Радиус урана в км
Уран
Седьмой от Солнца большой планетой Солнечной системы является Уран.
Уран виден только в телескоп ( его звездная величина 5,8m) и выглядит маленьким зеленоватым диском диаметром около 4".
Уран движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, большая полуось которой (среднее гелиоцентрическое расстояние) в 19,182 больше, чем у Земли, и составляет 2871 млн.км. Эксцентриситет орбиты равен 0,047, то есть орбита довольно близка к круговой. Плоскость орбиты наклонена к эклиптике под углом 0,8°. Один оборот вокруг Солнца Уран совершает за 84,015 земного года или 30 685 земных суток. Период собственного вращения Урана составляет приблизительно 17 часов. Период вращения Урана установлен по периодическим изменениям его блеска с амплитудой до 0,15 звёздной величины, а также по величине смещения линий в его спектре вследствие эффекта Доплера. Существующий разброс при определении значений этого периода обусловлен несколькими причинами, из которых основными являются две: газовая поверхность планеты не вращается как единое целое и, кроме того, на поверхности Урана не обнаружено заметных локальных неоднородностей, которые помогли бы уточнить длительность суток на планете.
Вращение Урана обладает рядом отличительных особенностей: ось вращения почти перпендикулярна (98°) к плоскости орбиты, а направление вращения противоположно направлению обращения вокруг Солнца, то есть обратное (из всех других больших планет обратное направление вращения наблюдается только у Венеры).
Уран относят к числу планет- гигантов: его экваториальный радиус (25600 км.) почти в четыре раза, а масса (8,7•1025 кг) – в 14,6 раза больше, чем у Земли. Уран обладает заметным сжатием (1/14). При довольно большой массе средняя плотность Урана (1,26 г./см.3 ) в 4,38 раза меньше, чем плотность Земли. Относительно малая плотность типична для планет- гигантов: в процессе формирования из газово- пылевого протопланетного облака наиболее легкие компоненты (в первую очередь, водород и гелий) стали для них основным "строительным материалом", тогда как планеты земной группы включают заметную долю более тяжелых элементов.
Ускорение силы тяжести на экваторе У. равно 1040 см./с2 минус 60 см./с2 за счёт центробежного ускорения, а вторая космическая скорость – 22 км./с.
Из- за большого удаления от Солнца Урана получает от него очень мало света и тепла – почти в 370 раз меньше, чем Земля, но его отражательная способность очень велика – самая высокая среди планет: сферическое альбедо Урана равно 0,93, геометрическое альбедо – 0,57.
Если Уран столь же эффективно отражает всё тепловое излучение Солнца, то его температура на поверхности должна быть очень низкой – ниже 90 К ( –180° С); это подтверждается измерениями в инфракрасной области спектра, где средняя температура оказалась равной всего лишь 55 ± 3 К. В то же время температура, измеренная в сантиметровом диапазоне, заметно превышает 100 К, что свидетельствует о существовании потока тепла из недр планеты.
Большое альбедо Урана говорит о наличии мощной атмосферы. Спектроскопическим методом на планете обнаружен молекулярный водород H2 , гелий N и метан CH4. Давление атмосферы на уровне облаков оценивается в 3 атм.
Теоретическая модель строения Урана такова: его поверхностный слой представляет собой газо- жидкую оболочку из газов H2, Не, CH4, общая масса которых составляет около 10% полной массы планеты, под которой находится ледяная (смесь водяного и аммиачного льда) мантия, а еще глубже – ядро из твердых пород. Масса мантии и ядра составляет примерно 85- 90% от всей массы Урана. Зона твердого вещества простирается до 3/4 радиуса планеты.
Температура в центре Урана близка к 10000 К при давлении 7- 8 млн. атмосфер (одна атмосфера примерно соответствует одному бару). На границе ядра давление примерно на два порядка ниже (около 100 килобар).
Эффективная температура, определяемая по тепловому излучению с поверхности планеты, составляет около 55 К.
Одной необычной особенностью Урана является открытая в 1977 г. система опоясывающих колец. Они состоят из множества отдельных непрозрачных и, по-видимому, очень тёмных частиц. В отличие от колец Сатурна кольца Урана узкие, как бы "ниточные" образования. Они не видны в отраженном свете и обнаруживаются только по сильному ослаблению блеска звёзд, оказавшихся для земного наблюдателя позади колец при орбитальном движении планеты. Удалённость колец от центра Урана составляет от 1,6 до 1,85 радиуса планеты.
У Урана к настоящему времени найден 21 спутник ( 11 открыты с Земли и 10 открыты космическим аппаратом «Вояджер- 2»).
