в чем состоит уникальность урана

Планета Уран

Планета Уран — седьмая планета нашей Солнечной системы. Открыта она не так давно и изучена очень мало. Являясь седьмой планетой по удаленности от Солнца, Уран третий по величине в нашей Солнечной системе, а по своей массе — четвертый.

Люди видели эту планету, но принимали ее за звезду. Именно поэтому планета Уран остается до сих пор огромной загадкой для землян. Огромной Уран называют еще и оттого, что это третья по величине планета системы, диаметр ее по экватору в четыре раза превышает земной, а по массе Уран в 14 раз тяжелее. С Земли Уран видится голубым, так как в его атмосфере большое количество метана.

Основные характеристики

на полюсе: 49946 кмНаклон оси:98°Плотность:1,27 г/см³Температура верхних слоев:около –220 °CПериод обращениявокруг оси (сутки): 17 часов 15 минут;

вокруг Солнца по орбите (год): 84,5 годаРасстояние от Солнца (среднее):19 а. е. или 2,87 млрд. кмСкорость вращения по орбите:

Наклон орбиты к эклиптике:6,8 км/с

i = 0,773°Ускорение свободного паденияоколо 9 м/с²Спутники:есть 27 шт.

Планета Уран относится к классу газовых гигантов. Экваториальный радиус примерно составляет 25 560 км, полярный радиус 24973. Планета имеет шарообразную форму, на полюсах сплюснутую.

В чем состоит уникальность Урана, так это в оси вращения, наклон которой составляет практически 98 градусов к орбитальной плоскости и в движении вокруг своей оси, подобно Венере, он двигается по часовой стрелке. К примеру, земная ось имеет наклон 66 градусов к плоскости орбиты и вращается с запада на восток, против часовой стрелки. Получается, что по орбите Уран движется на боку, катясь как шарик, и вращается с востока на запад.

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.

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

Уильям Гершель вообще вначале счел Уран кометой. 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.

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.

Видимость

Вид Урана в телескопе

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).

Строение Урана

Ученые выдвигают несколько версий внутреннего строения планеты от двухярусной модели до классической трехярусной. За основу большинство принимают стандартную модель.

Атмосферой на Уране называют часть газовой оболочки, которая наиболее удаляется от центральной части планеты. Эти данные были получены с помощью космического аппарата “Вояджер 2”, который смог получить снимки атмосферного спектра.

Максимальная скорость ветра, которую удалось зафиксировать, на планете Уран достигает до 240 метров в секунду. Температурный минимум минус 224 градуса, это самая холодная планета в нашей системе.

Ниже атмосферы и находится мантия. За поверхностный слой условно принята поверхность с давление 1 бар. Мантия скорее всего представляет собой океан растворенного в воде аммиака и метана из плотной смеси с высокой электропроводностью. Её называют «океаном водного аммиака». Благодаря этому Уран причисляют к ледяным гигантам. Слой металлического водорода в отличии от Юитера и Стурна уже отсутствует. Ближе к центр как давление так и температура растут.

В центре планеты как всегда находится особенно плотное и с большой температурой раскаленное ядро. Температура ядра предполагается до 7 000 К, а давление до 6 млн атмосфер. Размер ядра составляет д о 20% от R и предположительно из камня и железа. Его плотность до 9 г/см³.

Как и другие планеты, Уран имеет магнитосферу, содержащую заряженные частицы — протоны, электроны, ионы.

Магнитное поле Урна

Магнитное поле нашего Урана имеет ряд своих характерных особенностей по сравнению с остальными планетами и по всей вероятности связано с его особенностями вращения и отсутствию внутреннего источника собственной энергии.

Магнитное поле Урана

Своеобразное магнитное поле Урана формируется не в ядре, как у всех планет, а в более поверхностном слое океана водного аммиака с высокой электропроводностью. Именно здесь и начинают образовываются магнитные силовые линии, выходящие на большие расстояния за пределы планеты. Но со стороны Солнца на магнитный поток Урана давит солнечный ветер и препятствует его широкому движению.

