Уран вокруг солнца лет. Уран - планета солнечной системы. Как Уран получил свое название
В Солнечной системе седьмой по удаленности от Солнца расположена планета Уран. Она была открыта впервые в 1781 году Уильямом Гершелем. Уникальность планеты начинается уже с названия, оно происходит из греческих легенд и названа в честь бога неба, (все другие планеты названы именами римских богов). Уран можно увидеть с Земли ночью невооруженным глазом, только если небо очень чистое и прозрачное, так как видимость планеты слабая и почти на пределе. Звездная величина планеты колеблется в пределах +5,32 – + 5,9 (предел видимости +6,0). Уран относится к газовым гигантам, хотя по размеру меньше Юпитера и Сатурна. Но нашу Землю по размерам он значительно обошёл, его диметр в 4 раза шире диаметра Земли и тяжелее её в 14,5 раз. Уран не только газовый гигант, а еще и самый холодный во всей Солнечной системе, настоящая ледяная планета. Здесь правит бал снежная королева, окутывая планету жутким, все леденящим холодом. От Солнца планета находится очень далеко, а своего внутреннего источника энергии как у других планет у нее практически нет. Замороженная планета выглядит тихой и безмятежной, светясь спокойным зеленовато-голубым цветом. Голубизна Урана еще больше Земной. Ледяная планета стоит на втором месте по самой маленькой плотности среди планет нашей Солнечной системы, плотность равна 1,27 м/см². Но самой главной особенностью Урана является положение на орбите.
Орбита Урана.
Орбита Урана, почти круговая с эксцентриситетом 0,047 и вокруг Солнца протянулась почти на расстояние 2 873 млн.км. Самая большая полуось орбиты составляет почти 3 003 млн. км., а малая 2 741 млн.км. По космическим меркам эта разница в 262 млн.км не очень большая. Уран, как и Венера вопреки другим планетам нашей Солнечной системы движется обратно по орбите – ретроградное. Но дальше, еще интереснее. Почему то экватор планеты имеет угол наклона к орбите почти прямой- 98 градусов, значит ось вращения находится перпендикулярно к плоскости орбиты. Здесь уникальный случай, получается, что планета не вертится как все остальные, а почти катится колобком по орбите с северным полюсом внизу. На один оборот по орбите вокруг Солнца с небольшой скоростью 6,49-7,11 км/сек, у Урана уходит 84 земных лет и 7 дней. Докатился! А вот один оборот вокруг своей собственной оси он перекатывает за 17 час. 14 мин. 24 сек. – это его сутки. Такое положение Урана привело и к своеобразным сезонам на планете, возле полюса 42 наших года длится лето полярное, а затем 42 года длится зима. Летом Солнце в течение 21 летнего года очень своеобразно спиралевидно поднимается вверх, а в последующие 21 года также по спирали опускается вниз. Потом наступает долгая зима на пол уранских года. В моменты солнцестояния само Солнце расположено над экватором Урана очень близко к горизонту, а один из полюсов направлен прямо на Солнце, на небольшой узкой полосе экватора происходит быстрая смена дня и ночи. В моменты равноденствия планета повернута экватором прямо к Солнцу и это опять дает быстрые смены дня и ночи. Несмотря на то, что в области полюсов попадает больше солнечной энергии, температура в экваториальной зоне выше. Объяснений исследователей по этому поводу пока нет.
Атмосфера Урана.
Атмосфера Урана подобно другим газовым гигантам очень мощная. Газовый состав атмосферы на Уране немного не такой как состав в атмосферах Юпитера и Сатурна и отличается тем, что значительно больше углеводородов, метана, ацетилена и незначительное количество других, но превосходящее значение все таки у водорода – 83% и у гелия - 15%. Метана в атмосфере Урана почти 2% и так как он хорошо поглощает лучи красного цвета, то планета кажется нам зеленовато - голубого цвета.
