Charakterystyka Urana: budowa, księżyce, ciekawostki i nie tylko

Uran jest siódmą planetą, która krąży wokół Słońca, nie można go zobaczyć gołym okiem i stał się pierwszą planetą odkrytą za pomocą teleskopu, w tym artykule dowiemy się wszystkiego o Charakterystyka Urana.

Uran ma bardzo wyjątkową i dość zaskakującą meteorologię, biorąc pod uwagę, że porusza się po bardzo odległej orbicie, gdzie ze Słońca dociera niewiele światła i ciepła, co sprawia, że ​​Uran jest bardzo zimny, a jego średnia temperatura wynosi poniżej -200 stopni Celsjusza, od W ten sam sposób , co nie przeszkadza w wielkim bogactwie zjawisk w jego atmosferze.

Jego oś obrotu znajduje się praktycznie w płaszczyźnie jego orbity, podczas gdy oś planet jest prawie prostopadła lub przynajmniej mocno nachylona w stosunku do tej płaszczyzny, to nachylenie osi obrotu Urana prowadzi do tego, jakie są bieguny, najzimniejsze regiony znajdują się na szerokościach geograficznych odpowiadających na Ziemi tropikom, a pogrążony w ciemności biegun jest nawet nieco cieplejszy niż biegun wystawiony na słońce.

Charakterystyka planety Uran

Uran ma swoją własną charakterystykę, równik planety jest bardzo nachylony w stosunku do płaszczyzny orbity, do tego stopnia, że ​​pojawia się jego obrót, podobnie jak w przypadku Planeta Wenus, wsteczny. Uran ma około dwudziestu satelitów i w przeciwieństwie do innych ciał Układu Słonecznego, których nazwy zaczerpnięto z mitologii klasycznej. 

Wśród najważniejszych cech Planeta Uran są:

• Uran jest znany jako trzecia co do wielkości planeta w Układzie Słonecznym i czwarta pod względem masy.
• Jest to najzimniejsza planeta w Układzie Słonecznym z minimalną temperaturą -224 °C.
• Średni promień Urana wynosi 25 362 ± 7 kilometrów, czyli około 4 promieni Ziemi.
• Powierzchnia Urana wynosi 8.1156 miliarda kilometrów kwadratowych.
• Średnia gęstość Urana wynosi 1.27 grama na centymetr sześcienny.
• Przyspieszenie grawitacyjne na Uranie wynosi 8.87 metra na sekundę do kwadratu (0.886 g).
• Voyager 2 odkrył na Uranie specyficzne pole magnetyczne, które stanowi 1/3 promienia planety przesuniętej od jej geometrycznego środka i nachylonej o 59° względem osi obrotu.

Inne cechy fizyczne

• Masa: 8.69*1025 kg (14 razy większa od Ziemi)
• Średnica na równiku: 51118 km (4 razy większa od Ziemi)
• Średnica na biegunie: 49 946 km
• Nachylenie wału: 98 °
• Temperatura górnych warstw: około –220°C
• Okres obrotu wokół osi (dzień): 17 godzin 15 minut
• Odległość od Słońca (średnia): 19 ae lub 2.87 miliarda k
• Okres obiegu wokół Słońca na orbicie (rok): 84.5 lat
• Prędkość obrotowa na orbicie: 6.8 km/s
• Mimośród orbity: e = 0.044
• Nachylenie orbity do ekliptyki: i = 0.773°
• Przyspieszenie swobodnego spadania: około 9 m/s²
• Satelity: jest 27 sztuk.

struktura

Według obserwacji satelitarnych rdzeń żelaznokamienny o temperaturze około 7000 K występuje w Uran, ale nie obserwuje się żadnych rzek ani oceanów, brak metalicznego wodoru zmniejsza ilość ciepła wytwarzanego przez planetę do 30%, dzięki czemu Uran otrzymuje 70% energii cieplnej Słońca.

Za jądrem natychmiast zaczyna się bardzo gęsta atmosfera, o grubości około 8 tys. km, skład chemiczny atmosfery Urana przedstawia się następująco:

• 83% wodoru (H2),
• 15% hel (He)
• 2% metan (CH4).

