Астрономия для детей Ответы на частые вопросы > Какая температура на Уране

Температура Урана днем и ночью – описание для детей: самая холодная планета Солнечной системы, ледяная атмосфера, каменистое ядро, экстремальный наклон оси.

Начать объяснения для детей родители или учителя в школе могут с того, что Уран — седьмая планета от Солнца с невероятно холодной атмосферой (хотя она и не самая отдаленная). И хотя ее экватор не смотрит на Солнце, распределение температур происходит также, как и на других планетах (более теплый экватор и холодные полюса). Давайте узнаем, какая температура Урана.

Ледяная атмосфера Урана — объяснение для детей

Для самых маленьких будет познавательно узнать, что Уран обнаружили в 1781 году. Сейчас он относится к категории ледяных гигантов, состоящих преимущественно изо льда, а не газа. В его составе преобладает водород, гелий и метан. Более легкие газы расположились в атмосферных слоях. Чем выше от поверхности, тем больше давление и температура.


В тропосфере температура не поднимается выше -153°C и -218°C, из-за чего и вырывает первенство среди самых холодных атмосфер в нашей системе. Тропосфера получает немного тепла, поэтому снова прогревается до -153°C. Зато внешний слой достигает 577°C.

Экстремальный наклон Урана — объяснение для детей

Следует объяснить детям, что большинство планет смотрят на Солнце именно экватором, но Уран повернут полюсами. Ученые полагают, что это произошло после столкновения во время формирования планеты.

Такое положение привело к тому, что температура на одном полюсе Урана всегда выше, чем на другом (пока они не поменяются). В таком случае, более высокие температуры должны управлять погодными условиями, ведь теплый воздух поднимается и опадает на другом полюсе. Но здесь погода срабатывает по тому же принципу, что и на других планетах (полосы и зоны вращаются вокруг экватора, который теплее полюсов). Нагрев вырабатывается не Солнцем, а самой планетой.

Прохладный Уран — объяснение для детей


Однако, дети должны понимать, что температура внутри планеты Уран намного ниже, чем у других планет. Да и избыточное тепло не выходит в пространство.

В отличие от своих газовых товарищей, у Урана скорее каменистое ядро, нежели газообразное. Его температура может накаляться до 4727°C, но это все равно холоднее, чем у других (Юпитер – 24000°C). Теперь вы знаете, как выглядит температура Урана днем и ночью. Используйте наши фото, видео, рисунки и подвижные модели онлайн, чтобы лучше разобраться во внешнем виде планеты и особенностях ее поверхности.

Источник: v-kosmose.com

Кто открыл Уран

Но давайте начнем наш рассказ об этой необычной планете с истории ее открытия. Планета Уран был открыта английским астрономом Уильямом Гершелем в 1781 году. Что интересно, наблюдая ее необычное движение, астроном сперва принял ее за комету, и лишь спустя пару лет наблюдений она таки получила планетный статус. Гершель хотел назвать ее «Звездой Георга», но научному сообществу больше пришлось по вкусу название, предложенное Иоганном Боде – Уран, на честь античного бога Урана, являющегося олицетворением неба.

Бог Уран

Бог Уран в античной мифологии является самым старым из богов, создателем всего и всея (в том числе других богов), и также дедушкой верховного бога Зевса (Юпитера).

Особенности планеты Уран


Уран тяжелее нашей Земли в 14,5 раз. Тем не менее, это самая легкая планета среди планет-гигантов, так соседняя с ним планета Нептун, хотя и имеет меньшие размеры, масса ее больше, нежели у Урана. Относительная легкость этой планеты обусловлена ее составом, значительную часть которого составляет лед, причем лед на Уране самый разнообразный: есть лед аммиачный, водный, метановый. Плотность Урана составляет 1.27 г/см кубичных.

Температура Урана

Какая температура на Уране? Ввиду удаленности от Солнца, разумеется, весьма холодная и дело здесь не только в ее удаленности, но и в том, что внутреннее тепло Урана в разы меньше, чем у других планет. Тепловой поток планеты чрезвычайно маленький, он меньше чем у Земли. Как следствие на Уране была зарегистрирована одна из самых низких температур Солнечной системы –224 С, что даже ниже чем у Нептуна, находящегося еще дальше от Солнца.

Есть ли жизнь на Уране

При температуре, описанной абзацем выше, очевидно, что зарождение жизни на Уране не возможно.

