Период обращения урана вокруг солнца как рассчитать
Уран — седьмая планета Солнечной системы, третья по диаметру и четвёртая по массе. Была открыта в 1781 году английским астрономом Уильямом Гершелем и названа в честь греческого бога неба Урана, отца Кроноса (в римской мифологии Сатурна) и, соответственно, деда Зевса (у римлян — Юпитер).
В отличие от газовых гигантов — Сатурна и Юпитера, состоящих в основном из водорода и гелия, в недрах Урана и схожего с ним Нептуна отсутствует металлический водород, но зато много льда в его высокотемпературных модификациях. По этой причине специалисты выделили эти две планеты в отдельную категорию «ледяных гигантов». Основу атмосферы Урана составляют водород и гелий. Кроме того, в ней обнаружены следы метана и других углеводородов, а также облака изо льда, твёрдого аммиака и водорода. Это самая холодная планетарная атмосфера Солнечной системы с минимальной температурой в 49 К (-224 °C). Полагают, что Уран имеет сложную слоистую структуру облаков, где вода составляет нижний слой, а метан — верхний. В отличие от Нептуна, недра Урана состоят в основном изо льдов и горных пород.
| |
Уран, 20 ноября 1997 г., телескоп Хаббл | |
ПЛАНЕТА УРАН |
ПЛАНЕТА УРАН | |
Первооткрыватель | Уильям Гершель |
Место открытия | Бат, Великобритания |
Дата открытия | 13 марта 1781 |
Способ обнаружения | прямое наблюдени |
Орбитальные характеристики: | |
Перигелий | 2 748 938 461 км (18,375 а. е.) |
Афелий | 3 004 419 704 км (20,083 а. е.) |
Большая полуось | 2 876 679 082 км (19,229 а. е.) |
Эксцентриситет орбиты | 0,044 405 586 |
Сидерический период обращения | 30 685,4 дней (84.01 года) |
Синодический период обращения | 369,66 дней |
Орбитальная скорость | 6,81 км/с |
Средняя аномалия (Mo) | 142,955717° |
Наклонение | 0,772556° (6,48° относительно солнечного экватора) |
Долгота восходящего узла | 73,989821° |
Аргумент перицентра | 96,541318° |
Физические характеристики: | |
Полярное сжатие | 0,02293 |
Экваториальный радиус | 25 559 км |
Полярный радиус | 24 973 км |
Объём | 6,833*10 13 км 3 |
Масса | 8,6832*10 25 кг (14,6 земных) |
Средняя плотность | 1,27 г/см 3 |
Ускорение свободного падения на экваторе | 8,87 м/с 2 |
Вторая космическая скорость | 21,3 км/c |
Экваториальная скорость вращения | 2,59 км/с (9 324 км/ч) |
Период вращения | 0,71833 дней (17 ч 14 мин 24 с) |
Наклон оси | 97,77° |
Прямое восхождение северного полюса | 17 ч 9 мин 15 с (257,311°) |
Склонение северного полюса | -15,175° |
Видимая звёздная величина | 5,9 — 5,32 |
Угловой диаметр | 3,3″ — 4,1″ |
Температура: | |
уровень 1 бара | 76 K |
0,1 бара (тропопауза) | мин. 49 К (-224 °C), сред. 53 К (-220 °C), макс. 57 К (-216 °C) |
Атмосфера: | |
Состав: | 83±3% Водород 15±3% Гелий 2,3% Метан Лёд: — аммиачный, — водяной, — гидросульфидно-аммиачный, — метановый |
ПЛАНЕТА УРАН |
Так же, как и у других газовых гигантов Солнечной системы, у Урана имеется система колец, магнитосфера и 27 спутников. Ориентация Урана в пространстве отличается от остальных планет Солнечной системы — его ось вращения лежит как бы «на боку» относительно плоскости обращения этой планеты вокруг Солнца. Вследствие этого планета бывает обращена к Солнцу попеременно то северным полюсом, то южным, то экватором, то средними широтами.
В 1986 году американский космический аппарат «Вояджер-2» передал на Землю снимки Урана с близкого расстояния. На них видна «невыразительная» в видимом спектре планета без облачных полос и атмосферных штормов, характерных для других планет-гигантов. Однако в настоящее время наземными наблюдениями удалось различить признаки сезонных изменений и увеличения погодной активности на планете, вызванных приближением Урана к точке своего равноденствия. Скорость ветров на Уране может достигать 250 м/с (900 км/ч).
