения мелких небесных тел. А пылевидные и внешние кольцевые плоскости на данный момент считаются образованиями загадочной природы. Механизм, удерживающий узкие кольца в их границах астрономам неизвестен. Кольца узкие и плотные находятся на значительном расстоянии друг от друга.

Состав

Тонкие кольцевые образования состоят из частиц пыли. Широкие содержат крупные тела диаметром до 20 метров. Химический состав колец неизвестен. Считается, что они состоят изо льда и темного вещества непонятной пока природы. Это темное вещество очень трудно исследовать даже сверхмощными телескопами. Никаких гипотез о составе колец астрономическое сообщество до сих пор не выдвинуло. Это дело будущих исследований. Имеется предположение нескольких специалистов, что темное вещество состоит из модифицированной органики.

Звук колец

Пролетая мимо, «Вояджер-2» передал звуки, которые издают кольца планеты. Аппарат записал 12 мелодий. Ионизированные звуковые волны возникают в результате взаимодействия солнечного ветра и ионосферы колец планеты.

Звуки космоса оказались похожи на земные звуки и вызывают ассоциации со звуками земной природы. Считается, что звуки колец Урана усиливают медитативные практики.

Небесные образования вокруг Урана, недавно обнаруженные, из-за трудностей наблюдения за ними, пока представляют собой загадочные явления и материалы, но даже на этом незаурядном фоне созвучность земным природным мелодиям звуков колец данной планеты является поразительным феноменом.

Добавить комментарий

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