Уран - седьмая планета в Солнечной системе и третий по счету газовый гигант. Планета является третьей по величине и четвертой по массе, а свое название получила в честь отца римского бога Сатурна.
Именно Уран удостоился чести быть первой планетой, открытой в современной истории. Однако на самом деле, его первоначальное открытие его как планеты фактически не происходило. В 1781 году астроном Уильям Гершель при наблюдении звезд в созвездии Близнецов, заметил неких дискообразный объект, который он поначалу записал в разряд комет, о чем и сообщил в Королевское научное сообщество Англии. Однако позже самого Гершеля озадачил тот факт, что орбита объекта оказалась практически круглой, а не эллиптической, как это бывает у комет. И только когда это наблюдения было подтверждено другими астрономами, Гершель пришел к выводу, что на самом деле открыл планету, а не комету, и открытие, наконец, получило широкое признание.
После подтверждения данных о том, что обнаруженный объект является планетой, Гершель получил необыкновенную привилегию - дать ей свое название. Не долго думая, астроном выбрал имя короля Англии Георга III и назвал планету Georgium Sidus, что в переводе означает «Звезда Георга». Однако название так и не получило научного признания и ученые, в большинстве своем, пришли к выводу, что лучше придерживаться определенной традиции в названии планет Солнечной системы, а именно называть их в честь древнеримских богов. Так Уран получил свое современное название.
В настоящее время единственной планетарной миссией, которой удалось собрать сведения про Уран, является Voyager 2.
Эта встреча, которая произошла в 1986 году, позволила ученым получить достаточно большое количество данных о планете и сделать множество открытий. Космический корабль передал тысячи фотографий Урана, его спутников и колец. Несмотря на то, что многие фотографии планеты не отобразили практически ничего, кроме сине-зеленого цвета, который можно было наблюдать и с наземных телескопов, другие изображения показали наличие десяти ранее неизвестных спутников и двух новых колец. На ближайшее будущее никаких новых миссий к Урану не запланировано.
Из-за темно-синего цвета Урана атмосферную модель планеты оказалось составить гораздо сложнее, нежели модели того же или даже . К счастью, снимки, полученные с космического телескопа «Хаббл» позволили получить более широкое представление. Более современные технологии визуализации телескопа дали возможность получить гораздо более детальные снимки, нежели чем у Voyager 2. Так благодаря фотографиям «Хаббл» удалось выяснить, что на Уране существуют широтные полосы как и на других газовых гигантах. Кроме того, скорость ветров на планете может достигать более 576 км / час.
Считается, что причиной появления однообразной атмосферы является состав самого верхнего ее слоя. Видимые слои облаков состоят в основном из метана, который поглощает эти наблюдаемые длины волн, соответствующие красному цвету. Таким образом, отраженные волны представлены в виде синего и зеленого цветов.
Под этим наружным слоем метана, атмосфера состоит из примерно 83% водорода (H2) и 15% гелия, где присутствует определенное количество метана и ацетилена. Подобный состав аналогичен другим газовым гигантам Солнечной системы. Однако атмосфера Урана резко отличается в другом отношении. В то время как у атмосферы у Юпитера и Сатурна в основном газообразные, атмосфера Урана содержит гораздо больше льда. Свидетельством тому являются экстремально низкие температуры на поверхности. Учитывая тот факт, что температура атмосферы Урана достигает -224 °С, ее можно назвать самой холодной из атмосфер в Солнечной системе. Кроме того, имеющиеся данные указывают на то, что такая крайне низкая температура присутствует практически вокруг всей поверхности Урана, даже на той стороне которая не освещается Солнцем.
Уран, по мнению планетологов, состоит из двух слоев: ядра и мантии. Современные модели позволяют предположить, что ядро в основном состоит из камня и льда и примерно в 55 раз превышает массу . Мантия планеты весит 8,01 х 10 в степени 24 кг., или около 13,4 масс Земли. Кроме того, мантия состоит из воды, аммиака и других летучих элементов. Основным отличием мантии Урана от Юпитера и Сатурна является то, что она ледяная, пусть и не в традиционном смысле этого слова. Дело в том, что лед очень горячий и толстый, а толщина мантии составляет 5,111 км.
