Планета Уран
Общие сведения о Уране
Уран – это седьмая по удаленности от Солнца планета (седьмая планета Солнечной системы).
Уран относится к ледяным гигантам и назван в честь греческого бога неба Урана.
У Урана на данный моменты обнаружены 27 естественных спутников.
Соседями Урана являются Сатурн и Нептун, за которым начинается пояс Койпера.
Так же, как у газовых гигантов Солнечной системы, у Урана имеется магнитосфера.
Ориентация Урана в пространстве отличается от остальных планет Солнечной системы. Его ось вращения лежит «на боку» под углом 97,86˚ относительно плоскости орбиты этой планеты.
Стандартная модель Урана предполагает, что он состоит из трех частей: в центре – каменное ядро, в середине – ледяная оболочка, снаружи – водородно-гелиевая атмосфера.
У Урана есть слабо выраженная система колец, состоящая из очень темных частиц диаметром от микрометров до долей метра.
Орбита Урана
Среднее расстояние от Урана до Солнца 2,8 миллиарда километров (19,1914 астрономической единицы).
Перигелий (ближайшая к Солнцу точка орбиты): 2,749 миллиарда километров (18,38 астрономической единицы).
Афелий (самая далекая от Солнца точка орбиты): 3,004 миллиарда километров (20,08 астрономической единицы).
Средняя скорость движения Урана по орбите составляет около 6,81 километра в секунду.
Один оборот вокруг Солнца планета совершает приблизительно за 84 земных года.
Год на планете составляет 369,66 уранианских суток.
Расстояние от Урана до Земли варьируется в пределах от 2,6 до 3,15 миллиарда километров.
3D-модель Урана
Физические характеристики Урана
Уран – третья по размеру планета в Солнечной системе и четвертая по массе.
Уран – самая холодная планета Солнечной системы с минимальной температурой -224 °C.
Средний радиус Урана составляет 25 362 ± 7 километров, то есть около 4 радиусов Земли.
Площадь поверхности Урана составляет 8,1156 миллиарда квадратных километров.
Средняя плотность Урана составляет 1,27 грамм на кубический сантиметр.
Ускорение свободного падения на Уране равно 8,87 метра на секунду в квадрате (0,886 g).
Масса Урана равна 8,6832 х 10 25 килограмм, что составляет около 14,6 масс Земли.
«Voyager 2» обнаружил у Урана специфическое магнитное поле, которое на 1/3 радиуса планеты смещено от ее геометрического центра и наклонено на 59˚ относительно оси вращения.
Сравнительные размеры Урана и Земли
Атмосфера Урана
Атмосфера Урана условно делится на 3 части: тропосфера, стратосфера и термосфера/атмосферная корона. Мезосфера отсутствует.
Основными компонентами атмосферы Урана являются водород (около 83 ± 3%), гелий (15 ± 3%) и метан (2,3%).
Скорость ветров на Уране может достигать 900 километров в час.
Благодаря наклону оси (97,86˚) полярные области Урана получают в течение года больше солнечной энергии, чем экваториальные. Однако Уран теплее в экваториальных районах, чем в полярных. Механизм, вызывающий такое перераспределение энергии, пока остается неизвестным.
Уран показывает признаки сезонных изменений и погодной активности, вызванные приближением планеты к точке равноденствия.
Исследование Урана
Уран открыт 13 марта 1781 года английским астрономом Уильямом Гершелем, до этого момента он наблюдался 21 раз, но астрономы принимали его за звезду.
В 1789 году Уильям Гершель утверждал, что видел у Урана кольца, однако кольцевая система была однозначно подтверждена лишь в 1977 году, а их красноватый оттенок – только в 2006 году.
Единственное в истории космонавтики посещение окрестностей Урана в 1986 году совершил американский космический аппарат «Voyager 2». Он передал на Землю снимки Урана в видимом спектре с близкого расстояния, показав «невыразительную» планету без облачных полос и атмосферных штормов.
