Уран - аквамариновая планета
link_1
link_2
link_3
link_4
link_5
  link_5
  link_5
  link_5
  link_5
 

 

 

 


Общие сведения

История открытий

Особенности вращения Урана

Физико-химический состав

Кольца Урана

Магнитосфера 

Открытые вопросы

Уран в цифрах

Спутники урана

Уран - седьмая планета от Солнца и третья по размеру. Интересно, Уран больше в диаметре, чем Нептун, но уступает ему в массе.  Его нетрудно отождествить в бинокль (если Вы знаете точно, куда смотреть). Небольшой телескоп покажет небольшой диск. Уран, хотя и может быть увиден невооруженным глазом, требует,  все  же, оптических инструментов для наблюдений. Звездная величина его вблизи  противостояний превышает 6. Диск планеты можно  разглядеть с увеличением порядка 100 и больше. Спутники,  самые  яркие,  имеют блеск на 8 величин меньше, чем сам Уран. Увидеть их нелегко. Кольцо Урана  рассмотреть  вообще очень сложно, обычными оптическими средствами здесь не обойтись.

Общие сведения

 Расстояние от Солнца - 19.2 а.е., экваториальный диаметр - 51,1 тыс. км, в 4 раза больше земного, масса: 8 68.1025 кг, 14,5 масс Земли. Период обращения вокруг Солнца - 84 года. Средняя температура на Уране - около 60-ти Кельвинов. Уран - старинное Греческое божество Неба, самый ранний высший бог, который был отцом Хроноса (Сатурна), Циклопа и Титана (предшественников Олимпийских богов).

Уран  был  посещен  единственной  автоматической  космическим  аппаратом "Вояджер 2".

История открытий 

Уран, первая планета, обнаруженная в новой истории, была открыта  случайно В. Гершелем, когда он  рассматривал небо в телескоп 13 марта 1781 года; сначала он подумал, что это была комета. Как позже выяснилось, планета неоднократно была наблюдаема, но принималась за обычную звезду ( самое ранняя запись о "звезде" была сделана в 1690-м, когда Джон Флэмстид каталогизировал ее как 34-ю Тельца - одно из приинятых обозначений звезд в созвездиях).

Гершель  назвал планету Georgium Sidus ( Планета Георга) в честь его покровителя,  короля Англии Георга III; другие называли ее планетой Гершеля. Имя же "Уран" было дано временно и взято по традиции из античной мифологии, а  утвердилось оно лишь в 1850-м году.

Уран был посещен только одним космическим кораблем: недалеко от  Урана пролетал "Вояджер 2". Корабль прошел в 81 500 километрах от Урана 24-ого января 1986-го года. "Вояджер 2" предал тысячи изображений и  других научных данных о планете, спутниках, кольцах, атмосфере, пространстве и магнитной среде, окружающих Уран. Различные инструменты изучали кольцевую систему, открывая мелкие детали прежде известных и двух вновь обнаруженных колец. Данные показали, что планета вращается с периодом 17 часов 14 минут. Космический корабль также обнаружил  магнитосферу , которая велика настолько же, насколько и необычна.

Современное исследование планеты затруднено из-за ее удаленности. Однако крупные телескопы не оставляют ее без внимания. За последние годы было открыто целых 6 новых спутников планеты. Посмотрите снимки, сделанные телескопом имени Хаббла. 

Особенности вращения Урана 

У большинства планет ось вращения почти перпендикулярна плоскости  эклиптики, но ось Урана почти параллельна этой плоскости. Причины "лежачего" обращения Урана точно неизвестны. Зато в действительности существует спор:  какой из полюсов Урана - северный. Разговор этот отнюдь не подобен спору о палке с двумя концами и двумя началами. То, как же на самом деле сложилась такая ситуация с вращением Урана, очень многое значит в теории возникновения всей Солнечной системы. Почти все гипотезы подразумевают 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 полагают, что такое положение Урана - результат столкновения с большим небесным телом на ранних стадиях формирования планеты. Подобная же проблема связана и с Венерой, которая хоть и не лежит на боку, но так же вращается в обратную сторону.

Химический состав, физические условия и строение Урана

Уран сформировался из первоначальных твердых  тел и различных льдов (подо льдами здесь надо понимать не только водяной лед), он лишь на  15% состоит из водорода, а гелия нет почти совсем (в контраст Юпитеру и Сатурну, которые,  по большей части, - водород). Метан, ацетилен и другие углеводороды существуют в значительно больших количествах, чем на Юпитере и Сатурне. Ветры в средних широтах на Уране перемещают облака в тех же направлениях, что и на Земле. Эти ветры дуют со скоростью от 40-а до 160-ти метров в секунду; на Земле быстрые потоки в атмосфере перемещаются со скоростью около 50-ти метров в секунду..