Орбита и вращение:
Средняя удалённость планеты от Солнца составляет 19,1914 а. е. (2,8 млрд км). Период полного обращения Урана вокруг Солнца составляет 84 земных года. Расстояние между Ураном и Землёй меняется от 2,7 до 2,85 млрд км. Большая полуось орбиты равна 19,229 а. е., или около 3 млрд км. Интенсивность солнечного излучения на таком расстоянии составляет 1/400 от значения на орбите Земли. Впервые элементы орбиты Урана были вычислены в 1783 году французским астрономом Пьером-Симоном Лапласом, однако со временем были выявлены несоответствия расчётных и наблюдаемых положений планеты. В 1841 году британец Джон Кауч Адамс первым предположил, что ошибки в расчётах вызваны гравитационным воздействием ещё не открытой планеты. В 1845 году французский математик Урбен Леверье начал независимую работу по вычислению элементов орбиты Урана, а 23 сентября 1846 года Иоганн Готфрид Галле обнаружил новую планету, позже названную Нептуном, почти на том же месте, которое предсказал Леверье. Период вращения Урана вокруг своей оси составляет 17 часов 14 минут. Однако, как и на других планетах-гигантах, в верхних слоях атмосферы Урана дуют очень сильные ветры в направлении вращения, достигающие скорости 240 м/c. Таким образом, вблизи 60 градусов южной широты некоторые видимые атмосферные детали делают оборот вокруг планеты всего за 14 часов.
Плоскость экватора Урана наклонена к плоскости его орбиты под углом 97,86° — то есть планета вращается ретроградно, «лёжа на боку слегка вниз головой». Это приводит к тому, что смена времён года происходит совсем не так, как на других планетах Солнечной системы. Если другие планеты можно сравнить с вращающимися волчками, то Уран больше похож на катящийся шар. Такое аномальное вращение обычно объясняют столкновением Урана с большой планетезималью на раннем этапе его формирования. В моменты солнцестояний один из полюсов планеты оказывается направленным на Солнце. Только узкая полоска около экватора испытывает быструю смену дня и ночи; при этом Солнце там расположено очень низко над горизонтом — как в земных полярных широтах. Через полгода (уранианского) ситуация меняется на противоположную: «полярный день» наступает в другом полушарии. Каждый полюс 42 земных года находится в темноте — и ещё 42 года под светом Солнца. В моменты равноденствия Солнце стоит «перед» экватором Урана, что даёт такую же смену дня и ночи, как на других планетах. Очередное равноденствие на Уране наступило 7 декабря 2007 года.
ПЛАНЕТА УРАН | ||
Северное полушарие | Год | Южное полушарие |
Зимнее солнцестояние | 1902, 1986 | Летнее солнцестояние |
Весеннее равноденствие | 1923, 2007 | Осеннее равноденствие |
Летнее солнцестояние | 1944, 2028 | Зимнее солнцестояние |
Осеннее равноденствие | 1965, 2049 | Весеннее равноденствие |
ПЛАНЕТА УРАН |
Благодаря такому наклону оси полярные области Урана получают в течение года больше энергии от Солнца, чем экваториальные. Однако Уран теплее в экваториальных районах, чем в полярных. Механизм, вызывающий такое перераспределение энергии, пока остаётся неизвестным.
Объяснения необычного положения оси вращения Урана также пока остаются в области гипотез, хотя обычно считается, что во время формирования Солнечной системы протопланета размером примерно с Землю врезалась в Уран и изменила его ось вращения. Многие учёные не согласны с данной гипотезой, так как она не может объяснить, почему ни одна из лун Урана не обладает такой же наклонной орбитой. Была предложена гипотеза, что ось вращения планеты за миллионы лет раскачал крупный спутник, впоследствии утерянный.
