Уран

Уран – седьмая планета от Солнца и третия по размеру. Она получила свое название в честь греческого бога неба Урана. Уран является газовым гигантом и состоит главным образом из водорода и гелия, и подобно Сатурну имеет кольца, состоящие изо льда и пыли.

Характеристики
Масса	8,681 × 10²⁵ кг
Объем	6,833 × 10¹³ км³
Температура на поверхности	от -224 °C до -197 °C
Средняя температура	-214 °C
Расстояние до Земли	2,871 млрд км
Расстояние до Солнца	2,871 млрд км (19,19 а.е.)
Период вращения	17,24 земных часа
Продолжительность суток	17 часов 14 минут
Состав атмосферы	83% водород, 15% гелий, 2% метан
Средний радиус	25,362 ± 7 км
Спутники	27 (например, Оберон, Титания, Умбриэль)
Ускорение свободного падения	8,87 м/с²
Средняя орбитальная скорость	6,81 км/с

Характеристики
Масса	8,681 × 10²⁵ кг
Объем	6,833 × 10¹³ км³
Температура на поверхности	от -224 °C до -197 °C
Средняя температура	-214 °C
Расстояние до Земли	2,871 млрд км
Расстояние до Солнца	2,871 млрд км (19,19 а.е.)
Период вращения	17,24 земных часа
Продолжительность суток	17 часов 14 минут
Состав атмосферы	83% водород, 15% гелий, 2% метан
Средний радиус	25,362 ± 7 км
Спутники	27 (например, Оберон, Титания, Умбриэль)
Ускорение свободного падения	8,87 м/с²
Средняя орбитальная скорость	6,81 км/с

Интресные факты

Объем Урана в 63 раза больше земного. Внутри него могут поместиться 63 Земли.
Уран был назван в честь греческого бога неба Урана — отца Кроноса (Сатурна) и деда Зевса (Юпитера). В астрологии Уран ассоциируется с инновациями, оригинальностью и неожиданными событиями.
Скорость ветра на Уране достигает 900 км в час.
Уран является самой холодной планетой в Солнечной системе. Температура на его поверхности может достигать около -224 градусов Цельсия.
«Вояджер-2» — единственный космический корабль, пролетевший мимо Урана. Это произошло в 1986 году, и он пролетел мимо планеты на расстоянии около 81 500 км. Эта миссия вернула самые первые изображения планеты, ее системы колец и спутников, находящихся на орбите, крупным планом.
Уран излучает тепло больше, чем получает от Солнца. Это явление называется «внутренним тепловым источником Урана». Предполагается, что это происходит из-за процессов, связанных с распадом радиоактивных элементов внутри планеты.
Уран имеет 27 известных спутников. Самые крупные из них — Титания и Оберон. Титания является самым большим спутником Урана и вторым по размеру спутником в Солнечной системе после Ганимеда, спутника Юпитера.
Уран часто называют «ледяным гигантом». Хотя он имеет слой водорода и гелия, как и другие газовые гиганты, Уран также имеет ледяную мантию, которая окружает его ядро. Верхние слои атмосферы, состоящие из кристаллов льда, аммиака и метана, придают Урану характерный бледно-голубой цвет.
Масса Урана примерно в 14,5 раз больше массы Земли , что делает его самым легким из четырех газовых гигантов внешней Солнечной системы.
Спутники Урана названы в честь персонажей, созданных Александром Поупом и Уильямом Шекспиром.
Уран имеет 13 известных в настоящее время колец. Все, кроме двух, чрезвычайно узкие — обычно их ширина составляет несколько километров. Считается, что кольца совсем молодые. Вещество внутри колец считается частью луны или лун, которые были разрушены в результате столкновений на высокой скорости с кометой или астероидом.
Для того чтобы совершить оборот вокруг Солнца, Урану требуется 84 года, что является самым длительным периодом среди всех планет Солнечной системы.
Уильям Гершель открыл Уран в 1781 году. Первоначальное название, предложенное Гершелем, было «Грузинский Сидус» в честь короля Георга III, но научное сообщество его не приняло. Вместо этого название «Уран» был предложен и принят астрономом Иоганном Боде, которое происходит от древнегреческого бога Урана.

Расстояние, размеры и масса

С момента открытия планета смещается на 1° к западу каждые 72 года, однако ее среднее расстояние от Солнца по-прежнему составляет около 20 а.е, или 2 млрд. км.

Хотя ее масса примерно в 14,5 раз больше массы Земли, она наименее массивна по сравнению с другими планетами-гигантами: ее масса составляет 8,681 × 10^25 кг. Однако его диаметр несколько больше, чем у Нептуна, и примерно в четыре раза превышает диаметр Земли: около 51,118 км.

