Планета Уран

Уран на заголовок

Седьмая планета от Солнца Уран — далекий голубой газовый гигант. Эта планета до сих пор остается малоизученной, и считается самой странной из всех.

Общие сведения

Уран можно разглядеть несколько месяцев в году, в обычный бинокль. Во время противостояния Урана и Земли, в созвездии Овна можно увидеть крошечную тусклую голубую звездочку. Это и есть загадочный голубой гигант, состоящий из газа и льда. Его масса занимает четвертое место в списке открытых планет солнечной системы. Радиус Урана 25 360 км, а далекое расположение делает его изучение почти невозможным. Лишь визит «Вояджера 2» позволил ученым расширить знания о планете.

Первое сообщение о далекой планете принадлежит английскому астроному Ф. У. Гершелю, хотя поначалу он принял его за комету. Отсутствие хвоста он счел невидимым, поскольку, как ему казалось, комета летит к Земле. Последующие наблюдения убедили его в ошибочности собственных первоначальных выводов, и «комета» обрела планетарный статус.

Оборот вокруг оси занимает 17,14 часа, а Уранианский год равен 84 земным годам. Поверхность объекта из газового гелиево-водородного слоя скрывает метановая дымка. Под ним находится ледяная мантия, покрывающая каменное ядро. Среднее расстояние от Солнца до голубого гиганта составляет 19,8 астрономических единиц.

Ближайшие планеты

Соседями седьмой планеты от солнца являются Юпитер и Нептун. За ними начинается пояс Койпера — область ближнего космоса.

Строение, поверхность и состав

Химический элементОбъем
Водород (H2)83 %
Гелий15 %
Метан2,3 %

Наиболее холодная планета солнечной системы состоит из четырех слоев. Таких как ядро, мантия, оболочка и внешняя атмосфера.

Слои Урана

  • Ядро. Скалистая сверхплотная структура из кремния, железа и никеля;
  • Мантия. Слой, покрывающий ядро льдом, отличающимся от традиционного в земном понимании, тем, что он горячий. Точнее, это даже не лед, а раскаленное плотное жидкое образование с высокой электропроводностью. Смесь воды, аммиака, гелия, водорода и других летучих веществ. Астрофизики называют этот состав водно-аммиачным океаном. Радиус мантии — 60% от общего радиуса;
  • Третий слой (поверхность). Состоит на 83% из жидкого водорода, 15% гелия и 2,З% метана. Благодаря последнему гигант окрашен в голубой цвет;
  • Внешний слой атмосферы обогащен различными углеводородными соединениями. Это этан, диацителен, ацетилен и метилацителен и т. д.

Гигант получает от Солнца достаточно много тепловой энергии. Но отдает гораздо меньше, из-за чего остается холодным. Точного объяснения этому парадоксу нет, но существуют две версии:

  1. сверхмощный удар огромного объекта заставил планету потерять большую часть внутреннего тепла, образованного на стадии формирования;
  2. предполагается существование некоего специфического барьера. Который послужило созданию непреодолимой преграды для выброса внутреннего тепла на поверхность.

Именно этот парадокс не позволяет точно определить внутреннюю температуру объекта. Ученые, проводя аналогии с другими газовыми гигантами, допускают, что когда-то на планете могла существовать жизнь. Но в самых примитивных формах. Несмотря на холод, инфракрасный спектр позволяет рассмотреть в атмосфере облака.

Рельеф

Поверхность планеты — жидкий водородно-гелиево-метановый слой. Это значит, что ее строение не имеет четко структурированной поверхности. Следовательно и рельефа. Любые затемнения и пятна, видимые в телескоп на поверхности, это вихревые атмосферные образования.

Внутреннее тепло

Показатели внутренней температуры намного уступают данным по другим гигантам. Поток тепла варьируется от 0,042 до 0,047 Вт/м2. Это в 2,61 меньше, чем земной. Наименьшие цифры зафиксированы в тропопаузе — 49 кельвинов (-224C). Именно это делает Уран призовой планетой среди морозных собратьев.

Ядро

Ядро, это образование с радиусом, занимающим 20% от общего планетарного радиуса.

Его основной состав:

  1. Железо;
  2. Никель;
  3. Силикат с небольшим процентом льда.

Вес в 0,55 земной массы, плотность 4,42 г / см 3. В центре уровень плотности достигает 9 г/cм3. Давление до 8 млн бар. Температура — 5 тысяч К, то есть 4 726 850 С.

Магнитное поле

В этом отношении планета остается неизменной. Здесь тоже все не так, как у остальных представителей Солнечной системы. Уран обладает мощным магнитным шлейфом в форме штопора. Ось вращения не совпадает с магнитной осью. Последняя отклонена на 60 гр от первой. А ее центр отодвинут от центра гиганта примерно на треть радиуса планеты. Если на голубой планете воспользоваться компасом, то его стрелка укажет не на физический полюс. А на 30-градусную широту, где находится магнитный полюс.