| |
Ось вращения Урана Самая необычная черта Урана — это его странное положение. Меркурий и Юпитер вращаются вокруг Солнца строго вертикально, Земля и Марс имеют умеренный наклон относительно своей оси примерно на 20-30°, а Уран, как выяснилось, отклонен на 98° — другими словами, его Северный полюс располагается чуть ниже относительно орбиты планеты. Если другие планеты вращаются, как юла, Уран, видимо, крутится по своей орбите подобно шарику. На планете сформировалась самая странная система сезонов года: в полярных регионах по 40 лет тянется зима вечной ночью, вслед за которой наступает лето бесконечного солнечного света, которое также длится 40 лет, а в экваториальных областях смена дня и ночи происходит в соответствии с ежедневным вращением Урана (планета совершает виток вокруг своей оси за 17 часов 14 минут). В течение года на ледяном гиганте, по-видимому, относительно равномерная температура на всей поверхности, и этот фактор, предположительно, связан с погодой на планете. | |
ПЛАНЕТА УРАН |
Во время первого посещения Урана «Вояджером-2» в 1986 году южный полюс Урана был обращён к Солнцу. Этот полюс называется «южным». Согласно определению, одобренному Международным астрономическим союзом южный полюс — тот, который находится с определённой стороны плоскости Солнечной системы (независимо от направления вращения планеты). Иногда используют другое соглашение, согласно которому направление на север определяется исходя из направления вращения по правилу правой руки. По такому определению полюс, который был освещённым в 1986 году, не южный, а северный. Астроном Патрик Мур прокомментировал эту проблему следующим лаконичным образом: «Выбирайте любой».
Уран тяжелее Земли в 14,5 раз, что делает его наименее массивной из планет-гигантов Солнечной системы. Плотность Урана, равная 1,270 г/см 3 , ставит его на второе после Сатурна место среди наименее плотных планет Солнечной системы. Несмотря на то, что радиус Урана немного больше радиуса Нептуна, его масса несколько меньше, что свидетельствует в пользу гипотезы, согласно которой он состоит в основном из различных льдов — водного, аммиачного и метанового. Их масса, по разным оценкам, составляет от 9,3 до 13,5 земных масс. Водород и гелий составляют лишь малую часть от общей массы (между 0,5 и 1,5 земных масс); оставшаяся доля (0,5 — 3,7 земных масс) приходится на горные породы (которые, как полагают, составляют ядро планеты).
Стандартная модель Урана предполагает, что Уран состоит из трёх частей: в центре — каменное ядро, в середине — ледяная оболочка, снаружи — водородно-гелиевая атмосфера. Ядро является относительно маленьким, с массой приблизительно от 0,55 до 3,7 земных масс и с радиусом в 20% от радиуса всей планеты. Мантия (льды) составляет большую часть планеты (60% от общего радиуса, до 13,5 земных масс). Атмосфера при массе, составляющей всего 0,5 земных масс (или, по другим оценкам, 1,5 земной массы), простирается на 20% радиуса Урана. В центре Урана плотность должна повышаться до 9 г/см 3 , давление должно достигать 8 млн бар (800 ГПа) при температуре в 5000 К. Ледяная оболочка фактически не является ледяной в общепринятом смысле этого слова, так как состоит из горячей и плотной жидкости, являющейся смесью воды, аммиака и метана. Эту жидкость, обладающую высокой электропроводностью, иногда называют «океаном водного аммиака». Состав Урана и Нептуна сильно отличается от состава Юпитера и Сатурна благодаря «льдам», преобладающим над газами, оправдывая помещение Урана и Нептуна в категорию ледяных гигантов.
Источник
Период обращения урана вокруг солнца как рассчитать
Диаметр Урана составляет 51800 км
Масса планеты — 8,7*1025 кг.
Расстояние до Солнца — 19,18 а. е.
Плотность — 1710 кг/м 3
Период обращения Урана вокруг Солнца составляет 84,01 года
Уран является седьмой по счёту планетой Солнечной системы и добросовестно вращается на её дальних рубежах уже не один миллиард лет. Ближе к светилу находится шесть планет. Две из них – Юпитер и сверкающий кольцами Сатурн – называют газовыми гигантами. Уран также принадлежит к этой компании, кардинально отличаясь от планет земной группы (Меркурий, Венера, Земля, Марс).
Среднее расстояние от планеты Уран до Солнца составляет 19,8 астрономических единиц (а. е.). Одна такая а. е. равна 149,6 млн. км. – среднее расстояние от Земли до Солнца. В афелии (наиболее удалённая от Солнца точка орбиты, вращающейся вокруг него планеты) Уран отдаляется от светила на 20,08 а. е., а в перигелии (ближайшая к Солнцу точка орбиты, вращающейся вокруг него планеты) эта величина стремится к 18,37 а. е.