После того, как рассматриваемый одной из blander-выглядящих планет, Уран (объявил, ЧТО YOOR ООН nus) был показан как динамический мир с некоторыми из самых ярких облаков во внешней солнечной системе и 11 кольцах. Первая планета, найденная при помощи телескопа, Уран был обнаружен в 1781 Астрономом Уильямом Хершелом. Седьмая планета от Солнца настолько отдаленна, что требуется 84 года, чтобы закончить одну орбиту. Уран, без твердой поверхности, является одной из газовых гигантских планет (, другие — Юпитер, Сатурн, и Нептун).
Атмосфера Урана составлена прежде всего водорода и гелия, с маленьким количеством метана и следов воды и аммиака. Уран получает его сине — зеленый цвет от газа метана. Солнечный свет отражен от верхних границ облаков Урана, которые лежат ниже уровня газа метана. Как отраженные проходы солнечного света назад через этот уровень, газ метана поглощает красную часть света, позволяя синюю часть пропустить, приводя к сине — зеленому цвету, который мы видим. Атмосферные подробности планеты очень трудны видеть в видимом свете. Большая часть (80 процентов или больше) массы Урана содержится в расширенном(продленном) жидком ядре, состоящем прежде всего из ‘ледяных’ материалов (вода, метан, и аммиак), с материалом с более высокой плотностью в глубине.
Когда две команды ученых основывают, чтобы наблюдать проход Урана перед звездой САО 158687 в 1977, они ожидали, что редкий шанс будет наблюдать(соблюдет) отдаленную планету. Вместо этого, они сделали главный disovery: Уран, подобно Сатурну, окружен полосой колец.
Поскольку наблюдатели(обозреватели) в Kuiper Бортовой Обсерватории и Perth Обсерватории в Австралии наблюдали, звезда, казалось, мигала из кратко несколько раз. Мигание было вызвано кольцами, блокирующими звездный свет. Австралийская команда была так удивлена, они пропустили три кольца, поскольку они пробовали вычислять, почему сигнал звездного света продолжал исчезать.
Kuiper команда имела лучшее преимущество, направляют(указывают) и были сначала, чтобы издать удивительные новости, что Уран был окружен пятью узкими кольцами, которыми они назвали Альфу, Бету, Гамму, Дельту и Epsilon в порядке увеличивающегося расстояния от планеты. Perth команда идентифицировала шесть отличных падений в звездном свете, которым они назвали кольца 1 до 6. Большее количество колец было обнаружено в 1986.
Наблюдение(соблюдение) отдаленных планет трудно, особенно с осложнениями из-за дневного света, прибывающего прежде, чем планета закончила ее перемещение перед звездой. Но, после осторожного анализа и более близкой любезности представления(вида) Путешественника 2 космических корабль в 1986, ученые теперь идентифицировал 11 известных колец вокруг Урана. В порядке увеличивающегося расстояния от планеты, они — 1986U2R, 6, 5, 4, Альфа, Бета, Eta, Гамма, Дельта, Лямбда и Epsilon. Некоторые из больших колец окружены лентами(поясами) тонкой пыли.
" Приятная Луна, " Уильям Шекспир записал в Разгаре лета Мечту Ночи, " я благодарю thee за thy солнечные лучи; я благодарю thee, Луну, для светлого теперь настолько яркого. " Столетия позже, луны Урана воздают должное известному драматургу.
Космический телескоп Кочки захватил это ложно — цветное изображение(образ) Урана и его лун.
В то время как большинство спутников орбитальный другие планеты берут их названия(имена) от Греческой мифологии, луны Урана уникальны в том, что назвали по имени Shakespearean характеры(знаки), наряду с парой от работ Александра Поп.
Oberon и Titania (король и королева фей) самые большие Uranian луны, и были сначала, чтобы быть обнаруженными — Уильямом Хершелом в 1787. Уильям Ласселл, кого было сначала, чтобы видеть лунный орбитальный Нептун, обнаружил следующий два, Ariel и Umbriel. Почти столетие прошло прежде, чем Джерард Куипер нашел Miranda в 1948. И это было это, пока робот NASA’S не сделал это к отдаленному Урану.
Путешественник 2 космических корабль посетил Uranian систему в 1986 и утроил номер(число) известных лун. Путешественник 2 найденным дополнительный 10, только 26-154 км (16-96 миль) в диаметре: Джульетта, Шайба, Корделия, Ophelia, Bianca, Дездемона, Portia, Розалинда, Cressida и Belinda.
С тех пор, астрономы, использующие Космический телескоп Кочки и улучшенные наземные телескопы подняли общее количество к 27 известным лунам. Определение лун пост-путешественника — внушительный подвиг. Они крошечны — так немного как 12-16 км (8-10 миль) поперек, и более черные чем асфальт. И конечно, они — почти 3 миллиарда миль далеко.
Внутренние луны Всего Урана (наблюдаемый(соблюдаемый) Путешественником 2) кажется, грубо половина водного льда и половины скалы. Состав лун вне орбиты Oberon остается неизвестным, но они — вероятно захваченные астероиды.