Metan, podobnie jak wodór, aktywnie uczestniczy w pochłanianiu promieniowania słonecznego, a więc widma podczerwonego i czerwonego, tłumaczy to niebiesko-zielony kolor planety, wiatry w warstwach środkowych, poruszające się z prędkością 250m/tak 

Uran to wyjątkowa planeta w Układzie Słonecznym, nachylenie osi obrotu wynosi około 98 stopni, co oznacza, że ​​planeta jest prawie pełna śmieci z jednej strony, dla jasności, jeśli wszystkie planety są jak wirujący trąba powietrzna, więc Uran jest bardziej jak kula do kręgli.

Ze względu na tak niezwykłą sytuację, zmiany dnia, nocy i pór roku na planecie postępują delikatnie mówiąc niestandardowo, okazuje się, że od 42 lat jeden biegun jest w ciemności, a na drugim świeci słońce , a potem zmiana, naukowcy wyjaśniają tak dziwne położenie planety, zderzenie z innym ciałem niebieskim, które miało miejsce miliony lat temu.

Atmosfera

Uran potrzebuje stabilnego i dobrze zdefiniowanego obszaru wewnątrz, jednak najbardziej zewnętrzna część planety otoczona oparami zdolnymi do teledetekcji nazywana jest atmosferą, zdolność lokalizacji rozwija się do około 300 kilometrów, przy proporcjonalnym ciśnieniu 100 barów i temperatura 47 ° C.

Jego atmosfera składa się głównie z wodoru cząsteczkowego:

• Helio
• Metan
• Amoniak
• Woda
• Siarkowodór
• różne węglowodory
• Para wodna
• Tlenek węgla
• Dwutlenek węgla

Prawdopodobnie z powodu zewnętrznego źródła, takiego jak spadający pył i komety.

Jego atmosferę można podzielić na trzy warstwy:

Troposfera: Pomiędzy wysokościami od -300 do 50 km, przy ciśnieniu od 100 do 0.1 bara, jest to najniższa i najgęstsza część atmosfery, temperatura spada wraz z wysokością.

Stratosfera: Obejmuje wysokości od 50 do 4.000 km, przy ciśnieniu od 0.1 do 10 ^-10 bar, temperatury rosną stopniowo wraz z wysokością 53 K.

termosfera: Rozciągająca się od 4,000 50,000 km do 800 850 km, jest najbardziej zewnętrzną warstwą atmosfery i koroną o jednolitej temperaturze około XNUMX do XNUMX K.

orbita Urana

Uran krąży wokół Słońca w średniej odległości 2.875 miliarda km, w zakresie od 2.742 miliarda km na peryhelium do 3.000 miliardów km na aphelium, innym sposobem spojrzenia na to byłoby stwierdzenie, że krąży wokół Słońca w średniej odległości 19.2184 AU, ponad 19 razy większej od odległości Ziemi i Słońce.

Różnica między jego minimalną a maksymalną odległością od Słońca wynosi 269.3 miliona km, co jest najbardziej stromą ze wszystkich planet słonecznych, z możliwym wyjątkiem Plutona i z średnia prędkość orbitalna 6.8 km, Uran ma okres orbitalny równy 84.0205 ziemskich lat, oznacza to, że jeden rok na Uranie trwa do 30,688.5 XNUMX ziemskich dni.

Ponieważ jednak Uranowi obrót wokół własnej osi zajmuje 17 godzin 14 minut 24 sekundy, a ze względu na ogromną odległość od Słońca, jeden dzień słoneczny na Uranie jest mniej więcej taki sam, oznacza to, że jeden rok na Uranie trwa 42.718 XNUMX słonecznych. dni Urana i podobnie jak Wenus, Uran obraca się w przeciwnym kierunku do swojej orbity wokół Słońca, zjawisko znane jako rotacja wsteczna.

księżyce Urana

Uran ma 27 znanych księżyców, zamiast od postaci z mitologii greckiej lub rzymskiej, jego pierwsze cztery księżyce noszą nazwy magicznych duchów w literaturze angielskiej, takich jak „Sen nocy letniej” Williama Szekspira i „Uprowadzenie kłódki” Aleksandra Pope'a ”, od tego czasu astronomowie kontynuują tę tradycję, czerpiąc nazwy księżyców z dzieł Szekspira lub Papieża.

William Lassell, czołowy naukowiec i pierwszy, który zaobserwował księżyc na orbicie Neptuna, ujawnił kolejne dwa księżyce Urana, Ariela i Umbriela, minęło prawie sto lat, zanim holenderski astronom Gerard Kuiper znalazł Mirandę w tym roku 1948.

