Почему Уран вращается вокруг Солнца «лежа на боку»?
Ученые давно задаются вопросом, почему Уран вращается вокруг Солнца «лежа на боку». Согласно новому исследованию, причиной наклона оси вращения может быть столкновение планеты с другим крупным объектом. Это же внешнее воздействие могло сделать климат Урана экстремально холодным.
Наклон оси вращения Урана к плоскости его орбиты составляет 98°, а его температура достигает −224 °C. Это самая холодная планета Солнечной системы, даже холоднее еще больше удаленных от Солнца. Нептуна и Плутона.
Компьютерное моделирование показало, что обломки от удара могли создать тонкую оболочку вокруг ледяного слоя, которая могла изолировать внутреннее тепло планеты и привести к условиям замораживания во внешней атмосфере.
Предположительно, Уран столкнулся с молодой протопланетой из камня и льда около 4 миллиардов лет назад. Удар, вероятно, был скользящим, так как наклонил планету, но не разрушил ее атмосферу.
«Мы проверили более 50 различных сценариев воздействия с использованием мощного суперкомпьютера, чтобы увидеть, можем ли мы воссоздать условия, определившие эволюцию планеты. Наши результаты подтверждают, что молодой Уран был вовлечен в катастрофическое столкновение с объектом, вдвое, если не больше, превышающим массу Земли», — сказал ведущий автор исследования Джейкоб Кегеррейс из Института вычислительной космологии Университета Дарема.
Источник
Какая планета вращается лежа на боку
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.
Источник
Загадка Урана: почему планета «лежит на боку»
У каждой из 8 планет нашей Солнечной системы есть свои уникальные особенности. У кого-то есть плотная атмосфера из углекислого газа или обширные кольца, а кто-то вращается вокруг Солнца «лежа на боку». Речь пойдет об Уране и о его необычном положении, которое не дает покоя ученым.
Уран является 7-ой по счету планетой Солнечной системы и относится к планетам-гигантам. Его средний радиус равен 25 362 километра. Считается, что планета состоит преимущественно изо льда: метанового, водного и аммиачного. В незначительных количествах присутствуют водород и гелий, а атмосфера планеты состоит из них же. Уран имеет систему колец, которая не так ярко выражена, как у Сатурна, но все же доступна для наблюдений. На данный момент обнаружено 27 спутников планеты.
Уран совершает один оборот вокруг нашей звезды за 84 земных года, а период вращения планеты вокруг своей оси составляет 17 часов 14 минут. А вот положение этой оси вращения очень необычно. Плоскость экватора планеты наклонена к плоскости орбиты под углом 97,86º, то есть получается, что планета вращается как бы лежа на боку и словно катится по своей орбите вокруг Солнца.
Такое необычное расположение привело к тому, что смена времен года на Уране протекает совершенно по-особенному. В момент солнцестояния один из полюсов Урана обращен в сторону Солнца, а на экваторе происходит быстрая смена дня и ночи. Через полгода (то есть через 42 земных года) уже другой полюс оказывается обращен в сторону Солнца. Несмотря на то, что полярные области по полгода обращены в сторону Солнца, а на экваторе Солнце светит очень низко, оказалось, что температура на экваторе выше, чем на полюсах во время «полярного дня». С чем связана такая температурная аномалия, астрономам пока не удалось выяснить.
Кроме того, ученые давно размышляют над тем, как получилось, что Уран имеет такое странное положение. Существует несколько версий того, как это могло произойти. Возможно, когда-то Уран имел достаточно крупный спутник, под воздействием которого, ось его вращения претерпела такие изменения. Спутник был со временем утерян, а положение оси осталось неизменным. Согласно другой версии, на заре формирования Солнечной системы с Ураном столкнулось крупное небесное тело, что и привело к наклону оси вращения.
Этой же версии придерживается и группа англо-американских ученых во главе с астрономом Джейкобом Кегерреем. Они смоделировали столкновение Урана с крупным объектом и представили результаты своего эксперимента. Как полагают ученые, столкновение могло произойти около 2-3 миллиардов лет назад, в момент формирования планеты, когда у нее еще не было спутников. По подсчетам астрономов, размеры небесного тела, которое столкнулось с Ураном, в 2 раза превышали размеры нашей Земли. Удар мог привести к изменению положения оси, а также повлиял на строение самой планеты. В результате столкновения Уран потерял часть тепловой энергии, содержащейся в недрах планеты, и именно этим можно объяснить тот факт, что на сегодняшний день Уран является самой холодной планетой нашей Солнечной системы. Температура на его поверхности опускается до минус 224ºС.
Источник
Уран — самая загадочная планета в солнечной системе.
О Земле говорят, голубая планета, но все же это ласковое преувеличение. Океаны и атмосфера придают нашей планете характерный оттенок, однако если смотреть на континенты, то вы увидите коричневые, желтые и зеленые цвета, а вот по-настоящему голубой планетой является далекий для нас Уран, о котором я вам и расскажу.
Уран — это седьмая планета солнечной системы по удалённости от Солнца. Она обладает достаточно большими размерами. Охват чуть больше 51 000 километров, что в 4 раза превосходит земной показатель. Это ставит Уран на 3 место по диаметру и 4 по массе, среди планет солнечной системы. Внутри ледяного гиганта можно было бы без проблем разместить 63 Земли. Уран стал первой планетой обнаруженной в новое время и при помощи телескопа. Его открыл Уильям Гершель 13 марта 1781 года, тем самым впервые со времен античности расширив границы солнечной системы в глазах человека. Несмотря на то, что порой Уран различим невооруженным глазом, более ранние наблюдатели принимали его за тусклую звезду. В отличие от газовых гигантов Сатурна и Юпитера, состоящих в основном из водорода и гелия, в недрах Урана и схожего с ними 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. Уран, это совершенно уникальная планета, во первых температура, планета обладает самой холодной планетарной атмосферой в солнечной системе с минимальной температурой в — 224 градуса Цельсия. В отличие от других гигантов солнечной системы, он выделяет меньше тепла чем получает от Солнца. Другие гиганты имеют массивные горячее ядра. Стандартная модель Урана предполагает, что он состоит из 3 частей. В центре каменное ядро, в середине ледяная оболочка, снаружи водородно-геливая атмосфера. Ядро является относительно маленьким с массой приблизительно от 0,5 до 4 земных масс и с радиусом в 20 % от радиуса всей планеты. Мантия — льды, составляет большую часть планеты, 60 % от общего радиуса, при этом ледяная оболочка фактически не является ледяной в общепринятом смысле этого слова, так как состоит из горячей и плотной жидкости являющийся смесью воды аммиака и метана. Хотя Уран и не имеет твердой поверхности в привычном понимании этого слова наиболее удалённую часть газообразной оболочки принято называть его атмосферой. Вы не сможете увидеть удивительные полосы облаков и штормов, которые мы видим на Юпитере и Сатурне, но если посмотреть на других длинах волн, таких как инфракрасный, то можно увидеть, что на нем действительно есть облака. Некоторые из них существуют только в течение нескольких часов, в то время как другие были видны еще на снимках Вояджера 2 в 1986 году. Астрономам также удалось измерить скорость ветра на планете, она может достигать 900 километров в час. Самая удивительная особенность Урана, это наклон оси его вращения. Плоскость экватора Урана наклонена к плоскости его орбиты под углом 98 градусов. Планета вращается ретроградно, как будто лежа на боку. Это приводит к серьезным последствиям. Если остальные планеты солнечной системы больше похожи на вращающиеся волчки, то Уран скорее напоминает катящийся шар. Это влияет на смену дня и ночи на планете. Период вращения Урана вокруг своей оси составлять 17:14 мин, то есть одни сутки на Уране длятся примерно 17 часов. Но не все так просто, Уран, по сути вращается вокруг Солнца на боку это означает, что его север или юг обращенный прямо к Солнцу в разное время орбитального периода. Когда на одном полюсе лето, там будет непрерывно светить Солнце в течение 42 лет. Когда тот же полюс отвернется от Солнца там 42 года будет темнота, наступит зима. Следовательно можно сказать, что один день, а точнее сутки на Уране и длятся целых 84 года как и полный оборот вокруг Солнца.
Другими словами один год длится столько же сколько одни сутки, что интересно благодаря такому наклону оси полярной области Урана получает в течение года больше энергии от Солнца чем экваториальный. Однако Уран теплее в экваториальных районах чем в полярных. Механизм, вызывающий такое перераспределение энергии пока остается неизвестным. Также необычный наклон Планеты влияет на ее магнитное поле.
Новое исследование технологического института штата Джорджия показывает, что магнитное поле Урана вращается вместе с планетой, то есть буквально меняет полюса каждый 17 часов. Магнитосфера Земли организована вокруг северного и южного полюсов, более того, если эти полюса вдруг поменяются местами, то нашей планете может грозить настоящая катастрофа, а на Уране подобная катастрофа происходит каждый новый день. Его магнитосфера хаотично наклонена под углом 60 градусов к оси вращения планеты. Авторы исследования Карл Пейти и Цин Као с помощью цифровых моделей созданных на основе данных с Вояджера 2 смогли симулировать деятельность магнитного поля Урана и раскрыть некоторые из его загадок, включая то как она каждый день то впускает солнечный ветер, то блокирует его. Что интересно у Урана также как и у Сатурна есть кольца. В отличие от ярких колец Сатурна их частицы очень темные. Астрономы полагают, что кольца очень молоды и вероятно сформировались сравнительно недавно, а не вместе с планетой. Как и все гиганты, Уран имеет свою коллекцию лун. Астрономы на данный момент насчитывают 27 естественных спутников, но на самом деле все они довольно легкие. Если бы вы могли сложить все их вместе, то они составили бы менее половины масса Тритона — самого большого спутника Нептуна. В окрестностях Урана был только один космический аппарат Вояджер 2, он пролетел рядом с планетой в январе 1986 года в 81 000 километров от поверхности облачного слоя. Космический аппарат передал тысячи фотографий Урана и его спутников, а затем направился к своей следующей цели Нептуну.
На данный момент главная цель космических агентств Марс. В то же время внимание к таким планетам как Уран и Нептун гораздо меньше. Однако все может измениться. в NASA озвучили несколько возможных вариантов освоения ледяных гигантов. При удачном раскладе миссия на Уран будет запущена к 2034 году, эта миссия должна помочь понять как образовались Нептун и Уран, а также узнать почему они так отличаются от газовых гигантов. Уран без сомнения одна из самых загадочных планет солнечной системы и нам предстоит узнать еще много удивительных фактов об этом ледяном гиганте.
Источник