Уран - астрономические сведения

Характеристики планеты Уран

Главное, что отличает Уран и Нептун от остальных газовых гигантов это высокое содержание льдов.Собственно, структурное описание:

В самом центре находится относительно небольшое каменное ядро. В принципе, оно составляет 20% от радиуса всего тела, а масса равна максимум 3,7 земных масс.
Посередине мантия, то есть ледяная оболочка, которая занимает основной объем (60%) и 13,5 земных масс.
Сверху водородно-гелиевая атмосфера, соответственно, заполняет оставшиеся 20% и обладает массой от 0,5 до 1,5 земной.

По сравнению с нашей Землёй планета Уран крупнее в 63 раза, её объем 6,833*1013км³. Несмотря на радиус 25360 км она имеет самую маленькую массу среди гигантов и небольшую плотность 1,27 г/см³. Можно сказать, в данном случае размер не имеет значения.

Сравнение Урана и Земли

Орбита и вращение

По данным учёных, среднее расстояние до Солнца 2,8 млрд км, а период обращения вокруг него занимает 84 года. В то же время удалённость от Земли изменяется от 2,6 до 3,15 млрд км.А вот период обращения вокруг оси Урана составляет 17 часов 14 минут.

В отличие от всех планет, уранианская ось находится, так сказать, на боку по отношению к собственной плоскости обращения относительно Солнца. Она поочерёдно поворачивается к светилу то экватором, то средней широтой, то одним полюсом, то другим.Кроме того, из-за наклона экваториальной плоскости к области орбиты Уран имеет ретроградное движение. Предполагают, что связано со столкновением планеты с небесным телом в самом начале его формирования.

Поверхность

По аналогии с Нептуном под поверхностной оболочкой находятся лёд и горные породы.

Впрочем, как таковая твёрдая поверхность отсутствует, поскольку внутри жидкая структура, которая размеренно перетекает в газовую атмосферу. Хотя для комфорта за поверхность планеты принимают сфероид вращения приплюснутой формы с давлением 1 бар. Причём на экваторе радиус данного сфероида равен 25559 км, а на полюсах 24973 км.

Атмосфера и температура

В действительности атмосферная оболочка в основном содержит водород и гелий. Хотя в ней также присутствуют следы метана и углеводорода, твёрдый аммиак и ледяные облака.

Как считают учёные, Уран обладает сложным и слоистым облачным строением. По их оценке, в верхних слоях содержится метан, а в нижних вода. Во внешних атмосферных слоях дуют ветра со скоростью 250 м/с. Хотя поведение верхней оболочки, по сравнению со всеми планетными телами, самое спокойное. Правда, обнаружили приличную облачность и иногда бывают даже вихри.

Подразделяют атмосферу на три основные части:

тропосфера протягивается от -300 до 50 км и нагрета максимум до 57 К;
стратосфера занимает пространство от 50 до 4000 км, температура, к удивлению, повышается;
термосфера или корона находится в промежутке от 4000 до 50000 км, здесь температура достигает 850 К.

Верхние слои атмосферы планеты

Кольца

Наряду с остальными гигантами, Уран имеет кольцевую систему.Всего выделяют 13 колец планеты, из которых 11 внутренние, а 2 внешние. Считается, что они появились после столкновения с древними спутниками.

Также удалось выяснить, что внешние кольца обладают разными цветами. Например, есть красное и синее. Так вот синий цвет характерен для только крайнего кольца. По некоторым предположениям он обусловлен наличием водяного льда со спутника Маб.В то же время внутри пыле-ледяные образования имеют серый окрас.