Атмосфера Урана

Какая атмосфера на Уране? Атмосфера этой планеты делится на слои, которые определяются температурой и поверхностью. Внешний слой атмосферы начинается на расстоянии 300 км от условной поверхности планеты и называется атмосферной короной, это самая холодная часть атмосферы. Далее ближе к поверхности идет стратосфера и тропосфера. Последняя – самая нижняя и самая плотная часть атмосферы планеты. Тропосфера Урана имеет сложное строение: она состоит из водных облаков, облаков аммиака, метановых облаков перемешанных между собой в хаотическом порядке.

iv>

Состав атмосферы Урана отличается от атмосфер других планет по причине высокого содержания гелия и молекулярного водорода. Также большая доля в атмосфере Урана принадлежит метану, химическому соединению, составляющему 2,3% всех молекул тамошней атмосферы.

Фото планеты Уран

Планета Уран
планета Уран
планета Уран

Поверхность Урана

Поверхность Урана состоит из трех слоев: скалистого ядра, ледяной мантии и внешней оболочки из водорода и гелия, которые пребывают в газообразном состоянии. Также стоит отметить еще один важный элемент, который входит в состав поверхности Урана – это метановый лед, который создает, что называется фирменный, голубой окрас планеты.

Также ученые средствами спектроскопии обнаружили окись и двуокись углерода в верхних слоях атмосферы.

Кольца Урана


Да, и у Урана тоже есть кольца (впрочем, как и других планет-гигантов), пускай и не такие большие и красивые как у его коллеги Сатурна. Наоборот, кольца Урана тусклые и почти не заметные, так как состоят из множества очень темных и маленьких частиц, диаметром от микрометра до долей метров. Что интересно, кольца у Урана были обнаружены раньше колец других планет за исключением Сатурна, еще первооткрыватель планеты У. Гершель утверждал, что видел у Урана кольца, но тогда ему не поверили, так как телескопы того времени не обладали достаточной мощностью, чтобы другие астрономы могли подтвердить увиденное Гершелем. Лишь спустя два века, в 1977 году американскими астрономами Джеймсоном Элиотом, Дагласом Минкомым и Эдвардом Данемом с помощью бортовой обсерватории Койпера удалось воочию наблюдать кольца Урана. Причем произошло это случайно, так как ученые просто собирались заниматься наблюдениями за атмосферой планеты и сами того не ожидая обнаружили наличие у нее колец.

Кольца Урана

На данный момент известно 13 колец Урана, самым ярким из которых является кольцо эпсилон. Кольца этой планеты являются сравнительно молодыми, они были образованы уже после ее рождения. Есть гипотеза, что кольца Урана образованы из остатков какого-то разрушенного спутника планеты.

Спутники Урана

>

К слову о спутниках, как думаете, сколько спутников у Урана? А их у него аж целых 27 штук (по крайней мере, известных на данный момент). Самыми большими считаются: Миранда, Ариэль, Умбриэль, Оберон и Титания. Все спутники Урана представляют собой смесь горных пород со льдом, за исключением Миранды, которая полностью состоит из льда.

спутники Урана

Так выглядят спутники Урана по сравнению с самой планетой.

У многих спутников нет атмосферы, также часть из них движется внутри колец планеты, через что их также называют внутренними спутниками, и все они обладают прочной связью с кольцевой системой Урана. Ученые полагают, что многие спутники были захвачены гравитацией Урана.

Вращение Урана

Вращение Урана вокруг Солнца, пожалуй, является самой интересной особенностью этой планеты. Так как мы писали выше, Уран вращается иначе, чем все другие планеты, а именно «ретроградно», подобно тому, как катится по земле шар. В результате этого смена дня и ночи (в нашем привычном понимании) на Уране происходит только вблизи экватора планеты, притом, что Солнце там расположено очень низко над горизонтом, примерно как в полярных широтах на Земле. Что же касается полюсов планеты, то там «полярный день» и «полярная ночь» сменяют друг друга раз в 42 земных года.


Что же касается года на Уране, то один тамошний год равен нашим 84 земным годам, именно за такое время планета делает круг по своей орбите вокруг Солнца.

Сколько лететь до Урана

Сколько лететь до Урана от Земли? Если при современных технологиях полет к ближайшим нашим соседкам Меркурию, Венере, Марсу занимает по несколько лет, то полет к таким отдаленным планетам как Уран может растянуться на десятилетия. На данный момент лишь один космический аппарат совершил подобное путешествие: Вояджер-2, запущенный НАСА в 1977 году, долетел до Урана в 1986 году, как видите полет в одну сторону занял почти десятилетие.