Отсюда видно, что орбита Урана близка к круговой. Её эксцентриситет (величина, указывающая, насколько орбита вращающегося тела отличается от круговой) равен 0,047. Скорость же, с которой газовый гигант несётся вокруг Солнца, составляет 6,81 км/с. Полный оборот вокруг светила планета Уран делает за 84 земных года. Это нормальная продолжительность человеческой жизни. Именно за этот срок наш далёкий сосед и совершает один почётный круг вокруг пышущей жаром жёлтой звезды.
Вокруг своей оси планета Уран делает полный оборот за 17 часов. Но так как её верхние слои представляют из себя сгусток газов (водород (83%), гелий (15%), метан(1,99%)), которые находятся в постоянном движении (в некоторых частях планеты их скорость достигает 240 м/с), то отдельные участки, отдалённые от экватора, опережают общий устоявшийся ритм. В этих местах скорость вращения вокруг оси достигает 14 часов. Отсюда вывод: газовая поверхность вращается не как единое целое, а представляет из себя довольно неуправляемую капризную массу, существующую по каким-то своим законам и правилам.
По своей массе планета Уран занимает 4-е место среди планет Солнечной системы. Её опережают Юпитер, Сатурн и Нептун (4-й газовый гигант). Зато по диаметру находится на почётном 3-м месте, а Нептун перемещается на 4-е. Экваториальный диаметр планеты соответствует 51118 км, а полярный диаметр равен примерно 49946 км. Газовый гигант сжат у полюсов, а по своим габаритам превышает Землю более чем в 4 раза. Масса его больше земной в 14,6 раз. Вот такой аккуратный шарик существует на дальних рубежах Солнечной системы.
Он имеет среднюю плотность равную 1,27 г/м³, что в 4,38 раза меньше плотности старушки Земли. Сияет же планета Уран в ночной дали бледным зелёновато-голубоватым светом. Невооружённый человеческий глаз увидеть это сияние не может. Поэтому многие века люди даже не догадывались о существовании далёкого космического соседа, наивно полагая, что красавец Сатурн является самой дальней и самой прекрасной планетой Солнечной системы.
Нельзя не остановиться на оси вращения зеленовато-голубоватого собрата по Космосу. Она имеет определённую специфику и резко отличается от всех других планет, нарезающих бессчётные круги вокруг Солнца. У всех космических тел существует плоскость экватора и плоскость орбиты вращения. В идеале они должны совпадать, то есть угол между ними представлять величину, стремящуюся к нулю.
У планеты Уран всё не так. Плоскость экватора по отношению к плоскости орбиты вращения имеет угол равный 98°. Благодаря этому, газовый гигант движется вокруг Солнца «как бы лёжа на боку». Из-за такой «кособокой» позиции, то северный, то южный полюса Урана забирают от жёлтой звезды больше энергии, нежели экватор. Однако температура на экваторе выше чем на полюсах – это одна из загадок газового гиганта.
Также очевидно, что на одном участке орбиты планета Уран повёрнута к Солнцу одним полюсом, а на противоположном участке – другим. Это приводит к тому, что ночь на каждом из полюсов длится долгих 42 года. Зато на экваторе происходит быстрая смена дня и ночи в соответствии со скоростью вращения планеты вокруг своей оси.
Ещё одной характерной особенностью Урана является то, что его направление вращения вокруг собственной оси противоположно направлению обращения вокруг Солнца. Таким же примечательным свойством может похвастаться, только, вторая планета земной группы Венера. У остальных семи планет Солнечной системы в этом вопросе всё скучно, обыденно и без отклонений.
Открытие планеты Уран
Открыл седьмую планету Солнечной системы английский астроном Уильям Гершель (1738-1822) в 1781 году. Однако, ради исторической правды надо сказать, что первым человеком, увидевшим это космическое тело, являлся английский астроном Джон Флемстид (1646-1719). Он наблюдал Уран в 1690 году и принял его за далёкую звезду в созвездии Тельца. Таковой планета и была нанесена на одну из карт атласа звёздного неба и пребывала в этом почётном качестве целых 50 лет.
Уильям Гершель тоже поначалу не вник в истинную сущность далёкого и загадочного голубовато-зеленоватого космического объекта. Ночное небо он рассматривал через телескоп собственной конструкции, скрупулёзно изучал глубины космоса и, наткнувшись на планету Уран, окрестил её кометой. Астроном известил об этом Лондонское королевское общество по развитию знаний о природе, сделав своё открытие достоянием общественности.