Кольцевая система Урана

Орбита и вращение

Уран — его кольца и спутники

Период полного обращения Урана вокруг Солнца составляет 84 земных года. Большая полуось орбиты равна 19,229 а.е., или около 3 млрд км. Интенсивность солнечного излучения на таком расстоянии составляет 1/400 от значения на орбите Земли. Впервые орбитальные элементы Урана были вычислены в 1783 году французским астрономом Пьером Симоном Лапласом, однако со временем у них были выявлены несоответствия с наблюдаемым движением планеты. В 1841 году британец Джон Кауч Адамс первым предположил, что ошибки в расчётах вызваны гравитационным воздействием ещё не открытой планеты. В 1845 году французкий математик Урбен Леверье начал независимую работу по вычислению элементов орбиты Урана, а 23 сентября 1846 года Иоганн Готфрид Галле обнаружил новую планету, позже названную Нептуном — почти в том же положении, в каком её предсказывал Леверье.
Период вращения Урана вокруг своей оси составляет 17 часов 24 минут.
Однако, как и на других планетах-гигантах, в верхних слоях атмосферы
Урана дуют очень сильные ветры в направлении вращения, достигающие
скорости 240 м/c. Таким образом, вблизи 30 градусов южной широты
некоторые части атмосферы делают оборот вокруг планеты всего за 14 часов

Наклон оси вращения

Плоскость экватора Урана наклонена к плоскости его орбиты под углом
97,86° — то есть планета вращается «лёжа на боку». Это даёт полностью
отличный от других планет Солнечной системы процесс смены времён года.
Если другие планеты можно сравнить с вращающимися волчками, то Уран
больше похож на катящийся шар. 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 в это время расположено очень низко над горизонтом — как в
земных полярных широтах. Через полгода 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 почти тот же цикл
день/ночь, что и 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, в течение года полярные области Урана
получают больше энергии от Солнца, чем экваториальные. Однако, Уран
«теплее» в экваториальных районах, чем в полярных областях. Механизм
процесса, вызывающего такое перераспределение энергии пока остаётся
неизвестным. Причина необычного положения оси вращения Урана также
остаётся пока что в области гипотез, хотя обычно принято считать, что
во время формирования Солнечной системы протопланета размером примерно
с Землю врезалась в Уран и изменила его ось вращения. Во время первого посещения Урана Вояджером-2 в 1986 году
южный полюс Урана был обращён к Солнцу. Обозначение этого полюса как
«южный» установлено Международным астрономическим союзом,
руководствовавшемся при этом тем, что северный полюс должен быть выше
плоскости Солнечной системы.
Однако, есть соглашение, согласно которому при упоминании Урана
пользуются «правилом правой руки», когда речь заходит о его полюсах. По такому методу Вояджер-2 в 1986 году «видел» не южный, а северный полюс планеты. Астроном Патрик Мур прокомментировал эту проблему следующим лаконичным образом: «Делайте свой выбор».

Видимость

С 1995 по 2006 год видимая звёздная величина
Урана колебалась между +5,6 и +5,9, то есть планета была видна
невооружённым глазом на пределе его возможностей (предел видимости
невооружённым глазом равен +6.0).
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).
Уран виден невооруженным глазом в противостоянии на чистом небе в
тёмное время суток, и его можно наблюдать даже в городских условиях с
биноклем.
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).

Спутники планеты Уран

Семья состоит из 27 известных нам спутников Урана, разделенных на крупные, внутренние и нерегулярные. Наибольшими считаются Миранда, Ариэль, Умбриэль, Оберон и Титания. Их диаметр превосходит 472 км, а масса – 6.7 х 10 19 кг для Миранды, а также 1578 км и 3.5 х 10 21 кг у Титании.

Есть мнение, что все крупные луны появились в аккреционном диске, который присутствовал вокруг планеты еще долгое время с момента ее формирования. Каждая представлена практически равным соотношение горной породы и льда. Выделяется лишь Миранда, которая почти полностью создана из льда.

Можно отметить также наличие аммиака, диоксида углерода, а скалистая порода – углеродистый материал и органические соединения. Полагают, что в Титании и Обероне на черте между ядром и мантией может существовать жидкий водяной океан. Поверхность щедро усеяна кратерами. Самой молодой и «чистой» считается Ариэль, а вот Умбриэль – старушка со шрамами.