Инструменты  "Вояджера" обнаружили отчасти более холодную полосу между 15 и 40-ка градусами широты, где температура на 2-3 K ниже. 

Синий цвет Урана является результатом поглощения красного света метаном в верхней части атмосферы. Вероятно, существуют облака других цветов, но они прячутся от наблюдателей перекрывающим слоем метана. Атмосфера Урана (но не Уран в целом!) состоит примерно на 83% из водорода, на 15% из гелия и на 2% из метана.    Подобно другим газовым планетам, Уран имеет полосы облаков, которые очень быстро перемещаются. Но они слишком плохо различимы и видимы только на снимках с большим разрешением, сделанных "Вояджером 2" . Недавние наблюдения с HST  позволили рассмотреть большие облака. Есть предположение о том, что эта возможность появилась в связи с сезонными эффектами, ведь как не трудно сообразить, зима от лета на Уране сильно разняться: целое полушарие зимой на несколько лет прячется от Солнца! Однако, Уран получает в 370 раз меньше тепла от Солнца, чем Земля, так что летом там тоже не бывает жарко. К тому же, Уран излучает тепла не больше, чем получает от Солнца, следовательно и скорее всего, он  холоден внутри.

Обедненность атмосферы планеты легкими газами - следствие недостаточной массы зародыша планеты. В ходе образования, Уран не смог удержать возле себя большее количество водорода и гелия только потому, что к моменту, когда будущий Уран собрал достаточно массивное ядро, свободного водорода и гелия в Солнечной системе оставалось мало. Зато Уран содержит больше воды, метана, ацетилена. 

Кольца Урана

Подобно другим газовым планетам, Уран имеет кольца. Кольцевая система была обнаружена в 1977-м году во время покрытия Ураном звезды. Наблюдалось, что звезда 5 раз ослабляла на краткий промежуток времени свой блеск перед покрытием и после него, что и навело на мысль о кольцах.  Последующие наблюдения c Земли показали, что действительно есть кольца, девять более или менее ярко выраженных. Если перебирать их, удаляясь от планеты, они названы 6, 5, 4, Альфа, Бета, Эта, Гамма, Дельта и Эпсилон. Камеры "Вояджера" обнаружили несколько дополнительных колец, и также показали, что девять основных колец погружены в мелкую пыль. Подобно кольцам Юпитера, они очень неярки, но, как и кольца Сатурна, кольца Урана содержат много довольно больших частиц, размеры их колеблются от 10 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.

Наблюдения показали, что кольца Урана заметно отличаются от родственных им систем Юпитера и Сатурна. Неполные кольца с различным показателям прозрачности по длине каждого из колец  сформировались, похоже, позже, чем сам Уран, возможно, после разрыва нескольких спутников приливными силами.

Количество известных колец может, в конечном счете, возрасти, судя по наблюдениям "Вояджер 2". Приборы указывали на наличие многих узких колец (или, возможно, неполных колец или кольцевых дуг) около 50 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 объясняет 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 

Уран, как многие планеты имеет магнитосферу. Она необычна тем, что ось симметрии ее наклонена почти на 60 градусов  оси вращения (у Земли этот угол составляет 12 градусов). Если бы так обстояло дело на Земле, то ориентирование с помощью компаса имело бы интересную особенность: стрелка почти совсем бы не попадала указателем на север или юг, а была бы нацелена на две противоположные точки 30-х параллелей. Вероятно, магнитное поле вокруг планеты  генерируется  движениями в сравнительно поверхностных областях Урана, а не в его ядре. Источник поля - неизвестен; существование гипотетического электропроводящего океана  воды или аммиака пока не подтверждено исследованиями. Как на Земле, так и на других планетах, источником магнитного поля считают течения в расплавленных породах, расположенных недалеко от  ядра.

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

Как у Земли, Юпитера и Сатурна, у Урана есть магнитный хвост, состоящий из захваченных полем заряженных частиц, растянувшийся на миллионы километров за Уран от Солнца. "Вояждер 2" "чувствовал" поле, по крайней мере, в 10-ти миллионах километров от планеты.

Открытые вопросы 

* Почему  Уран не излучает больше тепла, чем он получает от Солнца, как другие газовые планеты?  Может, тому причина - внутренний холод?

*Почему ось так необычно наклонена? Это произошло из-за большого столкновения?
 