Плотность Урана 1,27 г/см3 делает его второй наименее плотной планетой после Сатурна. Это свидетельствует о том, что он состоит в основном из различных льдов, таких как вода, аммиак и метан. Однако масса ее недр является спорной, предположительно она составляет от 9,3 до 13,5 масс Земли.

уран по сравнению с Землей — Уран по сравнению с Землей

Она имеет третий по величине радиус: 25,362 км, а ее объем примерно в 63 раза больше земного, что означает, что внутри нее может поместиться 63 Земли.

Формирование

В результате моделирования по модели Ниццы было высказано предположение, что Уран и Нептун сформировались ближе к Солнцу, а затем отдалиллся от него. Существует гипотеза, что Солнечная система образовалась из гигантского вращающегося шара газа и пыли, известного как предсолнечная туманность. Большая ее часть сформировала Солнце, в то время как еще остальная часть пыли ушла дальше и слилась, образовав первые протопланеты. По мере роста некоторые из них накопили достаточно вещества, чтобы их гравитация смогла удержать остатки газа туманности. Так и образовался Уран.

Орбита и вращение

Урану требуется в общей сложности 84 года, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца. Его интересная орбита привлекла внимание астрономов тем, что она не совпадает с предсказанным местоположением, что привело к открытию в 1846 г. последней планеты, которая впоследствии была названа Нептуном.

Внутреннее вращение Уран совершает примерно за 17 часов 14 минут, но, как и у всех газовых гигантов, его верхние слои атмосферы испытывают сильные ветры в направлении вращения, что ускоряет полный оборот — примерно за 14 часов.

Осевой наклон

Ось вращения расположена примерно параллельно плоскости Солнечной системы, ее наклон составляет 97,77°. Поэтому у Урана сезоны отличаются от тех, что мы видим каждый год на Земле.

Ось Урана — Ближе к солнцестоянию один полюс постоянно обращен к солнцу, а другой покрыт полной тьмой.
На другой стороне орбиты Урана ориентация полюсов по отношению к Солнцу обратная: каждый полюс получает около 42 лет непрерывного света, а другой — темноты.

На экваторе Урана температура выше, чем на полюсах. Ученые не знают, почему это так, как и то, почему Уран имеет такой необычный осевой наклон. Однако есть предположения, что примерно 3-4 млрд. лет назад Уран пострадал от столкновения с протопланетой размером с Землю во время формирования Солнечной системы.

Структура

Стандартная модель строения Урана состоит из трех слоев: каменистого силикатного/железо-никелевого ядра в центре, ледяной мантии в центре и внешней газообразной водородно-гелиевой оболочки.

Масса ядра оценивается примерно в 0,55% массы Земли, а радиус — менее 20% радиуса всего Урана. Основная масса мантии составляет около 13,4 масс Земли. Верхняя атмосфера относительно невелика, ее масса составляет около 0,5 масс Земли, и она простирается последние 20% радиуса Урана. Плотность ядра составляет около 9 г/см3 , давление в центре — около 8 млн. бар, температура — около 4726,85°C . То, что называют ледяной мантией, на самом деле состоит не изо льда в обычном смысле этого слова, а из горячей и плотной жидкости, состоящей из воды, аммиака и других летучих веществ.

Считается, что под воздействием экстремальных температур и давления атомы углерода конденсируются в кристаллы алмаза. Считается, что такие ливни из твердых алмазов выпадают также на Юпитере, Сатурне и Нептуне. Главным фактором, отличающим Уран и Нептун от Сатурна и Юпитера, является преобладание льда над газами, что и послужило основанием для выделения их в отдельную категорию «ледяных гигантов». Считается, что ледяные гиганты имеют жидкие океаны, а газовые гиганты примерно на 85% состоят только из газа.

Хотя это самая холодная планета Солнечной системы, неизвестно, почему. Что-то не позволяет теплу ядра Урана достигать поверхности. Предполагается, что в верхних слоях планеты существует некий барьер, который не пропускает тепло. По другой версии, после мощного столкновения Уран извлек большую часть своего первобытного тепла, в результате чего температура его ядра снизилась.

Атмосфера

Уран не имеет четко выраженной твердой поверхности. Однако есть внешняя часть планеты, окутанная газом и доступная для дистанционного зондирования, которая называется атмосферой. . Его атмосфера состоит в основном из молекулярного водорода, гелия, метана, аммиака, воды, сероводорода, различных углеводородов и водяного пара, окиси и двуокиси углерода, возможно, за счет внешнего источника, например, в падающей пыли и кометах.