Следует добавить, что поскольку Уран планета газовая и не имеет твердой поверхности, то условно за его поверхность принят слой с давлением равным 1 бару. Как уже говорилось выше, Уран самая холодная планета в Солнечной системе с наиболее низкой температурой. Температурный режим Урана лучше всего рассматривать с позиций тропосферы, стратосферы и термосферы. Здесь в самом нижнем и плотном слое атмосферы называемом тропосферой, температура на высоте постепенно падает с 320 К до 53 К и достигая тропопаузы температура Урана равна 49 К. Это наинизшая температура планет. Тропопауза является пограничным слоем между тропосферой и стратосферой. Выше на расстоянии до 4000 км. расположена стратосфера.
Здесь уже наблюдается обратный эффект. Температура начинает постепенно с высотой повышаться до 800 К-850 К. Такое нагревание в этой части атмосферы вызвано тем, что метан и возможно углеводороды поглощают часть инфракрасной и ультрафиолетовой радиации. В добавок возможно еще нагревание стратосферы термосферой. Дальше идут наиболее удаленные участки атмосферы это термосфера и корона. Здесь температура держится до 850 К и причина такой высокой температуры на этом расстоянии пока необъяснимы. Термосфера с короной распространяется на огромное расстояние до 50 000 км. Такая жара в короне Урана относится к одной из его особенностей и возможно способствует небольшому присутствию пыли в кольцах вокруг планеты. Ионосфера планеты образована из термосферы и верха стратосферы, это примерно на высоте 2 000-10 000 км. Плотность ионосферы зависит от солнечной активности. Сила ветра на Уране значительно меньше чем на других газовых планетах и зафиксирована не более 250 м/сек. На экваторе направление ветра идет обратно движению планеты, скорость равна примерно до 100 м/сек, и постепенно уменьшается вплоть до полного затишья на широте -+ 20 градусов,а уже в средних широтах совпадает с движением Урана и дует со скоростью от 40 до 150 м/сек. и затем опять постепенно идет затишье к полюсам планеты. Облачность на Уране с многослойной структурой. Основные облака образуются при температуре равной -173 градусов Цельсия и находятся в областях с давлением 2,4-3,4 атм. Это замерзший сероводород. Следующий второй слой облаков образуется при давлении 20-30 бар из гидросульфида аммония. Затем на уровне приблизительно 50 атмосфер идут облака из водяного льда. В районе тропопаузы, где низкая температура, конденсируются пары ацетилена и диацетилена и появляется узкая надоблачная дымка. Немаловажное значение оказывают и сезонные изменения. Лето, а затем зима на Уране в течении наших 42-ух лет оказывают все таки влияние на прогрев и образование облаков. В последнее время при помощи «Вояджера-2» и телескопа «Хаббл», кроме 10 полосок облаков обнаружено появление выразительных красочных облаков в районе как северного так и южного полюсов. Примерно на широте -45 градусов выделяется яркая узкая полоса называемая Южным кольцом. Отмечено, что северные облака расположенные на высоте побольше, имею меньшие размеры, но более четкие и яркие. И хоть в общем атмосферные явления значительно спокойные, и на Уране отмечаются изредка небольшие атмосферные вихри в виде темных пятнышек.
Строение планеты Уран.
Ученые выдвигают несколько версий внутреннего строения планеты от двухярусной модели до классической трехярусной. За основу большинство принимают стандартную модель. Ниже атмосфры и находится мантия. За поверхностный слой условно принята поверхность с давление 1 бар. Мантия скорее всего представляет собой океан растворенного в воде аммиака и метана из плотной смеси с высокой электропроводностью. Слой металлического водорода в отличии от Юитера и Стурна уже отсутствует. Ближе к центр как давление так и температура растут. В центре планеты как всегда находится особенно плотное и с большой температурой раскаленное ядро. Температура ядра предполагается до 7 000 К, а давление до 6 млн атмосфер. Размер ядра составляет д о 20% от R и предположительно из камня и железа. Его плотность до 9 г/см³.
Магнитное поле Урна.
