Спутники урана

Климат

Изображение в естественных цветах (слева) и на более коротких волнах (справа), позволяющие различить облачные полосы и атмосферный «капюшон» (снимок «Вояджера-2»)

Плутоном

Атмосферные образования, облака и ветра

Снимки, сделанные «Вояджером-2» в 1986 году, показали, что видимое южное полушарие Урана можно поделить на две области: яркий «полярный капюшон» и менее яркие экваториальные зоны. Эти зоны граничат на широте −45°. Узкая полоса в промежутке между −45° и −50°, именуемая южным «кольцом», является самой заметной особенностью полушария и видимой поверхности вообще. «Капюшон» и кольцо, как полагают, расположены в интервале давления от 1,3 до 2 бар и являются плотными облаками метана.

Зональные скорости облаков на Уране

Помимо крупномасштабной полосчатой структуры атмосферы, «Вояджер-2» отметил 10 маленьких ярких облачков, большая часть которых была отмечена в области нескольких градусов севернее «южного кольца»; во всех иных отношениях Уран выглядел «динамически мёртвой» планетой. Однако в 1990-х годах число зарегистрированных ярких облаков значительно выросло, причём бо́льшая их часть была обнаружена в северном полушарии планеты, которое в это время стало видимым. Первое объяснение этого (светлые облака легче заметить в северном полушарии, нежели в более ярком южном) не подтвердилось. В структуре облаков двух полушарий имеются различия: северные облака меньшие, более яркие и более чёткие. Судя по всему, они расположены на большей высоте. Время жизни облаков бывает самое разное — некоторые из замеченных облаков не просуществовали и нескольких часов, в то время как минимум одно из южных сохранилось с момента пролёта около Урана «Вояджера-2». Недавние наблюдения Нептуна и Урана показали, что между облаками этих планет есть и много схожего. Хотя погода на Уране более спокойная, на нём, так же как и на Нептуне, были отмечены «тёмные пятна» (атмосферные вихри) — в 2006 году впервые в его атмосфере был замечен и сфотографирован вихрь.

Первый атмосферный вихрь, замеченный на Уране. Снимок получен «Хабблом»

Сезонные изменения

Уран. 2005 год. Видно «южное кольцо» и яркое облачко на севере

Тем не менее, как показывают исследования, сезонные изменения на Уране не всегда зависят от факторов, указанных выше. В период своего предыдущего «северного солнцестояния» в 1944 году у Урана поднялся уровень яркости в области северного полушария — это показало, что оно не всегда было тусклым. Видимый, обращённый к Солнцу полюс во время солнцестояния набирает яркость и после равноденствия стремительно темнеет. Детальный анализ визуальных и микроволновых измерений показал, что увеличение яркости не всегда происходит во время солнцестояния. Также происходят изменения в меридианном альбедо. Наконец, в 1990-е годы, когда Уран покинул точку солнцестояния, благодаря космическому телескопу «Хаббл» удалось заметить, что южное полушарие начало заметно темнеть, а северное — становиться ярче, в нём увеличивалась скорость ветров и становилось больше облаков, но прослеживалась тенденция к прояснению. Механизм, управляющий сезонными изменениями, всё ещё недостаточно изучен. Около летних и зимних солнцестояний оба полушария Урана находятся либо под солнечным светом, либо под тьмой открытого космоса. Прояснения освещённых солнцем участков, как предполагают, происходят из-за локального утолщения тумана и облаков метана в слоях тропосферы. Яркое кольцо на широте в −45° также связано с облаками метана. Другие изменения в южной полярной области могут объясняться изменениями в более низких слоях. Вариации изменения интенсивности микроволнового излучения с планеты, по всей видимости, вызваны изменениями в глубинной тропосферной циркуляции, потому что толстые полярные облака и туманы могут помешать конвекции. Когда близится день осеннего равноденствия, движущие силы меняются, и конвекция может протекать снова.

Интересные факты об Уране

Суммируя множество информации, можно выделить самые интересные факты о планете Уран.