Также предполагалось отправить к Урану аппарат Кассини, занимавшийся изучением Сатурна, но потом было принято решение оставить Кассини возле Сатурна, где тот и погиб совсем недавно – в сентябре прошлого 2017 года.

Интересные факты о планете Уран

  • Через три года после своего открытия планета Уран стала местом действия сатирического памфлета. Часто эту планету упоминают в своих научно-фантастических произведениях писатели фантасты.
  • Уран можно увидеть в ночном небе и невооруженным глазом, надо лишь знать, куда смотреть, и небо должно быть идеально темным (что, к сожалению, не возможно в условиях современных городов).
  • На планете Уран есть вода. Вот только вода на Уране пребывает в замороженном виде, как лед.
  • Планете Уран можно со всей уверенностью присвоить лавры «самой холодной планеты» Солнечной системы.

Источник: www.poznavayka.org

Какая самая холодная планета нашей Солнечной системы?

Стоит отметить, что все наши планеты разделяются еще на два подвида: земные планеты и газовые гиганты. Разделяет их между собой еще один пояс, но уже состоящий из астероидов. И вот за пределами этой, так называемой, «линии мороза» настолько холодно, что можно заморозить такие летучие вещества, как аммиак или метан. Это связано с тем, что астрономические тела, которые находятся далеко от Солнца, получают очень мало тепла и света.

  • Но если взглянуть на первую планету – Меркурий, то сразу же возникает парадокс. Ведь температура самой первой планеты может достигать значительных минусов. Порой она опускается ниже -170 °С. А потом снова пойдет скачек свыше 400 °С.
  • Да, например, на Антарктиде температура воздуха может достигать и −93,2 °С. Причем также практически постоянно там температура ниже нуля. Но наша планета немного уступает в этом вопросе.
    • Более того, будучи на расстоянии третьей орбиты, Земля становится одной из теплых планет. Причем не просто теплой, она имеет разумные температуры, что создают благоприятные условия для жизни людей. Для сравнения, вторая планета Венера может сжечь любого человека заживо, ведь были зарегистрированы скачки выше 450 °С.

  • Раньше звание самой холодной планеты в звездной системе, где мы живем, принадлежало Плутону. Он имел самую низкую температуру в -240 °С. Однако в 2006 году Международным астрономическим союзом Плутон был признан карликовой планетой. То есть он больше не числится, как реальная планета.
  • С тех пор звание планеты с самой низкой температурой на поверхности перешло к Урану. И это несмотря на то, что Нептун находится дальше от Солнца, чем Уран. Ведь есть и другие факторы, кроме отдаленности от теплотворной звезды, которые влияют на температурный режим планеты. Поэтому мы предлагаем изучить планету более подробно и выяснить, почему на этой планете так холодно.
Уран - это самая холодная планета нашей солнечной системы
Уран — это самая холодная планета нашей Солнечной системы

Какая средняя температура на самой холодной планете – Уране?

Когда дело доходит до выяснения средней температуры планеты, ученые берут во внимание изменения температуры, измеряемой с поверхности.


  • У Урана нет гладкой и прочной поверхности, как таковой. Связана эта особенность с тем, что Уран — газовый гигант. Иногда его именуют и ледяным гигантом. В результате такой особенности ученые полагаются на показания температуры, где атмосферное давление равно 1 бар, что эквивалентно атмосферному давлению на уровне моря на Земле.
  • На Уране эта область атмосферы находится чуть ниже облаков верхнего уровня. Измерение в этой части площади планеты – сложный и длительный процесс. Давление в этой области составляет от 1 до 5 бар, а температура достигает -196 °С.
    • Кстати, уже эти температурные условия дают возможность метану конденсироваться. На планете образуются облака аммиака и сероводорода. Именно они придают Урану синевато-зеленый цвет. Эта окраска характерна и для некоторых других газовых гигантов.
  • Дальше в пространство, где давление падает до 0,1 бар, температура снижается до минимума от -216 ℃ до -224 °С. В самом центре планеты давление возрастает, что также приводит к резкому повышению температуры. В ядре Урана температура достигает 4700 °С. Это первый звоночек, к которому мы вернемся немного позже.
  • Огромные температурные различия между центральной областью Урана и его поверхностью способствуют появлению сильных ветров. Их скорость достигает 240 м/с. Это делает ветра на Уране одними из самых сильных в Солнечной системе. Со временем сильные ветра на Уране теряют свои свойства. Но им на замену приходят новые.
Температура на уране может опускаться ниже -220 °c
Температура на Уране может опускаться ниже -220 °C

Почему на Уране, самой холодной планете, низкая температура?