Что самое удивительное в составе Урана и то, что отличает его от других газовых гигантов нашей звездной системы, является то, что он не излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Учитывая тот факт, что даже , который очень близок по размеру к Урану, производит примерно в 2,6 раза больше тепла, чем получает от Солнца, ученые сегодня очень заинтригованы в столь слабой мощности генерируемой Ураном энергии. На данный момент существует два объяснения данному явлению. Первая указывает на то, что Уран подвергся воздействию объемного космического объекта в прошлом, что привело к потере большей части внутреннего тепла планеты (полученной во время формирования) в космическое пространство. Вторая теория утверждает, что внутри планеты существует некий барьер, который не позволяет внутреннему теплу планеты вырваться на поверхность.
Орбита и вращение Урана
Само открытие Урана позволило ученым расширить радиус известной Солнечной системы почти в два раза. Это означает, что в среднем орбита Урана составляет около 2,87 х 10 в степени 9 км. Причиной столь огромного расстояния является длительность прохождения солнечного излучения от Солнца до планеты. Солнечному свету необходимо около двух часов и сорока минут чтобы достичь Урана, что почти в двадцать раз дольше, чем требуется солнечному свету для того, чтобы достигнуть Земли. Огромное расстояние влияет и на продолжительность года на Уране, он длится почти 84 земных года.
Эксцентриситет орбиты Урана составляет 0.0473, что лишь немногим меньше, чем у Юпитера - 0,0484. Данный фактор делает Уран четвертым из всех планет Солнечной системы по показателю круговой орбиты. Причиной столь небольшого эксцентриситета орбиты Урана является разница между его перигелием 2,74 х 10 в степени 9 км и афелием 3,01 х 109 км составляет всего 2,71 х 10 в степени 8 км.
Самым интересным моментом в процессе вращения Урана является положение оси. Дело в том, что ось вращения для каждой планеты, кроме Урана, примерно перпендикулярна их плоскости орбиты, однако ось Урана наклонена почти на 98°, что фактически означает, что Уран вращается на боку. Результатом такого положения оси планеты является то, что северный полюс Урана находится на Солнце половину планетарного года, а другая половина приходится на южный полюс планеты. Другими словами, дневное время на одном полушарии Урана длится 42 земных года, а ночное, на другом полушарии столько же. Причиной, по которой Уран «повернулся на бок», ученые опять же называют столкновение с огромным космическим телом.
Учитывая тот факт, что самыми популярными из колец в нашей Солнечной системе длительное время оставались кольца Сатурна, кольца Урана не удавалось обнаружить вплоть до 1977 года. Однако причина не только в этом, есть еще две причины столь позднего обнаружения: расстояние планеты от Земли и низкая отражательная способность самих колец. В 1986 году космический аппарат Voyager 2 смог определить наличия у планеты еще двух колец, помимо известных на то время. В 2005 году космический телескоп «Хаббл» заметил еще два. На сегодняшний день планетологам известно 13 колец Урана, самым ярким из которых является кольцо Эпсилон.
Кольца Урана отличаются от сатурнианских практически всем — от размеров частиц до из состава. Во-первых, частицы, составляющие кольца Сатурна маленькие, немногими больше, чем несколько метров в диаметре, тогда как кольца Урана содержат множество тел до двадцати метров в диаметре. Во-вторых, частицы колец Сатурна в основном состоят изо льда. Кольца Урана, тем не менее, состоят как изо льда так и значительной пыли и мусора.
Уильям Гершель открыл Уран в только 1781 году, так как планета была слишком тускла для того, чтобы ее могли заметить представители древних цивилизаций. Сам Гершель поначалу полагал, что Уран это комета, однако позже пересмотрел свое мнение и наука подтвердила планетарный статус объекта. Так Уран стал первой планетой, открытой в современной истории. Оригинальное название предложенное Гершелем было «Звезда Георга» — в честь короля Георга III, но научное сообщество не приняло его. Название «Уран» было предложено астрономом Иоганном Боде, в честь древнеримского бога Урана.