С другой стороны выход для магнитных волн свободен и они, казалось бы должны распространяются на огромное расстояние в космическом пространстве. Но не тут то было. Для Урана это неприемлемо благодаря наклону оси вращения к магнитному полю.

Поэтому когда планета вращается, то получается что его силовые линии накручиваются друг на друга спиралевидным хвостом в длину до 10 млн км в обратную от Солнца сторону.

Кольца Урана

Практически каждый знает, что кольца есть у Сатурна, но мало кто слышал про кольца Урана.
Девять колец у планеты Уран впервые обнаружил американский астроном Джеймс Элиот, в марте 1977 года.

Космический аппарат «Вояджер 2», в 1986 году, прибавил в список известных 2 кольца и, наконец, с помощью мощнейшего телескопа «Хаббл» в 2005 году обнаружились еще два.

На сегодняшний день учеными изучаются 13 колец планеты Уран.

Состав колец разнообразен и состоит из космической пыли и объектов, размерами от 19-20 см до 20-21 метра. Внутренние кольца имеют серый цвет. Самое внешнее — синий, учеными было выдвинуто предположение, что это кольцо состоит из частичек льда и темного вещества.
Ширина колец не превышает нескольких километров, только центральное кольцо имеет внушительную ширину, около 100 км.

Расположение колец начинается, примерно на расстоянии 40000 — 50000 км. И только два внешних кольца расположены на расстояние в два раза большее.
Что именно удерживает кольца в своих границах, пока непонятно, но ученые работают над этой загадкой.

Спутники Урана

На сегодняшний день планета Уран является обладателем 27 спутников, хотя маленьких и незамеченных спутников наверняка гораздо большее количество.

Спутников у планеты много. Хотя некоторая их часть была когда — то захвачена гравитацией Урана и распалась. Самый большой спутник Титания, чуть меньше Оберон. Оба были открыты Гершелем. За ними следуют Умбриэль, Ариэль и Миранда. Из них только Миранда целиком состоит изо льда, остальные — смесь льда и горных пород. Часть спутников движется внутри колец планеты, поэтому называется внутренними.

Всем спутникам Урана достались имена в честь героев произведений Уильяма Шекспира. Это тоже дань первооткрывателю из Англии.

Исследование

После открытия Урана его изучение долгое время оставалось проблематичным из-за его громадной удаленности. Ученые могли наблюдать только самые крупные спутники, строить предположения о кольцах или атмосфере.

Только в двадцатом веке был запущен зонд «Вояджер — 2», который, стартовав в 1977 году, в 1986 году достиг планеты. Он передал первые снимки— невыразительная, тусклая поверхность, едва видная сквозь облака. Миссия «Вояджера — 2» состояла в изучении магнитного поля Урана, наблюдении за атмосферой. Так же аппарат изучал погоду, обнаружил два неизвестных ранее кольца и сделал снимки наиболее крупных спутников. Часть планеты осталась вне поля зрения ученых, так как зонд приблизился к освещенной Солнцем части планеты.

Больше полезных сведений дали наблюдения с помощью радиотелескопа «Хаббл» уже в девяностые годы. Именно он первым зафиксировал атмосферные вихри Урана, обнаружил «темное пятно» в облаках и асимметрию в строении планеты.

Эти открытия позволили группе из 168 ученых начать подготовку к новому проекту. В настоящее время НАСА готовит к запуску аппарат Uranus Pathfinder. Зонд начнет путешествие на Земле и завершит его в районе Урана, где пройдет сквозь атмосферу и возьмет множество проб. Проект предполагает масштабное исследование внешней стороны Солнечной системы. Будут визуально обследованы гигантские области за Ураном. Предполагается, что аппарат стартует в 20-х годах. Миссия может растянуться до 15 лет, из которых почти 10 уйдет на полет к голубой планете.