У главных спутников нет атмосферы, а орбитальный путь приводит к сильным сезонным колебаниям. Внутренних лун насчитывают 13: Корделия, Офелия, Биянка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Купидон, Белинда, Пердита, Пак и Маб. Все они получили свои имена в честь героев творений Шекспира. На фото продемонстрированы спутники и кольца Урана.

Внутренние спутники обладают прочной связью с кольцевой системой планеты. С диаметром в 162 км Пак считается в этой группе крупнейшей луной и единственная, чей снимок удалось добыть Вояджеру-2.

Все они выступают темными телами. Сформированы из водяного льда с темным органическим материалом. Система лишена стабильности и модели показывают, что может произойти столкновение. Особенное беспокойство вызывают Дездемона и Крессида.

Есть 9 нерегулярных спутников, чья орбита расположена дальше Оберона. Они были захвачены уже после формирования самой планеты: Франциско, Калибан, Стефано, Тринкуло, Сикоракс, Маргарита, Просперо, Сетебос и Фердинанд. Они охватывают 18-150 км. Все вращаются в ретроградном направлении, кроме Маргариты.

История изучения

Уран входит в список пяти планет, которые можно было разглядеть невооруженным глазом. Но это тусклый объект, а орбитальный путь проходит слишком медленно, поэтому древние считали, что перед ними классическая звезда. Ранний обзор принадлежит Гиппарху, указавшему на тело как на звезду в 128 г. до н. э.

Первое точное наблюдение за планетой выполнил Джон Фламстид в 1690-м году. Он заметил ее минимум 6 раз и записал в качестве звезды (34 Тельца). Примерно 20 раз за Ураном следил Пьер Лемоньер в 1750-1769 гг.

Телескоп, при помощи которого Уильям Гершель наблюдал за Ураном

Но лишь в 1781 году Уильям Гершель начал наблюдать за Ураном как за планетой. Правда сам он считал, что смотрит на комету, которая по повадкам смахивает на планетный объект. В итоге, к изучению подключились и другие астрономы, среди которых был Андерс Лекселл. Ему первому удалось определить почти круговую орбиту. Это подтвердил и Иоганн Боде.

В 1783 году Уран официально признали планетой, а Гершель получил 200 фунтов от короля. За это ученый прозвал объект звездой Георга в честь нового покровителя. Но за пределы Великобритании наименование не вышло.

Уран, запечатленный космическим телескопом Хаббл

Современное наименование предложил Иоганн Боде. Это была латинская версия греческого бога неба. Название прижилось и стало официальным в 1850-м году. Ниже представлена карта Урана.

Физические характеристики Урана

Особенностью планеты Уран является то, что плоскость экватора планеты наклонена к плоскости орбиты планеты под углом 98°. В результате планета Уран вращается будто бы лёжа на своем боку.

Замечание 1

Согласно одному из последних исследований положение Урана «на боку» было следствием столкновения планеты с неким объектом, который примерно в два раза превосходил Землю по массе. Таким столкновением можно объяснить очень низкую температуру в атмосфере верхнего слоя планеты.

Радиус экватора Урана равен 25 559 км. Полярный же радиус меньше его на 300 километров.

Что касается периода вращения планеты, то он зависит от той или иной широты планеты. Так, к примеру, на широте в 70° он составляет 14 часов, а на широте в 33° этот показатель равен 16,2 часам.

Массу планеты рассчитали исходя из движения спутников Урана. Масса планеты оказалась в 14,5 раз больше массы нашей планеты.

В тоже время средняя плотность Урана равна 1,3 г/см3. Эта цифра лишь немного больше плотности воды.

В атмосфере Урана основным элементом является водород. Его доля в атмосфере планеты составляет 85%. Другими элементами атмосферы Урана следует назвать гелий, его доля равна 12% и метан с его долей в 2,3%.