Уран видели многие, но принимали его за обычную слабую звезду. Только Уильям Гершель в 1781 году с помощью самодельного телескопа выяснил, что это планета.
Имя планете придумал немецкий астроном Иоганн Боде. Логика была простая – Сатурн – отец Юпитера, поэтому следующую планету надо назвать именем отца Сатурна – Ураном.
Только один космический аппарат был около Урана – «Вояджер-2» в 1986 году. Он сблизился с планетой до 81.5 тысяч километров и собрал много ценных данных.
Скорость ветра на Уране может достигать 240 м/с. А еще там бывают мощные грозы.
Уран имеет зеленовато-голубой оттенок из-за наличия метана в атмосфере, который поглощает красную часть спектра.
Уран – самая холодная планета Солнечной системы. Температура на нём опускается до -224 градуса, до абсолютного нуля совсем немного.
Уран практически не выделяет собственного тепла, в отличие от других планет-гигантов.
На Уране возможно наличие жидкой воды, а в ней может обитать что-нибудь интересное.
Уран – единственная планета, которая «катится на боку» по своей орбите из-за сильного наклона оси в почти 98 градусов.
Уран в астрологии управляет созвездием Водолей.
В недрах Урана возможно существование жидкости в экстремальном состоянии – жидкий лёд при высокой температуре и давлении.

Исследования Урана

Изучать Уран непросто – он слишком удалён и даже для мощных земных телескопов представляет сложную цель. Поэтому большинство данных получено благодаря космическому телескопу «Хаббл».

Единственный космический аппарат, достигший Урана – «Вояджер-2». Он стартовал в 1977 году, и пролетел мимо Урана в 1986 году. Попутно он сделал фотографии планеты, колец и крупнейших спутников, открыл новых 10 спутников, провёл исследования атмосферы и магнитосферы. Переданная «Вояджером-2» информация неоценима. С тех пор к Урану не отправлялось ни одного аппарата.

Планировались миссии к внешним планетам, в том числе и к Урану, в следующем десятилетии. Будут ли они выполнены, пока неизвестно.

Интересные факты

Уран на 80% состоит из различных жидкостей. Есть и вода, в виде сверхзамороженного льда.
Эту планету вполне можно разглядеть даже невооруженным взглядом с Земли, необходимо только точно знать ее координаты и находиться подальше от города.
Магнитное поле северного полушария Урана в десять раз сильнее, чем южного.
Бури на поверхности планеты охватывают огромные площади, сопоставимые с размерами континентов на Земле.
Это единственная планета системы, которая выделяет меньше тепла, чем ей дается Солнцем. Этот феномен до сих пор не нашел однозначного объяснения.
Размер самого крупного спутника — Титании — вполовину меньше диаметра Луны.
Уран составляет пару Венере, они вдвоем вращаются иначе, чем остальные планеты — с востока на запад относительно своей оси.
Свет Солнца достигает поверхности Урана только спустя три часа.
Это самая малоизученная планета нашей системы.
Уран регулярно попадает в различные произведения культуры. Уже через три года после открытия на него перенесли действие сатирических памфлетов. Его включали в романы ведущие писатели-фантасты. Именно на Уране развивается сюжет фильма «Путешествие к седьмой планете», там оказываются герои сериалов «Космический патруль» и «Доктор Кто». Загадочный Уран дает полную свободу фантастическим комиксам, ярким аниме и популярным компьютерным играм.

Уран и его кольца (статьи и новости)

Уран стал первой планетой, обнаруженной в Новое время и при помощи телескопа.
Об открытии Урана Уильям Гершель объявил 13 марта 1781 года.

Несмотря на то, что порой Уран различим невооружённым глазом, ранние наблюдатели никогда не признавали Уран
за планету из-за его тусклости и медленного движения по орбите.

Систему Урана изучал с близкого расстояния лишь один космический аппарат — «Вояджер-2».
Пролёт состоялся в январе 1986 года.

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 высокотемпературных модификаций льда —
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.

Так же, как и у других газовых гигантов Солнечной системы, у Урана имеется система колец и магнитосфера, а кроме того, 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 (98°).
Вследствие этого планета бывает обращена к Солнцу попеременно то северным полюсом, то южным, то экватором, то средними широтами.