Уран делает оборот вокруг своей оси один раз за каждые 17 часов и 14 минут. Подобно , планета вращается в ретроградном направлении, противоположном направлению Земли и остальным шести планетам.
Считается, что необычный наклон оси Урана могло вызывать грандиозное столкновение с другим космическим телом. Теория состоит в том, что планета, размеры которой были предположительно с Землю резко столкнулась с Ураном, что сдвинуло его ось практически на 90 градусов.
Скорость ветра на Уране может достигать до 900 км в час.
Масса Урана составляет около 14,5 раз масс Земли, что делает его самым легким из четырех газовых гигантов нашей Солнечной системы.
Уран часто упоминается как «ледяной гигант». Помимо водорода и гелия в верхнем слое (как у других газовых гигантов), Уран также имеет ледяную мантию, которая окружает его железное ядро. Верхние слои атмосферы, состоят из аммиака и кристаллов ледяного метана, что дает Урану характерный бледно-голубой цвет.
Уран является второй наименее плотной планетой в Солнечной системе, после Сатурна.
Общие сведения о Уране
Уран – это седьмая по удаленности от Солнца планета (седьмая планета Солнечной системы).
Уран относится к ледяным гигантам и назван в честь греческого бога неба Урана.
У Урана на данный моменты обнаружены 27 естественных спутников.
Соседями Урана являются Юпитер и Нептун, за которым начинается пояс Койпера.
Так же, как у газовых гигантов Солнечной системы, у Урана имеется магнитосфера.
Ориентация Урана в пространстве отличается от остальных планет Солнечной системы. Его ось вращения лежит «на боку» под углом 97,86˚ относительно плоскости орбиты этой планеты.
Стандартная модель Урана предполагает, что он состоит из трех частей: в центре – каменное ядро, в середине – ледяная оболочка, снаружи – водородно-гелиевая атмосфера.
У Урана есть слабо выраженная система колец, состоящая из очень темных частиц диаметром от микрометров до долей метра.
Орбита Урана
Среднее расстояние от Урана до Солнца 2,8 миллиарда километров (19,1914 астрономической единицы).
Перигелий (ближайшая к Солнцу точка орбиты): 2,749 миллиарда километров (18,38 астрономической единицы).
Афелий (самая далекая от Солнца точка орбиты): 3,004 миллиарда километров (20,08 астрономической единицы).
Средняя скорость движения Урана по орбите составляет около 6,81 километра в секунду.
Один оборот вокруг Солнца планета совершает приблизительно за 84 земных года.
Год на планете составляет 369,66 уранианских суток.
Расстояние от Урана до Земли варьируется в пределах от 2,6 до 3,15 миллиарда километров.
3D-модель Урана
Физические характеристики Урана
Уран – третья по размеру планета в Солнечной системе и четвертая по массе.
Уран – самая холодная планета Солнечной системы с минимальной температурой -224 °C.
Средний радиус Урана составляет 25 362 ± 7 километров, то есть около 4 радиусов Земли.
Площадь поверхности Урана составляет 8,1156 миллиарда квадратных километров.
Средняя плотность Урана составляет 1,27 грамм на кубический сантиметр.
Ускорение свободного падения на Уране равно 8,87 метра на секунду в квадрате (0,886 g).
Масса Урана равна 8,6832 х 10 25 килограмм, что составляет около 14,6 масс Земли.
«Voyager 2» обнаружил у Урана специфическое магнитное поле, которое на 1/3 радиуса планеты смещено от ее геометрического центра и наклонено на 59˚ относительно оси вращения.
Сравнительные размеры Урана и Земли
Атмосфера Урана
Атмосфера Урана условно делится на 3 части: тропосфера, стратосфера и термосфера/атмосферная корона. Мезосфера отсутствует.
Основными компонентами атмосферы Урана являются водород (около 83 ± 3%), гелий (15 ± 3%) и метан (2,3%).
Скорость ветров на Уране может достигать 900 километров в час.
Благодаря наклону оси (97,86˚) полярные области Урана получают в течение года больше солнечной энергии, чем экваториальные. Однако Уран теплее в экваториальных районах, чем в полярных. Механизм, вызывающий такое перераспределение энергии, пока остается неизвестным.