Из –за того, что планета совершает вращение словно «лёжа на боку», то день и ночь по своей длительности сильно больше осевого периода вращения планеты. Так, на широте в 30° день и ночь длится 14 лет, а на широте в 60 ° уже больше -28 лет. А на полюсах длительность дня и ночи равна 42 годам.

Построение модели внутреннего строения планеты говорит о том, что температура в центре планеты более 7000 К. Эта цифра меньше, чем аналогичные показатели по Юпитеру и Сатурну. Ядро планеты состоит из сильно сжатых металлов, а также аммиака и метана в виде льда. Ядро занимает приблизительно около 0,3 радиуса планеты. Мантия планеты, судя по всему, состоит изо льда. Причём лёд этот состоит из смеси воды, метана и аммиака.

Уран и похожий на него Нептун выделяют в отдельную категорию «ледяных гигантов».

Поверхность Урана, которую мы можем наблюдать, состоит из газовой оболочки. В свою очередь, эта газовая оболочка состоит из таких элементов как водород и гелий.

Температура на всех широтах Урана считается примерно одинаковой. Так, на уровне заметной наблюдателям облачности температура составляет около 60 К. Это происходит из – за циркуляции атмосфера, или же в результате конденсации воды в атмосфере Урана.

Замечание 2

Особенностью Урана и отличием его от других планет-гигантов является почти полное отсутствие собственных источников энергии.

Особая динамика атмосферы Урана, которая образует теплоизолирующий слой, приводит к низкой метеорологической активности и к слабому тепловому излучению.

Исследования показали наличие у планеты собственного магнитного поля. Отмечается, что магнитосфера Урана обладает достаточно сложным строением.
Так, индукция магнитного поля близка к земной на уровне видимой облачной поверхности, где давление составляет 0,6 бара.

Отмечается, что магнитные полюса расположены на отдалении от полюсов географических, а точнее уранографических, этой планеты. Так, на 8 тысяч километров смещена к Северному полюсу и наклонена на 59 ° ось магнитного диполя.

Открытие планеты

Уран – первая планета, открытая благодаря телескопу. Уильям Гершель, музыкант из Лондона, увлекался астрономией. Он сам сделал телескоп и ночи напролет наблюдал за звездами. Его мечтой было создание подробной карты звезд Северного полушария

13 марта 1781 года его внимание привлекла странная звезда, имевшая вид диска. Уильям решил, что это комета

Позже выяснилось, что она имеет круговую орбиту и не может быть кометой.

Уильям Гершель – астроном, открывший Уран

Открытие Урана решило судьбу Гершеля. Король Георг III, увлекающийся наблюдением за звездами, назначил его астрономом и определил жалованье в 200 фунтов.

Характеристика планет-гигантов

Все планеты, входящие в состав этой категории, и особенно Юпитер, обладают колоссальной массой и размерами. Например, Юпитер больше по размеру, чем наша родная планета, примерно в 1,5 тыс. раз, а по массе – свыше, чем в 300 раз.

Все эти планеты с достаточно большой скоростью обращаются вокруг собственной оси. Например, огромному Юпитеру необходимо меньше десятка часов, чтобы сделать целый виток. В это время зона экватора имеет большую скорость обращения, нежели зона полюсов, то есть как раз там, где максимум линейного перемещения точки, когда она движется вокруг оси, максимум и углового перемещения. Результатом большой скорости обращения является то, что планета-гигант сильно сжата. Это можно заметить, просто посмотрев на нее.

Планета-гигант расположена вдали от центра солнечной системы, и не важно, как сменяются сезонные периоды, здесь всегда наблюдается пониженная температура. Например, на Юпитере время года не сменяется совершенно, потому как его ось находится почти под прямым углом к орбитальной плоскости

Интересно сменяются сезоны на Уране, потому как его ось находится под наклоном к орбитальным плоскостям под углом, составляющим 8 градусов.

