УРАН: ВОКРУГ СОЛНЦА
«ЛЁЖА НА БОКУ».
В XVIII в. границей Солнечной системы считался Сатурн. Никому и в голову не приходило, что за ним скрывается ещё одна, неведомая планета. 13 марта 1781 году новую планету – УРАН – открыл учитель музыки из Англии Уильям Гершель , до этого совершенно неизвестный в астрономическом мире. Заметив в свой телескоп светлый диск, движущийся по небу, Гершель принял его за комету и сообщил об открытом небесном теле профессиональным астрономам в Гринвич. Довольно быстро выяснилось, что это новая планета, и весть об открытии облетела всю Европу. Название планете-гиганту дал немецкий астроном Иоганн Боде.
К
огда о Земле говорят «голубая планета» - это ласковое преувеличение. По-настоящему голубой планетой оказался далёкий УРАН.
Сравнение УРАНА и ЗЕМЛИ.
Причина такого цвета кроется в составе атмосферы Урана и её температуре. При морозе (-218 градусов) в верхних слоях водородно-гелиевой атмосферы сконденсировалась и теперь постоянно присутствует метановая дымка. Метан хорошо поглощает красные лучи и отражает голубые и зелёные. Поэтому Уран и приобрёл красивый аквамариновый цвет.
Атмосфера Урана мощная, толщиной не менее 8000 км и состоит примерно из 83% водорода, 15% гелия и 2% метана.
Планета едва видна невооружённым глазом в очень ясные ночи, её нетрудно обнаружить в хороший наземный телескоп. Радиус огромен (диаметр 51 800 км): более 25 000 км, в 4 раза больше радиуса Земли. Масса Урана (8,7 x 10 25) в 14,5 раза больше массы Земли. Плотность – 1710 кг/м 3 . Наклон орбиты – 0,77 градусов, а период обращения вокруг Солнца составляет 84,01 года.
Данные, полученные с «Вояджера-2», показали, что планета имеет небольшое твёрдое железно-каменное ядро, над которым сразу начинается плотная атмосфера.
Внутреннее строение УРАНА.
У Урана почти такое же сильное магнитное поле, как у Земли, только конфигурация его необычна: магнитный полюс отклоняется от географического почти на 60 градусов. Так что компас там не будет указывать на географический полюс.
Звёздные сутки Урана длятся 17 часов 14 минут. Планета вращается, как говорят, «лёжа на боку» (даже слегка «вниз головой»): наклон её оси вращения 98 градусов. У большинства планет ось вращения почти перпендикулярна плоскости эклиптики, но ось Урана почти параллельна этой плоскости.
Уран получает почти в 400 раз меньше света, чем наша планета. Это соответствует освещённости на Земле сразу после захода Солнца, в начале сумерек.
Под газовой оболочкой должен располагаться плотный океан из воды, аммиака и метана с температурой поверхности 2200 градусов. Атмосферное давление на уровне океана – 200 тыс. земных атмосфер. Температура в ядре достигает 7000 градусов, а давление – 6 млн атмосфер.
КОЛЬЦА УРАНА.
Новая эпоха в истории изучения системы Урана началась 10 марта 1977 года. В тот день Уран, двигаясь по небу, закрывал своим диском довольно яркую звезду. Приборы зарегистрировали девять «миганий» звезды до, а затем и после покрытия её планетой. Так были открыты 9 плотных, узких и далеко отстоящих друг от друга угольно-чёрных колец Урана.
В
последствии наблюдалось свыше 200 покрытий звёзд Ураном, в результате которых изучены свойства и уточнены радиусы его колец.
Кольца представляют собой набор из девяти чёрных «паутинок». Радиусы их орбит лежат в пределах 40-50 тыс. км, а ширина лишь 1-10 км, и только внешнее кольцо в самой широкой части достигает 96 км. Каждое кольцо шире всего в той части, которая наиболее удалена от планеты. Толщина же их, как и колец Сатурна, исчисляется десятками метров.
К
ольца обладают небольшой эллиптичностью и наклонением к экваториальной плоскости Урана. Они имеют чёткие края, и каждое кольцо движется практически как единое целое. Область между плотными кольцами заполнена прозрачным слоем мелкой пыли.
СПУТНИКИ УРАНА .