Уран показывает признаки сезонных изменений и погодной активности, вызванные приближением планеты к точке равноденствия.
Исследование Урана
Уран открыт 13 марта 1781 года английским астрономом Уильямом Гершелем, до этого момента он наблюдался 21 раз, но астрономы принимали его за звезду.
В 1789 году Уильям Гершель утверждал, что видел у Урана кольца, однако кольцевая система была однозначно подтверждена лишь в 1977 году, а их красноватый оттенок – только в 2006 году.
Единственное в истории космонавтики посещение окрестностей Урана в 1986 году совершил американский космический аппарат «Voyager 2». Он передал на Землю снимки Урана в видимом спектре с близкого расстояния, показав «невыразительную» планету без облачных полос и атмосферных штормов.
Уран – наименее массивный из всех планет-гигантов Солнечной системы.
Каждый полюс Урана 42 земных года находится в темноте, а следующие 42 года купается в солнечных лучах.
При чистом темном небе Уран в противостоянии виден невооруженным глазом, а с биноклем его можно наблюдать даже в условиях города.
Уран стал первой планетой, открытой с помощью телескопа.
Уран – единственная большая планета Солнечной системы, название которой происходит не из римской, а из греческой мифологии.
Спутниковая система Урана наименее массивна среди спутниковых систем газовых гигантов. Даже суммарная масса крупнейших пяти спутников не составит и половины массы Тритона, спутника Нептуна.
Названия спутников Урана выбраны по именам персонажей произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа.
Подобно другим планетам-гигантам , атмосфера Урана в основном состоит из водорода, гелия и метана, хотя их относительные вклады несколько ниже по сравнению с Юпитером и Сатурном.
Теоретическая модель строения Урана такова : его поверхностный слой представляет собой газожидкую оболочку, 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.
Уран сформировался из первоначальных твердых тел и различных льдов (подо льдами здесь надо понимать не только водяной лед), он лишь на 15% состоит из водорода, а гелия нет почти совсем (в контраст Юпитеру и Сатурну, которые, по большей части, — водород). Метан, ацетилен и другие углеводороды существуют в значительно больших количествах, чем на Юпитере и Сатурне. Ветры в средних широтах на Уране перемещают облака в тех же направлениях, что и на Земле. Эти ветры дуют со скоростью от 40-а до 160-ти метров в секунду; на Земле быстрые потоки в атмосфере перемещаются со скоростью около 50-ти метров в секунду.
Толстый слой (дымка) — фотохимический смог — обнаруживается вокруг освещенного Солнцем полюса. Освещенный Солнцем полушарие также излучает больше ультрафиолета. На представленном изображении Урана контраст цветов искусственно усилен для выявления разницы между ними.
Инструменты «Вояджера» обнаружили отчасти более холодную полосу между 15 и 40-ка градусами широты, где температура на 2-3 K ниже.
Синий цвет Урана является результатом поглощения красного света метаном в верхней части атмосферы . Вероятно, существуют облака других цветов, но они прячутся от наблюдателей перекрывающим слоем метана. Атмосфера Урана (но не Уран в целом!) состоит примерно на 83% из водорода, на 15% из гелия и на 2% из метана. Подобно другим газовым планетам, Уран имеет полосы облаков, которые очень быстро перемещаются. Но они слишком плохо различимы и видимы только на снимках с большим разрешением, сделанных «Вояджером 2». Недавние 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 разняться: целое полушарие зимой на несколько лет прячется от Солнца ! Однако, Уран получает в 370 раз меньше тепла от Солнца, чем Земля, так что летом там тоже не бывает жарко. К тому же, Уран излучает тепла не больше, чем получает от Солнца, следовательно и скорее всего, он холоден внутри.
Обедненность атмосферы планеты легкими газами — следствие недостаточной массы зародыша планеты. В ходе образования, Уран не смог удержать возле себя большее количество водорода и гелия только потому, что к моменту, когда будущий Уран собрал достаточно массивное ядро, свободного водорода и гелия в Солнечной системе оставалось мало. Зато Уран содержит больше воды, метана, ацетилена.