Физические характеристики

Полярное сжатие0,02293
Экваториальный радиус25 559 км
Полярный радиус24 973 км
Объём 6,833⋅1013 км³
Площадь8,1156⋅109 км²
Плотность1,27 г/см³
Масса 8,6813⋅1025 кг
Ускорение свободного падения8,87 м/с²
Вторая космическая скорость21,3 км/c

Уран считается самым легким из гигантов. Низкая плотность (1,27 г/см3) уступает Нептуну, Плутону, Юпитеру, кроме Сатурна. Чей показатель еще ниже. Радиус чуть больше, чем у Нептуна, но меньше, чем у остальных.

Атмосфера, температура, сезонность

Речь идет о холодной планете. Чья атмосфера занимает примерно 300 км выше мантии. Хотя границы достаточно условны. Температура атмосферы в этой зоне может составлять -224 С. А в термосфере достигает +557 С. И этот факт тоже входит в «копилку» уникальностей, ведь до Солнца далеко. А низкое внутреннее тепло не может оказать настолько эффективное влияние.

Состав атмосферы

Уран лишен твердой поверхности. Но несмотря на это его структура все равно содержит такое определение, как атмосфера. Таковой принято считать слой, начинающийся от мантии, подразделяющийся на три части.

  1. Тропосфера — высота от мантии до 50 км. Давление от 100 до 0,1 Бар;
  2. Стратосфера — от 50 до 4000 км. Давление от 0,1 до 10-10 бар;
  3. Термосфера — с давлением в 1 бар. Высотой до двух планетарных радиусов (от 4000 до 50000).

Именно атмосфера превращает Уран в бирюзовый объект, наблюдаемый в земные и космические телескопы.

Верхняя часть атмосферы

Внешний атмосферный слой называется термосферой с однородной структурой и температурой 527–577ºC.

Тропосфера

Наиболее изменчивая и плотная атмосферная часть (тропосфера). Она граничит с мантией, где господствуют вихри, образуются яркие облака. Ее характерная особенность — чем ниже, тем холоднее. Если на глубине 300 км температура равна 320К. То на расстоянии 50 км это всего 53К. В тропопаузе (наиболее холодная часть) температурный режим варьируется от 49 до 57 К.

Атмосферные образования, облака и ветра

Движение вихревых потоков внутри атмосферы удивительным образом не совпадают с традиционными представлениями о ветрах. На экваторе они движутся в противоположную сторону от направления вращения. Скорость возрастает по мере удаления от экваториальной зоны — до 900 км/ч. По мере приближения к полюсам вихри снижают скорость и меняют направление. Кроме того, наблюдаются, так называемые темные полосовые структуры, состоящие из плотных облачных метановых скоплений. И небольшие яркие облака, занимающие различные локации в зависимости от сезона.

Температура

Температурная разница весьма значительна несмотря на общие показатели холода. В некоторых местах это минимальные -224C. Но отдельных слоях атмосфера разогревается до максимального значения 520C.

Сезонные изменения

Точные сезонные наблюдения за атмосферой и сменой сезонов ведутся только в последний Уранианский год. То есть около 84 земных лет. Ранее астрофизики не располагали такими возможностями, как сейчас. Например, с мая по март 2004 года на планете был зафиксирован сильнейший ураган. Беспрерывная гроза, получившие название «Фейерверк 4 июля». С 1950 года и в течение 1,5 лет замечено стабильное изменение яркости. Максимальные показатели во время солнцестояния, и минимальные в дни равноденствия. Во время удаления от точки солнцестояния южный полюс становится более темным. А в северном полушарии повышается облачная и вихревая активность.

Масса, орбита и размер

Планета является третьей, по величине, в солнечной системе. Размер составляет 400% земного показателя. Масса равна 8,6813⋅10 кг, то есть 14,54 % земных.

Орбита

Афелий3 004 419 704 км
Перигелий2 748 938 461 км
Большая полуось2 876 679 082 км
Синодический период обращения369,66 дней
Сидерический период обращения30 685,4 земных суток или
84,01 года
Наклонение0,772556°
6,48°
Орбитальная скорость6,81 км/с
Аргумент перицентра96,541318°
Спутники27

Период обращения Урана вокруг нашей звезды равен 84 земным годам. Величина большой полуоси орбиты Урана равна 19,218 а. е. (около 2871 млн км).

Вращение

Если период обращения равен 17,14 земным суткам. То в южных широтах газовые массы ускоряются до больших скоростей. Оборот вокруг оси совершают за 14 часов.