Магнитное поле планеты наклонено на 60° относительно оси вращения.
Из-за такой особенности магнитосфера Урана время от времени «оголяется», а затем опять «закрывается».

(Из Википедии и др. источников)

Наверное, наклон магнитосферы указывает на прежний наклон вращения планеты.
Скорее всего, он пытается подстроиться к физическому вращению.
Если знать, с какой скоростью угол наклона магнитной оси увеличивается,
можно вычислить, когла произошёл «кувырок» Урана.

Возможно, это было время и других загадочных событий Солнечной системы,
например, скачок Нептуна на более близкую орбиту
(по закону Тициуса-Боде
он должен быть на орбите Плутона).

Планета Уран

В атмосфере Урана концентрация сероводорода значительно выше, чем в атмосфере Сатурна и Юпитера.
Однако низкая температура, вызванная удаленностью планеты от Солнца, замораживает газ.
Тм не менее, кристаллы газа могут образовывать даже облака.

Прошлое Урана

В прошлом Уран мог столкнуться с другой крупной планетой (вдвое больше Земли).
Этот факт может объяснить то, почему ось планеты наклонена.
Причем, изменение оси вращения могло произойти за несколько часов.

Столкновение произошло три-четыре миллиарда лет назад. Именно тогда могли быть сформированы крупные спутники планеты.
После столкновения наклон оси Урана подействовал на наклон орбиты вращения спутников и ориентацию их собственных осей.

Большое небесное тело до сих пор может находиться в Солнечной системе, но слишком далеко для того, чтобы астрономы могли его заметить.
Этим объектом может быть загадочная планета Х.
(Phys.org)

Уран столкнулся с большой планетой.

Особенности поверхности и геология

Фотография Оберона. Все названные поверхностные элементы подписаны.

Оберон — вторая по величине большая луна Урана после Умбриэля . Его поверхность показывает сильный противодействующий всплеск : его отражательная способность снижается с 31% при фазовом угле 0 ° ( геометрическое альбедо ) до 22% при угле около 1 °. Оберон имеет низкое альбедо Бонда около 14%. Его поверхность обычно красного цвета, за исключением свежих отложений от ударов, которые имеют нейтральный или слегка голубой оттенок. Оберон, по сути, самый красный среди крупных спутников Урана. Его заднее и переднее полушария асимметричны: последнее намного краснее первого, поскольку содержит больше темно-красного вещества. Покраснение поверхности часто является результатом космического выветривания, вызванного бомбардировкой поверхности заряженными частицами и микрометеоритами с течением времени в Солнечной системе. Однако цветовая асимметрия Оберона, скорее всего, вызвана аккрецией красноватого материала, спиралевидно поступающего из внешних частей Уранской системы, возможно, от неправильных спутников , которые происходят преимущественно в ведущем полушарии.

Ученые выделили два класса геологических объектов на Обероне: кратеры и хасматы («каньоны» — глубокие, вытянутые, крутые впадины, которые, вероятно, были бы описаны как рифтовые долины или откосы, если бы они были на Земле). Поверхность Оберона является наиболее сильно испещренной кратерами из всех лун Урана, с плотностью кратеров, приближающейся к насыщению, когда образование новых кратеров уравновешивается разрушением старых. Такое большое количество кратеров указывает на то, что Оберон имеет самую древнюю поверхность среди спутников Урана. Диаметр кратера достигает 206 километров для самого большого известного кратера, Гамлета . Многие крупные кратеры окружены яркими ударными выбросами ( лучами ), состоящими из относительно свежего льда. Самые большие кратеры, Гамлет, Отелло и Макбет, имеют полы из очень темного материала, отложившегося после их образования. Пик высотой около 11 км наблюдался на некоторых изображениях космического корабля » Вояджер» у юго-восточного лимба Оберона, который может быть центральным пиком большого ударного бассейна диаметром около 375 км. Поверхность Оберона пересекает система каньонов, которые, однако, менее распространены, чем на Титании. Бока каньонов, вероятно, представляют собой уступы, образованные нормальными разломами, которые могут быть как старыми, так и свежими: последние пересекают яркие отложения некоторых крупных кратеров, указывая на то, что они образовались позже. Самый известный каньон Оберона — Моммур Часма .

