ТОП-10 Увлекательных фактов о планете Уран

История открытия Урана

Первое упоминание о небесном теле, позже названном Ураном, относится к записям Дж. Флемстида. Английский ученый вел наблюдения за ним в 1690 г., но принял его за звезду, которую отнес к созвездию Тельца. В XVIII в. около 20 лет подряд за планетой вел наблюдения французский астроном ле Моньер, тоже отмечая ее на астрономических картах как звезду.

В 1775 г. выходец из Германии У. Гершель, музыкант и астроном-любитель, проживающий в г. Бат близ Бристоля (Англия), начал изучение небесных объектов в собственноручно изготовленный телескоп. Продвигаясь в своих наблюдениях по небосводу, к марту 1781 г. он дошел до звезд, расположенных в созвездии Тельца. 1 из них особо заинтересовала астронома, т.к. обнаружилась в месте, где согласно ранее составленным картам ее не должно было быть.

Объект имел вид небольшого диска, а не яркой точки, и постепенно смещался относительно других звезд. Гершель предположил, что изучаемое им небесное тело является или звездой, окруженной туманностью, или кометой, но больше склонялся к последнему варианту. В мае того же года Андрей Лексель, академик из Петербурга, занялся вычислением параметров его орбиты.

Он обнаружил, что наблюдаемый объект движется по сильно вытянутой окружности, центр которой совпадает с положением Солнца. Вычисления доказали, что траектория передвижения этого тела в нашей звездной системе соответствует планете, а не комете, и с 1873 г. оно ею и считается. Так впервые ученые открыли новую планету при помощи телескопа. Гершель предложил назвать ее «Георг», в честь короля, правившего в то время в Англии.

Однако у астрономов прижилось название «Уран», взятое немецким ученым Иоганном Боде из мифологии, — так в греческом пантеоне звали бога неба. Официально это имя было присвоено седьмой планете Солнечной системы Всемирным астрономическим сообществом в 1860 г.

Кроме самого Урана в 1787 г. Гершель открыл и 2 его крупнейших спутника: Титанию и Оберон, а в 1851 г. У. Лассел (пивовар и любитель астрономии) открыл еще 2: Ариэль и Умбриэль. Пятой стала Миранда, обнаруженная в 1948 г. американским астроном Дж. Койпером, а в 1980-х годах мир узнал о существовании колец Урана.

Открытие и название

Ещё в 1690 году Уран был замечен и задокументирован английским астрономом Джоном Флемстидом. Тот принял его за одну из звёзд созвездия Тельца, тридцать четвёртую по счёту. Ему вторил француз Пьер Шарль де Моньер, также давая описание небесному телу как звезде. В общей сложности до 1781 года Уран наблюдался в телескоп 21 раз, и это только задокументированные случаи.

В 1781 году Уильям Гершель в процессе наблюдений заподозрил, что наблюдаемый объект звездой не является, поскольку меняет свое местоположение относительно созвездия. Он счёл его за комету. В итоге полемики с астрономами из России и Германии, было подсчитано расстояние от мнимой кометы до Солнца — не менее 18 астрономических единиц. При таком расстоянии, её бы невозможно было наблюдать — таких больших комет не бывает, и траектория обращения более характерна для планеты.

Планета Уран

Достаточно долгое время планета носила название «Георг», в честь короля Англии Георга III, правившего Англией во времена её открытия. Уильяму Гершелю было назначено пожизненное содержание в размере двухсот фунтов стерлингов — словом, прогиб был засчитан. После смерти Гершеля, в 1823 в научных трудах астрономы планету стали именовать в честь божества греческого пантеона Ураном, а название «Георг» в английском обиходе фигурировало ещё около семидесяти лет. Официальное название «Уран» было принято аж в 1850 году.

Физические характеристики

Седьмая планета в нашей системе является и 1 из самых крупных. По величине она уступает только Юпитеру и Сатурну. Физические характеристики Урана:

  • масса — 8,69 × 10^25 кг;
  • объем — 6,8 × 10^13 м³;
  • плотность — 1,27 г/см³;
  • диаметр на экваторе — около 51120 км, между полюсами — около 50000 км;
  • скорость вращения по орбите — 6,8 км/секунду;
  • видимая звездная величина — 6;
  • среднее расстояние между планетой и солнцем — 2,8 млрд км (20 а.е.).