Интересные факты о Уране
Уран – наименее массивный из всех планет-гигантов Солнечной системы.
Каждый полюс Урана 42 земных года находится в темноте, а следующие 42 года купается в солнечных лучах.
При чистом темном небе Уран в противостоянии виден невооруженным глазом, а с биноклем его можно наблюдать даже в условиях города.
Уран стал первой планетой, открытой с помощью телескопа.
Уран – единственная большая планета Солнечной системы, название которой происходит не из римской, а из греческой мифологии.
Спутниковая система Урана наименее массивна среди спутниковых систем газовых гигантов. Даже суммарная масса крупнейших пяти спутников не составит и половины массы Тритона, спутника Нептуна.
Названия спутников Урана выбраны по именам персонажей произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа.
Ученые экспериментально подтвердили, что на Нептуне и Уране небо в алмазах.
Источник
Особенности планеты Уран
Планета Уран занимает седьмое место по удаленности от Солнца. Он долгое время прятался от взора наблюдателей и был обнаружен при помощи телескопа лишь в конце 18 века. Уран наряду с Нептуном – планеты Солнечной системы, объединенные в группу «ледяные гиганты». По сей день эти объекты нашей звездной системы являются малоизученными из-за больших расстояний, которые приходится преодолевать космическим зондам для их исследования.
История открытия и исследования
Седьмая планета была недоступна для наблюдения астрономам Античности и Средневековья из-за своей удаленности от Солнца и Земли и не самого заметного свечения на ночном небе. Открыл Уран в 1781 году английский астроном Фредерик Уильям Гершель. Он же предложил назвать его в честь английского монарха Георга III. Идея была отклонена другими астрономами и объект назвали в честь древнегреческого прародителя всех богов, олицетворяющего небо. Позднее Гершель открыл две крупнейших урановых луны, а также выдвинул предположение о наличии у него системы колец.
До конца 20 века небесное тело оставалась практически неизученной. Самые ценные сведения об Уране передал на Землю космический зонд Вояджер-2, которому в 1986 году удалось пройти на расстоянии 80 тыс. км от поверхности планеты. Аппарат обнаружил 10 спутников, а также изучил состав атмосферы планеты, ее климат и кольцевую систему.
Исследования поверхности ледяного гиганта также осуществляются благодаря космической обсерватории Хаббл. Ей были получены снимки Темного пятна в атмосфере планеты, а также информация о спутниках. В 2021 году планируется отправить межпланетную станцию для изучения химического состава урановой атмосферы, исследовании спутников и колец.
Общие сведения об Уране
Рассмотрим самые часто задаваемые вопросы о седьмой планете Солнечной системы.
Сколько лететь до Урана с Земли? Расстояние от нашей планеты до ледяного гиганта колеблется от 2,6 млрд. км до 3,15 млрд. км. Вояджер-2, двигаясь с максимальной скоростью в 57,9 тыс. км/ч, смог сблизиться с поверхностью планеты лишь через 10 лет после запуска с Земли. От 10 до 15 лет понадобится и новому космическому зонду, который планируется запустить через пару лет.
Сколько нам известно спутников у Урана? На данный момент открыто 27 урановых лун. Все вместе взятые его спутники имеют массу в 150 раз меньшую, чем самая крупная луна в Солнечной системе – Ганимед.
Как выглядит Уран? На снимках, сделанных Вояджером-2 планета, имеет бледно-голубой окрас. Атмосфера Урана богата метаном, поглощающим красную часть спектра, что придает планете цвет от голубого до зеленоватого.
Орбита и радиус
Объект удален от Солнца в среднем на 2,8 млрд. км. Его орбита обладает достаточно низким эксцентриситетом (0,046), а величина ее большой полуоси достигает 3 млрд. км. Двигаясь со средней скоростью 6,8 км/с, объект обращается вокруг Солнца за 84 года.