Одна из отличительных особенностей планет рассматриваемой категории – наличие большого числа спутников. У Юпитера на момент подсчета в 2001 году было замечено 28 спутников. у Сатурна – три десятка, Урана – 21 и лишь у Нептуна их относительно немного – всего 8. Любопытное свойство планеты-гиганта составляет ее кольцо, оно открыто как у Сатурна, так и у остальных планет этой категории.

Одна из главных черт в строении планеты-гиганта – отсутствие твердой поверхности. Это свойство хорошо соответствует с небольшими средними частотами данных планет. Поэтому все то, что можно увидеть у самых больших планет, происходит в их соответствующих атмосферных слоях. На поверхности Юпитера можно заметить полоски, протянувшиеся по экваториальной зоне. В высшем слое Юпитера, который вобрал в себя гелий и водород, в качестве примесей можно заметить химические соединения, углеводородные элементы, а также разнообразные вещества, которые могут придать коричневые, красноватые и желтые оттенки атмосферным компонентам. В этом плане, по химическим свойствам, планеты данной категории сильно отличаются от представителей земной категории.

Структура атмосферы Урана

В атмосфере Урана выделяют три слоя: тропосфера, стратосфера и экзосфера. В отличии от Земной атмосферы, у Урана отсутствует мезосфера.

За начальный уровень, откуда ведется отчет высоты, принята условная линия, где давление в атмосфере равно давлению на поверхности Земли. Таким образом, тропосфера лежит на уровне -300 км до 50 км. Стратосфера – 50-4000 км, экзосфера – 4000 до нескольких радиусов планеты.

Атмосфера Урана является одной из самых холодных в Солнечной системе. Ее минимальная температура достигает 49 Кельвинов или -224 по Цельсию.

По полученным данным, Уран не имеет твердой поверхности. Поэтому, можно сказать, что его атмосфера начинается сразу от ядра планеты. Атмосфера Урана — это дымка голубого цвета, что окутывает планету.

Структура Урана

Облака

Как и в атмосферах других планет-гигантов, в атмосфере Урана очень много облаков, разного состава. Все они распределены по высотам и имеют свою собственную структура и характеристики.

Самый верхний слой, доступный для прямого наблюдения через телескопы, это облака из метана. Давление в этом слое равно 1,2 атмосферы.

Следующий слой облаков в глубину состоит и сероводорода, и аммиака. Давление в этом слое достигает 3-10 атмосфер. Температура равна 100 К или -173 Цельсия.

Эти два верхних слоя можно наблюдать в прямой видимости и поэтому они хорошо изучены. Два самых нижних слоя получили свое разделение теоретически.

Третьим слоев облаков в глубину являются облака из гидросульфата аммония. Давление достигает отметки 20-40 атмосфер.

И последний слой облаков, самый нижний, состоит из кристаллов льда воды, с давлением 50 атмосфер.

Облака из нижнего слоя атмосферы – тропосферы, почти не доступны для наблюдения, хотя они и являются очень яркими. Скорей всего это связано с низкой конвекцией на нижних уровнях атмосферы.

Однако, ученым удалось получить значения скорости ветров, что гуляют по планете. Шторма могут достигать скорости 250 м/с.

Температурный профиль тропосферы и нижней стратосферы Урана и облачные слои

Интересные факты о планете

Реалистичное представление Урана

Уран, который является седьмой от светила планетой, по своим размерам находится на третьем месте рейтинга планет-гигантов. Несмотря на то, что астрономы говорят о возможности ее визуального изучения, на практике ситуация обстоит иначе.

Планета располагается настолько далеко от Земли, что ее тусклый свет делает ее подобной звезде. У Урана очень невысокая орбитальная скорость. Остановимся на некоторых фактах, которые являются прямым подтверждением необычности Урана.