Имеется очень много нюансов, которые влияют на температуру планеты и, в то же время, зависят от нее. Ярким примером выступает климат, что вносит свою лепту в температурный режим.

  • Как и некоторые другие планеты в Солнечной системе, Уран не находится параллельно Солнцу. Вместо этого он наклонен на бок с углом 97°. Для сравнения, Земля наклонена к Солнцу под углом 23,4°. Этот наклон приводит к появлению сезонов. Однако расстояние до Урана от Солнца огромное — в среднем, планета находится в 2,8 млрд. км от теплотворной звезды.
  • Когда все планеты вращаются вокруг Солнца, одно полушарие всегда склоняется к нему, другое — отклоняется в противоположную сторону. Когда южное полушарие приближается к Солнцу, оно получает больше солнечного света, чем северное полушарие. Это означает, что лето будет на юге, а зима на севере. Также верно противоположное значение, когда северное полушарие наклонено к Солнцу. То есть, север получает больше солнечного света. И тогда можно сделать вывод, что на севере сейчас лето, а на юге – зима.
  • В результате, полюс, наклоненный к Солнцу, достигает более высоких температур, чем остальная часть планеты. Сезоны меняются с намного меньшей скоростью, чем на Земле. Уран оборачивается вокруг Солнца в течении 84 земных лет. При этом довольно быстро происходит смена времени суток – чуть больше 17 часов.
  • Весенняя погода выделяется сильнейшими штормами, что иногда даже достигают отметки выше 800 км/с. Более того, именно этот сезон характеризуется постоянными грозами. Другие же периоды выделяются резким спокойствием или ощутимыми перепадами в температуре и самом климате. Ученые же сводятся к тому, что асимметрия планеты становится этому причиной.
Климат на уране имеет большие перепады и скачки
Климат на Уране имеет большие перепады и скачки

Сравнение температуры Урана с Нептуном и Плутоном

Почему Уран обошел планету Нептун, которая находится еще дальше от Солнца

  • С Ураном в гонке за звание самой холодной настоящей планеты соревнуется его сосед — Нептун. Они оба известны, как ледяные гиганты, поскольку состоят из огромного количества кристаллов горных пород, воды, аммиака и метана. Уран, в среднем, находится на расстоянии 2,8 млрд. км от Солнца, а Нептун — на расстоянии 4,5 млрд. км от Солнца.
  • Нептун на 1,7 млрд. км дальше от Солнца и, получая только 40% солнечной радиации, все же теплее Урана. Смотря на эти данные, напрашивается вывод, что Нептун самая холодная планета Солнечной системы. Но это не так.
  • Нептун имеет среднюю температуру около -200 °С, а средняя температура Урана находится в пределах -195 °С. Но самая низкая температура Урана, когда-либо зафиксированная, составляла -224 °С. Хотя на Нептуне такой скачек тоже бывает, но не превышает отметку -220 °С.
  • И это подтверждает, что в определенные периоды Уран достигает очень низких температур. Низкие температуры не имеют себе равных среди любых других планет Солнечной системы.
  • Ученые не могут дать точный ответ, почему Уран достигает таких низких температур, несмотря на то, что он намного ближе к Солнцу, чем Нептун. Возможно, Уран был сбит огромным ударом назад, когда Солнечная система впервые формировалась. Это сказалось на его климате спустя огромный промежуток времени. Но это только неподтвержденная гипотеза.
  • Астрономы думают, что странный наклон Урана может привести к выходу тепла из его ядра в космос. Ученые также подозревают, что Уран имеет очень активную атмосферу, которая заставляет его терять тепло.
  • Но мы возвращаемся к тому тревожному звоночку. Температура ядра Урана чуть выше 4700 °С. Для сравнения, атмосфера Нептуна помогает удерживать тепло от его горячего ядра, что приводит к более теплым температурам, чем ожидалось при таком большом расстоянии от Солнца. Температура ядра Нептуна достигает 7000 °С, что практически в два раза больше, чем на Уране.
  • Также приведем сравнение с габаритами планеты. Например, на Юпитере температура ядра превышает 24 тыс. °С. Да, он имеет и большой радиус. Но вот Земля, размером в 12 тыс. км в диаметре, имеет тепло ядра до 6 тыс. °С. А даже радиус Урана достигает 50 тыс. км. Поэтому главная причина такой низком температуры — это сравнительно малый размер ядра и его низкая температура. Как для такой большой планеты. Поэтому ядро просто не успевает прогревать такой масштаб.
  • А значит, не только отдаленность планет от единственной звезды в Солнечной системе влияет на температурный режим на них. Значение имеет и структура, а также способ формирования планеты и, конечно же, ядро. Ведь оно играет также важную роль в прогревании планеты.
Уран имеет небольшое ядро с малой температурой
Уран имеет небольшое ядро со сравнительно малой температурой