Период вращения Урана вокруг своей оси составляет чуть более 17 часов, а само движение совершается по часовой стрелке, т.е. является ретроградным.

Этот гигант почти лежит на плоскости своей орбиты (его ось наклонена на 98° к орбитальной), поэтому создается впечатление, что он катится вокруг Солнца, а не вращается волчком, как другие планеты.

Уран

Уран

Уран — седьмая планета от Солнца. Он относится к планетам-гигантам. Его экваториальный радиус почти в 4 раза, а масса в 14,6 раза больше, чем у Земли. Орбита находится на расстоянии в среднем 2,8 млрд км от Солнца, Уран обходит ее за 84 года. Солнечному свету нужно всего 8 мин, чтобы долететь до Земли, но целых 2,5 часа, чтобы добраться до этой планеты.

Уран вращается вокруг своей оси, указывающей почти прямо на наше светило. Это означает, что ось практически лежит в плоскости орбиты планеты. Можно сказать, Уран постоянно как бы лежит на боку. При этом его экватор движется сверху вниз (относительно плоскости орбиты). Период собственного вращения планеты составляет приблизительно 17 ч 14 мин. Поэтому не удивительно, что на Уране происходит весьма необычная смена сезонов: Солнце в течение 21 года по спирали поднимается почти в зенит, потом так же по спирали опускается за горизонт, и после 42-летнего «полярного дня» наступает 42-летняя «полярная ночь». За полярным кругом оказывается почти все полушарие планеты, кроме узкой полосы вдоль экватора. Только весной и осенью в моменты равноденствий Уран освещается Солнцем нормально: с восходами, закатами, сменой дня и ночи.

Атмосфера Урана высотой около 30 км состоит в основном из молекулярного водорода с примесями двух газов — гелия и метана. Последний сильно поглощает красные лучи, благодаря чему диск этой планеты имеет голубовато-бирюзовый цвет.

У Урана самая холодная планетарная атмосфера Солнечной системы с минимальной температурой -224°С. Температура атмосферы максимальна около экватора, понижается на несколько градусов к средним широтам и снова растет к полюсу.

Атмосфера вращается в ту же сторону, что и планета в целом. Она имеет сложную слоистую структуру облаков, где вода составляет нижний слой, а метан — верхний. В средних широтах ветер дует в направлении движения планеты со скоростью около 150 м/с, в экваториальной зоне — в обратном направлении со скоростью около 100 м/с.

Под газовой атмосферой находится ледяная мантия, представляющая собой смесь водяного и аммиачного льда, а еще глубже — ядро из твердых пород (возможно, каменное). Температура в ядре достигает тысяч градусов, а давление — 6 млн атмосфер.

Уран, как многие планеты, обладает магнитным полем. Оно необычно тем, что магнитная ось наклонена примерно на 60° от оси вращения планеты (у Земли этот угол составляет 12°). Из-за этого магнитное поле Урана однобоко, причем его напряженность на поверхности северного полушария в 10 раз превышает напряженность на поверхности южного полушария.

У этого газового гиганта есть 27 спутников. Они похожи друг на друга: состоят изо льда вперемешку с горными породами. Лед представляет собой смесь из замерзших газов аммиака и углекислого газа. Наибольший интерес представляют пять самых крупных спутников — Тита-ния, Оберон, Миранда, Ариэль и Умбриэль.

Оберон и Титания очень похожи. Их радиусы приблизительно вдвое меньше радиуса Луны. Поверхности обеих лун покрыты старыми метеоритными кратерами и сеткой тектонических разломов со следами древних вулканических извержений.