Обнаружена планета была абсолютно случайно. Астроном Гершель вел наблюдения за звездами, которые можно было рассмотреть без применения оптических приборов. Только через год после первой фиксации нового небесного тела, астроном установил, что объект вращается по планетарной орбите.
Свое название планета получила от греческого бога Ураноса (остальные планеты названы по римской мифологии).
Планета имела сразу несколько вариантов названий:

Минерва (в честь римского божества мудрости);
Гиперкроний (планета над Сатурном);
Георгиум Сидум (астроном Гершель хотел назвать обнаруженную планету в честь английского короля Георга 3)

В январе 1986 года искусственному спутнику удалось сфотографировать вид Урана, двигающегося к Нептуну. Несмотря на освещенность края, планете удалось сохранить необычную зеленоватую окраску (в атмосфере содержится много углеводорода метана, поглощающего инфракрасные волны).
Так как около 4/5 массы планеты — жидкая смесь метана, аммиака в твердом состоянии, Уран именуют ледяным гигантом.
В атмосфере самой холодной планеты порядка 4/5 частей водорода. Именно он придает максимальный объем Урану.
Мантия гиганта включает в себя лед из метана, аммиака, воды. В ядре обнаружены силикаты железа и магния.
У планеты непривычный наклон. Урановая ось направлена практически на Солнце. Астрономы убеждены в том, что причиной подобного наклона является столкновение планеты (на заре своего существования) с иным планетарным объектом.
Из-за движения Урана по круговой орбите, объект в любое время располагается от светила на одинаковом расстоянии. Ось наклона составляет 82 градуса. На планете продолжительность сезона составляет 20 лет. В конце 20 века автоматическому аппарату Вояджер-2 удалось сблизиться с Ураном и сделать снимки седьмой от Солнца планеты.
У ледяного гиганта обнаружено 27 спутников. Они получили названия в честь героев Уильяма Шекспира. Самыми большими по размерам признаны Оберон и Титания. Их обнаружил в конце восемнадцатого века У. Гершель. Умбриэль и Ариэль открыты астрономом У. Ласселлом.
В 1948 году ученые обнаружили пятый спутник ледяного гиганта. Ему было дано необычное имя — Миранда.
По плотности Уран занимает второе место среди планет Солнечной системы (уступает только Сатурну, плотность которого составляет 1,23 г/см3, что меньше воды).
Несмотря на то, что планета в 14,53 раза больше нашей планеты, низкая плотность объясняет меньший показатели гравитации (примерно 89% в сравнении с Землей).
Уран часто сравнивают с большим синим шаром. Но такое впечатление складывается только при наблюдениях в телескоп. В инфракрасном спектре можно разглядеть полосы и облака на ледяной планете. Некоторые урановые облака «живут» считанные часы. К примеру, их удалось сфотографировать Вояджеру-2, пролетающему вблизи планеты.

Ученым из центра космических полетов Годдарда удалось заметить двадцать облаков атмосферы ледяного гиганта.
Кольца планеты уступают по светимости Сатурну, но признаны по размерам вторыми в Солнечной системе. Они созданы из темных осколков, поэтому увидеть их гораздо сложнее (ширина 13 колец не превышает нескольких километров).
Планета довольна яркая (звездная величина составляет 5,30, поэтому ее можно наблюдать даже в бинокль.
Изучен Уран пока недостаточно. Единственный космический корабль, которому удалось сфотографировать поверхность ледяного гиганта, был Вояджер-2 (выполнял миссию НАСА). Аппарат облетел планету, затем приблизился на расстояние в 81 км от Урана.

Особенности строения и атмосферы

Атмосфера Урана

Масса небесного тела составляет 8,68х10 в 25 кг, она меньше, чем вес газовых гигантов, расположенных поблизости. Это обусловлено минимальной плотностью планеты – 1,27 г/см3, имеющей в основе легкие компоненты. Ее строение включает ядро из железа и камня; мантию – ледяной корпус, составляющий большую часть гиганта, и атмосферу. Эта модель разработана теоретически, ее основанием стало изучение гравитационного воздействия Урана на спутники. Эффектное голубое сияние планете придает наличие в верхних слоях частиц метана, его массовая доля составляет 2%. Основой газовой оболочки является водород – 82% и гелий – 15%. Оставшуюся часть делят аммиак и ацетилен. Мантия не является ледяной оболочкой в физическом понимании – это модифицированная смесь воды и аммиака. На планете нет твердой поверхности, этот уровень вычисляется условно исходя из показателей давления.