Спор между Ураном и Плутоном за звание самой холодной планеты

  • Используя свои минимальные знания астрономии и способности к вычету, человек может получить представление о том, какая планета в нашей Солнечной системе является самой холодной. Если он поклонник старой классификации планет, то назовет Плутон самой холодной планетой.
  • И для этого даже будут весомые аргументы. Ведь Плутон среди всех планет находится дальше всего от Солнца. И, действительно, средняя температура на Плутоне -223,15 °C. Максимально низкая температура на планете -240 °C.
  • Но этот человек был прав много лет назад. Ведь проблема в том, что Плутон теперь классифицируется, как карликовая планета, и больше не считается реальной планетой. Помимо этого, аргументация наибольшим расстоянием от Солнца не совсем корректна. Ведь, как видно на примере Урана, на температуру планеты влияет не только этот фактор.
  • Плутон стал называться карликовой планетой из-за его массы и того факта, что он не смог четко определить свою орбиту на ранней стадии ее формирования. В качестве объекта пояса Эджворта-Койпера Плутон является одним из миллионов горных пород и льдов, которые имеют одинаковые температуры.

Источник: heaclub.ru

Ни для кого не будет секретом то, что Земля является единственной обитаемой планетой в нашей Солнечной системе. Все планеты, кроме Земли, отличает отсутствие пригодной для дыхания атмосферы, а многие из них еще и слишком жаркие или наоборот — замерзшие миры.

Планеты нашей Солнечной системы с соблюдением масштабных размеров
Планеты нашей Солнечной системы с соблюдением масштабных размеров, в нижней левой части картинки — орбиты планет / изображение NASA

«Обитаемая зона» существует в каждой звездной системе имеющей планеты, она представляет собой  некоторую условную область, при нахождении в которой на планетах возможно существование воды в жидкой фазе. В связи с чем на таких планетах или их спутниках, возникают условия подходящие для появления жизни, похожей на земную.

Итак, горячие и холодные миры в нашей Солнечной системе! Что же именно мы знаем про температуры их поверхностей и что влияет собственно на эти температуры?

Фотография Меркурия полученная со станции Мессенджер
Фотография Меркурия полученная с американской автоматической межпланетной станции Мессенджер / фото NASA

Из восьми планет Солнечной системы Меркурий находится ближе всех к Солнцу, таким образом можно было бы ожидать, что он будет самым «горячим» в нашем списке. Однако, так как он не имеет атмосферы и вращается вокруг своей оси очень медленно, температура на его поверхности колеблется в довольно широких диапазонах.

Медленное вращение вокруг оси приводит к тому, что сторона Меркурия обращенная к Солнцу разогревается до 427 °C. Между тем, на противоположной стороне, температуры падают до —173 °C, таким образом, средняя температура Меркурия будет 67 °C.

Венера невероятно жаркий и враждебный мир
Венера невероятно жаркий и враждебный мир, из-за сочетания его плотной атмосферой и близости к Солнцу / изображение NASA / JPL

Венера — вторая по близости планета к Солнцу, также может похвастаться высокой температурой на поверхности, до 470 °C. Такая температура на поверхности Венеры обусловлена парниковым эффектом, медленным вращением вокруг оси, а также близостью к Солнцу. Из-за плотной атмосферы суточные колебания температуры незначительны, несмотря на нахождение на самой границе зоны обитаемости, жизнь на Венере в нашем понимании невозможна.

Парниковые газы и плотность атмосферы Венеры создали сильнейший парниковый эффект, значительная часть солнечного тепла удерживается атмосферой планеты, а поверхность представляет собой бесплодный и расплавленный ландшафт. На поверхности Венеры находятся тысячи древних вулканов извергавших лаву в прошлом, сотни кратеров, кора планеты — очень тонкая, она ослаблена высокими температурами и мало препятствует извержениям лавы наружу. Крайне негостеприимное место по любым меркам!