До начала космической эры было открыто лишь 5 спутников Урана. Ещё десять было обнаружено в 1986 г. с помощью «Вояджера-2».После 1997 года астрономы открывают новые спутники с помощью наземных телескопов.
Всего открыт 21 спутник.
В
системе спутников Урана объекты называют в честь героев пьес Шекспира.
Крупные спутники -– ТИТАНИЯ, ОБЕРОН, АРИЭЛЬ, УМБРИЭЛЬ.
Два самых далёких спутника – ОБЕРОН и ТИТАНИЯ , открытые Гершелем, - расположены на расстояниях 582,6 и 435, 8 млн км от планеты. Они почти близнецы. Диаметр ОБЕРОНА – 1520 км, а ТИТАНИИ – 1580 км. Их радиусы приблизительно вдвое меньше радиуса Луны.
В
нешний – ОБЕРОН
– обладает древней ледяной поверхностью, сильно изрытой метеоритными кратерами.
Спутник ОБЕРОН.
На ТИТАНИИ
кроме многочисленных кратеров есть сетка крупных тектонических разломов и признаки древнего вулканизма. Стены некоторых каньонов кажутся светлыми, так как покрыты льдом.
Спутник ТИТАНИЯ.
Два следующих спутника – УМБРИЭЛЬ и АРИЭЛЬ – открыты английским астрономом У. Ласселлом в 1851 г. с помощью мощного телескопа, построенного им на острове Мальта. Эти небесные тела имеют почти одинаковый размер: УМБРИЭЛЬ диаметром 1170 км обращается вокруг Урана на расстоянии 265 тыс. км; АРИЭЛЬ диаметром 1160 км движется по орбите радиусом 191 тыс. км.
УМБРИЭЛЬ
–самый тёмный спутник системы Урана, отражающий всего 19% падающего на него света, с безликой, сильно кратерированной поверхностью.
Спутник УМБРИЭЛЬ.
АРИЭЛЬ – самый светлый, он отражает 40% солнечного света. На его поверхности сохранились следы крупномасштабных геологических движений и явные признаки древнего вулканизма. Большие кратеры почти отсутствуют
Спутник АРИЭЛЬ .
В
1948 году американский астроном Джерард Койпер впервые наблюдал пятый спутник Урана – МИРАНДУ
, находящуюся на расстоянии 130 тыс. км от планеты. Это небольшой спутник (диаметр 470 км) с интереснейшими следами неожиданно бурного геологического прошлого: обширные бороздчатые области напоминают вспаханные поля.
На Миранде обнаружены гигантские каньоны глубиной несколько километров.
МИРАНДА – спутник Урана.
Объект наблюдают с Земли, он выглядит как неяркая звезда. Английский астроном Вильям Гершель открыл объект с помощью телескопа в 1781 году, изучая околосолнечный космос. Вначале астрономы считали, что это комета. Уран находится на 7-й орбите от Солнца, на расстоянии 19,2 астрономических единиц. Астрономическая единица – расстояние от Земли до Солнца.
Кратко о планете
Уран и сейчас малоизученный. Только в 1986 году человечество увидело объект «вблизи» благодаря снимкам, сделанных американским аппаратом «Вояджер 2». Аппарат только пролетал мимо, поэтому передал на Землю небольшой объем информации. Разработаны новые программы по изучению планеты, запланированные на 20-е гг. текущего столетия.
Астрономы распредели планеты по группам. Уран – «ледяной гигант», который нельзя путать с «газовым гигантом». Он 4-й по размерам в сравнении с другими космическими телами, вращающихся вокруг Солнца. Недра состоят из горных пород и замерзших газов. В атмосфере обнаружены метан, аммиак, водород. Поверхность не твердая, а газообразная.
Вокруг космического объекта сформировались кольца из газов и льда, которые хорошо видны в мощный телескоп. Ученые считают, что они образовались после возникновения самой планеты. Зафиксировано 27 спутников, но астрономы заявляют, что урановые луны открыты не все.
Причины такого движения
Отвечая на вопрос какая планета вращается, лежа на боку стоить внимательней присмотреться к небесному телу. Так, главное отличие Урана от других планет Солнечной системы – наклон оси. Это расстояние в градусах от условной линии, проведенной через экватор и плоскость орбиты. Он составляет 97,86°С. Тело лежит на боку и в таком положении вращается вокруг Солнца. Уран катится по орбите, как мяч, а движение других планет напоминает обороты вращающегося волчка.