Нижняя область атмосферы динамична и подвержена ураганным ветрам. Над ней расположена тропопауза с облаками аммиака и сероводорода. Сезоны на Уране длятся несколько лет, в этот период одно полушарие лишено солнечного света. Магнитное поле планеты мощное и сложное, его ось смещена от оси вращения на 60 градусов.

Особенности строения и атмосферы

Атмосфера Урана

Масса звезды 8,68х10 в 25 кг, это меньше веса расположенных рядом газовых гигантов. Это связано с минимальной плотностью планеты 1,27 г / см3, которая основана на легких компонентах. Его структура включает в себя сердечник из железа и камня; мантия — ледяное тело, из которого состоит большая часть гиганта и атмосферы. Эта модель была разработана теоретически, в ее основе лежало исследование гравитационного воздействия Урана на спутники. Эффектное голубое свечение планете придает наличие в верхних слоях частиц метана, его массовая доля составляет 2%. Основа газовой оболочки — водород — 82%, а гелий — 15%. Остальное делится на аммиак и ацетилен. Мантия не является ледяной оболочкой в физическом смысле: это модифицированная смесь воды и аммиака. На планете нет твердой поверхности, этот уровень условно рассчитывается по показателям давления.

Нижние слои атмосферы динамичны и подвержены ураганным ветрам. Выше тропопауза с облаками аммиака и сероводорода. Сезоны на Уране длятся несколько лет, за это время одно полушарие лишено солнечного света. Магнитное поле планеты мощное и сложное, ее ось смещена на 60 градусов от оси вращения.

Это самая холодная атмосфера в Солнечной системе. Планета находится на очень большом расстоянии от Солнца — около 3 миллиардов километров. Это расстояние примерно в 19 раз больше расстояния от Солнца до Земли. И неудивительно, что на этой планете так холодно. У нее еще более холодная атмосфера, чем у более далекой карликовой планеты Нептун. В его атмосфере температура находится в районе -224 градусов по Цельсию. Средняя температура -196 градусов по Цельсию.

На первый взгляд эта планета выглядит абсолютно спокойной. Однако наблюдения космического корабля «Вояджер-2» показали обратное. Планета постоянно бушует из-за штормов, скорость ветра которых достигает 900 км / ч.

Как и Венера, Уран — так называемая «ретроградная» планета. Он вращается по часовой стрелке, в то время как большинство планет в нашей солнечной системе вращаются против часовой стрелки. Вот почему солнце встает над ним на западе, а не на востоке, как мы привыкли на Земле.

Но это не единственная странность на этой планете. Есть еще одна особенность. Полюса Урана расположены почти на экваторе, поэтому он кажется лежащим на боку. Возможно, Уран занял эту позицию из-за столкновения с огромным небесным телом миллиарды лет назад.

На Уране день длится около 17 часов, а «год Урана» составляет 84 года на Земле. Уран очень быстро вращается вокруг своей оси, поэтому сутки на этой планете длится около 17 часов. Что касается орбитального вращения, планете нужно 84 земных года, чтобы обойти вокруг Солнца.

Строение Урана

Как показывают наблюдения со спутников, железно-каменное ядро с температурой около 7000 K, на Уране присутствует, а вот рек и океанов, наблюдать не приходится. Отсутствие металлического водорода, уменьшает количество тепла, выделяемое планетой до 30%, поэтому 70% тепловой энергии Уран получает от Солнца. За ядром сразу начинается плотная очень плотная атмосфера, толщиной около 8 тыс. км. Химический состав атмосферы Урана таков: 83% водорода (H2), 15% гелия (Не) и около 2% метан (CH4). Метан, так же как и водород, принимают активное участие в поглощении солнечной радиации, и, следовательно, инфракрасного и красного спектров. Этим объясняется сине-зеленый цвет планеты. Ветры в средних слоях, движутся со скоростью 250м/с.