Магнитное поле нашего Урана имеет ряд своих характерных особенностей по сравнению с остальными планетами и по всей вероятности связано с его особенностями вращения и отсутствию внутреннего источника собственной энергии. Первая особенность – магнитная ось планеты сдвинута с центра оси планеты на треть его радиуса и при этом образуется угол в 60 градусов. Вторая особенность это непостоянство напряженности магнитных полей. Третье – имеется несколько разных пар магнитных полюсов, кроме основных двух еще 2 других более слабых. Своеобразное магнитное поле Урана формируется не в ядре, как у всех планет, а в более поверхностном слое океана водного аммиака с высокой электропроводностью. Именно здесь и начинают образовываются магнитные силовые линии, выходящие на большие расстояния за пределы планеты. Но со стороны Солнца на магнитный поток Урана давит солнечный ветер и препятствует его широкому движению. С другой стороны выход для магнитных волн свободен и они, казалось бы должны распространяются на огромное расстояние в космическом пространстве. Но не тут то было. Для Урана это неприемлемо благодаря наклону оси вращения к магнитному полю. Поэтому когда планета вращается, то получается что его силовые линии накручиваются друг на друга спиралевидным хвостом в длину до 10 млн км в обратную от Солнца сторону.
Спутники Урана.
На сегодняшний день планета Уран является обладателем 27 спутников, хотя маленьких и незамеченных спутников наверняка гораздо большее количество. Их обычно разделяют на три основные группы: наиболее близкие к планете внутренние, наиболее удаленные внешние и самые крупные по величине спутники. Внутренние спутники Урана имеют вращение по круговым орбитам в плоскости экватора в направлении совпадающим с направлением вращения планеты. Это в основном глыбы из камня и льда неправильной формы с темной поверхностью. Почти все они очень тесно связаны с кольцами и вероятно являются их источниками.
Самые крупные или основные спутники Урана такие как Титания, Миранда, Ариэль, Умбриэль и Обертон отличаются в основном молодой поверхностью и самый большой из них Титания в диаметре только 1578 км. Такой спутник как Умбриэль обладает самой темной поверхностью. Спутник Миранда, самый близкий к планете с диаметром всего 472 км называют аналогом Энцеллада и Ио потому что тоже обладает значительным вулканизмом. В основном эти спутники состоят изо льда и каменистых пород. Самый светлый и яркий из спутников Ариэль. Внешние спутники располагаются на самых дальних орбитах, от планеты на десятки миллионов километров. Такая большая удаленность не замедлила сказаться, и их орбиты имеют большой угол наклона к экватору Урана и имеют ретроградное движение. Самый дальний из них Фердинанд.
Кольца Урана.
Кольца Урана впервые случайно были открыты по астрономическим меркам сравнительно недавно в 1977 году при наблюдении за звездой 5-ой величины САО 158687. Всего на сегодняшний день насчитывают 13 найденных колец. Основной особенностью является непрозрачный и очень темный черный цвет, возможно они состоят из смеси льда и какого то очень темного вещества. Некоторые кольца имеют форму эллипса и более узкие в ближних к планете местах. Минимальный радиус колец 38 000 км, а максимальный 98 000 км. Состав – частицы размером от миллиметра до 10 метров. Самое яркое из них кольцо Эпсилон с альбедо 0,018. Возможно потому, что ограничено спутниками «пастухами». Размеры колец невелики, они узкие и тонкие, самое большое из них тот же Эпсилон шириной 20-100 км. и толщиной 0,1 км. Это самое интересное кольцо: орбита эллиптическая, вблизи планеты оно уплотнено, а вдали разряжено и прозрачно. Главная ценность Урановских колец то, что они находятся в процессе своей эволюции. Ученые считают, что кольца сравнительно молодые с возрастом примерно 600 млн лет и произошли скорее всего из за разрушения спутников. Наряду с кольцами есть еще и очень тоненькие малозаметные небольшие колечки, пылевые полосы, и просто отдельные дуги колец. Все они временные и то образуются, то распадаются.
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.
| 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».
