Особенности планеты уран

Изучение Солнечной системы

Долгое время человечество было убеждено, что все звёзды и планеты вращаются вокруг Земли. Система мира с неподвижной Землёй в центре была разработана греческим учёным Птолемеем во 2 веке до нашей эры и просуществовала более полутора тысяч лет. 

В 1453 году польский астроном Николай Коперник доказал, что Земля, как и другие планеты (на тот момент их было известно шесть), вращаются вокруг Солнца. Однако вплоть до XVII века церковь считала это учение ересью и боролась с его последователями. 

Одним из них был итальянский монах Джордано Бруно. В 1584 году он опубликовал исследование, в котором утверждал, что Вселенная бесконечна, а Солнце подобно остальным звёздам, просто находится гораздо ближе к Земле. Бруно был схвачен инквизицией и приговорён к сожжению на костре как еретик. 

Другим последователем Коперника стал итальянский учёный Галилео Галилей. Он создал первый телескоп, который позволил увидеть кратеры Луны, пятна на Солнце, открыть четыре спутника Юпитера и установить, что планеты вращаются вокруг своей оси. Чтобы не повторить судьбу Бруно, Галилей был вынужден отречься от своих идей.

В XVII веке немецкий астроном Иоганн Кеплер открыл законы движения планет — ему удалось установить связь между скоростью вращения планеты и её расстоянием от Солнца. Его идеи воспринял знаменитый английский физик Исаак Ньютон, создатель теории всемирного тяготения. 

В XVIII—XIX веках открытия в области оптики позволили создать более мощные телескопы, которые позволили учёным узнать больше о солнечной системе. Были открыты планеты Уран и Нептун. 

В 1951 году Советский Союз вывел на орбиту Земли первый искусственный спутник. С этого момента началась Космическая эра — эпоха практического изучения солнечной системы. 

В 1961 году Юрий Гагарин стал первым человеком, побывавшем в космосе, а в 1969 году космический корабль «Аполлон-11» доставил людей на Луну. 

В 1970-х годах Советский Союз и США запустили несколько десятков аппаратов для исследования Марса, Венеры и Меркурия, а запущенные в 1980-х аппараты «Вояджер-1» и «Вояджер-2» позволили получить данные о дальних планетах — Юпитере, Сатурне, Уране, Нептуне и их спутниках. Большую роль в изучении солнечной системы сыграл вывод на орбиту Земли космического телескопа «Хаббл» в 1990 году. 

В нынешнем десятилетии космические агентства разных стран планируют пилотируемый полёт на Марс. Экспедиция на другую планету станет величайшим событием в истории освоения солнечной системы. И всё же пока человечество находится в самом начале пути изучения космоса.

Исследования автоматическими межпланетными станциями

За два столетия об Уране было очень мало информации. Всю информацию об этой загадочной планете ученые получили благодаря космическому зонду. «Вояджер-2» был запущен с мыса Канаверал в августе 1977 года. Его задачей было изучение более далеких планет, в том числе Урана. Ближайшее сближение произошло в январе 1986 года. Расстояние между ледяным гигантом и космическим кораблем составляло 81,5 тыс. Км. На Землю переданы тысячи уникальных изображений. Благодаря зонду были обнаружены новые спутники и кольца. Ученые обнаружили силу и расположение магнитных полей.

Чтобы максимально сократить время полета к Урану, необходимо использовать гравитационную силу соседних планет. Вот как «Вояджер-2» был ускорен Юпитером и Сатурном. Самое сложное и главное — правильно рассчитать время и силу торможения зонда, иначе он может просто пролететь мимо установленной цели.

В 2030 году Юпитер окажется в очень удобном положении для ускорения нового зонда, способного относительно быстро достичь Урана. У космического сообщества есть 10 лет, чтобы подготовиться к новому более глубокому исследованию далеких планет.

Сатурн

Сатурн является второй по величине планетой в Солнечной системе после Юпитера. Размер Сатурна в 9 раз больше Земли. Сатурн имеет очень толстые атмосферные слои, состоящие из водорода и гелия, а также небольшого количества метана и аммиака.

Сатурн очень красив, потому что имеет три кольца атмосферы. Это кольцо, по оценкам, состоит из частиц мелкой пыли, мелкой гальки, а больших кусков льда. Сатурн выглядит желтоватым. Сатурн имеет 31 спутник, и один из них — Титан. Титан единственный спутник в Солнечной системе, который имеет слой атмосферы.