У Урана нет мезосферы, но его атмосферу можно разделить на три слоя:

Тропосфера, расположенная на высотах от -300 до 50 км , с давлением от 100 до 0,1 бар. Это самая низкая и плотная часть атмосферы, температура которой уменьшается с высотой. Она понижается примерно от 47 °C у основания условной тропосферы на высоте -300 км -220 °C; на высоте 50 км. Считается, что тропосфера имеет очень сложную структуру облаков и является частью атмосферы, в которой наблюдаются сильные ветры, яркие облака и сезонные изменения.
Стратосфера — область высот от 50 до 4 000 км с давлением от 0,1 до 10-10 бар. Температура постепенно увеличивается с высотой от-220 °C на границе тропосферы до 527-577 °C в основании термосферы. Нагрев происходит за счет поглощения солнечного ультрафиолетового и инфракрасного излучения метаном и другими углеводородами.
Термосфера, простирающаяся от 4 000 км до 50 000 км. Это самый внешний слой атмосферы, имеющий равномерную температуру около 550 °C.

Климат

Атмосфера Урана выглядит довольно скудной по сравнению с другими планетами-гигантами, особенно с Нептуном, на который он в остальном довольно похож.

В 1986 году во время пролета мимо Урана космическим аппаратом «Вояджер-2» на всей планете было отмечено всего 10 облаков. Но все изменилось, когда космический телескоп «Хаббл» провел наблюдения за ледяным гигантом. Анализ показал, что планета обладает динамичной погодой, для которой характерны штормы размером в полтора, а то и в два раза больше, чем Соединенные Штаты.

В 2006 году на планете было замечено темное облако. Эта буря была гигантской, на две трети превышающей размеры Соединенных Штатов. Средняя температура облака составляла -588 °C . Скорость ветра может достигать 900 километров в час, дующего в направлении, обратном вращению планеты.

Поверхность Урана заснятая телескопом Hubble

Луны

Как и у других планет-гигантов, у Урана много спутников. К настоящему времени обнаружено 27 спутников, названных в честь персонажей произведений Шекспира и Александра Выделяются пять основных спутников: Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон.

Однако они очень малы, даже если взять их всех вместе они все равно будут меньше половины Тритона — крупнейшего спутника Нептуна. Каждый из них имеет меньшую площадь поверхности, чем австралийский континент, и у большинства из них нет атмосферы.

Миранда

Миранда — сферический спутник и одно из самых странных мест в Солнечной системе. У него такая же площадь поверхности, что и у Чили: 700 000 км ² , в то время как у Чили 750 000 км ² . Ландшафт очень деформирован со странными и труднообъяснимыми узорами, встречающимися по всей поверхности.

Это самый маленький и самый внутренний спутник Урана. Он был обнаружен в 1948 году и назван в честь Миранды из пьесы Шекспира «Буря». Его диаметр составляет 470 километров, и это один из самых маленьких, но тщательно наблюдаемых объектов в Солнечной системе.

Его самая высокая скала под названием Верона-Рупес представляет собой 20-километровый уступ, который является самой высокой скалой в Солнечной системе. Каньоны и горы также являются общей чертой Миранды, что характерно тем, что здесь нет геологической активности.

Миранда и Уран находятся на расстоянии 130 000 километров друг от друга, в три раза ближе, чем Луна к Земле. Миранда имеет низкую плотность 1,2 г/см ³ и является наименее плотным спутником из пяти. Это говорит о том, что он состоит на 60% из водяного льда. Считается, что в прошлом спутник был разрушен гигантским объектом, а оставшиеся части были стянуты вместе под действием силы тяжести, таким образом сформировав его таким, какой он есть сейчас.

Ариэль

Это четвертый по величине из известных спутников Урана, второй по величине после Миранды, и он вращается в экваториальной плоскости своей родительской планеты. Это почти перпендикулярно орбите Урана, что приводит к суровым сезонным циклам. Его диаметр составляет 1157 километров .

Обнаружен в 1851 году Уильямом Ласселлом и назван в честь двух персонажей: духа неба в «Похищении замка» Александра Поупа и духа, который служит Просперо в «Буре» Шекспира.

По оценкам, он состоит из равных частей камня и льда. Его внутреннее ядро состоит из горных пород, окруженных ледяной мантией. Его масса эквивалентна по величине гидросфере Земли. Это второй ближайший к Урану, вращающийся на расстоянии около 190 000 километров.

Он совершает полный оборот за 2,5 дня, причем всегда одной стороной к планете. Его орбита полностью лежит в магнитосфере Урана. Эта бомбардировка может привести к затемнению задних полушарий, наблюдаемому для всех спутников Урана. Он может иметь третью по величине массу с плотностью 1,66 г/см ³ .

Умбриэль

Луна, также обнаруженная Уильямом Ласселлом в 1851 году, состоит в основном из льда и лишь частично из камня. У него самая темная поверхность среди спутников Урана, и, похоже, он сформировался в результате ударов.