Своё название эта невероятно интересная планета получила в честь отца римского бога Сатурна. Именно Уран стал первой планетой, которая была открыта в современной истории. Впрочем, сначала эту планету в 1781 году отнесли в разряд комет, и только позже наблюдения астрономов доказали, что Уран – это самая настоящая планета. В нашем обзоре любопытно-интереснейшие факты о седьмой от Солнца планете, лето на которой длится 42 года.
1. Седьмая планета
Уран - седьмая планета по удаленности от Солнца, которая занимает третье место по величине и четвертое место по массе в Солнечной системе. Ее не видно невооруженным глазом, поэтому Уран стал первой планетой, обнаруженной с помощью телескопа.
2. Уран открыт в 1781 году
Уран был официально открыт сэром Уильямом Гершелем в 1781 году. Название планеты происходит от древнегреческого божества Урана, чьи сыновья были гигантами и титанами.
3. Слишком, слишком блеклый...
Уран слишком блеклый, чтобы его смогли увидеть без специальных приспособлений. Сначала Гершель думал, что это была комета, но через несколько лет подтвердилось, что это все же планета.
4. Планета лежит «на боку»
Планета вращается в обратном направлении, противоположном Земле и большинству других планет. Поскольку ось вращения Урана расположена необычно (планета лежит «на боку» относительно плоскости вращения вокруг Солнца), почти четверть года один из полюсов планеты находится в полной темноте.
5. Самый маленький из «гигантов»
Уран является самым маленьким из четырех «гигантов» (к ним также относятся Юпитер, Сатурн и Нептун), но он в несколько раз больше Земли. Экваториальный диаметр Урана 47 150 км, по сравнению с диаметром Земли 12 760 км.
6. Атмосфера из водорода и гелия
Как и у других газовых гигантов, атмосфера Урана состоит из водорода и гелия. Ниже находится ледяная мантия, которая окружает ядро из камня и льда (именно поэтому Уран часто называют «ледяным гигантом»). Облака на Уране состоят из воды, аммиака и кристаллов метана, что придает планете ее бледно-голубой цвет.
7. Уран помог с Нептуном
С того времени, как Уран был впервые обнаружен, ученые заметили, что в определенные моменты вращения по орбите планета отклоняется дальше в космос. В девятнадцатом веке некоторые астрономы предположили, что это притяжение связано с гравитацией другой планеты. Делая математические расчеты, основанные на наблюдениях Урана, два астронома, Адамс и Леверье, определили местонахождение другой планеты. Это оказался Нептун, расположенный на расстонии 10,9 астрономических единиц от Урана.
8. 19,2 астрономические единицы
Расстояния в Солнечной системе измеряются в астрономических единицах (а.е.). За одну астрономическую единицу было принято расстояние Земли от Солнца. Уран находится на расстоянии 19,2 а.е. от Солнца.
9. Внутреннее тепло планеты
Еще одним удивительным фактом об Уране является то, что внутреннее тепло планеты меньше, чем у других планет-гигантов в Солнечной системе. Причина этого неизвестна.
10. Вечная дымка из метана
Верхние слои атмосферы Урана представляет собой вечную дымку из метана. Она скрывает бури, которые бушуют в облаках.
11. Два внешних и одиннадцать внутренних
У Урана есть два набора очень тонких колец темного цвета. Частицы, из которых состоят кольца, являются весьма небольшими: от размера песчинки до небольших камушков. Есть одиннадцать внутренних колец и два внешних кольца, первые из которых были открыты в 1977 году, когда Уран прошел перед звездой и астрономы смогли наблюдать планету с помощью телескопа Хаббл.
12. Титания, Оберон, Миранда, Ариэль
Уран имеет в общей сложности двадцать семь спутников, большинство из которых были названы в честь героев комедии Шекспира «Сон в летнюю ночь». Пять главных спутников называются Титания, Оберон, Миранда, Ариэль и Умбриэль.
13. Ледяные каньоны и террасы Миранды
Самым интересным спутником Урана является Миранда. Она имеет ледяные каньоны, террасы и другие странные выглядящие участки поверхности.