Боковое вращение

Наклон оси Урана

У планеты экваториальная плоскость обладает наклоном к орбитальной плоскости под углом 97,86 гр. Поэтому Уран «лежит на боку». Совершая оборот по часовой стрелке практически лежа и немного «вниз головой». Астрономы объясняют этот тем, что на стадии формирования Уран столкнулся с небесным телом.

Сравнительные размеры Урана и Земли

Показатели планеты относительно Земли:

  • Вес превышает земной в 14,5 раз (8,683*10 25 кг);
  • Размеры — больше земных в 4 раза: площадь равна 8,1156 млрд км2;
  • Диаметр Урана 25360 км, тогда как земной равен 6371 км2.

Гравитация

Несмотря на огромные размеры Урана, слабая плотность обеспечила ей относительно Земли небольшую гравитацию. Это 8,69 м/с2.

Сутки на Уране

Времена суток. То и тут все далеко не так однозначно, как на Земле и других планетах. Ось наклона настолько критична, что вращается гигант практически лежа. Поэтому на одном полюсе устанавливается световой день. Он же лето, длиною в 42 г. На втором настолько же длинная зимняя ночь. На экваторе в это время солнечный диск едва показывается из-за горизонта. Совсем как в полярную ночь на нашей планете. Все меняется, когда наступают дни равноденствия. На экваторе устанавливается нормальная суточная периодичность дня и ночи. Постепенно Уран оказывается повернутым к Солнцу другим полюсом, где лето сменяется зимой. А экватор вновь оказывается в «сумеречной зоне».

Спутники

Газовый гигант является обладателем 27 спутников. В числе которых Титания, Миранда, Ариэль, Умбриэль и другие. Допускается, что их может быть гораздо больше. Но из-за небольших размеров и дальности расстояния их не видно.

Кольца

Кольца Урана

Планету окружает набор пылевых колец, наполненных микро-, макрочастицами. Наличие 9 из которых нашли подтверждение только 10 марта 1977 года. Со временем они получили статус внутренних колец. Позже с помощью «Вояджера 2», затем телескопа «Хаббл» были открыты еще 4. Находящихся на двукратном удалении от известных ранее. Их обозначили, как внешние.

Изучение

Основные исследования сначала велись путем математических вычислений и периодических наблюдений. Со временем оптика совершенствовалась, как и технологии космических летательных аппаратов. Это позволило впервые провести близкое изучение планеты с помощью «Вояджера 2». Пролетел аппарат всего в 81 500 км от поверхности. Именно тогда было сделано множество интереснейших открытий. Добавились 10 вновь обнаруженных спутников. Затем появились мощные космические телескопы, стоящие сейчас на службе у астрофизиков. В ближайшем будущем НАСА собираются запустить очередной аппарат.

Формирование

Различие при формирование между газовыми и ледяными планетами было заложено еще в эпоху протосолнечной туманности. Когда Солнечная система только зарождалась. Остатки пылевых частиц после формирования звезды начали склеиваться между собой. Тем самим постепенно увеличиваясь в размерах. Со временем обретая собственное гравитационное поле. Именно гравитация притягивала остаточный газ и обеспечила рост газовых планет по экспоненте. А вот с ледяными планетами дело обстояло несколько по иному. Их гравитации не хватило на значительный набор газа.

Видимость

Уран находится настолько далеко от Земли, что его с трудом можно увидеть без специальной оптики. Для более близкого рассмотрения необходим телескоп с объективом от 250 мм. Звездная величина равна 5,6–5,9m.

Сколько лет лететь от земли до Урана?

Минимальное расстояние от Земли до конечной точки 2,57, максимальное 3,15 млрд км. Полетное время для «Вояджера» составило 8,5 лет.

Интересные факты

  • Несмотря на то что речь идет о газовом гиганте, его часто называют еще и ледяным из-за мантии. Хотя и она тоже не в полной мере является льдом;
  • Наличие в атмосфере ледяных кристаллов метана, окрашивают планету в голубой оттенок;
  • Именно благодаря «Вояджеру 2» ученые смогли с точностью выявить систему и структуру колец;
  • В честь этого гиганта назван химический слаборадиоактивный элемент, открытый в 1789 году;
  • Супершторма, которые бушуют иногда в атмосфере и достигают 900 км/ч;
  • Нет точного ответа на вопрос: почему планета поглощает тепла намного больше, чем отдает?

В честь кого назван Уран?

Планету назвали в честь бога Урана, отца Сатурна.

Так же может заинтересовать

Солнечная система

Меркурий

Венера

Земля

Марс

Юпитер

Сатурн

Нептун

Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Комментарии : 3
  1. Артëм

    Интересно, а есть ли связь этой планеты с химическим элементом в таблице Менделеева?

  2. Павел

    Спасибо за статью, интересная. :idea:

  3. Лариса

    Красивая планета.

Комментарии закрыты.

Adblock
detector