Это вторая по количеству кратеров луна Урана после Оберона, с кратерами, достигающими 210 километров. Заметной особенностью поверхности является кольцо яркого материала на дне кратера Вунда. Эта луна была названа в честь мрачного меланхоличного духа из романа Александра Поупа «Похищение замка».

Название предполагает латинское слово umbra, означающее тень. Это третий по дальности спутник, вращающийся вокруг планеты на расстоянии 266 000 километров. Его орбитальный период такой же, как и период его вращения, 4,1 земных дня. Это означает, что Умбриэль всегда одной стороной обращен к Урану. Его орбита также захвачена магнитосферой Урана. Он имеет плотность 1,39 г/см ³ и отражает вдвое меньше света, чем Ариэль. Его предполагаемый диаметр составляет 1169 километров.

Титания

Самый большой спутник Урана и восьмой по величине спутник в Солнечной системе с диаметром 1578 километров Он был открыт в 1787 году Уильямом Гершелем, первооткрывателем Урана. Он был назван в честь королевы фей из шекспировского «Сна в летнюю ночь».

Он имеет примерно половину радиуса Луны Земли около 788,9 километров. В 2005 году инфракрасная спектроскопия выявила наличие на его поверхности водяного льда, а также замерзшего углекислого газа. Он имеет плотность 1,71 г/см³, что указывает на одинаковую консистенцию водяного льда и плотных не ледяных компонентов. Это самая массивная из лун Урана и восьмая по массе луна в Солнечной системе.

Как и у трех вышеупомянутых спутников, его орбита также находится в магнитном поле Урана. Он вращается вокруг Урана на расстоянии примерно 436 000 километров являясь вторым по удаленности от планеты среди других четырех спутников.

. Это также заблокированный приливами спутник, только одна его сторона постоянно обращена к Урану. Его поверхность изрезана системой огромных каньонов, уступов и кажется красноватой. Многочисленные ударные кратеры могут достигать 326 километров в диаметре, но он менее сильно кратерирован, чем Оберон.

Оберон

Оберон — самый дальний крупный спутник Урана. Он был открыт в 1787 году Уильямом Гершелем, который также открыл Титанию. Это второй по величине и второй по массе из пяти основных спутников Урана.

Также девятый по величине спутник в Солнечной системе, Оберон был назван в честь мифического короля фей из шекспировского «Сна в летнюю ночь».

В то время как другие спутники вращаются внутри магнитосферы Урана, орбита Оберона частично находится снаружи. Его поверхность темная и немного красного цвета, покрыта ударами астероидов и комет с кратерами, достигающими 210 километров или 130 миль в диаметре.

Оберон можно увидеть с Земли в относительно хороший любительский телескоп. Он вращается вокруг Урана на расстоянии около 584 000 километров или 362 880 миль, будучи самой дальней луной и совершая полный оборот примерно за 13,5 дней. Как и у других спутников Урана, у него одна сторона постоянно обращена к родительской планете.

Отличие ее от других планет состоит в том, что Оберон проводит большую часть своей орбиты вне магнитного поля Урана, и в результате на него непосредственно воздействует солнечный ветер. Раз в 42 года во время равноденствия Урана, когда его экваториальная плоскость пересекается с Землей, между лунами Урана происходит взаимное затмение.

Оберон имеет плотность 1,63 г/см³. Это выше типичной плотности спутников Сатурна. . Спектроскопические наблюдения выявили наличие на поверхности кристаллического водяного льда. Предполагается, что Оберон может иметь слой жидкого океана на границе ядра и мантии. Оберон — самая красная и самая кратерированная луна Урана , что означает, что у него самая старая поверхность среди спутников.

Планетарные Кольца

Уран имеет тринадцать различных систем колец, которые, как считается, образовались около 600 миллионов лет назад в результате возможного столкновения с другими спутниками или крупными объектами. Кольца вокруг Урана уникальны, поскольку они не такие яркие, как кольца Сатурна. Они кажутся темными, как древесный уголь, а еще одна их уникальная особенность заключается в том, что они чрезвычайно узкие. Самое широкое из колец называется кольцом эпсилон, его ширина составляет от 20 до 100 километров.

В 1978 году было обнаружено девять отдельных колец, еще два в 1986 году и к 2003-2005 годам еще два. Большинство из них непрозрачны и состоят из крупных тел диаметром от 0,2 до 20 м, состоящих из водяного льда с добавлением некоторого количества темной радиационно-обработанной органики. Диапазон их радиусов простирается примерно от 38 000 километров до 98 000 или от 23 612 до 60 894 миль.

Обитаемость жизни

Поскольку у него нет настоящей поверхности, а скорее циркулирующие жидкости, жизнь на Уране существовать не может.

Планы на будущее для Урана

С появлением новых технологий Уран, безусловно, является целью будущих исследований, и некоторые миссии уже объявлены, хотя еще неизвестно, состоятся ли они.