14. Самая низкая температура в Солнечной системе
На Уране была зафиксирована самая низкая температура на планетах Солнечной системе - минус 224 ° C. Хотя таких температур не было замечено на Нептуне, эта планета в среднем холоднее.
15. Период обращения вокруг Солнца
Год на Уране (т. е. период обращения вокруг Солнца) длится 84 земных года. Около 42 лет каждый из ее полюсов находится под прямыми солнечными лучами, а остальную часть времени пребывает в полном мраке.
Для всех, кому интересная внеземная тема, мы собрали .
© Владимир Каланов,
сайт
"Знания-сила".
Уран - седьмая по расстоянию от Солнца планета Солнечной системы. Среднее расстояние Урана от Солнца составляет 2896,6 млн. км. Уран - крупная планета. Он относится к группе газообразных гигантов. Диаметр экватора планеты по уровню облаков равен 51200 км. У полюсо́в Уран сплюснут незначительно, поэтому диск Урана в телескоп виден как почти правильный круг с зеленовато-голубым оттенком. Объём Урана в 62,2 раза больше объёма Земли, а его масса больше земной только в 14,5 раза, потому что плотность вещества Урана небольшая, в среднем около 1,29 г/см³ . Поэтому сила тяготения на Уране почти равна земной.
При хорошем зрении Уран можно увидеть на безоблачном ночном небе даже невооруженным глазом. Но если кому-то такая редкая возможность представится, то он увидит крошечный диск по светимости не выше звезды 6-й величины. Такая возможность скорее теоретическая, чем практическая, потому что Уран - очень далёкая планета.
Со времени открытия Урана в 1781 году и до момента посещения окрестностей планеты автоматической станцией «Вояджер-2» в 1986 году, т.е. в течение 205 лет знания астрономов об этой планете, кроме факта её существования, содержали только приблизительные сведения о её размерах, форме, составе атмосферы и траектории движения. Поэтому сразу оговоримся, что все приводимые в этой статье данные о строении, составе, физических сво́йствах, климатических условиях, особенностях движения Урана, а также сведения о его спутниках стали известны только после полёта «Вояджера-2». Результаты исследований, проведенных этим аппаратом, по праву считаются вторым открытием Урана. «Вояджер-2» стартовал 20 августа 1977 года с мыса Кана́верал (штат Флорида, США) и почти через 9 лет достиг окрестностей Урана. 24 января 1986 года «Вояджер-2» пролетел на расстоянии 81500 км от Урана (от поверхности облаков) со скоростью 46000 км/ч (13 км/с) .
В течение всего нескольких часов, пока длился пролёт «Вояджера-2» около Урана, на Землю поступил большой объём информации, которая стала основой современных знаний об этой планете.
Полёт «Вояджера-2» был спланирован в тот период, когда планеты Юпитер, Сатурн, Уран и Нептун расположились в пространстве почти на одной прямой, если смотреть с Земли. Такой феноменальный «парад планет» происходит один раз в 200 лет. Смелый до дерзости план специалистов НАСА состоял в том, чтобы за один полёт космического аппарата исследовать сразу четыре планеты. И этот план был успешно реализован. Покинув окрестности Урана, аппарат «Вояджер-2» через три с половиной года, в августе 1989 года, достиг планеты Нептун, пролетев над её северным полюсом на высоте всего 4500 км. Пролетая вблизи Юпитера и Сатурна, аппарат выполнил разгонные маневры, получив ускорение от гравитационных полей обеих этих планет. При отсутствии этих импульсов ускорения путь «Вояджера-2» до Урана вместо 9 лет продолжался бы около 30 лет.
И последнее в связи́ с миссией «Вояджера-2». В очередной раз планеты-гиганты построются для «парада» приблизительно только в 2185 году. До этого далёкого срока люди вряд ли смогут исследовать дальние планеты (Уран и Нептун) с помощью автоматических межпланетных аппаратов. Эти планеты находятся на таких огромных расстояниях от Земли, что без использования «эффекта пращи», т.е. без гравитационного разгона около Юпитера и Сатурна. Существующие в настоящее время ракетные системы не смогут дать аппарату необходимый импульс на старте, да и топлива не хватит для маневров на колоссальной по протяженности траектории движения к Урану или Нептуну.