В культуре

Загадки

Боковое вращение

Это, пожалуй, главная загадка планеты. Почему она лежит на боку? Существует предположение, что в далёкие времена зарождения Солнечной системы Уран столкнулся с протопланетой, положившей его на бок, что изменило направление магнитной оси. Оно же остудило и тепловой поток планеты.

Шеврон

Это загадка Миранды. При обработке снимков со спутника на нём выявилась область правильной формы, почти не атакованная метеоритами. Эта «галочка» размером 140х200 км получила название «шеврон», происхождение его пока неизвестно.

Интересные факты о Уране

Видео

Источник

Доклад-сообщение «Планета Уран»

окружающий мир, астрономия

Фредерик Уильям Гершель, выдающийся астроном из Англии, в 1781 г. вёл наблюдение за звёздным небом, вооружившись телескопом. Неожиданно в поле его зрения попал до этого незнакомый космический объект. Рассмотрев его, Гершель решил записать новый объект, как комету. Затем эта новая «комета» привлекла внимание астрономов всего мира: продолжив наблюдать за ней, они пришли к выводу, что данный космический объект движется по круговой орбите. Таким образом, была открыта планета Уран. Изначально новый космический объект получил название в честь короля Англии Георга Третьего – «Звезда Георга». Но, по ряду причин, столь помпезное название не прижилось. В дальнейшем планету переименовали в честь бога неба – Урана.

Общее описание планеты

Уран занимает седьмое место в Солнечной системе по степени удалённости от светила. Эта планета – третья по величине, а по массе она занимает уверенное четвёртое место.

Уран – газовый гигант, экваториальный радиус которого около 25.560 км., а полярный радиус – 24.973 км. Наш герой обладает шарообразной формой, немного сплюснутой в районе полюсов.

Чем же так уникален Уран? Прежде всего, осью вращения: её наклон составляет порядка 98 градусов по отношению к орбитальной плоскости. Также уникальность планеты заключена в движении вокруг своей оси: словно Венера, Уран движется строго по направлению часовой стрелки. Для сравнения: ось нашей Земли имеет наклон в 66 градусов к плоскости орбиты, и совершает вращение строго против часовой стрелки с запада – на восток. Соответственно, можно сделать вывод, что по своему орбитальному пути Уран двигается фактически «лежа на боку», подобно шарику, при этом он ещё и вращается с востока – на запад.

Полноценный оборот вокруг своей оси эта уникальная планета совершает за 17 час. 14 мин. Путь вокруг солнца занимает 84 года. От Солнца до Урана пролегает расстояние в 1.871,2 млн. км.

«Анатомия» Урана

Атмосфера на Уране представляет собой часть газовой оболочки, которая максимально удалена от центральной части планеты. Информация об атмосфере Урана была получена от космического аппарата «Вояджер 2», который передал на Землю уникальные снимки атмосферного спектра. Как оказалось, атмосфера на планете стартует с расстояния в 300 км. от внешнего слоя. Она состоит из 70% водорода, 25% гелия и 5% метана.

На планете удалось зафиксировать максимальную скорость ветра – она составила 240 м./сек. Минимальная граница температурной границы, которую удалось зафиксировать, находится на отметке – 224 градуса. Поэтому Уран считают самой холодной планетой Солнечной системы. Подобно иным планетам, этот гигант обладает своей магнитосферой, содержащей заряжённые частицы протонов, электронов и ионов. Магнитные полюса меняются ежедневно, а значит, на Уране отлично видны масштабные полярные сияния.

Уран и его кольца

Наверняка каждый землянин осведомлён о том, что у планеты Сатурн имеются собственные кольца. Но мало кто знает о наличии колец у Урана. Оказалось, Уран тоже имеет свою кольцевую систему. Первым в мире урановые кольца обнаружил астроном из Америки Джеймс Элиот. Случилось это удивительное открытие в 1977 г.

В 1986 г., благодаря космическому аппарату «Вояджер 2», земляне узнали о двух новых кольцах, а в 2005 г. мощный телескоп «Хаббл» показал учёным ещё пару новых колец. На сегодняшний день астрофизиками открыты и активно изучаются тринадцать колец Урана. Состав всех колец включает в себя космическую пыль и различные объекты, размерами от 20 см — до 20 метров.

Цветовая палитра колец зависит от их расположения: так, внутренние кольца имеют окраску серого цвета, а самое внешнее кольцо – ярко синее, благодаря частичкам льда и тёмного вещества. По ширине урановые кольца не превышают нескольких километров, лишь только центовое кольцо может похвастаться самой большой шириной в 100 км.

Кольцевая система Урана таит в себе одну загадку. Дело в том, что все кольца располагаются на расстоянии до 50.000 км. Но, только два внешних кольца отдалены на дистанцию, вдвое большую. Учёные до сих пор не могут понять, что именно удерживают эти кольца в поле своих границ.

Уран и его спутники

Вокруг Урана располагаются двадцать семь естественных спутников. Все они названы именами персонажей произведений Александра Поупа «Похищение локона», а также Уильяма Шекспира «Сон в летнюю ночь» и «Буря».

Два первых спутника довелось обнаружить Уильяму Гершелю, первооткрывателю Урана, в 1787 г. Эти луны получили имена Титания и Оберон. В августе 2003 г. учёные обнаружили последний, двадцать седьмой спутник, получивший женское имя Маргарита.

Все луны Урана разделяются на три группы: пятёрку крупных спутников, девятку нерегулярных спутников и тринадцать внутренних спутников, состоящих из тёмного материала и водяного льда.

Источник

Планета Уран. Интересные факты

Общие сведения

Уран — седьмая планета от Солнца и третья по диаметру и четвёртая по массе. Любопытно, что Уран хоть и больше в диаметре, но меньше массой, чем Нептун. Уран временами едва видим невооруженным глазом в очень ясную ночь; его нетрудно отождествить в бинокль (конечно надо знать точно, куда смотреть).

Средняя удаленность от Солнца 19,1914 а. е. (2,8 млрд км), экваториальный диаметр: 25 559 км, в 4 раза больше земного, масса: 8,6813 х 10 25 кг, 14,54 масс Земли. Период обращения вокруг Солнца — 84 земных года. Средняя температура на Уране — около 60-ти Кельвинов. Имеет 27 путников. Уран является спутником Солнца.

Уран — старинное Греческое божество Неба, самый ранний высший бог, отец Хроноса (Сатурна), Циклопа и Титана (предшественников Олимпийских богов).

История открытия

Планета Уран, первая из планет, обнаруженная в новой истории, была открыта случайно 13 марта 1781 г. В. Гершелем, когда тот рассматривал небо в телескоп; вначале он подумал, что это комета. Раньше, как в последствии выяснилось, планета неоднократно была наблюдаема, но ее принимали за обычную звезду (самую раннюю запись о “звезде” сделали в 1690 году, когда Джон Флэмстид каталогизировал ее как 34-ю Тельца — одно из принятых обозначений звезд в созвездиях).

Гершель дал имя планете “Georgium Sidus” (Планета Георга) в честь его покровителя, английского короля Георга III ; другие называли ее планетой Гершеля. Имя же “Уран” давалось временно и взяли его по традиции из античной мифологии, а утвердилось оно только в 1850 г.

Уран посетил только один космический корабль: недалеко от Урана пролетал “Вояджер 2”. Корабль прошел в 81 500 км от Урана 24 января 1986 года. “Вояджером-2“ были переданы тысячи изображений и другие научные данные о Уране, спутниках, кольцах, атмосфере, пространстве и магнитной среде, окружающих планету. Согласно данным, период вращения планеты Уран вокруг своей оси составляет 17 ч 14 мин. Космический корабль также обнаружил магнитосферу, которая велика настолько же, насколько и необычна.

Особенности вращения Урана

В большинстве своем у планет ось вращения почти перпендикулярна плоскости эклиптики (эклиптика-видимый годовой путь Солнца на небесной сфере), однако ось Урана почти параллельна этой плоскости. Причина “лежачего” обращения Урана неизвестна. Зато существует спор: какой из полюсов Урана — северный. Споры эти отнюдь не подобны спору о палке с двумя концами и двумя началами. То, как же в действительности сложилась такая ситуация с вращением этой планеты, очень многое значит в теории возникновения всей Солнечной системы, ведь почти во всех гипотезах подразумевается вращение планет в одну сторону. Если Уран образовался, лежа на боку, то это сильно не состыкуется с догадками о происхождении нашей планетной системы. Правда, сейчас все больше считают, что такое положение планеты — результат столкновения с большим небесным телом, к примеру крупным астероидом, на ранних стадиях формирования Урана.

Химический состав, физические условия, строение

Толстый слой (дымка) – фотохимический смог – обнаруживается вокруг освещенного Солнцем полюса. Освещенное Солнцем полушарие тоже излучает больше ультрафиолета. Инструменты “Вояждера” обнаружили отчасти более холодную полосу между 15° и 40° широты, где температура на 2-3 K ниже.

Планета Уран состоит из трёх частей: в центре — каменное ядро, в середине — ледяная оболочка, снаружи — водородно-гелиевая атмосфера. Синий цвет Урана это результат поглощения красного света метаном в верхней части атмосферы. Возможно, существуют облака других цветов, но они прячутся от наблюдателей перекрывающим слоем метана. Атмосфера Урана (но не Уран в целом!) состоит приблизительно из 83 % водорода, 15 % гелия и 2 % метана.

Подобно другим газовым планетам, у Урана имеются быстро перемещающиеся полосы облаков. Однако они очень плохо различимы, и видимы только на фотографиях с большим разрешением, сделанных “Вояджером-2”. Последние наблюдения с HST позволили рассмотреть большие облака. Предположительно, эта возможность появилась в связи с сезонными эффектами, ведь как не трудно сообразить, зима от лета на Уране сильно отличаются: целое полушарие зимой на несколько лет прячется от Солнца! Планета Уран получает в 370 раз меньше тепла от Солнца, чем наша планета, так что летом там тоже не бывает жарко. К тому же, Уран излучает тепла не больше, чем получает от Солнца, как следствие, он холоден внутри?

Кольца Урана

Как и у других газовых планет, у Уране есть кольца. Наличие кольцевой системы у Урана было подтверждено официально только 10 марта 1977 г. американскими учёными Джеймсом Л. Элиотом. Наблюдалось, что звезда пять раз ослабляла на короткий промежуток времени свой блеск перед покрытием и после него, что и натолкнуло на мысль о кольцах. Следующие наблюдения c Земли показали, что в действительности есть 9 колец. Если перебирать их, удаляясь от планеты, они названы 6, 5, 4, Альфа, Бета, Эта, Гамма, Дельта и Эпсилон.

Камеры “Вояждера” смогли обнаружить несколько дополнительных колец (еще 4 кольца), и также показали, что 9 основных колец погружены в мелкую пыль. Подобно кольцам Юпитера, они очень неяркие, но, как и кольца Сатурна, кольца Урана содержат много весьма больших частиц, размеры их колеблются от 10-ти метров в диаметре до мелкой пыли. Кольца Урана были открыты первыми после колец Сатурна. Это имело большое значение, так как стало возможным предположить, что кольца — общая характеристика планет, а не удел одного Сатурна. Это еще одно прямо-таки эпохальное значение Урана для астрономии.

Согласно наблюдениям, кольца Урана в заметной степени отличаются от родственных им систем Юпитера и Сатурна. Неполные кольца с разным показателям прозрачности по длине каждого из колец сформировались, похоже, позднее, чем сам Уран, может быть, после разрыва нескольких спутников приливными силами.