На геологию Оберона повлияли две конкурирующие силы: образование ударных кратеров и эндогенное восстановление поверхности. Первые действовали на протяжении всей истории Луны и в первую очередь ответственны за ее современный вид. Последние процессы были активны в течение периода после образования Луны. Эндогенные процессы носили в основном тектонический характер и привели к образованию каньонов, которые на самом деле представляют собой гигантские трещины в ледяной корке. Каньоны стерли часть более старой поверхности. Растрескивание коры было вызвано расширением Оберона примерно на 0,5%, которое произошло в две фазы, соответствующие старому и молодому каньонам.

Природа темных пятен, которые в основном встречаются в переднем полушарии и внутри кратеров, неизвестна. Некоторые ученые предположили, что они имеют криовулканическое происхождение (аналоги лунных морей ), в то время как другие полагают, что в результате ударов был откопан темный материал, погребенный под чистым льдом ( корой ). В последнем случае Оберон должен быть, по крайней мере, частично дифференцированным, с ледяной коркой, лежащей на недифференцированной внутренней части.

Именованные элементы поверхности на Обероне
Особенность	Названный в честь	Тип	Длина (диаметр), км
Моммур Часма	Моммур , французский фольклор	Chasma	537
Антоний	Марк Энтони	Кратер	47
Цезарь	Юлий Цезарь	76
Кориолан	Кориолан	120
Фальстаф	Фальстаф	124
Гамлет	Гамлет	206
Лир	Король Лир	126
Макбет	Макбет	203
Отелло	Отелло	114
Ромео	Ромео	159
Элементы поверхности Оберона названы в честь мужских персонажей и мест, связанных с произведениями Шекспира.

Происхождение и эволюция

Считается, что Титания образовалась из аккреционного диска или субнебулы; диск из газа и пыли, который либо существовал вокруг Урана в течение некоторого времени после его образования, либо был создан гигантским ударом, который, скорее всего, дал Урану его большой наклон . Точный состав субнебулы неизвестен; однако относительно высокая плотность Титании и других спутников Урана по сравнению со спутниками Сатурна указывает на то, что она могла быть относительно бедной водой. Значительные количества азота и углерода могли присутствовать в форме окиси углерода и N ₂ вместо аммиака и метана. Спутники, образовавшиеся в такой субтуманности, будут содержать меньше водяного льда (с CO и N _2, захваченными в виде клатратов) и больше горных пород, что объясняет их более высокую плотность.

Возникновение Титании, вероятно, длилось несколько тысяч лет. Удары, сопровождавшие аккрецию, вызвали нагрев внешнего слоя Луны. Максимальная температура около 250 К (-23 ° C) была достигнута на глубине около 60 километров (37 миль). После окончания формирования подповерхностный слой охладился, в то время как внутренняя часть Титании нагрелась из-за распада радиоактивных элементов, присутствующих в его породах. Охлаждающий приповерхностный слой сузился, а внутренний расширился. Это вызвало сильные растяжения в лунной коре, что привело к растрескиванию. Некоторые из современных каньонов могут быть результатом этого. Процесс длился около 200 миллионов лет, что означает, что любая эндогенная активность прекратилась миллиарды лет назад.

Первоначальный аккреционный нагрев вместе с продолжающимся распадом радиоактивных элементов, вероятно, был достаточно сильным, чтобы растопить лед, если присутствовал антифриз, такой как аммиак (в форме гидрата аммиака ) или соль . Дальнейшее таяние могло привести к отделению льда от горных пород и образованию каменного ядра, окруженного ледяной мантией. Слой жидкой воды (океан), богатый растворенным аммиаком, мог образоваться на границе ядро – мантия. Температура эвтектики этой смеси составляет 176 К (-97 ° С). Если бы температура упала ниже этого значения, океан впоследствии замерз бы. Замерзание воды привело бы к расширению внутренней части, что могло быть причиной образования большинства каньонов. Однако современные знания о геологической эволюции Титании весьма ограничены.