Однако утверждать категорически это нельзя. Технический прогресс развивается на Земле стремительно, и вполне возможно, что в недалёком будущем появятся более мощные и надёжные средства исследования самых далёких планет и других космических объектов.
Атмосфера и поверхность Урана
Атмосфера Урана достаточно плотная и состоит из молекулярного водорода (84%), гелия (14%), метана (2%) и незначительного количества окиси углерода, ацетилена и азота. Общий зеленовато-голубой оттенок атмосферы объясняется тем, что лучи красной части спектра поглощаются метаном, содержащимся в атмосфере. Высота атмосферного слоя оценивается примерно в 7000 км.
На основании теоретических расчетов считается, что водные облака могут
находиться в
промежутке с давлением от 50 до 100 бар, облака гидросульфида аммония - в
диапазоне 20-40 бар, облака аммиака и сероводорода,
представляющие основной
облачный слой, - в диапазоне 3-10 бар, метана - в диапазоне 1-2 бар.
Уран движется по своей орбите на очень большом (почти 3 млрд. км.) среднем расстоянии от Солнца и, естественно, получает очень мало солнечного тепла. Даже на дневной, освещенной стороне планеты температура постоянно не превышает в среднем 80° К (около минус 200°C). Тропосфера - самая нижняя и самая плотная часть атмосферы - характеризуется уменьшением температур с высотой. Температура падает от 320 К в самом начале тропосферы (на глубине в 300 км) до 53 К на высоте в 50 км.
Верхняя часть тропосферы закрыта слоем облаков. В этой части атмосферы находится слой, содержащий наибольшее, по сравнению с другими, более низкими частями атмосферы, количество метана, окиси углерода и азота. Давление здесь находится в пределах 1 - 2 бар.
Как мы увидим далее, природа распорядилась так, что за один оборот Урана вокруг Солнца оба полушария планеты в течение почти двадцати земных лет непрерывно попеременно освещены Солнцем или погружены в холодную тьму ночи. Логично предположить, что на «дневной» и «ночной» территориях разность температур должна быть если не огромной, то, во всяком случае, существенной. Но Уран человеческой логике не подчиняется. Оказалось, что разница температур на «дневной» и «ночной» сторонах планеты очень незначительная. Это стало одним из сюрпризов, которые Уран преподнёс астрономам. После таких фактов не кажется удивительным, что в верхней части атмосферы Урана над освещённым полушарием температура над различными районами от полюса до экватора практически одинакова, колебания составляют всего 4°C (от минус 208 до минус 212°C). Значит, на планете действует какой-то, пока неясный, механизм переноса тепла от более нагретых областей к менее нагретым.
Фото в условных цветах, позволяющее дифференцировать циркуляции атмосферных потоков.
В средних широтах с запада на восток дуют сильные ветры, часто с ураганной скоростью до 550-600 км/ч. В нижних широтах ветры слабее, до 350 км/ч, и дуют они вдоль экватора в обратном направлении. Судя по снимкам, переданным «Вояджером-2» и сделанным с Земли с помощью телескопов, ураганы на Уране бушуют непостоянно, временами атмосфера затихает, а потом снова «просыпается», создавая вихри и приводя в движение облака́ и более низкие слои. Возможно, это объясняется невысоким уровнем энергии внутренних источников тепла на планете. Считается, что только 30% тепла выделяется из недр планеты, остальные 70% приносит солнечная радиация. Но это очень немного. Для сравнения укажем, что Уран получает от Солнца примерно в 400 раз меньше тепла, чем Земля.
Понятие поверхности для Урана, как и для других газообразных планет, строго говоря, неприменимо. В качестве поверхности мы обычно воспринимаем верхний облачный слой атмосферы. Существует ли на Уране что-либо наподобие земной тверди, об этом можно только гадать и строить гипотезы. Думается однако, что такое занятие не очень продуктивно.
© Владимир Каланов,
"Знания-сила"