Другие астрономы также стали наблюдать за этим космическим телом. Многие из них сошлись на том, что всё-таки это не комета, а скорее планета. У вновь открытого образования не было свойственного для кометы хвоста, к тому же оно находилось на расстоянии 19 а. е. от Солнца. Подобные тела, как правило, становятся различимыми на гораздо более близком расстоянии от жёлтой звезды. Для них нормой считалось в то время 4 а. е, а тут пятикратное превышение.
Прошло два года тщательных наблюдений, прежде чем Уильям Гершель вынес окончательный вердикт. Он признал в 1783 году открытый им космический объект планетой. Среди астрономов это стало сенсацией. Многие сотни лет люди даже не подозревали о наличии седьмой планеты в пределах Солнечной системы. И вот в тёмных глубинах Космоса был обнаружен очередной собрат дружного семейства. Сразу возник вопрос, как его назвать.
Видео YouTube
По общепринятой практике планеты называли именами древнеримских богов. В данном случае первооткрыватель решил отступить от устоявшегося правила и назвать планету именем короля Великобритании. На троне в это время сидел Георг III (1738-1820). Уильям Гершель назвал своё детище планетой Георга.
Надо сразу сказать, название не прижилось. Как-то не принято называть вечно-живущие космические тела именами простых смертных. Жизнь человека искромётна, Космос же вечен. Кто в наши дни знает Георга III, чем он себя проявил? Зато всем хорошо известны имена древнеримских и древнегреческих богов. Они пережили тысячелетия, тем самым доказав свою состоятельность и бессмертие в памяти людей.
Вот поэтому немецкий астроном Иоганн Элерт Боде (1717-1826) предложил назвать вновь открытую планету Ураном. Уран в древнегреческой мифологии супруг Геи – матери-земли. Он являлся отцом Кроноса (Сатурн в древнеримской мифологии) и дедом Зевса (Юпитер в древнеримской мифологии). Название было логически закономерным – сын, отец, дед. Никто спорить не стал. Так с лёгкой руки немецкого коллеги седьмая планета Солнечной системы и получила название Уран.
Строение планеты Уран
Верхние слои атмосферы планеты Уран окутывают голубовато-зеленоватые облака, состоящие из крошечных кристаллов метана. Именно это великолепие и придаёт планете такой приятный, ласкающий глаз цвет. Нижние слои атмосферы содержат в себе жидкий водород и гелий. Водорода присутствует 83%, гелия 15%, метана 1,99%, остальные 0,01% забирает себе аммиак.
Ниже атмосферы располагается мантия. Она представляет из себя жидкую с высокой плотностью смесь, состоящую из растворённого в воде аммиака. Вся эта масса плотно окутывает твёрдое ядро из кремния и металлов. Ядро обладает плотностью в два раза большей чем у Земли. В то же время своими размерами оно совпадает с Землёй, а вот его масса в 5 раз больше массы голубой планеты.
На границе ядра и мантии имеет место огромное давление – оно равно 8 миллионам бар (1 бар равен 750 мм рт. столба). Чем выше к поверхности планеты, тем давление ниже. Причём уменьшается оно быстро и на определённой высоте достигает величины в 1 бар. Именно этот уровень и принято считать условно-выбранной поверхностью газового гиганта. От неё рассчитываются экваториальный и полярный радиусы, а также все остальные величины, связанные с размерами планеты Уран.
Данная модель, в наши дни, берётся за исходную, но не является единственной. Есть предположение, что у планеты Уран отсутствует твёрдое ядро, также идут споры о соотношении атмосферы, мантии и твёрдых пород. Как понимает каждый, истину установить сложно – для этого нужны многолетние тщательные исследования. Так что сенсационные сюрпризы, касающиеся строения планеты, ещё впереди.
Что же касается температурных режимов, то здесь сразу надо сказать, Уран – самая холодная планета из всех газовых гигантов. Температура в его тропопаузе (переходный слой от тропосферы к стратосфере) равняется минус 224° по Цельсию, или 49К (1С = К – 273,15). Это атмосферный слой, отстоящий от условно-выбранной поверхности на расстоянии в 10-50 километров.