Земля — третья планета от Солнца / фото NASA
Земля — третья планета от Солнца / фото NASA

Земля — третья планета от Солнца, она до сих пор является единственной известной нам обитаемой планетой. Средняя температура Земной поверхности составляет 7,2 °С и она изменяется в зависимости от ряда факторов. Существенное влияние на температуры северного и южного полушарий планеты оказывает наклон оси, это означает, что в определенные времена года одно из полушарий получает больше света от Солнца, а другое полушарие наоборот — меньше.

Но несмотря на все это, на Земле также есть экстремальные места, например, в Антарктиде была зафиксирована рекордно низкая температура —91,2 °C, а в Долине Смерти, расположенной в районе пустыни Мохаве, США, была достигнута положительная температура в 56,7 °C.

Тонкая атмосфера Марса слишком слаба для сохранения тепла
Тонкая атмосфера Марса, видимая на горизонте, слишком слаба для сохранения тепла на планете / изображение NASA

Средняя температура на поверхности Марса —55 °С, но температурные колебания на Красной планете также имеют место. На экваторе температуры достигают значений 20 °C, в то время как на полюсах столбики термометра опускаются до —153 °C. Но в среднем на Марсе гораздо холоднее, чем на Земле, это связано с его тонкой атмосферой, которая не может удерживать тепло получаемое от Солнца, а также с тем, что он находится на внешнем краю обитаемой зоны.

Юпитер — газовый гигант и самая большая планета Солнечной системы
Юпитер — газовый гигант и самая большая планета Солнечной системы / фото NASA/JPL/University

Юпитер — газовый гигант и самая большая планета Солнечной системы. Он не имеет поверхности и поэтому мы не можем измерить её температуру, однако измерения проведенные в верхней части атмосферы Юпитера показали температуру приблизительно -145 °C, с приближением к центру планеты мы видим повышение температуры из-за атмосферного давления.

В точке, где атмосферное давление Юпитера в десять раз больше, чем на Земле, температура достигает 21 °С, которую мы считаем комфортной, а в ядре планеты температура достигает до 35 700 °C — горячее, чем на поверхности Солнца.

Сатурн и его кольца, фото аппарата Кассини
Сатурн и его кольца, фото передано космическим аппаратом Кассини / NASA / JPL / Space Science Institute / Gordan Ugarkovic

Сатурн —вторая по размерам планета после Юпитера, холодный газовый гигант, со средней температурой —178 °С. Из-за наклона оси Сатурна, южные и северные полушария нагреваются по-разному, в результате чего на планете присутствуют сезонные колебания температуры и мощные ветры. Так же как и у Юпитера температура в верхних слоях атмосферы Сатурна довольно низкая, но ближе к центру планеты температура растет. Как предполагается, в ядре планеты температура достигать 11 700 °С.

Изображение Урана с космического аппарата Вояджер-2
Изображение Урана полученное с космического аппарата Вояджер-2 в 1986 году / фото NASA/JPL/Voyager

Уран — в отличие от газовых гигантов Юпитера и Сатурна, которые состоят в основном из водорода и гелия, в недрах Урана, а также похожего на него Нептуна отсутствует металлический водород, зато в больших количествах присутствует лёд, в высокотемпературных модификациях, именно по этому эти две планеты были выделены в отдельный класс — «Ледяные гиганты». Температура Урана при давлении 0.1 бар составляет —224 °C, что делает его самой холодной планетой Солнечной системы, Уран даже холоднее чем Нептун, который находится дальше него от Солнца.

Изображение Нептуна с космического аппарата Вояджер-2
Изображение Нептуна полученное с космического аппарата Вояджер-2 / фото NASA/JPL/Voyager

Температура верхних слоев атмосферы Нептуна опускается —218 °С, планета является вторым самым холодным местом нашей Солнечной системы. Но как и все газовые гиганты, Нептун имеет горячее ядро, температура которого составляет около 7000 ° C. Погода на планете — разрушительная, шторма и ветры достигают сверхзвуковых скоростей, большинство ветров на Нептуне дуют в направлении обратном вращению планеты, на обще схеме ветров видно, что на высоких широтах направление ветров совпадает с вращением планеты, а на низких — противоположно ему.

Подводя итог, можно сказать, что наша Солнечная система кидается из крайности в крайность — от экстремально низких температур, к невыносимо жарким, и в целом есть только несколько мест, которые являются достаточно пригодными для поддержания жизни. И из всех мест Земля — единственная планета максимально подходящая для поддержания постоянной жизни.