Miranda, самый внутренний и самый маленький из пяти главных спутников, имеет поверхность в отличие от любой другой луны, это было замечено. Это имеет гигантские каньоны ошибки целых 12 раз столь же глубоко как Главный Каньон, террасные уровни, поверхности, которые кажутся очень старыми, и другие тот взгляд, намного более молодой.
Ariel имеет самый яркий и возможно самую молодую поверхность среди всех лун Урана. Это имеет немного больших кратеров и много маленьких, указывая что, справедливо(довольно) недавние столкновения с низким воздействием вытерли большие кратеры, которые будут оставлены намного ранее, большие забастовки(удары). Пересечение точек минимума, изъеденных шрамами кратеров его поверхность.
Umbriel древний, и самый темный из пяти больших лун. Это имеет много старых, больших кратеров и спортивные состязания таинственное яркое кольцо на одной стороне.
Oberon, наиболее удаленный из пяти главных лун, является старым, тяжело cratered, и показывает немного признаков(подписей) внутренней деятельности. Неопознанный темный материал появляется на полах(этажах) многих кратеров.
Корделия и Ophelia — луны пастуха, которые держат тонкое, наиболее удаленное кольцо "epsilon" Урана, хорошо определенное.
Между ними и Miranda — рой восьми маленьких спутников в отличие от любой другой системы планетарных лун. Эта область(регион) так переполнена, что астрономы все же не понимают, как небольшие луны сумели избегать врезаться в друг друга. Они могут быть пастухи для 10 узких колец планеты, и ученые думают, что должно иметься все еще большее количество лун, внутренняя область к любой известный, ограничивать(заключать) грани внутренних колец.
" Хорошо сиял, Луна, " записал Шекспир, " верно, луна сияет с хорошим изяществом(любезностью). "
Уран — седьмая планета от Солнца и — треть, самая большая в солнечной системе. Это было обнаружено Уильямом Хершелом в 1781. Это имеет экваториальный диаметр 51,800 километров (32,190 мили) и облетает по орбите Солнце однажды каждые 84.01 Земных года. Это имеет среднее расстояние от Солнца миллиарда в 2.87 километры (1.78 миллиард миль). Это вращает относительно его оси однажды каждые 17 часов 14 минут. Уран имеет по крайней мере 22 луны. Две самых больших луны, Titania и Oberon, были обнаружены Уильямом Хершелом в 1787.
Атмосфера Урана составлена из водорода 83 %, гелия 15 %, метана 2 % и маленьких количеств ацетилена и других углеводородов. Метан в верхних слоях атмосферы поглощает красный свет, давая Уран его сине — зеленый цвет. Атмосфера размещается в облака, бегущие в постоянных широтах, подобных ориентации более ярких полос latitudinal, замеченных на Юпитере и Сатурне. Ветры в середине широт на Уране дуют в направлении вращения(циклического сдвига) планеты. Эти ветры дуют в скоростях от 40 до 160 метров в секунду (от 90 до 360 миль в час). Эксперименты науки Радио нашли ветры приблизительно 100 метрами в секунду, дующую в противоположном руководстве(направлении) в экваторе.
Уран различ фактом, что это наклонено на его стороне. Его необычное положение(позиция), как думают, является результатом столкновения с органом(телом) планета-размера рано в истории солнечной системы. Путешественник 2 нашел, что одно из наиболее поразительных влияний этого поперечного положения(позиции) — его эффект на хвост магнитной области(поля), которая самостоятельно наклонена 60 градусов(степеней) от оси планеты вращения(циклического сдвига). Магнитный хвост показывался, чтобы быть искривленным вращением(циклическим сдвигом) планеты в длинную форму штопора позади планеты. Магнитный полевой источник неизвестен; электрически благоприятный, супер-герметизируемый океан воды и аммиака однажды думал, чтобы лежать между ядром, и атмосфера теперь, кажется, несуществующая. Магнитные области(поля) Земли(грунта) и других планет, как полагают, являются результатом электрических потоков, произведенных в их литых ядрах.
В 1977, первые девять колец Урана были обнаружены. В течение Путешественника сталкивается, эти кольца были сфотографированы и измерены, как были два других новых кольца и локоны. Кольца Урана отчетливо отличаются от в Юпитере и Сатурне. Наиболее удаленное кольцо epsilon составлено главным образом ледяных валунов несколько ног(футов) поперек. Очень незначительное распределение тонкой пыли также, кажется, распространено повсюду кольцевой системы.
Может иметься большое количество узких колец, или возможно неполные кольца или звонить дуги, всего 50 метров (160 ног(футов)) по ширине. Индивидуальные кольцевые частицы были найдены, чтобы быть низкого reflectivity. По крайней мере одно кольцо, epsilon, было найдено, чтобы быть серым в цвете. Луны Корделия и Ophelia действуют как спутники пастуха для кольца epsilon.