Атмосфера и строение

Выводы о строении планеты и об ее атмосфере делались учеными на основании спектрографических наблюдений и фотографий с зондов. Точно известно, что в недрах Урана нет металлического водорода. Они состоят из горных пород и льда метана, аммиака. Основа атмосферы — гелий и водород. Планету окутывает несколько слоев облаков состоящих из различных газов, молекулярного водорода и льда.

На Уране самая холодная, из всех планет Солнечной системы, атмосфера (-224°С). В этом «заслуга» удаленности от Солнца и почти полном отсутствии внутреннего тепла. При этом это самая беспокойная атмосфера во всей Солнечной системе.

Поверхность планеты трехслойная: скалистое ядро, мантия изо льда и газообразная оболочка из гелия и водорода. Почти 3% составляет метан, придающий планете голубую окраску. В верхних слоях обнаружены окись и двуокись водорода.

Это только гипотетическая модель. Существует как минимум еще три, одна из которых вообще не признает твердых пород на Уране. До сих пор ученые не смогли дать однозначной картины строения седьмой планеты. Многое зависит от точного процентного состава, геофизики и геологии планеты. Такие исследования планируются только в 20-х или 30-х годах нашего века. Ожидается, что будут впервые получены химические пробы прямиком из всех слоев атмосферы.

Орбита и вращение

Уран — его кольца и спутники

Наклон оси вращения

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.

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

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.

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».

Видимость

С 1995 по 2006 год видимая звёздная величина Урана колебалась между +5,6m и +5,9m, то есть планета была видна невооружённым глазом на пределе его возможностей (приблизительно +6,0m)). Угловой диаметр планеты был в промежутке между 3,4 и 3,7 угловыми секундами (для сравнения: Сатурн: 16-20 угловых секунд, Юпитер: 32-45 угловых секунд). При чистом тёмном небе Уран в противостоянии виден невооружённым глазом, а с биноклем его можно наблюдать даже в городских условиях. В большие любительские телескопы с диаметром объектива от 15 до 23 см Уран виден как бледно-голубой диск с явно выраженным потемнением к краю. В более крупные телескопы с диаметром объектива более 25 см можно различить облака и увидеть крупные спутники (Титанию и Оберон).

Состав и внутреннее устройство

На снимке Титании с высочайшего разрешения, сделанном « Вояджером-2 «, видны умеренно изрезанные кратерами равнины, огромные перекаты и длинные уступы . У дна область более гладких равнин, включая кратер Урсула , разделена грабеном Бельмонт-Часма.

Титания — самая большая и массивная луна Урана и восьмая по величине луна в Солнечной системе. Его плотность 1,71 г / см 3 , что намного выше, чем типичная плотность спутников Сатурна, указывает на то, что он состоит примерно из равных пропорций водяного льда и плотных не ледяных компонентов; последний мог состоять из горных пород и углеродистого материала, включая тяжелые органические соединения . Наличие водяного льда подтверждается данными инфракрасных спектроскопических наблюдений, проведенных в 2001–2005 годах, которые выявили кристаллический водяной лед на поверхности Луны. Полосы поглощения водяного льда в ведущем полушарии Титании немного сильнее, чем в заднем. Это противоположно тому, что наблюдается на Обероне, где заднее полушарие демонстрирует более сильные следы водяного льда. Причина этой асимметрии неизвестна, но она может быть связана с бомбардировкой заряженными частицами из магнитосферы Урана , которая сильнее на заднем полушарии (из-за совместного вращения плазмы). Энергичные частицы имеют тенденцию разбрызгивать водяной лед, разлагать захваченный льдом метан в виде гидрата клатрата и затемнять другие органические вещества, оставляя темный, богатый углеродом остаток .

За исключением воды, единственным другим соединением, идентифицированным на поверхности Титании с помощью инфракрасной спектроскопии, является углекислый газ , который сконцентрирован в основном в заднем полушарии. Происхождение углекислого газа до конца не выяснено. Он может производиться локально из карбонатов или органических материалов под воздействием солнечного ультрафиолетового излучения или энергичных заряженных частиц, исходящих из магнитосферы Урана. Последний процесс мог бы объяснить асимметрию в его распределении, потому что заднее полушарие подвержено более интенсивному магнитосферному влиянию, чем ведущее полушарие. Другим возможным источником является газовыделение из изначального СО ₂ захваченных водяного льда в интерьере Титании. Утечка CO ₂ из недр может быть связана с прошлой геологической активностью на этой луне.