Наклон оси Урана

Уран – уникальная планета солнечной системы. Наклон оси вращения составляет около 98°, это значит, что планета практически завалена набок. Для наглядности: если все планеты похожи на вращающуюся юлу, то Уран, скорее похож, на катящийся шар для боулинга. Из-за такого необычного положения, смены дня и ночи и времен года на планете, протекают, мягко говоря, нестандартно. Получается, что 42 года, один полюс находится в темноте, на другой светит Солнце, а потом они меняются. Ученые объясняют такое странное положение планеты, столкновением с другим небесным телом (возможно с другой планетой), которое произошло миллионы лет назад.

Спутники Урана

В начале третьего тысячелетия открыто и исследовано 27 спутников планеты Уран. Основными, являются 5 самых крупных спутников. Самый большой спутник – Титания – имеет диаметр всего 1570 км, это очень немного, по сравнению со спутниками остальных планет. Оберон – второй по величине спутник Урана. Он и Титания, были открыты все тем же Гершелем, обнаружившим саму планету. Далее идут еще меньшие по размерам спутники: Умбриэль, Ариель и Миранда. Интересен тот факт, что имена всем спутникам Урана, давали в честь героев бессмертных произведений Уильяма Шекспира.

Характеристики Урана

Масса: 8,69*1025 кг (в 14 раз больше Земли)
Диаметр на экваторе: 51118 км (в 4 раз больше Земли)
Диаметр на полюсе: 49946 км
Наклон оси: 98°
Плотность: 1,27 г/см³
Температура верхних слоев: около –220 °C
Период обращения вокруг оси (сутки): 17 часов 15 минут
Расстояние от Солнца (среднее): 19 а. е. или 2,87 млрд. км
Период обращения вокруг Солнца по орбите (год): 84,5 года
Скорость вращения по орбите: 6,8 км/с
Эксцентриситет орбиты: e = 0,044
Наклон орбиты к эклиптике: i = 0,773°
Ускорение свободного падения: около 9 м/с²
Спутники: есть 27 шт.

Уран
– седьмая планета Солнечной системы и ледяной гигант: описание с фото, размер, наклон оси, расстояние от Солнца, атмосфера, спутники, кольца, исследование.

Уран — седьмая планета от Солнца
и третья по размеру планета в Солнечной система после Юпитера и Сатурна. Обладает коллекцией спутников и кольцевой системой.

Хотя его можно отыскать без использования увеличительных приборов, планетарный статус выявили лишь в 18-м веке. Давайте внимательнее изучим интересные факты об Уране для детей и взрослых.

Химический состав атмосферы Урана

Уран в основном состоит из водорода и гелия. Водород представлен в молекулярном виде. В верхней тропосфере молярная доля гелия составляет 0,152. Для всей атмосферы это значение равно 0,262. Такая доля гелия очень похоже на состав Солнца, у которого молярная доля гелия достигает 0,2741.

В атмосфере Урана третьим по распространенности является метан. Именно благодаря метану планета имеет аквамариновый цвет поверхности для наблюдателя с Земля.

Самая большая концентрация метана достигается в верхнем слое облаков. Ниже метанового слоя, где давление условно можно считать 1,3 атмосферы, доля метана равна 2,3%.

В составе атмосферы Урана также присутствует аммиак, вода и сероводород. Но эти элементы широко распространены в нижних слоях атмосферы, про которые доподлинно почти ничего не известно. Следовательно, о том какая концентрация этих веществ и их массовая доля – не известно.

С помощью инфракрасной спектроскопии удалось найти следы водяного пара. Но вероятней всего, вода появилась на планете извне, при помощи комет и метеоритов.

Химический состав атмосферы Урана