Наше знание внутренней структуры Урана выведено из радиуса планеты, массы, период вращения(циклического сдвига), форма его гравитационной области(поля) и поведения водорода, гелия, и воды в высоком давлении. Его внутренняя структура подобна таковому Нептуна если бы не факт, что это является менее активным в терминах атмосферной динамики и внутреннего теплового потока.
Это представление(вид) визитки показывает Уран, составленный из внешнего конверта молекулярного водорода, гелия и метана грубо массу один к двум Землям(грунтам). Ниже этой области(региона) Уран, кажется, составлен из мантии, богатой в воде, метане, аммиаке, и других элементах. Эти элементы находятся под высокими температурами и давлениями глубоко в пределах планеты. Мантия эквивалентна от 10 до 15 земных масс. Ядро Урана составлено из скалы и льда, и вероятно не больше, чем одна Земная масса.
Данные, полученные с «Вояджера-2», показали, что планета Уран имеет небольшое твердое железно-каменное ядро, над которым сразу начинается плотная атмосфера. Никаких океанов на Уране, по-видимому, нет. Такое строение планеты теперь называют двухслойной моделью. Температура в ядре достигает 7000 К, а давление – 6 миллионов атмосфер. Эффективная температура Урана 59 К, что лишь чуть-чуть превышает ту температуру, которую он имел бы только под влиянием солнечного тепла. Следовательно, Уран почти не имеет внутренних источников энергии. Предполагают, что вскоре после образования Солнечной системы произошло столкновение Урана с другим большим телом. Не исключено, что в результате этого столкновения Уран был опрокинут набок. Возможно, обедненность легкими газами – следствие недостаточной массы зародыша планеты, и в ходе образования Уран не смог удержать возле себя большее количество водорода и гелия. А может быть, в этом месте зарождающейся планетной системы вовсе не было столько легких газов, что, конечно, в свою очередь, тоже требует объяснений. Как видно, ответы на вопросы, связанные с Ураном, могут пролить свет на судьбу всей Солнечной системы.
Атмосфера на Уране мощная, толщиной не менее 8000 км. Атмосфера Урана (но не Уран в целом!) состоит примерно из 83 % водорода, 15 % гелия и 2 % метана. Метан, ацетилен и другие углеводороды в атмосфере планеты встречаются в значительно больших количествах, чем на Юпитере и Сатурне. Именно метановая дымка хорошо поглощает красные лучи, поэтому Уран кажется голубым. Подобно другим газовым планетам, Уран имеет полосы облаков, которые очень быстро перемещаются. Но они чрезвычайно плохо различимы и видимы только на снимках с большим разрешением, сделанные «Вояджером-2». Последние наблюдения с HST позволили рассмотреть большие облака. Есть предположение о том, что эта возможность появилась в связи с сезонными эффектами, ведь как не трудно сообразить, зима от лета на Уране сильно разнятся: целое полушарие зимой на несколько лет прячется от Солнца! Хотя, Уран получает в 370 раз меньше тепла от Солнца, чем Земля, так что летом там тоже не бывает жарко. Ветры в средних широтах на Уране перемещают облака в тех же направлениях, что и на Земле. Эти ветры дуют со скоростью от 40 до 160 м/с; на Земле быстрые потоки в атмосфере перемещаются со скоростью около 50 м/с. Дневная освещенность на Уране соответствует земным сумеркам сразу после захода Солнца. Минимальная температура 53 К наблюдалась на уровне 0,1 бар. Выше и ниже температура повышается. Температура атмосферы на уровне 2,3 бар достигает 100 К. У Урана почти такое же сильное магнитное поле, как у Земли. На уровне облаков напряженность магнитного поля равна 0,23 Гс. Но конфигурация этого магнитного поля очень сложная. Очень приближенно его можно считать дипольным, если ось диполя сместить от центра на 1/3 радиуса и наклонить к оси вращения на 60°. Компас на Уране не будет показывать на географический полюс. Магнитное поле делает возможным «полярные» сияния, наблюдающиеся в верхней части атмосферы.
Несмотря на сложность наблюдений, астрономы прошлых веков открыли почти все крупные спутники Урана. Спутниковая система лежит в экваториальной плоскости планеты, то есть почти перпендикулярно к плоскости ее орбиты. Внутренние 10 лун – маленькие по размерам. Спутник 1986U10, найденный по старым фотографиям, переданным с АМС «Вояджер-2» в 1986 году, пока не имеет собственного имени. Его, как и другие спутники Урана, назовут в честь героя какой-нибудь пьесы Шекспира.