Уран – космическое тело, движущееся ретроградно. Термин обозначает, что, если наблюдать за ним с Земли, оно движется на запад с востока – визуально назад по отношению к Солнцу.
Еще одна загадка, связанная, по мнению ученых, с наклоном оси – холод на поверхности. Учитывая местоположение, температура на поверхности и в атмосфере должна быть выше нептунианской. Однако Нептун, находящийся на 8-й орбите, теплее.
Наклон оси обуславливает смену дня и ночи на планете:
- Сутки составляют чуть более 17 часов.
- Световой режим обусловлен положением полюсов планеты.
- При солнцестоянии в Южном полушарии полярный день длится 42 года, а в Северном в этот момент – полярная ночь.
- День и ночь в полушариях меняются каждые полгода.
- В точках равноденствия сутки идентично земным.
- Полный оборот вокруг Солнца объект делает за 84,3 г. (в земном измерении) что послужило причиной наклона Урана.
Версии ученых
Главная версия, почему Уран лежит на боку, высказанная астрономами – столкновение с протопланетой, произошедшее при формировании нашей системы 4 млрд лет назад.
Ученые из английского Университета Дарема провели серию исследований для выяснения этого вопроса. Они сделали 50 компьютерных симуляций. Результаты подтвердили предположение, что на этапе зарождения Солнечной системы Уран мог столкнуться с космическим объектом массой в 2 раза большим, чем Земля. Катаклизм «перевернул» планету на бок, в этом положении она находится и теперь. Выделившиеся газы образовали кольца и спутники.
Ось могла сместиться без удара во время нестабильности – считают другие ученые. Теория под названием «модели Ниццы» описывают иную картину формирования Солнечной системы.
1. Почему Уран «лежит на боку»?
Плоскость экватора Урана наклонена к плоскости его орбиты под углом почти сто градусов. То есть если другие планеты крутятся как «волчки», то Уран - как катящийся шар. Будто что-то уронило на бок планету, в полтора десятка раз тяжелее Земли! Ученые считают, что причина такого наклона оси Урана - столкновение с протопланетой (их еще называют «зародышами планет») во время формирования Солнечной системы. И эта протопланета должна быть размером примерно с Землю. Откуда она взялась и где находится сейчас, пока непонятно.
2. Откуда на Уране ветер?
Поверхность Урана затянута густой пеленой облаков, состоящих из метана и прочих горючих газов. Движутся они с разной скоростью, иногда достигающей 350 км/ч. А максимальная зарегистрированная скорость ветра на Уране 824 километра в час! Удивительно то, что разница температур между полярными и экваториальными районами Урана незначительна и по логике не может вызвать такие ураганы.
3. Почему на солнечной стороне холоднее?
В моменты солнцестояний один из полюсов Урана остается направленным на Солнце в течение 42 земных лет! В это время другой полюс оказывается в сорокалетней темноте - там полярная ночь. И только на экваторе происходит традиционно-быстрая смена дня и ночи (урановые сутки равны примерно 18 часам).
Однако температура на экваторе теплее, чем на подставленном Солнцу полюсе. Причина такого распределения тепла пока остается загадкой.
4. Загадочное электросияние
Кроме того, с помощью ультрафиолетового детектора на солнечной стороне было обнаружено странное свечение, которое ученые назвали "электросиянием". Оно похоже на земное полярное сияние, поднимается на 1500 км. над плотной дымкой Урана. Расчеты показали, что потока солнечной энергии недостаточно для его возникновения. Есть версия, что дело в сильном магнитном поле, но по сути эта загадка пока тоже не разгадана.
5. Есть ли жизнь на самой холодной планете?
Недра Урана практически не излучают в пространство тепла, как это происходит на остальных газовых гигантах - Юпитере , Сатурне и Нептуне . Есть предположение, что Урану для самостоятельного разогрева не хватает плотности. Еще одна версия: вышеупомянутое столкновение с протопланетой, наклонившее ось вращения Урана, привело к рассеиванию имевшегося тепла. Третья гипотеза заключается в том, что в верхних слоях планеты есть какая-то прослойка, не пропускающая тепло от ядра к поверхности. Из-за этого трудно изучить температуру недр Урана. Но если она близка к температуре других планет-гигантов, значит, там может быть жидкая вода, и на Уране возможно существование жизни!
Loading...