Уран в цифрах: 
 
Масса
14,53 массы Земли (8,68.1025 кг)
Диаметр
4,00 диаметра Земли (51 118 км)
Плотность
1,29 г/см3
Температура поверхности
 -220°С
Длительность звездных суток
15,35 часа (обратное вращение)
Среднее расстояние от Солнца
19,19 а.е. ( 2 871 млн. км)
Период обращения по орбите
84,01 земных лет
Наклон экватора к орбите
97,86°
Эксцентриситет орбиты
0,046
Наклонение орбиты к эклиптике
0,77°
Долгота восходящего узла
74°13`
Средняя скорость движения по орбите
6,81 км/сек
Расстояние от Земли
от 2,6 до 3,2 млрд. км
Число спутников
21

Спутники урана

Уран имеет 21 известный спутник. За последние два года эта планета стремительно обошла по числу лун Сатурн и вышла на первое место. Теперь в Солнечной системе у совсем разных планет есть титулы Самая Большая, С Самыми Большими Кольцами и С Наибольшим Числом Спутников... Правда, стоит опасаться, что такое положение вещей продлится от силы до 2004-го года. В ту пору АМС "Кассини" приблизится к Сатурну и, скорее всего, поможет Сатурну восстановить статус-кво.

До недавнего времени спутников у Урана насчитывали 15. Они формировали два четких класса: 10 небольших внутренних, очень слабых по яркости, обнаруженных "Вояджером 2", и 5 больших внешних. Все 15 имеют почти круговые орбиты, лежащие в плоскости экватора Урана (и, следовательно, они расположены под большим углом к плоскости эклиптики). В 1997-м году с помощью 5-метрового Паломарского телескопа группойканадских ученых были обнаружены еще два крохотныхи слабых по яркости спутника. (Информация журнала "Звездочет", №№ 1, 7 за 1998г.) Лиха беда начала. В мае 1999-го года открывается 18-й спутник Урана, пару месяцев спустя - 19-й и 20-й. Наконец, в том же году открыт и 21-й спутник. О последних четырех спутниках нет информации в приведенной ниже таблице.
На комбинации снимков телескопа имени Хаббла видно движение со временем спутников Урана. Нетрудно отличить характер этого видимого движения от смещения попадающих в поле зрения звезд.

Имена всех спутников Урана были позаимствованы у героев Шекспира.

Спутник
Расстояние от Урана 
(тыс. км)
Радиус (км)
Масса (кг)
Кто открыл
Год
Открытия
Корделия
50
13
?
1986
"Вояджер-2"
Офелия
54
16
?
1986
"Вояджер-2"
Бьянка
59
22
?
1986
"Вояджер-2"
Кресcидия
62
33
?
1986
"Вояджер-2"
Дездемона
63
29
?
1986
"Вояджер-2"
Джульетта
64
42
?
1986
"Вояджер-2"
Портия
66
55
?
1986
"Вояджер-2"
Росалинда
70
27
?
1986
"Вояджер-2"
Белинда
75
34
?
1986
"Вояджер-2"
Пак
86
77
?
1985
"Вояджер-2"
Миранда
130
236
6.30.1019
1948
Койпер
Ариель
191
579
1.27.1021
1851
Лассель
Умбриэль
266
585
1.27.1021
1851
Лассель
Титания
436
789
3.49.1021
1787
Гершель
Оберон
583
761
3.03.1021
1787
Гершель
Калибан (?)
7 200 (?)
60 (?)
?
1997
Глэдмен и ko
Сикоракс (?)
12 200 (?)
120 (?)
?
1997
Глэдмен и ko
 
 
 
 
 
 
Луна
387
1600
7.4.1022
----------
----------

Предварительный анализ показывает, что пять больших спутников - совокупность ледяных глыб. Большие спутники Урана на 50 процентов состоят из водяного льда, на 20 процентов - из углеродных и азотных соединений, на 30 процентов - из разных соединений кремния - силикатов. Их поверхности, почти монотонно темно-серые, носят следы геологической истории. 

Титания, например, выделяется огромными системами трещин и каньонами, что указывает на некоторый период активной геологической деятельности в прошлом этого спутника. Эти детали могут являться результатом тектонических перемещений коры.

Ариель имеет ярчайшую и, возможно, геологически самую молодую поверхность в спутниковой системе Урана. Она, в основном, лишена кратеров, больших, чем 50 километров в диаметре. Это указывает на то, что имеющиеся (или имевшиеся) в околоурановом пространстве мелкие метеоры сглаживают (сглаживали), при падении на поверхность, крупные рельефные образования. 

Поверхность Умбриэль - древняя и темная. Очевидно, она была подвержена немногим геологическим процессам. Темные тона поверхности Умбриэль могут являться следствием покрытия пылью и небольшими обломками когда-то находившихся в окрестностях орбиты этого спутника.
Оберон, самый внешний из пяти больших спутников, также имеет старую, покрытую кратерами поверхность, с неяркими следами внутренней деятельности.

Миранда - одно из самых странных тел, наблюдавшихся в Солнечной системе. Изображения "Вояджера" показали некоторые участки поверхности спутника с разрешением в километр или менее.


Сайт создан Ефимовым Ярославом