Совершает обороты практически на боку

Уран – единственная планета, экватор которой находится почти под прямым углом к ее орбите с наклоном 97,77 градуса, возможно, в результате столкновения с объектом размером с Землю давным-давно. Этот уникальный наклон вызывает самые экстремальные времена года в Солнечной системе. 

В течение почти четверти каждого уранского года Солнце сияет прямо над каждым полюсом, погружая вторую половину планеты в темную зиму продолжительностью 21 год. 

Уран также является одной из двух планет, которые вращаются в противоположном направлении, чем большинство планет (другая – Венера), с востока на запад.

Его планетарные сезоны

По наблюдениям с Земли период вращения Урана вокруг своей оси определить было невозможно. Это удалось сделать лишь при пролете вблизи планеты все того же «Вояджера-2». Выяснилось, что оборот вокруг оси занимает у Урана 17 часов 14 минут. Поскольку ось вращения Урана находится практически в плоскости его орбиты, то он перемещается вокруг Солнца, перекатываясь с боку на бок, а не наподобие юлы, как все остальные планеты. Это одна из наиболее примечательных, хотя до сих пор и не объясненных особенностей Урана.

У большинства планет, включая Землю, ось вращения расположена почти вертикально, то есть перпендикулярно к плоскости орбиты планеты. Вращаясь же вокруг вертикальной оси, они еще и передвигаются по кругу — по своей орбите вокруг Солнца. Такой тип вращения создает ежесуточную смену дня и ночи почти на всей поверхности планеты за исключением приполярных областей, где из-за наклона оси планеты смена светлых и темных периодов происходит реже. Полярный день и полярная ночь длятся, к примеру, на полюсах Земли по полгода.

На Уране все обстоит иначе. Его ось вращения не перпендикулярная, а почти параллельная плоскости орбиты, с углом наклона между ними лишь в 8°, что приводит к целому ряду необычных явлений, коих не бывает ни на одной другой планете. Одно из них — исключительно странная и чрезвычайно причудливая картина смены времен года. Один оборот вокруг Солнца Уран совершает за 84 земных года. За это время на нем происходит смена всех 4 сезонов — весны, лета, осени и зимы, продолжительность каждого из которых равна почти 21 земному году. В «разгар» летнего сезона в северном полушарии Урана непрерывный день длится более 20 земных лет. Все это время южное полушарие погружено в сплошную темноту — там «зима», которую можно назвать и полярной ночью. В весенний и осенний периоды на Уране происходят ежесуточные восходы и закаты Солнца. Далее, по мере смещения планеты вдоль орбиты к области, соответствующей зиме в северном полушарии, экстремальные условия освещенности наступают вновь, но теперь уже постоянно освещенным становится южное полушарие, а северное погружается более чем на 20 земных лет в холодный мрак полярной ночи. На полюсах и на экваторе смена времен года происходит совершенно по-разному. На экваторе урановый год включает 2 лета и 2 зимы, и продолжительность этих сезонов соответствует почти 21 земному году. А вот на полюсах бывает лишь по одному лету и одной зиме. Зато длятся они там в 2 раза дольше, чем на экваторе, — по 42 земных года.

Сердце-камень Судить о внутреннем строении Урана возможно лишь по косвенным признакам. Масса планеты была определена с помощью расчетов, основанных на астрономических наблюдениях за гравитационным воздействием, которое оказывает Уран на свои спутники. Хотя по объему Уран в 60 раз больше нашей Земли, масса его лишь в 14 раз превышает земную. Это из-за того, что средняя плотность Урана 1,27 г/см3, то есть чуть больше, чем у воды. Такие низкие плотности типичны для всех четырех планет-гигантов, состоящих преимущественно из легких химических элементов. Считается, что в самом центре Урана расположено каменное ядро, сложенное главным образом из окислов кремния. Диаметр ядра в 1,5 раза больше всей нашей Земли. Вокруг него — оболочка из смеси водного льда и каменных пород. Еще выше следует глобальный океан жидкого водорода, а затем — очень мощная атмосфера. По другой модели предполагается, что у Урана и вовсе нет каменного ядра. В таком случае Уран должен выглядеть как огромный шар из снеговой «каши», состоящий из смеси жидкости и льда, окутанный газовой оболочкой.