Количество известных колец может, в результате, увеличиться, судя по наблюдениям “Вояджер-2”. Приборы показали на наличие многих узких колец (или, возможно, неполных колец или кольцевых дуг) около 50-ти метров шириной.

Ключом к разгадке структуры колец Урана может быть и открытие того, что два небольших спутника – Корделия и Офелия – находятся внутри кольца Эпсилон. Это может объяснить неравномерное распределение частиц в кольце: спутники удерживают вещество вокруг себя. Так, используя эту теорию, предположено, что в этом кольце можно отыскать еще 16(!) спутников.

Магнитосфера

Область вокруг небесного тела, где его магнитное поле остается сильнее суммы всех других полей близких и удаленных тел, называется магнитосферой этого небесного тела.

У Урана, как у многих планет имеется магнитосфера. Она необычна тем, что ось симметрии ее наклонена почти на 60° к оси вращения (у Земли этот угол составляет 12°). Если бы так обстояло дело на Земле, то ориентирование при помощи компаса имело бы любопытную особенность: стрелка почти совсем бы не попадала указателем на север или юг, а была бы нацелена на две противоположные точки 30-х параллелей.

Магнитное поле у планет земной группы и других планет-гигантов генерируется в центральном ядре, а магнитное поле вокруг Урана генерируется движениями в сравнительно поверхностных областях. Источник поля — неизвестен; гипотетический электропроводящий океан воды и аммиака не подтвержден исследованиями. Как на Земле, так и на других планетах, источником магнитного поля считают течения в расправленных породах, которые располагаются недалеко от ядра.

Интенсивность поля на поверхности Урана в общих чертах сравнима с Земной, хотя оно и сильней изменяется в различных точках поверхности из-за большого смещения оси симметрии поля от центра Урана.

Как у Земли, Юпитера и Сатурна, у Урана имеется магнитный хвост, который состоит из захваченных полем заряженных частиц, растянувшийся на миллионы километров за Уран от Солнца. “Вояждер” “чувствовал” поле, по крайней мере, в 10 миллионах километрах от планеты.

Спутники Урана

На начало 2013 г. естественных спутников у планеты Уран было известно 27. Основными, являются 5 самых крупных спутников. Их состав: лёд (состоящий из аммиака, углекислого газа и метана), перемешанный с горными породами. Обращаются спутники вокруг Урана, повернувшись к нему одной стороной, подобно нашей Луне.

Самый большой из спутников – Титания – с диаметром 1570 км, это очень немного, в сравнении со спутниками остальных планет. Оберон – второй по величине спутник. Его и Титанию, открыл сам Гершель. Дальше следуют еще меньшие по размерам спутники: Умбриэль, Ариель и Миранда. Любопытен тот факт, что имена всем спутникам Урана, были даны в честь героев бессмертных произведений Уильяма Шекспира.

Общая масса всех спутников Урана, меньше половины Тритона (крупнейшего спутника Нептуна) — самого большого в своем роде в Солнечной системе.

Интересные факты

• Уран открывали трижды.

• Один год на Уране приравнивается к 84 земным годам.

• День на Уране продолжительностью около 17 часов.

• Уран — это голубая планета.

• Скорость ветра на кольцах достигает — 250 м/с.

• Как результат присутствия метана в атмосфере планеты, ее цвет имеет сине-зеленый оттенок.

• Магнитное поле одной стороны Урана превышает другую больше, чем в 10 раз.

• На поверхности планет наблюдаются гигантские бури. Их площадь соразмерна с площадью Северной Америки.

• 1986 год – Уран был прозван «Самой скучной планетой во Вселенной».

• Чтобы солнечные лучи достигли Урана, понадобится три часа.

• Это единственная планета, чье название происходит не из Римской мифологии.

• На сегодняшний день Уран считается самой неизведанной планетой.

Понравилась статья? Подпишитесь на канал, чтобы быть в курсе самых интересных материалов

Источник