Сутки на ледяном гиганте длятся гораздо меньше. Полный осевой оборот он совершает за 17 часов 15 минут. По отношению с плоскости орбиты этот газовый шар лежит на боку: наклон его оси составляет почти 98°. В таких условиях его вращение получается ретроградным и в период солнцестояния один из урановых полюсов смотрит прямо на Солнце. Этим объясняется одна из особенностей Урана: на экваторе планеты смена периодов дня и ночи происходит быстро, а полярные фазы дня длятся по 42 года, как зима и лето.
Физические характеристики
- Диаметр Урана – 50,72 тыс. км, средний радиус – 25,4 тыс. км.
- Масса Урана – 8,7*10 25 кг, что больше земной в 14.5 раз.
- Среднее значение площади поверхности – 8,12*10 9 кв.км.
- Средняя плотность – 1,27 г/ куб. см.
- Температура Урана: максимальная (центр ядра) – 4,7 тыс. градусов Цельсия; минимальная(тропопауза) — -224 градуса Цельсия.
Строение Урана и его химический состав немного разнят его с остальными газовыми планетами в нашей звездной системе.
Атмосфера
Начинается атмосфера на высоте приблизительно в 300 км от жидкой оболочки. Нижний ее слой называется тропосферой и простирается на расстоянии 50 км. Еще 4000 км занимает стратосфера, а последний слой, термосфера, заканчивается на высоте 50000 км от поверхности Урана.
Атмосфера Урана состоит из водорода, гелия и метана с небольшими примесями двуокиси углерода, аммиака и воды. Она переходит сразу в мантию, которая в отличие от Юпитера и Сатурна, состоит не из жидкого водорода, а изо «льда». Ледяная оболочка – это вода, с растворенным в ней в больших концентрациях метаном и аммиаком. Она занимает более 60% радиуса планеты. Под мантией скрыто каменное ядро, наименее горячее среди ядер газовых гигантов Солнечной системы. Оно разогревается всего до 5000К.
Температура газовой оболочки меняется в зависимости по мере удаления от ледяной оболочки. На нижней границе тропосферы максимальное значение температуры – 47°С, через 50 км она падает до рекордно низких для планеты -220°С. В стратосфере и термосфере газ опять нагревается, достигая температуры 580°С.
Климат
Климат ледяного гиганта предположительно имеет сезонность. Но первые данные об изменениях атмосферы Урана были получены менее 84 лет назад, т.е. год на планете пока еще не закончился. Известно, что наибольшая освещенность объекта Солнцем приходится на период солнцестояния, а в период равноденствия до него доходит минимум солнечных лучей. При этом ярче освещаются полюса, а зона экватора достаточно темная зона.
По сравнению с Юпитером и Сатурном урановые ветры дуют реже и слабее. Периодически в атмосфере планеты регистрируют темные пятна – вихри в тропосфере с высокой скоростью вращения. На экваторе они дуют в обратном осевому вращению направлении и их скорость не превышает 100 м/с. Следующий пояс ветров наблюдается в пределах 20°-60° широты, где вихри перемещаются со скоростью от 150 до 240 м/с.
Рельеф
На Уране нет твердой поверхности. Между атмосферой и мантией имеется размытая граница перехода газовой оболочки в жидкость. Любые пятна, увиденные на снимках планеты, представляют собой вихревые облака верхних слоев урановой тропосферы.
Цвет урановой атмосферы обусловлен метаном. Этот углеводород поглощает красный цвет спектра, придавая ей зеленовато-голубой окрас.
Кольца Урана
Предположение о том, что Уран имеет кольца, выдвинул еще его первооткрыватель Уильям Гершель. Доказать его правоту смогли лишь через 200 лет. В период с 1977 по 2005 год были открыты 13 колец Урана. Часть из них названа цифрами, часть буквами греческого алфавита.
Химический состав колец до сих пор остается неизученным. Большая доля приходится на темное вещество, предположительно органического происхождения, преобразованное под влиянием магнитосферы планетарного гиганта. Также в их составе есть небольшой процент льда и пыли. Из-за своей тусклости кольца Урана долгое время не удавалось рассмотреть.
Радиус наиболее приближенного к планете кольца составляет 30 тыс. км, а удаленного – 98 тыс. км. Предположительно, вся кольцевая система образовалась вследствие столкновения нескольких мелких спутников.
Магнитное поле
У Урана строение магнитного поля не похоже на поля других планет Солнечной системы. Головная ударная волна расположена на расстоянии 23 радиусов планеты, а магнитопауза – на 18. У планеты есть достаточно развитый магнитный хвост, имеющий форму штопора.
Особенностью магнитосферы является смещение ее центра на треть радиуса к южному полюсу. Это объясняется тем, что магнитное поле на планете формируется не в ядре, а в жидком аммиаке мантии.
Спутники планеты
Титания и Оберон, первые и самые крупные урановые луны, были открыты еще в конце 18 века. Они были названы в честь королевы и короля фей из комедии Шекспира «Сон в летнюю ночь».
Титания достигает диаметра 1,5 тыс. км и массы 3,53*10 21 кг. Она является синхронным спутником и полностью лежит в пределах магнитного поля хозяина. Состоит она из ледяной мантии и каменной сердцевины.
Оберон – наиболее далекий спутник седьмой планеты. Он, как и Титания, состоит из ледяной мантии и каменного ядра. Поверхность Оберона изрыта ударными кратерами.
В 1851 году были обнаружены два других крупных спутника Урана – Ариэль и Умбриэль, названные в честь персонажей поэмы «Похищение локона» Александра Поупа. Эти небольшие урановые луны имеют ледяную оболочку и каменное ядро. Как и остальные спутники ледяного гиганта, Ариэль и Умбриэль были образованы из аккреционного диска, возникшего во время формирования планеты.
Последний крупный спутник был открыт в 1948 году и назван Мирандой – в честь героини шекспировской «Бури». Миранда самый малый из крупнейших урановых лун и находится ближе всего к планете. Также является синхронным спутником. Поверхность Миранды представляет собой водяной лед с примесями аммиака и содей кремния.
Кроме 5 крупных имеется еще 13 внутренних спутников планеты. Они состоят из того же темного вещества, которое входит в состав урановых колец. Темный цвет долгое время не позволял исследователей обнаружить их. Названы эти спутники также в честь героев поэм Поупа и Шекспира. На данный момент известно еще 9 нерегулярных спутников, чье движение вокруг планеты отличается от перемещения основных лун.
Источник
Планета Уран. Интересные факты
Общие сведения
Уран — седьмая планета от Солнца и третья по диаметру и четвёртая по массе. Любопытно, что Уран хоть и больше в диаметре, но меньше массой, чем Нептун. Уран временами едва видим невооруженным глазом в очень ясную ночь; его нетрудно отождествить в бинокль (конечно надо знать точно, куда смотреть).
Средняя удаленность от Солнца 19,1914 а. е. (2,8 млрд км), экваториальный диаметр: 25 559 км, в 4 раза больше земного, масса: 8,6813 х 10 25 кг, 14,54 масс Земли. Период обращения вокруг Солнца — 84 земных года. Средняя температура на Уране — около 60-ти Кельвинов. Имеет 27 путников. Уран является спутником Солнца.
Уран — старинное Греческое божество Неба, самый ранний высший бог, отец Хроноса (Сатурна), Циклопа и Титана (предшественников Олимпийских богов).
История открытия
Планета Уран, первая из планет, обнаруженная в новой истории, была открыта случайно 13 марта 1781 г. В. Гершелем, когда тот рассматривал небо в телескоп; вначале он подумал, что это комета. Раньше, как в последствии выяснилось, планета неоднократно была наблюдаема, но ее принимали за обычную звезду (самую раннюю запись о “звезде” сделали в 1690 году, когда Джон Флэмстид каталогизировал ее как 34-ю Тельца — одно из принятых обозначений звезд в созвездиях).
Гершель дал имя планете “Georgium Sidus” (Планета Георга) в честь его покровителя, английского короля Георга III ; другие называли ее планетой Гершеля. Имя же “Уран” давалось временно и взяли его по традиции из античной мифологии, а утвердилось оно только в 1850 г.
Уран посетил только один космический корабль: недалеко от Урана пролетал “Вояджер 2”. Корабль прошел в 81 500 км от Урана 24 января 1986 года. “Вояджером-2“ были переданы тысячи изображений и другие научные данные о Уране, спутниках, кольцах, атмосфере, пространстве и магнитной среде, окружающих планету. Согласно данным, период вращения планеты Уран вокруг своей оси составляет 17 ч 14 мин. Космический корабль также обнаружил магнитосферу, которая велика настолько же, насколько и необычна.
Особенности вращения Урана
В большинстве своем у планет ось вращения почти перпендикулярна плоскости эклиптики (эклиптика-видимый годовой путь Солнца на небесной сфере), однако ось Урана почти параллельна этой плоскости. Причина “лежачего” обращения Урана неизвестна. Зато существует спор: какой из полюсов Урана — северный. Споры эти отнюдь не подобны спору о палке с двумя концами и двумя началами. То, как же в действительности сложилась такая ситуация с вращением этой планеты, очень многое значит в теории возникновения всей Солнечной системы, ведь почти во всех гипотезах подразумевается 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 считают, что такое положение планеты — результат столкновения с большим небесным телом, к примеру крупным астероидом, на ранних стадиях формирования Урана.
Химический состав, физические условия, строение
Уран сформировался из первоначальных твердых тел и разных льдов (подо льдами в этом случае следует понимать не только водяной лед), он только 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 планете Уран перемещают облака в тех же направлениях, что и на Земле. Эти ветры дуют со скоростью от 40 до 160 метров в секунду; на нашей планете быстрые потоки в атмосфере перемещаются со скоростью около 50 метров в секунду.
Толстый слой (дымка) – фотохимический смог – обнаруживается вокруг освещенного Солнцем полюса. Освещенное Солнцем полушарие тоже излучает больше ультрафиолета. Инструменты “Вояждера” обнаружили отчасти более холодную полосу между 15° и 40° широты, где температура на 2-3 K ниже.
Планета Уран состоит из трёх частей: в центре — каменное ядро, в середине — ледяная оболочка, снаружи — водородно-гелиевая атмосфера. Синий цвет Урана это результат поглощения красного света метаном в верхней части атмосферы. Возможно, существуют облака других цветов, но они прячутся от наблюдателей перекрывающим слоем метана. Атмосфера Урана (но не Уран в целом!) состоит приблизительно из 83 % водорода, 15 % гелия и 2 % метана.
Подобно другим газовым планетам, у Урана имеются быстро перемещающиеся полосы облаков. Однако они очень плохо различимы, и видимы только на фотографиях с большим разрешением, сделанных “Вояджером-2”. Последние наблюдения с HST позволили рассмотреть большие облака. Предположительно, эта возможность появилась в связи с сезонными эффектами, ведь как не трудно сообразить, зима от лета на Уране сильно отличаются: целое полушарие зимой на несколько лет прячется от Солнца! Планета Уран получает в 370 раз меньше тепла от Солнца, чем наша планета, так что летом там тоже не бывает жарко. К тому же, Уран излучает тепла не больше, чем получает от Солнца, как следствие, он холоден внутри?
Кольца Урана
Как и у других газовых планет, у Уране есть кольца. Наличие кольцевой системы у Урана было подтверждено официально только 10 марта 1977 г. американскими учёными Джеймсом Л. Элиотом. Наблюдалось, что звезда пять раз ослабляла на короткий промежуток времени свой блеск перед покрытием и после него, что и натолкнуло на мысль о кольцах. Следующие наблюдения c Земли показали, что в действительности есть 9 колец. Если перебирать их, удаляясь от планеты, они названы 6, 5, 4, Альфа, Бета, Эта, Гамма, Дельта и Эпсилон.