В честь кого дали название планете

Гершель собирался назвать планету именем короля — «Звезда Георга». Но астрономы не приняли это предложение, так как оно совершенно не соответствовало астрономическим традициям.

Ранее имена планетам давали исключительно из римской мифологии. Уран получил свое из греческих мифов. Символ, олицетворяющий Уран представляется гибридом из символов Солнца и Марса. Выражается это тем, что в древнегреческой мифологии Уран – небо, подчиняется властям Солнца и Марса.

Иоганн Боде астроном внес инициативу назвать планету в честь бога неба Урана, из греческих мифов и легенд, чьи сыновья были гигантами.

Магнитное поле

Согласно данным магнитометрии зонда «Вояджер 2», магнитное поле Урана составляет примерно 75% от земного. Поскольку внутренняя часть планеты не соответствует необходимым условиям для производства металлического водорода, ученые полагают, что существует еще одна проводящая жидкость, которая генерирует поле.

На следующем рисунке представлены магнитные поля планет Юпитера. Все поля до некоторой степени напоминают поля, создаваемые стержневым магнитом или магнитным диполем в центре, также как и у Земли.

Но диполь на Уране не находится в центре, как и у Нептуна, а скорее смещен к южному полюсу и заметно наклонен по отношению к оси вращения, как в случае с Ураном.

Если Уран создает магнитное поле, должен быть эффект динамо благодаря движущейся жидкости. Специалисты считают, что это довольно глубокий водоем с растворенными метаном и аммиаком.

С учетом давления и температуры внутри Урана эта жидкость могла бы быть хорошим проводником электричества. Это качество вместе с быстрым вращением планеты и передачей тепла путем конвекции являются факторами, способными генерировать магнитное поле.

Меркурий

Планета, положение которой ближе всего к Солнцу — Меркурий.   Атмосфера планеты Меркурий очень тонкая, поэтому в течение суток температура на ее поверхности может достигать 430 ºC.

Поверхность планеты Меркурий имеет множество кратеров. Размер планеты Меркурий намного меньше размера Земли и она является самой маленькой в Солнечной системе. Это небесное тело можно увидеть в небе жители южных стран в то время, когда взойдет солнце и наступит закат.

В северных широтах  в России лучше всего увидеть Меркурий  весной, тогда он визуализируется по вечерам, или осенью рано утром. Это связано с тем что это планета солнечной системы по порядку от Cолнца первая и оно мешает наблюдению. Меркурий не имеет спутника.

Расстояние от Солнца

Протяженность в солнечной системе измеряется в астрономических единицах. Одной такой единицей считается расстояние от Земли до Солнца – 1 а.е. Расстояние между Ураном и Солнцем — 19,2 а.е., по нашим меркам это очень далеко.

Среднее расстояние от Солнца до планеты Уран составляет 2,8 млрд. км.

В связи с большой удаленностью от нашего источника света, на этом космическом объекте есть много интересных и необычных фактов:

• период прохождения по окружности Солнца — год, на Уране он составляет 84 земных года;
• полюса присутствуют под лучами Солнца по 42 года (лето) каждый, а потом такое же количество лет пребывают в холодной темноте (зиме).

Это происходит из-за того, что планета неторопливо сменяет полушария относительно Солнца. А сам космический объект лежит на боку, ось вращения отклонена на 98 градусов от вертикального положения. Возможно это положение планета приняла после удара с космическим телом. Сутки на планете длятся чуть больше 17 часов, так как вокруг собственной оси она движется быстро.

Уран лежит на боку

Спутники

Всего спутников 27, основными считаются 5. Их состав: лёд (состоящий из аммиака, углекислого газа и метана), перемешанный с горными породами. А обращаются спутники вокруг своего хозяина, повернувшись к нему одной стороной, подобно нашей Луне.

Миранда

Самый маленький из основных спутников имеет плотность меньше, чем сам Уран. Расстояние до планеты составляет почти 130000 км, при диаметре в 472 км, а облетает он её за 1,41 земных суток. Температура поверхности Миранды — 185°С.