W roku 1986 Voyager 2 odwiedził system uranowy i odkrył dziesięć dodatkowych księżyców, wszystkie o średnicy od 26 do 154 km:

• Juliet
• Puck
• Cordelia
• Ofelia
• Bianca
• Pogarda
• Portia
• Rosalind
• Cressida
• Belinda

Wszystkie księżyce Urana zbudowane są z lodu i skał, z których każdy jest podzielony na pół, co oznacza, że ​​badacze korzystający z teleskopu Hubble'a i obserwatoriów naziemnych rozwinęli w sumie dwadzieścia siedem wyróżniających się księżyców i mają tylko 12 do 16 km szerokości, są czarne i czarne. prawie 4.8 mld km.

Oprócz księżyców Uran może mieć kolekcję asteroid trojańskich, obiektów o tej samej orbicie co planeta, w specjalnym regionie znanym jako punkt Lagrange'a, z których pierwszy został odkryty w 2013 roku, pomimo twierdzeń, że punkt Lagrange'a planety byłaby zbyt niestabilna, aby pomieścić takie ciała.

eksploracja Urana

Uran wśród planet klasycznych jako jedyny znajduje się w płaszczyźnie swojego równika nachylony do płaszczyzny orbity pod kątem 98 stopni, dlatego planeta obraca się wokół jednej osi, jakby leżała na boku.

W wyniku tego Uran zwraca się do Słońca naprzemiennie z bieguna północnego, potem z południa, potem z równika, potem ze środkowych szerokości geograficznych, a także czas trwania na nim dnia i nocy znacznie przekracza osiowy okres obrotu planety, na 30 szerokości geograficznej stopnie, dzień i noc trwają 14 lat, na szerokości 60 stopni - od 28 lat, a na biegunach - od 42 lat.

Kierunek obrotu planety jest przeciwny do kierunku obrotu wokół Słońca, czyli odwrotnie, teoretyczny model budowy Urana jest następujący, jego warstwa powierzchniowa to warstwa gazowo-cieczowa, poniżej której znajduje się pokrywa lodowa, mieszanina lodu wodnego i amoniakalnego, a jeszcze głębiej rdzeń z twardej skały.

Podobnie jak inne gigantyczne planety, atmosfera Urana składa się głównie z wodoru, helu i metanu, planeta ma słabo wyraźny układ pierścieni, składający się z cząstek o średnicy od kilku milimetrów do dziesięciu metrów.

Uran otoczony jest systemem satelitów, których orbity prawie wszystkie pokrywają się z płaszczyzną równika planety, satelity Urana nie poruszają się w płaszczyźnie ich Orbita, jak to się dzieje z satelitami wszystkich innych planet, ale są do niej prawie prostopadłe, do roku 1986 znanych było tylko pięć satelitów planety.

Eksploracja Urana jest utrudniona ze względu na jego oddalenie, nowe dane o planecie i jej systemie satelitarnym umożliwiły uzyskanie stosunkowo bliskiego przeoczenia amerykańskiej sondy kosmicznej Voyager 2, przeprowadzonej 24 stycznia 1986 r. Voyager-2 był pierwszy i jak dotąd jedyny statek kosmiczny, któremu udało się zbliżyć jak najbliżej Urana.

Podczas podróży Voyagera 2 na Urana naukowcy i inżynierowie musieli rozwiązać szereg problemów związanych z obsługą urządzeń pokładowych stacji, które były dwukrotnie większe niż przewidywane ze stanowiska dowodzenia.

Komputery pokładowe zostały całkowicie przeprogramowane, jeden z nich miał za zadanie kompresować sygnały wideo w celu skrócenia czasu transmisji na Ziemię, aby odbierać wyjątkowo słaby sygnał radiowy Voyager 2, różne anteny z sieci stacji radiowych. Śledzenie przestrzeni kosmicznej połączono elektronicznie w tak zwana tablica poprawiająca ich moc odbioru.

Statek kosmiczny przekroczył orbitę Uran wzdłuż toru lotu większość informacji o planecie uzyskano w ciągu kilku godzin, podczas gdy w pobliżu znajdował się Voyager 2, lecąc w odległości 81.5 tys. kilometrów od powierzchni chmur.

Kamery zamontowane na obrotowej platformie stale obserwowały planetę i satelity, obracając się automatycznie zgodnie z wcześniej ustalonym harmonogramem. Ze względu na dużą odległość od Słońca Uran otrzymuje bardzo mało światła słonecznego, więc przegląd przeprowadzono przy wyjątkowo niskiej ekspozycji. obrazy planety i jej satelitów.

Przy takim ujęciu stacja obracała się z kamerą z otwartą migawką za planetą, niczym operator kierujący panoramą szybko poruszającego się obiektu.

10 zabawnych faktów na temat Urana

Uran jest pełen interesujących i zaskakujących szczegółów, od wielu księżyców po układ pierścieni i skład atmosfery wodnej. Oto tylko dziesięć rzeczy na temat tego gazowego i lodowego olbrzyma.

• To najzimniejsza planeta: Temperatury w szczytach chmur na Uranie wynoszą średnio -197.2 stopnia Celsjusza, ale mogą spaść nawet do -226 stopni Celsjusza. Wynika to z faktu, że w przeciwieństwie do innych dużych planet Układu Słonecznego, Uran w rzeczywistości emituje mniej ciepła niż pochłania z Słońce.

Podczas gdy inne duże planety mają niezwykle gorące jądra, które emitują promieniowanie podczerwone, jądro Urana ochłodziło się do tego stopnia, że ​​nie emituje już zbyt wiele energii.

• Orbituj Słońce na boki: Osiowy ruch Urana wynosi dziewięćdziesiąt dziewięć stopni, co oznacza, że ​​planeta toczy się na bok, wszystkie planety mają takie samo podobieństwo do szczytu w chwili, gdy obraca się wokół Słońca, ale Uran ma więcej podobnych do kuli, która toczy się po okręgu i jest to kolejne rzadkie zjawisko na Uranie.

• Sezon trwa długi dzień: Gwiaździsty dzień w Uran Trwa tylko około 17 godzin, ale nachylenie Urana jest tak strome, że jeden lub drugi biegun zwykle skierowany jest w stronę Słońca, co oznacza, że ​​dzień na północnym biegunie Urana trwa pół roku uranowego, 84 lata ziemskie.

Więc gdybyś mógł stanąć na północnym biegunie Urana, zobaczyłbyś, jak Słońce wschodzi na niebie i krąży przez 42 lata, pod koniec tego długiego lata Słońce w końcu opadnie poniżej horyzontu, po czym nastąpi 42 lata ciemności, znane również jako jeden sezon zimowy na Uranie.

• Druga najmniej gęsta planeta: O średniej gęstości 1.27 g/cm ³Uran ma drugą najniższą gęstość ze wszystkich planet Układu Słonecznego, ta niska gęstość ma interesujący efekt uboczny.
• Posiada pierścienie: Uran to drugi najbardziej spektakularny zestaw pierścieni w Układzie Słonecznym. Pierścienie te składają się z niezwykle ciemnych cząstek o rozmiarach od mikrometrów do ułamków metra, dlatego nie są tak widoczne jak uran. Planeta Saturn.

• Atmosfera Urana zawiera lód: Najciekawszą rzeczą jest obecność pewnych „lodów” w atmosferze Urana, trzecim najbardziej żywiołowym urządzeniem w atmosferze Urana jest metan, co wyjaśnia seledynowy kolor Urana.
• Ma 27 księżyców: Obecnie astronomowie potwierdzili istnienie 27 naturalnych satelitów, ale w większości księżyce te są małe i nieregularne.
• Była to pierwsza planeta odkryta w epoce nowożytnej: Uran był pierwszą planetą odkrytą po stworzeniu teleskopu, został sfilmowany po raz pierwszy w 1690 roku przez Johna Flamsteeda, który myślał, że jest gwiazdą w gwiazdozbiorze Taurów.
• Możesz zobaczyć Urana gołym okiem: Uran był wielokrotnie widziany w przeszłości przez starożytnych i przednowoczesnych astronomów, ale biorąc pod uwagę jego niską jasność w porównaniu z innymi planetami, często mylony jest z gwiazdą.
• Odwiedzone tylko raz: NASA Voyager 2 zbliżył się do Urana najbliżej Urana 24 stycznia 1986 roku, mijając w odległości 81,000 XNUMX km od szczytów chmur Urana, żaden inny statek kosmiczny nigdy nie został wysłany w stronę Urana i obecnie nie ma planów wysłania plusa.