Камеры “Вояждера” смогли обнаружить несколько дополнительных колец (еще 4 кольца), и также показали, что 9 основных колец погружены в мелкую пыль. Подобно кольцам Юпитера, они очень неяркие, но, как и кольца Сатурна, кольца Урана содержат много весьма больших частиц, размеры их колеблются от 10-ти 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.
Согласно наблюдениям, кольца Урана в заметной степени отличаются от родственных им систем Юпитера и Сатурна. Неполные кольца с разным показателям прозрачности по длине каждого из колец сформировались, похоже, позднее, чем сам Уран, может быть, после разрыва нескольких спутников приливными силами.
Количество известных колец может, в результате, увеличиться, судя по наблюдениям “Вояджер-2”. Приборы показали на наличие многих узких колец (или, возможно, неполных колец или кольцевых дуг) около 50-ти 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 может объяснить 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.
У Урана, как у многих планет имеется магнитосфера. Она необычна тем, что ось симметрии ее наклонена почти на 60° к оси вращения (у Земли этот угол составляет 12°). Если бы так обстояло дело на Земле, то ориентирование при помощи компаса имело бы любопытную особенность: стрелка почти совсем бы не попадала указателем на север или юг, а была бы нацелена на две противоположные точки 30-х параллелей.
Магнитное поле у планет земной группы и других планет-гигантов генерируется в центральном ядре, а магнитное поле вокруг Урана генерируется движениями в сравнительно поверхностных областях. 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, которые располагаются недалеко от ядра.
Интенсивность поля на поверхности Урана в общих чертах сравнима с Земной, хотя оно и сильней изменяется в различных точках поверхности из-за большого смещения оси симметрии поля от центра Урана.
Как у Земли, Юпитера и Сатурна, у Урана имеется магнитный хвост, который состоит из захваченных полем заряженных частиц, растянувшийся на миллионы километров за Уран от Солнца. “Вояждер” “чувствовал” поле, по крайней мере, в 10 миллионах километрах от планеты.
Спутники Урана
На начало 2013 г. естественных спутников у планеты Уран было известно 27. Основными, являются 5 самых крупных спутников. Их состав: лёд (состоящий из аммиака, углекислого газа и метана), перемешанный с горными породами. Обращаются спутники вокруг Урана, повернувшись к нему одной стороной, подобно нашей Луне.
Самый большой из спутников – Титания – с диаметром 1570 км, это очень немного, в сравнении со спутниками остальных планет. Оберон – второй по величине спутник. Его и Титанию, открыл сам Гершель. Дальше следуют еще меньшие по размерам спутники: Умбриэль, Ариель и Миранда. Любопытен тот факт, что имена всем спутникам Урана, были даны в честь героев бессмертных произведений Уильяма Шекспира.
Общая масса всех спутников Урана, меньше половины Тритона (крупнейшего спутника Нептуна) — самого большого в своем роде в Солнечной системе.
Интересные факты
• Уран открывали трижды.
• Один год на Уране приравнивается к 84 земным годам.
• Атмосфера планеты признана самой холодной и приравнивается к -224°C.
• День на Уране продолжительностью около 17 часов.
• Уран — это голубая планета.
• Скорость ветра на кольцах достигает — 250 м/с.
• Как результат присутствия метана в атмосфере планеты, ее цвет имеет сине-зеленый оттенок.
• Магнитное поле одной стороны Урана превышает другую больше, чем в 10 раз.
• На поверхности планет наблюдаются гигантские бури. Их площадь соразмерна с площадью Северной Америки.
• 1986 год – Уран был прозван «Самой скучной планетой во Вселенной».
• Чтобы солнечные лучи достигли Урана, понадобится три часа.
• Это единственная планета, чье название происходит не из Римской мифологии.
• На сегодняшний день Уран считается самой неизведанной планетой.
Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов
Источник