Титанию можно разделить на скалистое ядро, окруженное ледяной мантией . Если это так, радиус ядра 520 километров (320 миль) составляет около 66% радиуса Луны, а его масса составляет около 58% массы Луны — пропорции продиктованы составом Луны. Давление в центре Титании составляет около 0,58 ГПа (5,8 кбар ). Текущее состояние ледяной мантии неясно. Если лед содержит достаточно аммиака или другого антифриза , Титания может иметь подземный океан на границе ядра и мантии. Толщина этого океана, если оно существует, составляет до 50 км (31 миль) , а ее температура составляет около 190 К . Однако нынешнее внутреннее строение Титании сильно зависит от ее термической истории, которая малоизвестна.

Состав и поверхность

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

Внутреннее строение Урана

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

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

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

Плотность ядра – 9 г/см3, где давление в центре поднимается до 8 млн. бар, а температура – 5000К.

АСТРОНОМИЯ ДЛЯ ВСЕХ. 230 ЛЕТ НАЗАД УИЛЬЯМ ГЕРШЕЛЬ ОТКРЫЛ СПУТНИКИ УРАНА!

11 января 1787 года Уильям ГЕРШЕЛЬ, спустя 6 лет после открытия планеты Уран, открывает два его первых спутника Титанию и Оберон. Уран – седьмая планета от Солнца, находящаяся на расстоянии около 2,9 млрд км была открыта Уильямом Гершелем 13 марта 1781 года. Уран имеет 27 известных на сегодня спутников и систему колец. Титания и Оберон являются 17-м и 18-м по удаленности от Урана спутниками.

Имена этим спутникам дал сын первооткрывателя Урана — Джон ГЕРШЕЛЬ в 1852 году. Он назвал их в честь духов воздуха из произведения Уильяма ШЕКСПИРА «Сон в летнюю ночь»: царя эльфов – Оберона и царицы фей – Титании. Причины такого выбора, по-видимому, кроются в том, что Уран, как бог неба и воздуха, сопровождается духами воздуха. Так Уран стал уникален тем, что это единственная планета, спутники которой были названы в честь персонажей из пьес и поэм.

Титания и Оберон – два самых крупных и наиболее далеких спутника Урана, они имеют диаметры 1580 и 1520 км и расположены на расстояниях 435,8 и 583,6 тысяч км от Урана. Внешне они похожи, как две капли воды. Оберон находится на самом краю спутниковой системы Урана и имеет синхронную орбиту с планетой, т.е один оборот вокруг Урана занимает столько же времени, сколько необходимо для одного оборота Оберона вокруг оси (примерно 13,5 земных суток). Оберон имеет каменно-ледяную поверхность, которая сильно изрыта метеоритными кратерами.

На поверхности Титании, помимо множества кратеров, имеется целая сетка масштабных тектонических разломов, а также признаки существования вулканизма и вулканических извержений в далеком прошлом. На Титании существует огромный каньон протяженностью около 1500 км. Самый большой обнаруженный на Титании кратер – Гертруда, он примерно 326 км в диаметре (это почти 20% от диаметра всего спутника)!

Спутники Урана обращаются по круговым орбитам, расположенным в плоскости экватора планеты, и в том же направлении, в каком вращается центральное тело. А так как вращение Урана обратное, то и движение спутников тоже обратное. Орбиты их круто наклонены к плоскости эклиптики. Поэтому они движутся то «вверх», то «вниз». Наблюдая столь странное движение спутников Урана, астрономы пришли к выводу, что Уран вращается лежа на боку.

В течение 50 лет после открытия Титанию и Оберон не наблюдал никто, кроме ГЕРШЕЛЯ, ввиду слабой проницающей силы телескопов того времени, но сейчас эти спутники можно наблюдать с Земли с помощью любительских телескопов высокого класса.