Источник: spaceandtime.ru

История открытия и исследования

Седьмая планета была недоступна для наблюдения астрономам Античности и Средневековья из-за своей удаленности от Солнца и Земли и не самого заметного свечения на ночном небе. Открыл Уран в 1781 году английский астроном Фредерик Уильям Гершель. Он же предложил назвать его в честь английского монарха Георга III. Идея была отклонена другими астрономами и объект назвали в честь древнегреческого прародителя всех богов, олицетворяющего небо. Позднее Гершель открыл две крупнейших урановых луны, а также выдвинул предположение о наличии у него системы колец.

До конца 20 века небесное тело оставалась практически неизученной. Самые ценные сведения об Уране передал на Землю космический зонд Вояджер-2, которому в 1986 году удалось пройти на расстоянии 80 тыс. км от поверхности планеты. Аппарат обнаружил 10 спутников, а также изучил состав атмосферы планеты, ее климат и кольцевую систему.

Исследования поверхности ледяного гиганта также осуществляются благодаря космической обсерватории Хаббл. Ей были получены снимки Темного пятна в атмосфере планеты, а также информация о спутниках.  В 2021 году планируется отправить межпланетную станцию для изучения химического состава урановой атмосферы, исследовании спутников и колец.

Общие сведения об Уране

Рассмотрим самые часто задаваемые вопросы о седьмой планете Солнечной системы.

Сколько лететь до Урана с Земли? Расстояние от нашей планеты до ледяного гиганта колеблется от 2,6 млрд. км до 3,15 млрд. км. Вояджер-2, двигаясь с максимальной скоростью в 57,9 тыс. км/ч, смог сблизиться с поверхностью планеты лишь через 10 лет после запуска с Земли. От 10 до 15 лет понадобится и новому космическому зонду, который планируется запустить через пару лет.

Сколько нам известно спутников у Урана? На данный момент открыто 27 урановых лун. Все вместе взятые его спутники имеют массу в 150 раз меньшую, чем самая крупная луна в Солнечной системе – Ганимед.

Как выглядит Уран? На снимках, сделанных Вояджером-2 планета, имеет бледно-голубой окрас. Атмосфера Урана богата метаном, поглощающим красную часть спектра, что придает планете цвет от голубого до зеленоватого.

Орбита и радиус

Объект удален от Солнца в среднем на 2,8 млрд. км. Его орбита обладает достаточно низким эксцентриситетом (0,046), а величина ее большой полуоси достигает 3 млрд. км. Двигаясь со средней скоростью 6,8 км/с, объект обращается вокруг Солнца за 84 года.

Сутки на ледяном гиганте длятся гораздо меньше. Полный осевой оборот он совершает за 17 часов 15 минут. По отношению с плоскости орбиты этот газовый шар лежит на боку: наклон его оси составляет почти 98°. В таких условиях его вращение получается ретроградным и в период солнцестояния один из урановых полюсов смотрит прямо на Солнце. Этим объясняется одна из особенностей Урана: на экваторе планеты смена периодов дня и ночи происходит быстро, а полярные фазы дня длятся по 42 года, как зима и лето.

Физические характеристики

  • Диаметр Урана – 50,72 тыс. км, средний радиус – 25,4 тыс. км.
  • Масса Урана – 8,7*1025 кг, что больше земной в 14.5 раз.
  • Среднее значение площади поверхности – 8,12*109 кв.км.
  • Средняя плотность – 1,27 г/ куб. см.
  • Температура Урана: максимальная (центр ядра) – 4,7 тыс. градусов Цельсия; минимальная(тропопауза) – -224 градуса Цельсия.

Строение Урана и его химический состав немного разнят его с остальными газовыми планетами в нашей звездной системе.

Атмосфера

Начинается атмосфера на высоте приблизительно в  300 км от жидкой оболочки. Нижний ее слой называется тропосферой и простирается на расстоянии 50 км. Еще 4000 км занимает стратосфера, а последний слой, термосфера, заканчивается на высоте 50000 км от поверхности Урана.

Атмосфера Урана состоит из водорода, гелия и метана с небольшими примесями двуокиси углерода, аммиака и воды. Она переходит сразу в мантию, которая в отличие от Юпитера и Сатурна, состоит не из жидкого водорода, а изо «льда». Ледяная оболочка – это вода, с растворенным в ней в больших концентрациях метаном и аммиаком. Она занимает более 60% радиуса планеты. Под мантией скрыто каменное ядро, наименее горячее среди ядер газовых гигантов Солнечной системы. Оно разогревается всего до 5000К.