Физические характеристики
Внутренняя структура
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.
 |
|
|
Строение Урана
В его холодной верхней атмосфере доминируют водород и гелий, к которым также подмешано где-то 2,3% метана. Слабая гравитация позволяет Урану формировать огромную корону из водорода, которая простирается на расстояние, вдвое превышающее радиус самой планеты. Над поверхностью лежат слои облаков, состоящие из различных химических элементов, включая воду. Примерно на 5000 км ниже видимой поверхности находится слой «хлюпающей» мантии, богатой водой и аммиаком. Хотя эти слои называют «льдами», они больше похожи на жидкую слякоть, смешанную с неизвестным количеством водорода и гелия. Каменистое ядро Урана размером, вероятно, с Землю. |
|
| ПЛАНЕТА УРАН | |
Несмотря на то, что описанная выше модель наиболее распространена, она не является единственной. На основании наблюдений можно также построить и другие модели - например, в случае если существенное количество водородного и скального материала смешивается в ледяной мантии, то общая масса льдов будет ниже, и соответственно, полная масса водорода и скального материала - выше. В настоящее время доступные данные не позволяют определить, какая модель правильней. Жидкая внутренняя структура означает, что у Урана нет никакой твёрдой поверхности, так как газообразная атмосфера плавно переходит в жидкие слои. Однако, ради удобства за «поверхность» было решено условно принять сплющенный сфероид вращения, где давление равно 1 бару. Экваториальный и полярный радиус этого сплющенного сфероида составляют 25 559 ± 4 и 24 973 ± 20 км. Далее в статье эта величина и будет приниматься за нулевой отсчёт для шкалы высот Урана.
Внутреннее тепло Урана значительно меньше, чем у других планет-гигантов Солнечной системы. Тепловой поток планеты очень низкий, и причина этого сейчас неизвестна. Нептун, схожий с Ураном размерами и составом, излучает в космос в 2,61 раза больше тепловой энергии, чем получает от Солнца. У Урана же избыток теплового излучения очень мал, если вообще есть. Тепловой поток от Урана равен 0,042 - 0,047 Вт/м 2 , и эта величина меньше, чем у Земли (примерно 0,075 Вт/м 2). Измерения в дальней инфракрасной части спектра показали, что Уран излучает лишь 1,06 ± 0,08% энергии от той, что получает от Солнца. Самая низкая температура, зарегистрированная в тропопаузе Урана, составляет 49 К, что делает планету самой холодной из всех планет Солнечной системы - даже более холодной, чем Нептун.
Существуют две гипотезы, пытающиеся объяснить этот феномен. Первая из них утверждает, что предположительное столкновение протопланеты с Ураном во время формирования Солнечной системы, которое вызвало большой наклон его оси вращения, привело к рассеянию исходно имевшегося тепла. Вторая гипотеза гласит, что в верхних слоях Урана есть некая прослойка, препятствующая тому, чтобы тепло от ядра достигало верхних слоёв. Например, если соседние слои имеют различный состав, конвективный перенос тепла от ядра вверх может быть затруднён.
Отсутствие избыточного теплового излучения планеты значительно затрудняет определение температуры её недр, однако если предположить, что температурные условия внутри Урана близки к характерным для других планет-гигантов, то там возможно существование жидкой воды и, следовательно, Уран может входить в число планет Солнечной системы, где возможно существование жизни.
Уран - седьмая планета в Солнечной системе и третий по счету газовый гигант. Планета является третьей по величине и четвертой по массе, а свое название получила в честь отца римского бога Сатурна.
Именно Уран удостоился чести быть первой планетой, открытой в современной истории. Однако на самом деле, его первоначальное открытие его как планеты фактически не происходило. В 1781 году астроном Уильям Гершель при наблюдении звезд в созвездии Близнецов, заметил неких дискообразный объект, который он поначалу записал в разряд комет, о чем и сообщил в Королевское научное сообщество Англии. Однако позже самого Гершеля озадачил тот факт, что орбита объекта оказалась практически круглой, а не эллиптической, как это бывает у комет. И только когда это наблюдения было подтверждено другими астрономами, Гершель пришел к выводу, что на самом деле открыл планету, а не комету, и открытие, наконец, получило широкое признание.