***

История обнаружения

Первый шаг к обнаружению спутников Урана был предпринят в 1781 году, когда была открыта сама планета. Однако первооткрыватель не смог обнаружить спутники Урана, поскольку его телескоп был недостаточно мощным для такой задачи.

Идея о возможных спутниках Урана возникла снова в середине XIX века. Французский астроном Камиль Фламмарион в 1880 году предположил, что несоответствие орбиты Урана теоретическим предсказаниям может быть вызвано влиянием внешних спутников. Это стало началом более систематических исследований этой темы.

Мнимые спутники

Мнимые спутники Урана — это феномен, который вызывает интерес и вопросы в сфере астрономии. Возможность существования таких спутников была предположена в разные периоды истории исследований планетной системы, но до сих пор они остаются объектом дебатов и наблюдений.

Мнимые спутники — это гипотетические небесные тела, которые предположительно вращаются вокруг планеты, но пока не были наблюдены или подтверждены. Самый известный пример такого мнимого спутника связан с Ураном.

Первые наблюдения за Ураном показали, что его орбита не соответствует прогнозам на основе гравитационных воздействий других планет. Это подтолкнуло астрономов предположить наличие дополнительных спутников, которые могли бы оказывать влияние на орбиту планеты.

В разные исторические периоды были предложены гипотезы о возможных мнимых спутниках Урана. Однако современные наблюдения и уточненные расчеты орбит показали, что дополнительные спутники, влияние которых могло бы объяснить аномалии в орбите Урана, вряд ли существуют.

В современной астрономии термин «мнимые спутники» также используется для обозначения временных артефактов в наблюдениях. Иногда на небе могут появляться светлые точки, которые могут быть восприняты как спутники планеты, но на самом деле это могут быть астероиды, кометы или другие объекты. Эти явления также добавляют сложность при поиске и подтверждении настоящих спутников.

Атмосфера Урана

Атмосфера Урана состоит по большей части из водорода – 83%, и гелия – 15%. Также имеется много метана и ацетилена. Так как метан поглощает красную часть спектра, планета имеет зелёно-голубой цвет. Теперь вы знаете, почему Уран имеет именно такой интересный цвет.

Голубоватый цвет Урана объясняется наличием в атмосфере метана.

Планета не имеет четкой границы между атмосферой и поверхностью, так как последней у неё просто нет. Поэтому очень сложно сказать, какой толщины эта атмосфера, ведь точки отсчёта нет. Если бы мы начали спускаться в неё из космоса, то заметили бы, как давление растёт, пока газ не переходит в промежуточное полужидкое состояние, а затем и в жидкое. На какой высоте это происходит, узнать нельзя, состояние газа меняется не резко, а постепенно.

Хотя со стороны Уран выглядит совершенно монотонной, «мертвой» планетой голубого цвета, на которой можно обнаружить разве что пару облачков, на самом деле это не так. На нём дуют ветра со скоростью до 240 м/с и образуются большие вихри.

В самом нижнем слое – в тропосфере, ниже всех расположены водные облака, как привычные нам земные. Выше их – облака из гидросульфида аммония, а еще выше – облака из сероводорода и аммиака. Еще выше находится слой, в котором находятся метановые облака. Тропосфера – весьма беспокойное место, здесь дуют сильные ветра, много облаков, и меняются сезоны.

Выше находятся тропопауза и стратосфера, по нижнему слою которой этан и ацетилен образуют слой тумана. В тропопаузе «Вояджер-2» как раз и зарегистрировал самую низкую температуру в -249 градусов. Именно из-за низких температур и туманной прослойки Уран имеет такой унылый вид, без деталей. На самом деле мы просто не можем видеть то, что находится ниже, а облаков в верхних слоях очень мало, буквально единицы.

Самые высокие слои атмосферы – термосфера и корона, как ни странно, имеют большую температуру, чем нижние. Это еще одна загадка Урана, так как Солнце не даёт столько энергии, чтобы разогреть эти слои до 500С.

Еще одна особенность Урана — термосфера распространяется на расстояние в 50 тысяч километров, два радиуса планеты.