Самый крупный из спутников — Титания. Его диаметр равен 1577 км. Он находится от Урана на расстоянии 436 000 км, а полный оборот вокруг него делает почти за 9 земных дней. Титания состоит из водяного льда, соединений метана и горных пород. Температура на поверхности составляет -203°С. Самый крупный из кратеров носит название Гертруда и имеет в диаметре 326 км. На Титании наблюдается множество долини каньонов. Каньоны очень длинные. Некоторые из них имеют протяженность до 1000 км. Поверхность спутника покрыта водяным инеем.

Поделиться ссылкой

Состав планеты

Специалисты относят Уран и Нептун к особому классу планет — ледяным гигантам, поскольку в их ядрах не обнаружено металлического водорода, но присутствует большое количество высокотемпературных модификаций льда. В недрах седьмой планеты кроме ледяных кристаллов находятся и горные породы. По химическому составу ее мантию можно назвать водно-аммиачным океаном с метановыми примесями.

Структура Урана

Планетная система Урана состоит из него самого, спутников и колец. Сейчас уже подтверждено существование 13 кольцеобразных объектов, оказавшихся намного более молодыми образованиями, чем сама планета. Предположительно, это могут быть остатки ранее захваченных объектов. Кольца Урана темные и узкие. Размер самых крупных частиц, их составляющих, не превышает 1 м.

Самое яркое — внешнее кольцо, удаленное от центра Урана на 52 тыс. км. Оно или мощнее, или плотнее других колец. Наружный объект ослабляет свет Солнца на 90%, в то время как внутренние кольца — только на 50%. Все кольцеобразные структуры имеют форму с выраженным эксцентриситетом, разную ширину и наклон к орбите, что позволяет предполагать наличие у Урана еще не открытых спутников.

Структурно Уран разделяют на 3 части:

  • твердое ядро, разогретое до 5000°K;
  • мантия, состоящая изо льда — модифицированной воды с растворенными в ней в больших количествах метаном и аммиаком;
  • оболочка, образованная водородом и гелием в газообразном состоянии.

Наибольшую часть (около 60%) занимает мантия.

Гравитация и магнитное поле

По расчетам ученых, любое тело, падающее сверху на поверхность Урана, должно достигать ее со скоростью 8,69 м/секунду². Получается, что на планете, намного более тяжелой, чем наша, гравитация оказывается ниже земной. Это происходит потому, что значение силы тяжести на космическом объекте зависит не только от его массы, но и от плотности, а Уран относится к планетам с низкой плотностью и занимает предпоследнее место в Солнечной системе по этому параметру.

Магнитное поле Урана

Его магнитное поле формируется в мантии, а не в геометрическом центре планеты (как это чаще всего бывает), причем не равномерно, а только в некоторой его части. Ось, соединяющая магнитные полюса, не совпадает с осью вращения Урана, а наклонена относительно нее на 59°.

Поэтому географические и магнитные полюса смещены относительно друг друга на расстояние, примерно равное ⅓ его радиуса.

Такая геометрия приводит к асимметричному распределению напряженности магнитного поля между разными точками на поверхности планеты, а полярное сияние наблюдается далеко от географических полюсов.

Атмосфера и поверхностный рельеф

На седьмой планете Солнечной системы нет литосферы в ее привычном понимании, поэтому не может быть и выраженного рельефа. Между мантией и стратосферой существует нечеткая граница перехода между жидкими и газообразным слоями. Температура на планете Уран опускается до -49°K (-224°C), поэтому он считается самой холодной планетой в нашей звездной системе.

На снимках в видимом спектре, полученных около 30 лет назад, Уран выглядит как космическое тело без атмосферных штормов, присущих другим планетам-гигантам. Однако сейчас по мере его приближения к точке равноденствия погодная активность на планете увеличивается, а скорость ветров над ледовым океаном достигает 250 м/секунду (900 км/ч).

Спектральный анализ показывает, что атмосфера Урана состоит по большей части из водорода (82%) и гелия (16%), а также содержит около 2% метана. Это углеводородное соединение и придает Урану зеленовато-голубой оттенок — метановые облака, составляющие верхний слой атмосферы, имеют свойство поглощать красный цвет спектра.