На поверхности Титании обнаружено огромное количество кратеров. Стены некоторых каньонов кажутся светлыми, так как покрыты льдом. Спутники Урана Оберон и Титания очень похожи друг на друга. Их радиусы приблизительно вдвое меньше радиуса Луны. Поверхности обеих лун покрыты старыми метеоритными кратерами и сеткой тектонических разломов с признаками древнего вулканизма. Через все южное полушарие Оберона проходит широкая тектоническая долина, также доказывающая вулканическую деятельность в прошлом. Температура на поверхности спутников очень низкая, около 60 К.Кольца Урана были случайно обнаружены в 1977 году во время покрытия Ураном яркой звезды. При этом звезда мигнула 9 раз до и 9 раз после того, как Уран ее полностью закрыл. Так были открыты девять плотных, узких и далеко отстоящих друг от друга темных колец Урана. Ширина их всего 1–10 км, только самое широкое внешнее кольцо имеет размер 96 км. Кольца Урана практически черные: альбедо равно 0,03. Они состоят из каменистых частиц не крупнее нескольких метров в поперечнике. Каждое кольцо движется практически как единое целое. Проблема устойчивости колец Урана остается пока неразрешенной. Планетные кольца оказались обязательным элементом и закономерным явлением в спутниковых системах планет-гигантов. Обилие экспериментального материала не могло не вызвать интенсивного развития теоретических моделей. Это не просто интерес к новым астрономическим объектам. Все большее распространение получает мнение, что планетные кольца – ключ к пониманию космогонии всей Солнечной системы. Считается, что кольца, в которых раздельно вращаются отдельные частицы, являются древнейшими представителями Солнечной системы. Исследование таких дисковых систем имеет принципиальную важность для космогонии, так как на протостадии это самый распространенный тип динамической системы (протопланетное облако, протоспутниковые диски, протокольца планет). К этому же классу объектов нужно отнести и протопланетные облака вокруг других звезд, аккреционные диски в системах двойных звезд, галактические и протогалактические диски. Таким образом, планетные кольца предоставляют уникальную возможность получить важнейшую информацию о коллективных и других процессах, протекавших на стадии образования планет и Солнечной системы. Перечислим основные проблемы физики планетных колец.
Почему существуют планетные кольца? Классические модели формирования колец предполагали, что кольца – это область приливного разрушения крупных тел. Но после полетов «Вояджеров» стало ясно, что для разрушения частиц наблюдаемых размеров (10 м) приливные силы слишком слабы. Вопрос о причинах существования колец оказался прямо связан с механическими характеристиками типичной частицы.
Что вызвало расслоение колец Сатурна? Наблюдаемая иерархическая структура колец Сатурна составлена по принципу «матрешки»: широкие ~1000 км кольца состоят из системы более узких ~100 км колец и т.д. До сих пор не существует теории, объясняющей наличие тонких колечек.
Как образовались и почему не разрушаются кольца Урана? Наиболее популярна гипотеза о том, что узкие, эллиптические кольца Урана сформировались и сохраняют стабильность благодаря двум спутникам-«пастухам» по краям каждого кольца. Однако «Вояджер-2» в 1986 году не обнаружил между кольцами Урана столь необходимых для этой гипотезы спутников-«пастухов». При этом данные «Вояджера-2» подтвердили альтернативную гипотезу о резонансной природе колец Урана.
Для того, чтобы дать физически цельную картину существующих планетных колец, приходится обращаться к самым различным методам и областям науки: к небесной механике и физике льда и снега, к теории удара и кинетической теории газов, к теории неустойчивостей и физике плазмы. Этот вопрос все еще ждет своих исследователей.
Седьмая от Солнца большая планета Солнечной системы, открытая Уильямом Гершелем в 1781 г. Уран достаточно ярок, так что при хороших условиях наблюдения его можно увидеть невооруженным глазом. С Земли даже в самый большой телескоп он кажется зеленоватым диском, почти лишенным деталей. В 1986 г. космический зонд «Вояджер-2» прошел недалеко от Урана и его спутников, передав на Землю их крупноплановые изображения. «Вояджером-2» были открыты десять небольших спутников Урана (к этому времени были уже известны пять больших спутников планеты — Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон).
Видимая поверхность (диск) планеты представляет собой плотные слои протяженной атмосферы, состоящей из молекулярного водорода (50%), гелия (15%), метана (20%) и аммиака (не менее 5%), находящегося в стадии насыщения, т. е. часть его присутствует в жидком и даже кристаллическом виде. По условиям обогревания солнечными лучами температура атмосферы Урана должна быть близкой к -220°С. Однако, по радиоизлучению планеты температура Урана оказалась равной -150°С и повышается в глубинных слоях, что свидетельствует о горячих недрах этой планеты. Радиус Урана равен 25700 км (4 радиуса Земли), масса почти 14,6 земной массы, средняя плотность 1,3 г/см3, а период вращения вокруг оси близок к 1648м. Плоскость экватора планеты образует с плоскостью ее орбиты угол = 82°, но планета вращается в обратном направлении (с востока к западу), и поэтому наклон оси ее вращения считается равным 98°, т. е. полюсы планеты отстоят от плоскости ее орбиты всего лишь на 8°.