После подтверждения данных о том, что обнаруженный объект является планетой, Гершель получил необыкновенную привилегию - дать ей свое название. Не долго думая, астроном выбрал имя короля Англии Георга III и назвал планету Georgium Sidus, что в переводе означает «Звезда Георга». Однако название так и не получило научного признания и ученые, в большинстве своем, пришли к выводу, что лучше придерживаться определенной традиции в названии планет Солнечной системы, а именно называть их в честь древнеримских богов. Так Уран получил свое современное название.
В настоящее время единственной планетарной миссией, которой удалось собрать сведения про Уран, является Voyager 2.
Эта встреча, которая произошла в 1986 году, позволила ученым получить достаточно большое количество данных о планете и сделать множество открытий. Космический корабль передал тысячи фотографий Урана, его спутников и колец. Несмотря на то, что многие фотографии планеты не отобразили практически ничего, кроме сине-зеленого цвета, который можно было наблюдать и с наземных телескопов, другие изображения показали наличие десяти ранее неизвестных спутников и двух новых колец. На ближайшее будущее никаких новых миссий к Урану не запланировано.
Из-за темно-синего цвета Урана атмосферную модель планеты оказалось составить гораздо сложнее, нежели модели того же или даже . К счастью, снимки, полученные с космического телескопа «Хаббл» позволили получить более широкое представление. Более современные технологии визуализации телескопа дали возможность получить гораздо более детальные снимки, нежели чем у Voyager 2. Так благодаря фотографиям «Хаббл» удалось выяснить, что на Уране существуют широтные полосы как и на других газовых гигантах. Кроме того, скорость ветров на планете может достигать более 576 км / час.
Считается, что причиной появления однообразной атмосферы является состав самого верхнего ее слоя. Видимые слои облаков состоят в основном из метана, который поглощает эти наблюдаемые длины волн, соответствующие красному цвету. Таким образом, отраженные волны представлены в виде синего и зеленого цветов.
Под этим наружным слоем метана, атмосфера состоит из примерно 83% водорода (H2) и 15% гелия, где присутствует определенное количество метана и ацетилена. Подобный состав аналогичен другим газовым гигантам Солнечной системы. Однако атмосфера Урана резко отличается в другом отношении. В то время как у атмосферы у Юпитера и Сатурна в основном газообразные, атмосфера Урана содержит гораздо больше льда. Свидетельством тому являются экстремально низкие температуры на поверхности. Учитывая тот факт, что температура атмосферы Урана достигает -224 °С, ее можно назвать самой холодной из атмосфер в Солнечной системе. Кроме того, имеющиеся данные указывают на то, что такая крайне низкая температура присутствует практически вокруг всей поверхности Урана, даже на той стороне которая не освещается Солнцем.
Уран, по мнению планетологов, состоит из двух слоев: ядра и мантии. Современные модели позволяют предположить, что ядро в основном состоит из камня и льда и примерно в 55 раз превышает массу . Мантия планеты весит 8,01 х 10 в степени 24 кг., или около 13,4 масс Земли. Кроме того, мантия состоит из воды, аммиака и других летучих элементов. Основным отличием мантии Урана от Юпитера и Сатурна является то, что она ледяная, пусть и не в традиционном смысле этого слова. Дело в том, что лед очень горячий и толстый, а толщина мантии составляет 5,111 км.
Что самое удивительное в составе Урана и то, что отличает его от других газовых гигантов нашей звездной системы, является то, что он не излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Учитывая тот факт, что даже , который очень близок по размеру к Урану, производит примерно в 2,6 раза больше тепла, чем получает от Солнца, ученые сегодня очень заинтригованы в столь слабой мощности генерируемой Ураном энергии. На данный момент существует два объяснения данному явлению. Первая указывает на то, что Уран подвергся воздействию объемного космического объекта в прошлом, что привело к потере большей части внутреннего тепла планеты (полученной во время формирования) в космическое пространство. Вторая теория утверждает, что внутри планеты существует некий барьер, который не позволяет внутреннему теплу планеты вырваться на поверхность.
Орбита и вращение Урана
Само открытие Урана позволило ученым расширить радиус известной Солнечной системы почти в два раза. Это означает, что в среднем орбита Урана составляет около 2,87 х 10 в степени 9 км. Причиной столь огромного расстояния является длительность прохождения солнечного излучения от Солнца до планеты. Солнечному свету необходимо около двух часов и сорока минут чтобы достичь Урана, что почти в двадцать раз дольше, чем требуется солнечному свету для того, чтобы достигнуть Земли. Огромное расстояние влияет и на продолжительность года на Уране, он длится почти 84 земных года.
Эксцентриситет орбиты Урана составляет 0.0473, что лишь немногим меньше, чем у Юпитера - 0,0484. Данный фактор делает Уран четвертым из всех планет Солнечной системы по показателю круговой орбиты. Причиной столь небольшого эксцентриситета орбиты Урана является разница между его перигелием 2,74 х 10 в степени 9 км и афелием 3,01 х 109 км составляет всего 2,71 х 10 в степени 8 км.
Самым интересным моментом в процессе вращения Урана является положение оси. Дело в том, что ось вращения для каждой планеты, кроме Урана, примерно перпендикулярна их плоскости орбиты, однако ось Урана наклонена почти на 98°, что фактически означает, что Уран вращается на боку. Результатом такого положения оси планеты является то, что северный полюс Урана находится на Солнце половину планетарного года, а другая половина приходится на южный полюс планеты. Другими словами, дневное время на одном полушарии Урана длится 42 земных года, а ночное, на другом полушарии столько же. Причиной, по которой Уран «повернулся на бок», ученые опять же называют столкновение с огромным космическим телом.
Учитывая тот факт, что самыми популярными из колец в нашей Солнечной системе длительное время оставались кольца Сатурна, кольца Урана не удавалось обнаружить вплоть до 1977 года. Однако причина не только в этом, есть еще две причины столь позднего обнаружения: расстояние планеты от Земли и низкая отражательная способность самих колец. В 1986 году космический аппарат Voyager 2 смог определить наличия у планеты еще двух колец, помимо известных на то время. В 2005 году космический телескоп «Хаббл» заметил еще два. На сегодняшний день планетологам известно 13 колец Урана, самым ярким из которых является кольцо Эпсилон.
Кольца Урана отличаются от сатурнианских практически всем — от размеров частиц до из состава. Во-первых, частицы, составляющие кольца Сатурна маленькие, немногими больше, чем несколько метров в диаметре, тогда как кольца Урана содержат множество тел до двадцати метров в диаметре. Во-вторых, частицы колец Сатурна в основном состоят изо льда. Кольца Урана, тем не менее, состоят как изо льда так и значительной пыли и мусора.
Уильям Гершель открыл Уран в только 1781 году, так как планета была слишком тускла для того, чтобы ее могли заметить представители древних цивилизаций. Сам Гершель поначалу полагал, что Уран это комета, однако позже пересмотрел свое мнение и наука подтвердила планетарный статус объекта. Так Уран стал первой планетой, открытой в современной истории. Оригинальное название предложенное Гершелем было «Звезда Георга» — в честь короля Георга III, но научное сообщество не приняло его. Название «Уран» было предложено астрономом Иоганном Боде, в честь древнеримского бога Урана.
Уран делает оборот вокруг своей оси один раз за каждые 17 часов и 14 минут. Подобно , планета вращается в ретроградном направлении, противоположном направлению Земли и остальным шести планетам.
Считается, что необычный наклон оси Урана могло вызывать грандиозное столкновение с другим космическим телом. Теория состоит в том, что планета, размеры которой были предположительно с Землю резко столкнулась с Ураном, что сдвинуло его ось практически на 90 градусов.
Скорость ветра на Уране может достигать до 900 км в час.
Масса Урана составляет около 14,5 раз масс Земли, что делает его самым легким из четырех газовых гигантов нашей Солнечной системы.
Уран часто упоминается как «ледяной гигант». Помимо водорода и гелия в верхнем слое (как у других газовых гигантов), Уран также имеет ледяную мантию, которая окружает его железное ядро. Верхние слои атмосферы, состоят из аммиака и кристаллов ледяного метана, что дает Урану характерный бледно-голубой цвет.