Ариэль

Самый светлый спутник Урана. Это объясняется водяным инеем, покрывающим его поверхность. Ариэль расположен в 191240 км от планеты. Диаметр спутника 1158 км, плотность 1,67 г/см³, и один оборот вокруг Урана совершается за 2,52 дня. Поверхность Ариэля испещрена каньонами глубиной до 10 км и имеет температуру — 215°С.

Умбриэль

Это самый тёмный спутник Урана, отстоящий от него на расстояние 266000 км. Его диаметр всего 585 км, а период обращения вокруг планеты 4 суток. На очень тёмной поверхности температура опускается до – 198°С. Плотность Умбриэля 1,4 г/см³. Вся поверхность густо изрыта кратерами. Крупнейший кратер, диаметром 140 км, отличается особой белизной. Считается, что это чистый лёд, до которого смог пробиться ударивший в Умбриэль метеорит.

Титания

Самый крупный спутник Урана, имеет диаметр 1 577 км и отстоит от планеты на 436 000 км, оборачиваясь вокруг неё за 8,71 дня. Плотность 1,71 г/см³, а поверхностная температура – 203°С. На Титании очень мало кратеров. Но достаточно каньонов и долин. Некоторые каньоны растянулись на расстояния до 1000 км.ОберонОн меньше Титании – в диаметре 1526 км, и удалён на 582 600 км. Плотность 1,63 г/см³, а температура поверхности – 198°С. Поверхность спутника носит следы интенсивной метеоритной бомбардировки. Крупнейший кратер Гамлет в диаметре достигает 205 км.

Другие интересные факты

Интересные факты о планете удивляют и восхищают:

1. Уран совершает свой путь вокруг Солнца, вращаясь вокруг своей оси по часовой стрелке (как и Венера), в отличие от других шести планет солнечной системы, вращающихся вокруг своей оси против часовой стрелки.
2. Затруднительно точно определить температуру его недр. Но если допустить, что возможны условия как у других планет – гигантов, то есть шанс считать, что на планете присутствует вода. А это означает, что там может быть жизнь.
3. Объект виден с Земли невооруженным глазом – в ясном и безоблачном ночном небе.
4. Поверхность планеты переливается, это объясняется наличием метана в атмосфере.
5. Уран излучает очень малую часть получаемой от Солнца тепловой энергии. Многие планеты в Солнечной системе излучают в 2-3 раза больше. Ученые пока не объясняют причину.
6. Он третий по величине и четвертый по своей массе среди планет нашей системы. Так же, известно, какая по счету планета Уран среди четырех планет-гигантов — она является самой маленькой из них. Ученые предполагают, что газовые гиганты возникли намного раньше планет, входящих в земную группу.
7. Внутри Урана можно было бы разместить 63 Земли.
8. Наблюдая за объектом, астрономы обнаружили, что он откланяется от своей траектории полета. Было предположено, что это связано с гравитацией от другой планеты. Произведя расчеты, ученые Леверье и Адамс в XIX в., вычислили нахождение другой планеты. Именно так была открыта новая планета Нептун.
9. Самым интересным из пяти крупных спутников, является полностью ледяная, Миранда. Она имеет удивительные ледяные каньоны до 5 км, другие странные участки на своей поверхности.
10. У многих спутников Урана нет атмосферы.
11. Самым ярким из 13 колец планеты считается эпсилон.

Многочисленные интересные факты о красивой, далекой, таинственной планете Уран будут в будущем увеличиваться. Через несколько лет ученые планируют запустить новый спутник к планете.

Благодаря уже более инновационным технологиям, появятся возможности для тщательного изучения, съемки, сбора информации об Уране и его многочисленных спутниках. Все это очень интересно.

Уран

Уран был открыт британским астрономом сэром Уильямом Гершелем в 1781 году. Уран окутан густыми облаками, из-за которых его поверхность трудно наблюдать с Земли. Атмосфера Урана тонкая и выглядит голубовато-зеленой, состоит из водорода, гелия и метана.

Планета в положении вращается с востока на запад подобно Венере. Однако, направление вращения не по часовой стрелке, а сверху вниз. Уран быстро вращается вокруг своей оси. В результате в районе экватора урана больше по размеру.

Большая скорость вращения вызывает ветер в атмосфере Урана. Уран также имеет кольца, но их можно увидеть с земли с помощью мощного телескопа. Эта планета имеет 27 спутников. Есть пять больших спутников по имени Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон.