Климат урана планеты кратко

История открытия Урана

Эта планета стала первой, которую открыли в Новое время, с использованием телескопа. Все более близкие, от Меркурия до Сатурна, прекрасно видны на небе невооружённым глазом, и их знали со времён античности. Уран же был открыт Уильямом Гершелем 13 марта 1781 года, при помощи телескопа собственного изготовления.

Уильям Гершель — астроном, первооткрыватель планеты Уран.

Планета Уран с Земли видна как звезда яркостью около 5-6 m, то есть её можно обнаружить невооружённым глазом при хорошем зрении. И, конечно, её много раз видели, но считали обычной звездой. Так как Уран очень удалён от Солнца, его движение по орбите слабо заметно и требует длительных наблюдений.

Так, например, в 1690 году английский астроном Джон Флемстид сделал записи, где отметил наблюдение Урана, и даже обозначил эту звезду как 34 Тельца. Другие астрономы тоже наблюдали эту звезду, но никто не заметил, что это планета.

И только Уильям Гершель отметил, что эта звезда выглядит несколько туманно, и похожа на комету. Он использовал увеличение в 227 крат, затем 460 и 932 крат и обнаружил, что этот объект увеличивается, в отличие от обычных звёзд. Занявшись им внимательнее, Гершель заметил, что он перемещается, и сначала решил, что это комета.

Затем Гершеля озадачило, что эта комета не имеет хвоста, а вычисленная орбита практически круговая, тогда как кометы имеют сильно вытянутую эллиптическую. Другие астрономы тоже озадачились, так как объект больше был похож на планету, чем на комету, да и находился слишком далеко от Солнца.

В 1783 году Уильям Гершель признал факт, что открытый им объект является планетой Солнечной системы, не известной ранее. За открытие король Георг III назначил учёному пожизненную стипендию в 200 фунтов стерлингов в год – по тем временам солидная сумма. Кстати, в 1787 году Гершель открыл и два спутника Урана – Титанию и Оберон.

Как первооткрыватель, Уильям Гершель имел право дать название открытой им планете. Он назвал её «Звезда Георга», в честь короля. Но это название не прижилось, и астрономы решили не отходить от традиции называть планеты в честь древнеримских богов и богинь. Так планета Уран и получила название в честь древнегреческого бога, отца бога Сатурна. Хотя всё-таки немного отклонились от традиции – этот бог не римский, а греческий.

История открытия

Первое упоминание планеты — запись английского ученого Джона Флемстида. В течение 1690 года он несколько раз наблюдал это небесное тело, но зафиксировал его только как звезду 34 созвездия Тельца. Уже в 18-ом веке французский астроном ле Моньер вел наблюдения за планетой почти 20 лет, по — прежнему считая ее звездой.

Уильям Гершель вообще вначале счел Уран кометой. В 1781 году он проводил наблюдения за созвездием Тельца и заметил: там, где согласно всем астрономическим картам того времени обязана быть пустота, имеется небесное тело. Объект медленно двигался относительно соседних звезд и был вполне отчетливо виден.

Уран — первая планета, обнаруженная при помощи телескопа. Модель этого телескопа находится в музее города Бат в Великобритании.

Изучая открытое небесное тело с разными линзами, Гершель пришел к выводу, что это не звезда, так как при приближении ее размер менялся. Но он не обнаружил ни хвоста, ни головы, что свойственно кометам. Но если кометы оставались в объективе телескопа четкими, то новый объект становился расплывчатым. При этом ученый смог уточнить орбиту движения, эллипсоидную и очень вытянутую.

В это же время астроном из России А. И. Лексель определил расстояние от Земли до объекта. Оно превысило в 18 раз расстояние от Солнца до Земли. Ни одной кометы на таком расстоянии в то время известно не было. Немецкий ученый Боде рекомендовал считать объект скорее планетой. Что и подтвердил окончательно в 1783 году сам Гершель. Это открытие принесло ему пожизненную стипендию в 200 тысяч фунтов и приглашение переехать в Виндзорский дворец. Король Англии желал лично разглядывать звезды в телескопы ученого.

Встал вопрос о названии новой планеты. Гершель, пользуясь правом первооткрывателя, предложил назвать ее планетой Георга, в честь английского короля, в эпоху правления которого и была обнаружена планета. Его коллеги-астрономы предлагали другие названия: Кибела, Гершель. Потом вспомнили, что новая планета вращается за Сатурном. По греческой мифологии отцом бога Сатурна являлся Уран, бог неба. Это название прижилось, хотя в Англии еще почти 70 лет планету называли Георгом. Окончательно название Уран официально принято в 1860 году Всемирным астрономическим обществом.

Уран — единственная планета нашей системы, чье название имеет корни в греческой, а не в римской мифологии.

Интересные факты

Уран стал первым объектом, открытым в новой истории с помощью телескопа. Его полный оборот вокруг оси происходит за 17 часов и 14 минут. Космическое тело, как и Венера, вращается в обратном направлении, по сравнению с Землей и другими планетами. Ученые предполагают, что такой странный наклон оси вызван столкновением планеты с другим небесным объектом.

Они считают, что эта катастрофа привела к смещению оси почти на 90°. Во время бури на планете скорость ветра может достигать до 900 км/ч.

Вес Урана в 14,5 раза превышает массу Земли, но он считается самым легким газовым космическим телом. По плотности это небесное тело уступает только Сатурну.

Космический аппарат из США «Вояджер-2» считается пока единственным, который пролетел рядом с планетой на удалении 81,5 тыс. км. Благодаря этому, были получены первые снимки, по которым исследователям удалось обнаружить кольца.

На сегодня их насчитывается 13, из которых два широких, а остальные в ширину составляют всего несколько километров. Объясняется это небольшим сроком их образования, после разрушения спутников другими космическими телами.

Открытый в конце восьмидесятых годов XVIII века химический элемент был назван в честь новой планеты.

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.

Климат

Считается, что климат ледяного гиганта носит сезонный характер. Но первые данные об изменении атмосферы Урана были получены менее 84 лет назад, то есть год на планете еще не закончился. Известно, что максимальная освещенность объекта Солнцем приходится на период солнцестояния, а в период равноденствия достигает минимума солнечных лучей. В этом случае полюса подсвечиваются ярче, а область экватора — довольно темная область.

По сравнению с Юпитером и Сатурном урановые ветры дуют реже и слабее. Периодически в атмосфере планеты фиксируются темные пятна — водовороты в тропосфере с большой скоростью вращения. На экваторе они дуют в направлении, противоположном осевому вращению, и их скорость не превышает 100 м / с. Следующая ветровая полоса наблюдается в пределах 20-60 ° широты, где вихри движутся со скоростью от 150 до 240 м / с.

Деление спутников на группы

Джон Гершель предложил новый принцип названия спутников Урана, выбирая для них имена героев из известных произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Их разделяют на 3 основных группы по величине и расположению орбит.

Внутренние

Сюда входит 13 спутников, среди которых можно встретить такие имена, как Джульетта, Дездемона, Порция, Офелия и Купидон, известные каждому грамотному человеку. В данную группу входят небесные тела продолговатой формы, величиной от 28 до 159 км в среднем диаметре. Их образование считают результатом столкновения других, более крупных сателлитов. Все они находятся во внутренней системе газового гиганта опоясанного кольцами. Их орбиты способствуют возникновению нестабильной ситуации для всей планетарной системы. По мнению астрономов, они постепенно приближаются к планете, что может стать причиной дальнейшего дробления на более мелкие объекты.

Внешние

Среди самых крупных и древних лун Урана имеется всего 5, Среди них: Оберон, Титания, Умриель, Ариэль и «Миранда», также названные в честь героев английской классики. Предположительно, они могли образоваться из-за столкновения планеты с крупным космическим телом. За многие тысячелетия существования на орбите, их поверхностные оболочки приобрели форму, близкую к идеальному шару. Траектории движения внешних сателлитов находятся под воздействием магнитного поля планеты. По этой причине их освещенность не отличается от аналогичных показателей на самом Уране. По причине длительности полного оборота газового гиганта вокруг Солнца, которая составляет 84 земных года, сезонные изменения в их полушариях пока не изучены.

Нерегулярные

Особая группа нерегулярных спутниковых объектов была зафиксирована современной астрономической аппаратурой в период с 1997 по 2002 годы. Открытие этих 7 небесных тел принадлежит ученым из США и Канады. По сложившейся традиции, среди их названий есть Фердинад, Маргарита и Просперо. Из них 6 сателлитов, кроме Маргариты, обладают обратным направлением вращения вокруг своей оси. С момента открытия нерегулярных спутников, Уран, подобно Сатурну и Юпитеру, стал одним из газовых гигантов, луны которого вращаются в разных направлениях. Предположительно, захват гравитационным полем одной из первых планет солнечной системы своих нерегулярных спутников произошел на начальном этапе ее образования. Список объектов этой группы может пополняться все новыми открытиями.

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

Особенности климата

Климатические факты об Уране

Несмотря на то, что Плутон и Нептун находятся дальше от Солнца, самой холодной планетой является Уран. В средних слоях его атмосферы температуры не превышает -224 градусов. В результате многолетних астрономических наблюдений было установлено, что на планеты происходят сезонные изменения климата.

На Уране уже доказано наличие ветра и облаков. По мере приближения к полюсам планеты происходит существенное уменьшение ветров (максимальная величина скорости ветра на Уране достигает 240 м/с).

В начале двадцать первого века в ходе астрономических исследований были обнаружены резкие изменения погодных условий:

увеличение скорости ветра;
начало гроз;
появление облаков

В настоящее время на Уране выделяют следующие сезонные периоды:

северная весна;
летнее южное солнцестояние;
равноденствие;
летнее северное солнцестояние

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.

SpaceX: космические туристы чувствуют себя прекрасно

17 Сен 2021 07:55

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.

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.

Кольца планет-гигантов

Всем известно, что планета, у которой есть кольцо, — это Сатурн. Но при детальном изучении можно узнать, что кольцами обладают все планеты Юпитерианской группы. С земной поверхности они не видны. К примеру, кольцо Юпитера нельзя заметить посредством телескопа, но можно взглянуть на него, используя контровое освещение, когда зонд видит планету с обратной от дневной стороны. Его кольцевая система содержит темные и маленькие части, которые по размеру как протяженность световой волны. Они почти не способны отразить свет, но способны к его рассеиванию.

Нептун и Уран оснащены тонкими кольцами. По сути идентичных колец у этих планет не бывает, они все имеют отличия. Шутя, можно сказать, что даже наша планета имеет свое собственное кольцо, но только оно не природное, а рукотворное, состоящее из множества спутников, которые находятся на орбите.

Почти невозможно уловить какую-нибудь связь между кольцевыми свойствами. Кольца Сатурна по цвету белоснежные, а остальные очень темные. У Юпитера все составляющие элементы кольцевой системы довольно толстые.

Кольцевая толщина при их огромном диаметре в тысячи км удивительно маленькая. Если провести аналогию кольцевой системы Сатурна с бумажным листом, то при его обычной толщине, он был бы размером с поле для футбола.

Каждая гигантская планета обладает собственным кольцом, происхождение которого наука пока что точно не установила. Чаще всего кольца расположены в области экватора и совершают обороты в идентичную с планетой сторону.

Температура и погода

На ледяном гиганте царит вечная стужа. Хотя он находится по отношению к Солнцу ближе, чем Нептун, считается самой холодной планетой – постоянная температура ее поверхности – 224 C.
Массивное ядро гиганта тоже очень холодное – «планета с холодным сердцем».
Солнечного тепла звезда получает в 350 раз меньше, чем земная атмосфера.
Чтобы лучи Солнца достигли Урана, должно пройти 3 часа.
Несмотря на то, что атмосфера Урана несколько однообразна (в 1986 г. он назван наиболее скучным объектом во всей вселенной), его поверхность постоянно обдувается ветрами, имеющими скорость от 150 до 250 км/ч. Самые сильные ветра – на полюсах.
Главной загадкой планеты считается низкая теплоотдача солнечного света, ведь все космические гиганты, как правило, отдают солнечной энергии в 2,5 раза больше, чем получают.

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.

Сквозь метановый иней

Когда «Вояджер» добрался до Урана, одной из его главных задач стало исследование атмосферы планеты. Космический аппарат уточнил размеры Урана — диаметр планеты (по уровню облачного слоя) оказался равным 51 200 км, что примерно в 4 раза больше, чем у Земли. Верхнюю границу атмосферы, мощность которой достигает около 7 000 км, составляют облака.

Атмосфера содержит 84% молекулярного водорода, 14% гелия, 2% метана, а также незначительное количество ацетилена, цианида водорода и моноксида углерода. Внешняя часть атмосферы очень прозрачна. Зеленовато-голубой цвет газовой оболочки Урана является результатом того, что красные лучи поглощаются имеющимся в атмосфере метаном. Используя различные светофильтры, «Вояджер-2» сфотографировал пояса атмосферной дымки над южным полюсом планеты, который во время съемки был расположен в центре освещенного Солнцем полушария. Эта дымка образовалась при прохождении солнечных ультрафиолетовых лучей через атмосферу Урана. Кое-где в верхнем слое атмосферы видны белые облачные образования, состоящие скорее всего из метанового инея.

Казалось бы, из-за крайне неравномерного распределения солнечного тепла на Уране должна быть колоссальная разница температуры между освещенными и погруженными во мрак областями планеты. Можно было бы ожидать, что полюс, так надолго обращенный к Солнцу, станет существенно теплее того, который находится в потемках, но похоже, что ничего подобного не происходит. Измерения температуры верхних слоев атмосферы Урана были выполнены со станции «Вояджер-2» как раз в то время, когда зима и лето на полюсах достигли своего максимального развития. Оказалось, что температурные значения и на обоих полюсах, и на экваторе практически одинаковы! Это указывает на наличие какого-то механизма переноса тепла в атмосфере Урана от более нагретых районов к менее нагретым, и наоборот.

Не подтвердились и предположения о циркуляции атмосферы Урана. Все расчеты относительно динамики воздушной оболочки планеты исходили из того факта, что когда один из полюсов Урана обращен в сторону Солнца, он непрерывно освещен, независимо от вращения планеты вокруг оси. Следовательно, можно было ожидать, что в районе полюса, длительно обогреваемого Солнцем, теплый воздух будет подниматься и перемещаться к экватору, а затем далее, на неосвещенную сторону планеты, где начнет, остывая, тяжелеть и опускаться в глубь атмосферы в районе затененного полюса.

Однако если судить по снимкам «Вояджера», то в общей картине циркуляции атмосферы на Уране преобладает перенос в направлении вращения планеты — полосы облачности вытянуты здесь с запада на восток. Впрочем, определить это было довольно трудно, поскольку в атмосфере удалось заметить очень мало отдельных облачных образований, отличающихся по цвету от общей однородной облачной массы, окутывающей всю планету. Эти белые облачка состоят, вероятнее всего, из метана. Они расположены на высоте, где температура составляет 80°К (около –200°С).

Уран, как и три другие газовые планеты-гиганты –— Юпитер, Сатурн и Нептун, — расположен во внешней части Солнечной системы, чрезвычайно далеко от Солнца, поэтому даже на дневной стороне этой планеты температура очень низкая. У верхней границы атмосферы Урана над освещенным полушарием она почти одинаковая в различных районах — от полюса до экватора. Разброс составляет всего лишь 4° (от –208 до –212°С). Это обстоятельство стало еще одним из сюрпризов, который преподнес ученым «Вояджер-2» во время исследований Урана. Как и на других планетах-гигантах, в атмосфере Урана наблюдаются признаки сильных ветров, дующих параллельно экватору планеты. В основном это ветры, несущиеся с запада на восток с ураганными скоростями от 140 до 580 км/ч. А вот вдоль экватора ветры дуют в обратном направлении, но тоже очень сильные — 350 км/ч.