Уран является второй наименее плотной планетой в Солнечной системе, после Сатурна.
Уран – седьмая планета Солнечной системы и ледяной гигант: описание с фото, размер, наклон оси, расстояние от Солнца, атмосфера, спутники, кольца, исследование.
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 о планете Уран
Открыт Уильямом Гершелем в 1781 году
- 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.
Осевой оборот занимает 17 часов и 14 минут
- Планета Уран характеризуется ретроградностью, что не сходится с общей направленностью.
Год длится 84 лет
- Но некоторые участки направлены прямо к Солнцу и так длится примерно по 42 года. Остальное время отведено на тьму.
Это ледяной гигант
- 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.
Морозная планета
- 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.
Есть два набора тонких колец
- 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.
Имена лун даны в честь литературных персонажей
- Все спутники Урана названы по героям Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Самой интересной считается Миранда с ледяными каньонами и странным видом поверхности.
Отправили одну миссию
- К Урану в 1986 году наведывался Вояджер-2 на удаленности в 81500 км.
Размер, масса и орбита планеты Уран
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.
| Полярное сжатие | 0,02293 |
|---|---|
| Экваториальный | 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.
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 планеты Уран
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.
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 планеты Уран
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.
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.
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 планеты Уран
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).
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 планеты Уран
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.
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 планеты Уран
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.
Рассказ о Уране для детей содержит информацию о том какая температура на Уране, о его спутниках и особенностях. Сообщение о Уране Вы можете дополнить интересными фактами.
Краткое сообщение о Уране
Уран – седьмая планета Солнечной системы, которую в ясную ночь можно увидеть невооруженным глазом. Названа в честь древнегреческого бога неба. Как и Землю, Уран называют голубой планетой – он по-настоящему голубой.
Атмосфера на Уране состоит в основном из водорода и гелия, с небольшой примесью метана. Верхние слои атмосферы отражают голубые лучи, что придает планете такой насыщенный цвет.
Уран обращается вокруг Солнца за 84 земных года и находится в 20 раз дальше от Солнца, чем Земля. Поэтому Уран – самая холодная планета Солнечной системы, температура на поверхности – -218 градусов. Так же, как и другие планеты-гиганты, Уран имеет спутники и кольца.
Это четвертая по массе планета Солнечной системы.
Сообщение о планете Уран
Уран — самая голубая планета солнечной системы. Но планета Уран мало изучена.
Уран, первая планета, обнаруженная в новой истории, была открыта случайно Вильямом Гершелем, когда он рассматривал небо в свой телескоп 13 марта 1781 года.
Планета состоит из разных газов и льдов. А температура на Уране около -220 градусов. Луч солнца со скоростью света добирается до этой планеты только за 2-3 часа.
Полный оборот вокруг своей оси он делает за 84 земных года. Уран – ледяная планета-гигант . Он больше Земли в 4 раза и тяжелее в 14 . В центре планеты находится относительно маленькое каменное ядро. А большую часть составляет ледяная оболочка – мантия. Однако, лёд там совсем не такой, как мы с вами привыкли видеть. Он похож на плотную вязкую жидкость. На Уране нельзя определить где заканчиваются облака, и начинается поверхность.
Вокруг своей оси Уран оборачивается за 17 часов . Однако, как и на других планетах-гигантах, здесь дуют сильнейшие ветра, достигающие скорости 240 метров в секунду . Поэтому некоторые части атмосферы обгоняют планету и делают оборот вокруг планеты всего за 14 часов .
Зима на Уране длится почти 42 года и всё это время Солнце не поднимается над горизонтом. То есть царит полная темнота. Так происходит из-за того, что Уран вращается совсем не так как другие планеты. Его ось так сильно наклонена, что он «лежит» на боку. Если другие планеты можно сравнить с вращающимися волчками, то Уран больше похож на катящийся шар. Ученные предполагают, что давным-давно Уран столкнулся с небольшой планетой, которая «уронила» его. А сама стала одним из 13 колец Урана.