Магнитное поле, примерно в 1,2 раза слабее земного и простирающееся от планеты на 18 ее радиусов (457000 км). Ось магнитного поля наклонена к оси вращения планеты приблизительно на 60°. Имеется у Урана и радиационный пояс. В глубине атмосферы планеты найдены метановые облака. Совсем недавно у Урана были известны пять спутников, которые движутся в направлении вращения планеты вблизи плоскости ее экватора по почти круговым орбитам. Самый далекий и второй по величине IV спутник Оберон (диаметр 1550 км) обращается за 13д12,2ч на среднем расстоянии 583,4 тыс. км от планеты, а наименьший из них, считавшийся наиболее близким, V спутник Миранда (диаметр около 480 км) — за 1д11ч на среднем расстоянии в 129,900 км. Но в январе 1986 г. «Вояджер-2» открыл еще 10 небольших спутников размерами от 40 до 170 км, причем все они обращаются вокруг Урана внутри орбиты Миранды и тоже вблизи плоскости экватора планеты. Так что теперь число известных спутников Урана достигло 15, причем самый близкий к планете XIII спутник Корделия обращается вокруг нее за 8ч19м на среднем расстоянии 49800 км.
Уран — один из четырех «газовых гигантов» Солнечной системы. Предполагается, что в центре планеты имеется небольшое каменное ядро, которое окружено толстой ледяной мантией из замерзших масс воды, метана и аммиака. Внешний слой планеты — водородная и гелиевая атмосфера с небольшим количеством различных молекулярных соединений.
Даже на крупных планах планеты, полученных «Вояджером», Уран имеет «спокойный», почти лишенный деталей вид, хотя и имеются некоторые намеки на слабые полосы, параллельные экватору. Любопытная особенность Урана состоит в том, что его ось вращения лежит практически в плоскости Солнечной системы (у других планет ось почти перпендикулярна этой плоскости). Внутренний период вращения равен 17 час. 14 мин.
Кольца Урана
В 1977 г. у Урана была открыта серия узких колец, лежащих в экваториальной плоскости. Каждое кольцо имеет в ширину всего несколько километров и с Земли не видно. Эти кольца были обнаружены во время покрытия Ураном звезды 8-й звездной величины. Кольца вызвали небольшое падение наблюдаемой яркости этой звезды непосредственно до и сразу после ее покрытия диском планеты. Более поздние покрытия Беты Скорпиона и Сигмы Стрельца подтвердили полученный результат. Система колец впоследствии (в 1986 г.) была сфотографирована «Вояджером-2», когда были обнаружены еще два кольца, а общее их количество достигло одиннадцати. Все кольца очень узкие, шириной от 2 до 5 км, и лишь у одного ширина близка к 70 км, а их толщина не превышает 1 км. Кольца состоят из пыли и твердых частиц размерами до 1 м. Кольца отделены друг от друга широкими промежутками и обращаются вокруг планеты в плоскости ее экватора. Ближайшее к планете кольцо радиусом 42000 км (1,65R радиуса планеты) обращается с периодом 6ч37м, а самое внешнее радиусом около 51 400 км (2,02R) — с периодом 8ч26м.
Уран, седьмая по удалённости от Солнца большая планета Солнечной системы; астрономический знак или . Относится к числу планет-гигантов. Открыт В. Гершелем в 1781; случайно наблюдался и ранее, но оставался нераспознанным среди звёзд. Движется вокруг Солнца на среднем расстоянии от него 19,19 а. е. по орбите, близкой к круговой. Эксцентриситет орбиты равен 0,047, наклон плоскости орбиты У. к плоскости эклиптики составляет всего лишь 0,77°. Полный оборот вокруг Солнца У. совершает за 84,015 года, или 30 685 земных сут. Синодический период У., в течение которого повторяются противостояния и соединения с Солнцем, составляет 369,7 сут. Будучи достаточно ярким объектом (около 6-й звёздной величины), У. легко наблюдается в бинокль, но для того, чтобы уверенно заметить диск, нужен телескоп с увеличением не менее 60 раз. Невооружённым глазом едва различим. Видимый поперечник У. меняется в пределах от 3,4» до 4,3». Истинный экваториальный диаметр У. равен 50700 км, или 3,98 диаметра Земли. Объём У. в 61 раз превышает объём Земли, масса же его составляет 14,56 массы Земли, так что средняя его плотность мала и равна 1,32 г /см3, что характерно для планет-гигантов. Ускорение силы тяжести на экваторе У. равно 1040 см/сек2 минус 60 см/сек2 за счёт центробежного ускорения, а вторая космическая скорость – 22 км/сек.
Фигура У. сильно сжата у полюсов (сжатие – около 1: 33), что отражает факт быстрого его вращения вокруг оси: период осевого вращения У. составляет 10,8 ч. Поскольку на диске У. не заметно никаких деталей, установить факт его вращения из прямых наблюдений невозможно. Период вращения У. установлен по периодическим изменениям его блеска с амплитудой до 0,15 звёздной величины, а также по величине смещения линий в его спектре вследствие эффекта Доплера, что позволяет определить линейную скорость вращения У. на его экваторе. В отличие от большинства планет, у которых осевое вращение, если смотреть на планету со стороны Сев. полюса, происходит против часовой стрелки, т. е. в ту же сторону, в которую движется и сама планета вокруг Солнца, У. (как и Венера) вращается в сторону, противоположную орбитальному движению; ось вращения У. лежит почти в плоскости орбиты, составляя с нормалью к орбите угол 98°.
Из-за большого удаления от Солнца У. получает от него очень мало света и тепла – почти в 370 раз меньше, чем Земля, но его отражательная способность очень велика – самая высокая среди планет: сферическое альбедо У. равно 0,93, геометрическое альбедо – 0,57. Если У. столь же эффективно отражает всё тепловое излучение Солнца, то его температура на поверхности должна быть очень низкой – ниже 90 К (–180 °С); это подтверждается измерениями в инфракрасной области спектра, где средняя температура оказалась равной всего лишь 55 ± 3 К. В то же время температура, измеренная в сантиметровом диапазоне, заметно превышает 100 К, что свидетельствует о существовании потока тепла из недр планеты. Большое альбедо У. говорит о наличии мощной атмосферы. Спектроскопическим методом на планете обнаружен молекулярный водород H2 мощностью 100 км-атм над уровнем облачного слоя и метан CH4 мощностью от 3 до 150 км-атм (по разным оценкам). Давление атмосферы на уровне облаков оценивается в 3 атм. Теоретические исследования внутреннего строения У. привели к следующим результатам: внешняя газовая оболочка состоит из газов H2, Не, CH4, общая масса которых составляет около 10% полной массы планеты; толщина оболочки – 27% радиуса У.; ниже находится жидкое ядро, состоящее преимущественно из воды.
У. имеет 5 спутников, которые движутся в экваториальной плоскости У. в направлении вращения планеты. Все они слабы и доступны наблюдениям лишь с помощью крупных телескопов. Два спутника, более удалённые и самые яркие, – Титания и Оберон – были открыты Гершелем в 1787, менее яркие – Ариель и Умбриэль – У. Ласселлом в 1851 и, наконец, самый близкий к планете спутник – Миранда – амер. астрономом Дж. Койпером в 1948 фотографическим путём (блеск 16,5 звёздной величины). Размеры спутников можно лишь грубо оценить по их блеску: самый крупный из них – Титания – имеет диаметр между 0,5 и 1,3 тыс. км, самый малый – Миранда – от 150 до 500 км.
Источник: gect.ru
Атмосфера Урана
Из-за темно-синего цвета Урана атмосферную модель планеты оказалось составить гораздо сложнее, нежели модели того же Юпитера или даже Сатурна. 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.
Структура Урана
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 Земли. 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 Нептун, 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.
Кольца Урана
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.
Интересные факты об Уране
• 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 Венере, 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.
• Voyager 2 — единственный космический аппарат, пролетевший мимо Урана. Это произошло в 1986 году, самое близкое расстояние до планеты во время пролета составило около 81500 км. Благодаря этой миссии были получены самые первые изображения планеты в достаточно высоком разрешении. Исследователям удалось выявить кольцевую систему планеты и орбитальные спутники.
• В настоящее время считается, что Уран имеет 13 колец. Все, кроме двух колец Урана, очень узкие — всего лишь несколько километров в ширину. Ученые полагают, что это связано с относительно молодым возрастом самих колец, которые в прошлом были частями от спутников Урана, но были разрушены кометами или астероидами.
• Химический элемент уран, обнаруженный в 1789 году, был назван в честь недавно обнаруженной планеты Уран.
• Уран является самой холодной планетой в Солнечной системе. Минимальная температура поверхности на Уране составляет -224 °C — что делает его самым холодным из восьми планет. Его верхние слои атмосферы покрыты туманом, в основном из метана, который скрывает бури, происходящие в облаках.
• Спутники Урана названы в честь персонажей, созданных Александром Поупом и Уильямом Шекспиром. Например, Оберан, Титании и Миранда. Почти все эти миры покрыты льдом и имеют темную поверхность, а некоторые представляют собой смесь льда и камней. Из спутников Урана наиболее интересным является Миранда, которая имеет ледяные каньоны, террасы и странно выглядящую поверхность.
Источник: mks-onlain.ru
Таинственный ледяной гигант
Характеристики планеты:
- Расстояние от Солнца: 2 896.6 млн км
- Диаметр планеты: 51 118 км*
- Сутки на планете: 17ч 12мин**
- Год на планете: 84,01 года***
- t° на поверхности: -210°C
- Атмосфера: 83% водород; 15% гелий; 2% метан
- Спутники: 17
* диаметр по экватору планеты
** период вращения вокруг собственной оси (в земных сутках)
*** период обращения по орбите вокруг Солнца (в земных сутках)
Развитие оптики в новое время привело к тому, что 13 марта 1781-го были расширены границы солнечной системы открытием планеты Уран, открытие было совершено Уильямом Гершелем.