Ниже тропопаузы находится тропосфера – нижний слой атмосферы. На её границе с условно-выбранной поверхностью температура составляет 47° по Цельсию (320К). То есть с высотой температурный режим явно портится и приятная теплота переходит в страшный холод. В глубинах же планеты, на границе мантии и ядра, совсем иные тепловые показатели. Температура держится в этих областях на отметке 5000К.
Для того, чтобы составить полное впечатление о температурных режимах космических тел, придумали такое понятие как эффективная температура планеты. Под ней понимается температура абсолютно чёрного тела (тело, поглощающее все излучения и ничего не отражающее), равного по размерам планете и излучающего точно такое же количество энергии в единицу времени.
К примеру, эффективная температура Земли соответствует минус 24° по Цельсию (249К). У планеты Уран ситуация несколько иная. Здесь эффективная температура равна минус 214,15° по Цельсию (59К). Что же касается газовых собратьев, то эффективная температура Юпитера соответствует минус 143° по Цельсию (130К), а соответственно Сатурна минус 178° по Цельсию (95К).
Выше тропопаузы простирается стратосфера на высоту до 4000 км. Здесь температурный режим начинает расти, причём очень значительно. В центральных слоях стратосферы он достигает величины в 520° по Цельсию. Такая жара объясняется активным поглощением солнечных радиационных излучений, которые и нагревают эту часть атмосферы до такой температуры.
Самое же интересное то, что и выше стратосферы, в термосфере, температура вовсе не падает, а остаётся на том же уровне. Такие температурные значения распространяются на 50000 км. в окружающую планету Уран космическую даль. Всё это раскалённое пространство принято называть короной. Почему в ней так жарко – наука пока объяснить не может.
Кольца планеты Уран
Планета Уран обладает системой колец. Их насчитывается целых 13. Это конечно не то великолепие, которое окружает Сатурн, так как данные образования имеют очень тёмный цвет. Они практически невидимы как и все чёрные тела, а первые пять из них были открыты только в 1977 году американскими учёными.
Они наблюдали закрытие газовым гигантом одной из далёких звёзд бескрайнего Космоса. Это делалось для того, чтобы посредством изучения интенсивности свечения, определить плотность атмосферы планеты.
Каково же было удивление, когда исследователи обнаружили что звезда исчезла из поля зрения ещё до того, как Уран её перекрыл. Затем свет опять возник в чёрной бездне и также неожиданно вновь пропал. Такие сюрпризы продолжались пять раз, пока газовый гигант не перекрыл звезду полностью.
Подобное мелькание света было обнаружено и тогда, когда Уран ушёл по орбите в сторону. Звезда сначала стала видима, затем пропала и вновь появилась перед удивлёнными взорами наблюдателей. Таких «исчезновений» звезды также насчитывалось ровно пять.
Вряд ли такой световой эффект могли создать спутники планеты. Иначе пришлось бы признать, что вокруг Урана вращается 10 спутников. Причём все они лежат в одной плоскости, а каждые два из них имеют к тому же одну и ту же орбиту.
Учёные вполне логически рассудили, что это очень тёмные кольца. Им дали название букв греческого алфавита: Альфа, Бета, Гамма, Дельта, Эпсилон. Вскоре были открыты ещё 4 кольца, а в 1986 году космический беспилотный аппарат «Вояджер-2» обнаружил 2 кольца, также принадлежащих планете Уран. Точку в этом вопросе поставил космический телескоп «Хаббл» в 2005 году. Благодаря ему были найдены, расположенные очень далеко от газового гиганта последние 2 кольца.
Вот таким образом и вышли на величину 13. Цифра конечно несчастливая, но Космос, как правило, игнорирует земные суеверия. Причём 11 колец имеют практически чёрный цвет, а два крайних отличаются по спектру. Внешнее кольцо синего цвета, внутреннее красного. Видимо такой окрас имеют частицы льда, из которых эти образования и состоят. Сами частицы различаются по размеру. Одни совсем маленькие – порядка нескольких миллиметров, другие представляют из себя огромные глыбы, достигающие нескольких метров в диаметре.
Спутники планеты Уран
У планеты Уран насчитывается 27 спутников. Состоят они изо льда вперемешку с горными породами. Соотношение здесь половина на половину. Причём лёд включает в себя соединения аммиака и углекислого газа, присутствуют также и соединения метана.
Уран обладает самой маленькой спутниковой системой по массе среди газовых гигантов. Наибольший интерес представляют из себя пять самых крупных спутников. Это Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон.
Спутник Урана Миранда
Спутник Миранда расположен ближе всего к планете. Открыт малыш был в 1948 году американским астрономом Джерардом Койпером (1905-1973). Расстояние его до Урана составляет 129700 км. Он самый маленький среди своих пяти коллег. Диаметр данного космического образования составляет всего 472 километра.
Эксцентриситет орбиты равен 0,0027, а полный оборот вокруг газового гиганта малыш делает за 1,41 земных суток. Причём к Урану он всегда повёрнут одной и той же стороной.
Плотность Миранды 1,2 г/см³, температура на поверхности минус 185° по Цельсию. Состоит спутник из аммиачного льда, соединений метана и горных пород. Имеет на своей поверхности скалу, носящую название Верона Рупес. Высота этого величественного образования 20 километров.
Спутник Урана Ариэль
Спутник Ариэль открыт в 1851 году сыном первооткрывателя Урана британским астрономом Джоном Гершелем (1792-1871). Отстоит он от газового гиганта на расстоянии 191240 километров, обращён к нему всегда одной и той же стороной. Полный оборот делает за 2,52 дня.
Это самый светлый из всех 27 спутников. Объясняется это тем, что его поверхность покрыта водяным инее. Состоит из каменных пород, а также водяного и метанового льда. Причём льда гораздо больше – порядка 60%.
Эксцентриситет орбиты равен 0,0012, плотность 1,67 г/см³. Диаметр спутника 1158 километров. Поверхность покрыта каньонами и долинами. Каньоны глубокие, высота их отвесных стен доходит до 10 километров. Температура на поверхности составляет минус 215° по Цельсию.
Спутник молодой, так как на его поверхности очень мало метеоритных кратеров. Многочисленные разломы на поверхности указывают на вулканическую активность в недалёком прошлом. Что являлось источником данного геологического явления – неясно.
Спутник Урана Умбриэль
Спутник Умбриэль открыт в 1851 году. Совершил столь примечательный поступок британский астроном Уильям Лассел (1799-1880). Он сумел разглядеть в космической дали самый тёмный из объектов, вращающихся вокруг Урана.
Отстоит он от газового гиганта на расстоянии в 266 тысяч километров, диаметр имеет 585 километров, а эксцентриситет его орбиты равен 0,0039. Повёрнут спутник к Урану всегда одной и той же стороной, а полный оборот делает за 4 суток.
Поверхность Умбриэля очень тёмная, температура на ней держится на отметке минус 198° по Цельсию, плотность равняется величине в 1,39 г/см³. В этом кромешном ужасном холоде существует множество кратеров. Примечательно то, что некоторые из них имеют светлое дно. Самый крупный из кратеров явно выделяется на поверхности своей белизной. Его диаметр равен 140 километров.
Существует предположение, что данная белизна является ничем иным как чистым льдом. Мощные метеориты обнажили эту составляющую космического тела, раскидав в стороны твёрдые каменные породы. Видимо глубина залегания льда разная, поэтому только часть ударных кратеров может похвастаться таким специфическим дном, в то время как другим остаётся только завидовать.
Спутник Урана Титания
Спутник Титания открыт Уильям Гершелем в 1787 году, через 6 лет после открытия им планеты Уран. Это самый крупный спутник. Его диаметр равен 1577 километров. Отстоит он от газового гиганта на расстоянии в 436 тысяч километров, а полный оборот вокруг планеты делает за 8,71 дня.
Состоит Титания из водяного льда, соединений метана и горных пород. Последних насчитывается 50%. Эксцентриситет равен 0,0011, плотность соответственно 1,71 г/см³. Температура на поверхности составляет минус 203° по Цельсию.
На спутнике Урана не очень много кратеров. Самый крупный из них носит название Гертруда и имеет в диаметре 326 километров. Наблюдается множество долин и каньонов. Каньоны очень длинные. Никоторые из них имеют протяжённость до 1000 километров. Поверхность спутника обильно покрывает водяной иней.
Спутник Урана Оберон
Спутник Оберон также открыт Уильям Гершелем в 1787 году. Он меньше Титании. Его диаметр составляет 1526 километров. Расстояние до газового гиганта соответствует 582,6 тысячам километров. Эксцентриситет равен 0,0014, плотность 1,63 г/м³. Полный оборот вокруг Урана занимает 13,46 дня. Спутник всегда повёрнут к планете одной и той же стороной.
Температура на поверхности держится на отметке минус 198° по Цельсию. Состоит это космическое тело на 50% из горных пород. Всё остальное – водяной лёд, а также соединения метана и азота.
Поверхность спутника изрыта ударными кратерами. Самый крупный из них носит романтическое название Гамлет. Его диаметр равен 205 километрам. Вокруг многих ударных кратеров наблюдаются светлые полосы, представляющие из себя ничто иное, как мощные выбросы льда.
Дно у многих кратеров очень тёмное. Это указывает на геологическую активность в прошлом. Только вместо раскалённой лавы из недр поднималась на поверхность вода, метан, аммиак. Всё это выплёскивалось в виде жидкости или газа. Соприкасаясь с внешней средой, текучая и газообразная масса теряла свои первоначальные свойства, застывала и превращалась в твёрдый тёмный лёд.
Магнитное поле планеты Уран
Представление о магнитном поле планеты Уран исследователи получили только после того, как вблизи газового гиганта побывал космический аппарат НАСА «Вояджер-2». Случилось это знаменательное событие в далёком 1986 году. Посланец матушки-земли изучил не только магнитное поле. Он тщательнейшим образом ознакомился с атмосферой, открыл 10 новых спутников, два кольца, а также сфотографировал 5 самых больших спутников Урана.
Работа была проделана огромная, с учётом того, что космический аппарат также тщательнейшим образом проверил и структуру магнитосферы седьмой планеты. Вся эта уникальная информация благополучно достигла земли и стала достоянием специалистов.
На сегодняшний день известно: магнитное поле планеты Уран имеет определённые особенности, связанные со спецификой его вращения, но в целом соответствует аналогичным магнитным полям других планет из группы газовых гигантов.
Характерным отличительным признаком является то, что магнитная ось не соответствует оси вращения планеты. Она сдвинута относительно центра данного космического тела на 1/3 его радиуса. В дополнение к этому, магнитная ось отклонена от оси вращения и образует с ней угол в 60°. Напряжённость магнитного поля также не является величиной постоянной, а изменяется от одной области к другой. Кроме двух основных магнитных полюсов были замечены ещё два менее сильных магнитных полюса.
Все эти особенности, абсолютно несвойственные планетам земной группы, объясняются тем, что формирование магнитного поля Урана происходит не в ядре планеты, а в более близких к поверхности областях. Это жидкий аммиак, который существует между ядром и атмосферой. Именно в этой среде и формируются магнитные силовые линии, обволакивающие планету, как кокон гусеницу.
Этот кокон подвержен мощному влиянию солнечного ветра (гелиево-водородная плазма, испускаемая солнечной короной). Со стороны, обращённой к светилу, он испытывает на себе всю мощь пышущей жаром жёлтой звезды. Но силовые линии магнитного поля не уступают натиску: они выдерживают его и таким образом защищают планету от губительного и разрушающего воздействия могучей солнечной энергии.
С другой стороны планеты у магнитного поля нет противодействия. Силовые линии устремляются за текущим в космическую даль солнечным ветром и вытягиваются на многие миллионы километров. Такое образование, ограничивающее воздействие солнечной энергии, называется магнитосферой.
Магнитосфера присутствует у всех планет, имеющих магнитное поле. Везде она устремляется за солнечным ветром и тянется широкой полосой по бескрайней космической бездне. Это общепринятое правило, которому не подчиняется, только, Уран.
Его магнитосфера тянется не широкой полосой, а закручена в штопор. Это происходит из-за сильного наклона оси вращения к оси магнитного поля планеты. Планета Уран вращается, и силовые линии, подобно нитям, накручиваются друг на друга. В результате магнитосфера и приобретает такую оригинальную конфигурацию, напоминающую по форме штопор. Длина его составляет 10 миллионов километров и направлена в сторону орбиты Нептуна.
Планета Уран – одно из уникальнейших творений Космоса. Она прекрасна, загадочна и притягивает людей своими нераскрытыми тайнами. Последних же, по всей видимости, ещё очень и очень много. Видимо пройдёт немало лет, прежде чем голубовато-зелёноватая планета поделится с человеком своими основными секретами и приблизит нашу цивилизацию к разгадкам других тайн, надёжно укрытых в глубинах Вселенной.
Источник