Нижний слой атмосферы — тропосфера начинается на расстоянии около 300 километров от жидкой мантии и простирается в высоту на 50 км. Еще 4 тыс. км приходится на стратосферу, а на высоте в 50 тыс. км над поверхностью ледяного гиганта заканчивается последний слой — термосфера.

В тропосфере предполагается наличие 4 облачных слоев:

  • водяные облака, состоящие из кристаллов льда, находятся ближе всего к поверхности Урана;
  • облака, образованные гидросульфидом аммония;
  • аммиачные и сероводородные образования;
  • метановые облака, расположенные на границе со стратосферой.

В верхних слоях кроме метана обнаружены следы и других углеводородов: этана, метилацетилена и диацетилена, которые могли образоваться в результате фотолиза под действием солнечной радиации.

Атмосфера

Началом нижних слоёв атмосферы планеты принято считать расстояние в 300 км от внешнего края мантии, находятся они при температуре 320 К, или -53 по Цельсию, и под давлением в 100 бар.

Делится атмосфера на три слоя:

  • Тропосфера (от -300 до 50 км, давление здесь падает со 100 до 0.1 бар).
  • Стратосфера (с 50 до 4 тысяч км, давление — 0.1 — 10-10 бар).
  • Корона, или термосфера, простирающаяся на 50 тысяч км от «поверхности».

Спутники Урана

Сравнение с Землей

Уран совершает полный оборот вокруг Солнца за 84 земных года. В момент наибольшего удаления седьмую планету и наше светило разделяют около 3 млрд км, а интенсивность солнечного излучения равна 1/400 от его значения, соответствующего орбите Земли.

По объему Уран занимает столько же пространства, как и 63 планеты, подобные нашей, но из-за более низкой плотности по массе он больше ее только в 14 раз. Сила притяжения на его поверхности составляет всего 90% от земной, поэтому гипотетически человек чувствовал бы себя там комфортно.

Лежит на боку

Уран, планета, кольца, спутники, космос, фото, телескоп, Хаббл, Hubble, НАСА, NASA

У большинства планет ось вращения почти перпендикулярна плоскости орбиты, а вот у Урана наоборот, ось вращения почти лежит в плоскости орбиты. Если быть более точным, угол наклона оси составляет 97,77°. В результате этого на планете почти не происходит смена времен года!

Грубо говоря, из-за аномального наклона почти на всей поверхности Урана (кроме маленько полоски на экваторе) наблюдается либо «полярный день» либо «полярная ночь». Так как продолжительность «уранианского года» составляет 84 земных года, то длительность полярной ночи и полярного дня на полюсах достигает 42 лет. То есть на большей части планеты день сменяется ночью один раз в 42 года.

Исследования Урана

Уран является наименее изученной планетой Солнечной системы. Расстояние от Земли до Урана меняется от 2,7 до 2,85 млрд км, поэтому длительный срок были возможны только наземные наблюдения за ним. Первые снимки поверхности Урана были получены при помощи зонда «Вояджер-2», пролетавшего мимо планеты в 1986 г.

Аппаратура этого космического аппарата зафиксировала 2 новых кольца, проводила измерения магнитных величин и наблюдения за атмосферой, делала снимки спутников Урана. Дальнейшее изучение космического тела производилось в 1990-х годах при помощи радиотелескопа «Хаббл», которым были зафиксированы атмосферные вихри и обнаружена асимметрия в строении планеты.

Исследование

Единственный раз, в 1986 году к планете относительно близко подлетал зонд «Вояджер-2», сделав снимки её колец и попутно открыв новых десять спутников Урана. К слову, все они названы в честь героев произведений Уильяма Шекспира — Титания, Оберон, Ариэль, Умбриэль, Миранда, Пак, Джульетта, Порция и так далее.

'Съемка с

Зонд, до этого пролетев мимо Юпитера и Сатурна, подлетел к Урану на рекордные 81500 км. Рекорд по сей день не побит, но учёные из Европейского Космического агентства предлагают запустить к планете ещё один зонд в рамках исследовательской программы «Uranus Pathfinder».
Подписаться на наш канал в Яндекс Дзен

Рейтинг
( 1 оценка, среднее 5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: