Размеры урана до солнца

Расстояние от Солнца до Урана

Уран планета-гигант, состоящая из водорода, метана, гелия и ацетилена. Является седьмой по счёту планетой в Солнечной системе. Открыта с помощью телескопа только в 1781 году астрономом Уильямом Гершелем. Из-за большой удалённости от Земли до этого времени Уран считали неяркой звездой. После обнаружения новой планеты надо было рассчитать расстояние от Солнца до Урана.

Как измеряют

Прежде чем ответить на вопрос, какое расстояние от Солнца до Урана, следует знать, как его определяют. До середины 20-го века люди использовали открытые Кеплером законы, чтобы найти эту величину. Благодаря третьему закону достаточно было знать лишь период обращения планеты, что легко вычислить с Земли, для того чтобы учёные смогли узнать ответ на интересующий их вопрос.
На данный момент уже найден более точный метод определения удалённости космических объектов от светила. Он состоит в отправке радиосигнала к телу и анализе полученного радиоэха.

Расстояние от Солнца до Урана

Сведения об Уране

Среднее расстояние от Солнца до Урана составляет примерно 2,8 млрд км. В афелии (наиболее удаленной точки орбиты) эта величина возрастает до 3 млрд км, а в перигелии (наиболее близкой точке) уменьшается до 2,75 млрд км.

Из-за огромных космических масштабов астрономам неудобно измерять расстояния в километрах, поэтому они ввели новую величину — астрономическую единицу (а. е.). Она равняется расстоянию между Солнцем и Землёй, т. е. примерно 150 000 000 км. При пересчёте удалённости газового гиганта от светила получается, что средняя величина равна 19,2 а. е., максимальная — 20,1, а минимальная — 18,4.

Седьмая планета является одним из наиболее удаленных от нас тел в Солнечной системе, по этому её изучение затруднительно. Тем не менее благодаря современным методам исследований учёные уже знают состав планеты, количество спутников, температуру, а также её удалённость от светила.
Может быть когда-нибудь человечество отправится к седьмой планете Солнечной системе, но с нынешним уровнем развития науки, путь будет очень долог.

Источник

Расстояние от Урана до Солнца

Расстояние от Солнца до Урана было рассчитано учеными теоретическим путем. Предварительно была найдена дистанция между этой планетой и Землей: к небесному объекту отправили радиоволны, а после проанализировали вернувшееся радиоэхо.

Общие сведения об Уране

Это седьмая по счету планета от Солнца, четвертая по массе и третья по диаметру среди планетарных объектов нашей системы. Она была открыта английским астрономом У. Гершелем в 1781 г. Свое имя космическое тело получило в честь персонажа древнегреческой мифологии. Ураном звали бога неба, он был отцом многих титанов, в том числе Кроноса, отца верховного бога-олимпийца Зевса.

Среди ее основных параметров:

радиус экватора — 25,56 тыс. км;
масса — 8,68×10²⁵ кг;
средняя плотность поверхности — 1,3 г/см³;
ускорение свободного падения (значение на экваторе) — 8,43 м/с²;
продолжительность уранианского дня — 7,24 часа;
средняя температура на поверхности — минус 216℃.

Уран — одна из двух планет Солнечной системы, принадлежащих к классу ледяных гигантов. Его отличия от газовых гигантов — отсутствие в составе мантии металлического водорода, но наличие водяного льда в разных модификациях. Внешняя воздушная оболочка похожа по составу на атмосферу Сатурна или Юпитера и состоит из 83% водорода и 15% гелия. Характерный голубой цвет планете придает метановый лед: его концентрация достигает 2,3%. Также в атмосфере содержатся оксиды углерода, аммиак, этан, ацетилен и его производные (например, метилацетилен).

В центре Урана ученые предполагают наличие скалистого ядра. Между ним и атмосферой раскинулась мантия. Ее принято называть ледяной, но это горячая и плотная жидкость, состоящая из воды и аммиака.

Орбита планеты

Уран движется вокруг Солнца по вытянутой эллиптической орбите. Планета летит в космосе со скоростью 6,81 км/с, совершая 1 полный оборот вокруг светила за 84 земных года. При этом она одновременно вращается вокруг своей оси, и вращение происходит в положении «лежа». Такой необычный наклон оси может быть результатом столкновения Урана с большим астероидом много миллионов лет назад.

Расстояние между Ураном и Солнцем

Планета регулярно отдаляется от нашей звезды на 3 млрд километров — это точка афелия. В перигелии Уран приближается к светилу на 2,75 млрд км. Для расчетов принято усредненное значение большой полуоси 2,877 млрд км — это почти 19,23 а.е. Солнечный свет добирается до планеты примерно за 2,5 часа.

Удаленность Урана от Земли

К Урану приближался только 1 земной космический корабль — станция «Вояджер-2» в 1986 г. Направляясь к границам Солнечной системы, этот аппарат пролетел в 81,5 тыс. км от планеты, затратив на путь от Земли до уранианских окрестностей почти 8,5 года.

В ближайшее время NASA планирует запуск исследовательских миссий Uranus orbiter and probe и Uranus Pathfinder, целью которых является детальное изучение планеты № 7. Чтобы достичь места назначения, кораблям миссии, в зависимости от их размеров и других технических параметров, понадобится от 8 до 15 лет.

Стартовое окно для ракет (благоприятный период для запуска, когда путь к пункту назначения займет минимум времени и будет проходить по энергетически оптимальной траектории с минимально возможным расходом топлива) открывается каждый год на 21 день. В это время Уран подходит к Земле на наименьшее расстояние — 2,6 млрд км. Максимальная дистанция между этими двумя планетами — 3,15 млрд км.

Источник

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 &plusmn 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 &plusmn 3%), гелий (15 &plusmn 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

Планета Уран

Уран — седьмая планета от Солнца и третья по размеру планета в Солнечной система после Юпитера и Сатурна. Обладает коллекцией спутников и кольцевой системой.

Хотя его можно отыскать без использования увеличительных приборов, планетарный статус выявили лишь в 18-м веке. Давайте внимательнее изучим интересные факты об Уране для детей и взрослых.

Интересные факты

Это тусклая планета, поэтому была недоступной древним людям. Сначала Гершель посчитал, что видит комету, но спустя пару лет объект получил планетарный статус. Ученый хотел назвать ее «Звездой Георга», но вариант Иоганна Боде подошел лучше.

Планета Уран характеризуется ретроградностью, что не сходится с общей направленностью.

Но некоторые участки направлены прямо к Солнцу и так длится примерно по 42 года. Остальное время отведено на тьму.

Подобно остальным газовым гигантом, верхний слой Урана представлен водородом с гелием. Но ниже идет ледяная мантия, сосредоточенная над ледяным и скалистым ядром. Верхняя атмосфера – вода, аммиак и кристаллы метанового льда.

При показателе температуры в -224°C считается самой холодной планетой. Периодически Нептун остывает еще сильнее, но большую часть времени мерзнет Уран. Верхний атмосферный слой укрыт метановой дымкой, скрывающей бури.

Частички крайне маленькие. Есть 11 внутренних и 2 наружных кольца. Сформировались при крушении древних спутников. Первые кольца заметили лишь в 1977 году, а остальные – на снимках телескопа Хаббл в 2003-2005 гг.

Все спутники Урана названы по героям Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Самой интересной считается Миранда с ледяными каньонами и странным видом поверхности.

К Урану в 1986 году наведывался Вояджер-2 на удаленности в 81500 км.

Размер, масса и орбита

При радиусе в 25360 км, объеме – 6.833 × 10 13 км 3 и массе – 8.68 × 10 25 кг, планета Уран в 4 раза крупнее Земли и в 63 раза превосходит её по объему. Но не забывайте, что это газовый гигант с плотностью в 1.27 г/см 3 , поэтому здесь он уступает нам.

Физические характеристики планеты Уран

Экваториальный
Полярное сжатие	0,02293

радиус 25 559 км Полярный радиус 24 973 км Площадь поверхности 8,1156·10 9 км² Объём 6,833·10 13 км³ Масса 8,6832·10 25 кг
14,6 земных Средняя плотность 1,27 г/см³ Ускорение свободного

падения на экваторе 8,87 м/с² Вторая космическая скорость 21,3 км/c Экваториальная скорость

вращения 2,59 км/с
9 324 км/ч Период вращения 0,71833 дней Наклон оси 97,77° Прямое восхождение

северного полюса 257,311° Склонение северного полюса −15,175° Альбедо 0,300 (Бонд)
0,51 (геом.) Видимая звёздная величина 5,9 — 5,32 Угловой диаметр 3,3″—4,1″

Уран отличается наибольшим переменным расстоянием от Солнца. По сути дистанция колеблется между 2 735 118 110 км и 3 006 224 700 км. При среднем расстоянии в 3 млрд. км на один орбитальный проход уходит 84 года.

Вращение оси длится 17 часов и 14 минут (столько занимает день на Уране). На верхнем атмосферном слое заметен сильный ветер в сторону вращения. На некоторых широтах массы движутся быстрее и выполняют оборот за 14 часов.

Орбита и вращение планеты Уран

Эксцентриситет
Афелий	3 004 419 704 км 20,083 305 26 а. е.
Большая полуось	2 876 679 082 км 19,229 411 95 а. е.

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 142,955717° Наклонение 0,772556° Долгота восходящего узла 73,989821° Аргумент перицентра 96,541318° Спутники 27

Удивительно то, что эта планета совершает обороты практически на боку. Пока у одних наблюдается небольшой осевой наклон, показатель Урана достигает 98°. Из-за этого планета проходит сквозь кардинальные перемены. На экваторе ночь и день длятся нормально, но на полюсах они охватывают по 42 года!

Состав и поверхность

Планетарная структура представлена тремя слоями: скалистое ядро, ледяная мантия и внешняя оболочка из водорода (83%) и гелия (15%) в газообразном состоянии. Есть еще один важный элемент – 2.3% метанового льда, который влияет на голубой окрас Урана. В составе стратосферы можно найти различные углеводороды, среди которых этан, диацетилен, ацетилен и метилацетилен. На нижнем фото можно внимательно изучить строение Урана.

Внутреннее строение Урана

При помощи спектроскопии обнаружили окись углерода и двуокись углерода в верхних слоях, а также ледяные облака водяного пара и аммиак с сероводородом. Именно поэтому Уран вместе с Нептуном именуют ледяными гигантами.

Ледяная мантия представлена горячей и плотной жидкостью, в составе которой присутствуют вода, аммиак и прочие летучие вещества. Жидкость (водно-аммиачный океан) характеризуется высокой электропроводностью.

Масса ядра достигает всего 0.55 земной, а по радиусу – 20% от общего планетарного размера. Мантия – 13.4 земной массы, а верхний атмосферный слой – 0.5 земной массы.

Плотность ядра – 9 г/см 3 , где давление в центре поднимается до 8 млн. бар, а температура – 5000К.

Спутники

Семья состоит из 27 известных нам спутников Урана, разделенных на крупные, внутренние и нерегулярные. Наибольшими считаются Миранда, Ариэль, Умбриэль, Оберон и Титания. Их диаметр превосходит 472 км, а масса – 6.7 х 10 19 кг для Миранды, а также 1578 км и 3.5 х 10 21 кг у Титании.

Сравнение размеров крупнейших спутников Урана с размером планеты

Есть мнение, что все крупные луны появились в аккреционном диске, который присутствовал вокруг планеты еще долгое время с момента ее формирования. Каждая представлена практически равным соотношение горной породы и льда. Выделяется лишь Миранда, которая почти полностью создана из льда.

Можно отметить также наличие аммиака, диоксида углерода, а скалистая порода – углеродистый материал и органические соединения. Полагают, что в Титании и Обероне на черте между ядром и мантией может существовать жидкий водяной океан. Поверхность щедро усеяна кратерами. Самой молодой и «чистой» считается Ариэль, а вот Умбриэль – старушка со шрамами.

У главных спутников нет атмосферы, а орбитальный путь приводит к сильным сезонным колебаниям. Внутренних лун насчитывают 13: Корделия, Офелия, Биянка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Купидон, Белинда, Пердита, Пак и Маб. Все они получили свои имена в честь героев творений Шекспира. На фото продемонстрированы спутники и кольца Урана.

Спутники и кольца Урана

Внутренние спутники обладают прочной связью с кольцевой системой планеты. С диаметром в 162 км Пак считается в этой группе крупнейшей луной и единственная, чей снимок удалось добыть Вояджеру-2.

Все они выступают темными телами. Сформированы из водяного льда с темным органическим материалом. Система лишена стабильности и модели показывают, что может произойти столкновение. Особенное беспокойство вызывают Дездемона и Крессида.

Есть 9 нерегулярных спутников, чья орбита расположена дальше Оберона. Они были захвачены уже после формирования самой планеты: Франциско, Калибан, Стефано, Тринкуло, Сикоракс, Маргарита, Просперо, Сетебос и Фердинанд. Они охватывают 18-150 км. Все вращаются в ретроградном направлении, кроме Маргариты.

Атмосфера и температура

Атмосфера Урана также делится на слои, определяемые температурой и давлением. Это газовый гигант, поэтому лишен твердой поверхности. Дистанционные зонды способны опускаться до 300 км вглубь.

Можно выделить тропосферу (300 км ниже поверхности и 50 км над ней с давлением в 100-0.1 бар) и стратосферу (50-4000 км и 0.1-10 10 бар).

Зависимость температуры на Уране от высоты атмосферы и давления

Наиболее плотный слой – тропосфера, где нагрев достигает 46.85°C и опускается до -220°C. Верхняя область считается самой морозной в системе. Большая часть ИК-лучей создаются в тропопаузе.

Здесь располагаются облака: водные, ниже идут аммиачные и сероводородные, а сверху – тонкие метановые. В стратосфере температура меняется от -220°C до 557°C, к чему приводит солнечная радиация. На этом слое отмечают этановый смог, создающий внешний вид планеты. Есть ацетилен и метан, которые прогревают этот шар.

Термосфера и корона охватывают 4000-50000 км от точки «поверхности», где температура держится на 577°C. Пока никто точно не знает, как планете удается так прогреваться, ведь она удалена от Солнца, а внутреннего тепла недостаточно.

По погоде напоминает старших газовых гигантов. Есть полосы, совершающие обороты вокруг планеты. В итоге, ветры разгоняются до 900 км/ч, приводя к масштабным штормам. В 2012 году телескоп Хаббл заметил Темное пятно – гигантский вихрь, простирающийся на 1700 км х 3000 км.

Кольца

Кольца планеты Уран состоят из темных частичек, чей размер от микрометра до доли метра, поэтому их не так легко разглядеть. Сейчас удается выделить 13 колец, среди которых наиболее яркое – эпсилон. Если не считать двух узких, то тянутся в ширину на несколько км.

Это цветное изображение колец Урана было сделано Вояджером 21 января 1986 года, на расстоянии 4.17 млн. км (2.59 млн миль). На этой фотографии видны все 9 его колец

Кольца молодые и сформировались уже после самой планеты. Есть мнение, что выступают частью разрушенной луны (или нескольких). Одно из первых наблюдений за кольцами выполнили Джеймс Эллиот, Джессика Минк и Эдвард Данхем в 1977 году. В период затмения звезды HD 128598 они отыскали 5 формирований.

Кольца появились и на снимках Вояджера-2 в 1986 году. А новые обнаружил уже телескоп Хаббл в 2005 году. Крупнейшее вдвое шире планеты. В 2006 году обсерватория Кека показала кольца в цвете: внешнее – синее, а внутреннее – красное. Остальные кажутся серыми.

История изучения

Уран входит в список пяти планет, которые можно было разглядеть невооруженным глазом. Но это тусклый объект, а орбитальный путь проходит слишком медленно, поэтому древние считали, что перед ними классическая звезда. Ранний обзор принадлежит Гиппарху, указавшему на тело как на звезду в 128 г. до н. э.

Первое точное наблюдение за планетой выполнил Джон Фламстид в 1690-м году. Он заметил ее минимум 6 раз и записал в качестве звезды (34 Тельца). Примерно 20 раз за Ураном следил Пьер Лемоньер в 1750-1769 гг.

Телескоп, при помощи которого Уильям Гершель наблюдал за Ураном

Но лишь в 1781 году Уильям Гершель начал наблюдать за Ураном как за планетой. Правда сам он считал, что смотрит на комету, которая по повадкам смахивает на планетный объект. В итоге, к изучению подключились и другие астрономы, среди которых был Андерс Лекселл. Ему первому удалось определить почти круговую орбиту. Это подтвердил и Иоганн Боде.

В 1783 году Уран официально признали планетой, а Гершель получил 200 фунтов от короля. За это ученый прозвал объект звездой Георга в честь нового покровителя. Но за пределы Великобритании наименование не вышло.

Уран, запечатленный космическим телескопом Хаббл

Современное наименование предложил Иоганн Боде. Это была латинская версия греческого бога неба. Название прижилось и стало официальным в 1850-м году. Ниже представлена карта Урана.

Карта поверхности

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Источник