Температура газовой оболочки меняется в зависимости по мере удаления от ледяной оболочки. На нижней границе тропосферы максимальное значение температуры – 47°С, через 50 км она падает до рекордно низких для планеты -220°С. В стратосфере и термосфере газ опять нагревается, достигая температуры 580°С.

Климат

Климат ледяного гиганта предположительно имеет сезонность. Но первые данные об изменениях атмосферы Урана были получены менее 84 лет назад, т.е. год на планете пока еще не закончился. Известно, что наибольшая освещенность объекта Солнцем приходится на период солнцестояния, а в период равноденствия до него доходит минимум солнечных лучей. При этом ярче освещаются полюса, а зона экватора достаточно темная зона.

По сравнению с Юпитером и Сатурном урановые ветры дуют реже и слабее. Периодически в атмосфере планеты регистрируют темные пятна – вихри в тропосфере с высокой скоростью вращения. На экваторе они дуют в обратном осевому вращению направлении и их скорость не превышает 100 м/с. Следующий пояс ветров наблюдается в пределах 20°-60° широты, где вихри перемещаются со скоростью от 150 до 240 м/с.

Рельеф

На Уране нет твердой поверхности. Между атмосферой и мантией имеется размытая граница перехода газовой оболочки в жидкость. Любые пятна, увиденные на снимках планеты, представляют собой вихревые облака верхних слоев урановой тропосферы.

Цвет урановой атмосферы обусловлен метаном. Этот углеводород поглощает красный цвет спектра, придавая ей зеленовато-голубой окрас.

Кольца Урана

Предположение о том, что Уран имеет кольца, выдвинул еще его первооткрыватель Уильям Гершель. Доказать его правоту смогли лишь через 200 лет. В период с 1977 по 2005 год были открыты 13 колец Урана. Часть из них названа цифрами, часть буквами греческого алфавита.

Химический состав колец до сих пор остается неизученным. Большая доля приходится на темное вещество, предположительно органического происхождения, преобразованное под влиянием магнитосферы планетарного гиганта. Также в их составе есть небольшой процент льда и пыли. Из-за своей тусклости кольца Урана долгое время не удавалось рассмотреть.

Радиус наиболее приближенного к планете кольца составляет 30 тыс. км, а удаленного – 98 тыс. км. Предположительно, вся кольцевая система образовалась вследствие столкновения нескольких мелких спутников.

Магнитное поле

У Урана строение магнитного поля не похоже на поля других планет Солнечной системы. Головная ударная волна расположена на расстоянии 23 радиусов планеты, а магнитопауза – на 18. У планеты есть достаточно развитый магнитный хвост, имеющий форму штопора.

Особенностью  магнитосферы является смещение ее центра на треть радиуса к южному полюсу. Это объясняется тем, что магнитное поле на планете формируется не в ядре, а в жидком аммиаке мантии.

Спутники планеты

Титания и Оберон, первые и самые крупные урановые луны, были открыты еще в конце 18 века. Они были названы в честь королевы и короля фей из комедии Шекспира «Сон в летнюю ночь».

Титания достигает диаметра 1,5 тыс. км и массы 3,53*10 21кг. Она является синхронным спутником и полностью лежит в пределах магнитного поля хозяина. Состоит она из ледяной мантии и каменной сердцевины.

Оберон – наиболее далекий спутник седьмой планеты. Он, как и Титания, состоит из ледяной мантии и каменного ядра. Поверхность Оберона изрыта ударными кратерами.

В 1851 году были обнаружены два других крупных спутника Урана – Ариэль и Умбриэль, названные в честь персонажей поэмы «Похищение локона» Александра Поупа. Эти небольшие урановые луны имеют ледяную оболочку и каменное ядро. Как и остальные спутники ледяного гиганта, Ариэль и Умбриэль были образованы из аккреционного диска, возникшего во время формирования планеты.

Последний крупный спутник был открыт в 1948 году и назван Мирандой – в честь героини шекспировской «Бури». Миранда самый малый из крупнейших урановых лун и находится ближе всего к планете. Также является синхронным спутником. Поверхность Миранды представляет собой водяной лед с примесями аммиака и содей кремния.

Кроме 5 крупных имеется еще 13 внутренних спутников планеты. Они состоят из того же темного вещества, которое входит в состав урановых колец. Темный цвет долгое время не позволял исследователей обнаружить их. Названы эти спутники также в честь героев поэм Поупа и Шекспира. На данный момент известно еще 9 нерегулярных спутников, чье движение вокруг планеты отличается от перемещения основных лун.

Источник: spaceworlds.ru