Презентация: планета Уран
Скачать видео презентацию: планета Уран
Это седьмая по счету планета солнечной системы, она имеет 27 спутников и 13 колец.
Внутреннее строение
Определить внутренне строение Урана можно лишь косвенно. Массу планеты, равную 14.5 земных масс определили ученые после изучения гравитационного влияния планеты на спутники. Есть предположение, что в центре Урана находится каменное ядро, которое в основном состоит из оксидов кремния. Его диаметр в 1.5 раза должен превысить диаметр земного ядра. Затем должна идти оболочка изо льда и камней, а после океан жидкого водорода. По другой точке зрения Уран вовсе не имеет ядра, и вся планета представляет собой огромный шар изо льда и жидкости, окруженный газовым покрывалом.
Атмосфера и поверхность
Атмосфера Урана в основном состоит из водорода, метана и воды. Это и есть практически весь основной состав недр планеты. Плотность Урана выше, чем у Юпитера или Сатурна в среднем она составляет 1.58 г/см3. Это говорит о том, что частично Уран состоит из гелия или обладает ядром, состоящим из тяжелых элементов.В атмосфере Урана присутствуют метан и углеводород. Его облака состоят из твердого льда и аммиака.
Спутники планеты Сатурн
У планеты, также, как у двух других крупных гигантов Юпитер и Сатурн, есть своя система колец. Обнаружены они были совсем не так давно в 1977 году совершенно случайно во время обычного наблюдения за затмением под Ураном одной из светивших звезд. Дело в том, что кольца Урана имеют крайне слабую способность отражать свет, поэтому об их наличии до того времени никто и не догадывался. В дальнейшем космический аппарат "Вояджер-2" подтвердил наличие системы колец у Урана.
Спутник планеты были обнаружены намного раньше, еще в 1787 году тем же астрономом Уильямом Гершелем, который и открыл саму планету. Первые открытые два спутника — Титания и Оберон. Они самые крупные спутники планеты, состоят в основном из льда серого цвета. В 1851 году астроном из Великобритании Уильям Лассел открыл еще два спутника — Ариэль и Умбриэль. , а еще спустя почти 100 лет в 1948 году астроном Джеральд Койпер нашел пятый спутник Урана Миранда. Позже межпланетный аппарат "Вояджер-2" обнаружит еще 13 спутников планеты, недавно были открыты еще несколько спутников, поэтому на настоящее время известно уже о 27 спутниках Урана.
Читайте также: Кольца и спутники Урана
Интересные факты о планете
В 1977 году на Уране была обнаружена необычная система колец. Главное их отличие от сатурновских заключается в том, что они состоят из крайне темных частиц. Кольца можно обнаружить только при сильном ослаблении света звезд, находящихся за ними.
Уран имеет 4 крупных спутника: Титания, Оберон, Ариэл ь, Умбриэль, возможно они имеют кору, ядро и мантию. Необычны и размеры планетной системы, они очень невелики. Самый дальний спутник Оберон движется по орбите, отдаленной от планеты на 226 000 км, а ближайший спутник Миранда вращается на расстоянии всего в 130 000 км.
Это единственная планета солнечной системы ось, которой имеет наклон к орбите более чем в 90 градусов. Соответственно получается, что планета как бы «лежит на боку». Считается, что произошло это вследствие столкновения гиганта с огромным астероидом, что и привело к смещению полюсов. Лето на южном полюсе длится в течение 42 земных лет, за это время солнце ни разу не покидает небосклон, зимою же наоборот 42 года царит непроглядная тьма.
Это самая холодная планета солнечной системы, самая низкая зафиксированная температура равна -224°C. На Уране дуют постоянные ветра, скорость которых колеблется в пределах 140 – 580 км/ч.
Изучение планеты
Единственный достигший Урана космический аппарат – Вояджер 2. Полученные с него данные просто поражали, оказывается планета имеет 4 магнитных полюса, 2 главных и 2 второстепенных. Также были сделаны измерения температуры на разных полюсах планеты, что также привело ученых в замешательство. Температура на планете постоянна, и отличается примерно на 3-4 градуса. Ученые пока не могут объяснить причину, но считается, что это происходит из-за насыщенности атмосферы парами воды. Тогда движение воздушных масс в атмосфере схоже с земными морскими течениями.
Загадки солнечной системы еще не раскрыты, а Уран является одной из самых ее наиболее загадочных представителей. Масса полученной информации с Вояджера 2 лишь слегка приоткрыла завесу тайны, но с другой стороны эти открытия привели к еще большим загадкам и вопросам.
Читайте: Исследование Урана космическим аппаратом "Вояджер-2"
Источник: xn—-8sbiecm6bhdx8i.xn--p1ai