Происхождение планеты уран. Планета Уран

В Солнечной системе седьмой по удаленности от Солнца расположена планета Уран. Она была открыта впервые в 1781 году Уильямом Гершелем. Уникальность планеты начинается уже с названия, оно происходит из греческих легенд и названа в честь бога неба, (все другие планеты названы именами римских богов). Уран можно увидеть с Земли ночью невооруженным глазом, только если небо очень чистое и прозрачное, так как видимость планеты слабая и почти на пределе. Звездная величина планеты колеблется в пределах +5,32 – + 5,9 (предел видимости +6,0). Уран относится к газовым гигантам, хотя по размеру меньше Юпитера и Сатурна. Но нашу Землю по размерам он значительно обошёл, его диметр в 4 раза шире диаметра Земли и тяжелее её в 14,5 раз. Уран не только газовый гигант, а еще и самый холодный во всей Солнечной системе, настоящая ледяная планета. Здесь правит бал снежная королева, окутывая планету жутким, все леденящим холодом. От Солнца планета находится очень далеко, а своего внутреннего источника энергии как у других планет у нее практически нет. Замороженная планета выглядит тихой и безмятежной, светясь спокойным зеленовато-голубым цветом. Голубизна Урана еще больше Земной. Ледяная планета стоит на втором месте по самой маленькой плотности среди планет нашей Солнечной системы, плотность равна 1,27 м/см². Но самой главной особенностью Урана является положение на орбите.

Орбита Урана.

Орбита Урана, почти круговая с эксцентриситетом 0,047 и вокруг Солнца протянулась почти на расстояние 2 873 млн.км. Самая большая полуось орбиты составляет почти 3 003 млн. км., а малая 2 741 млн.км. По космическим меркам эта разница в 262 млн.км не очень большая. Уран, как и Венера вопреки другим планетам нашей Солнечной системы движется обратно по орбите – ретроградное. Но дальше, еще интереснее. Почему то экватор планеты имеет угол наклона к орбите почти прямой- 98 градусов, значит ось вращения находится перпендикулярно к плоскости орбиты. Здесь уникальный случай, получается, что планета не вертится как все остальные, а почти катится колобком по орбите с северным полюсом внизу. На один оборот по орбите вокруг Солнца с небольшой скоростью 6,49-7,11 км/сек, у Урана уходит 84 земных лет и 7 дней. Докатился! А вот один оборот вокруг своей собственной оси он перекатывает за 17 час. 14 мин. 24 сек. – это его сутки. Такое положение Урана привело и к своеобразным сезонам на планете, возле полюса 42 наших года длится лето полярное, а затем 42 года длится зима. Летом Солнце в течение 21 летнего года очень своеобразно спиралевидно поднимается вверх, а в последующие 21 года также по спирали опускается вниз. Потом наступает долгая зима на пол уранских года. В моменты солнцестояния само Солнце расположено над экватором Урана очень близко к горизонту, а один из полюсов направлен прямо на Солнце, на небольшой узкой полосе экватора происходит быстрая смена дня и ночи. В моменты равноденствия планета повернута экватором прямо к Солнцу и это опять дает быстрые смены дня и ночи. Несмотря на то, что в области полюсов попадает больше солнечной энергии, температура в экваториальной зоне выше. Объяснений исследователей по этому поводу пока нет.

Атмосфера Урана.

Атмосфера Урана подобно другим газовым гигантам очень мощная. Газовый состав атмосферы на Уране немного не такой как состав в атмосферах Юпитера и Сатурна и отличается тем, что значительно больше углеводородов, метана, ацетилена и незначительное количество других, но превосходящее значение все таки у водорода – 83% и у гелия - 15%. Метана в атмосфере Урана почти 2% и так как он хорошо поглощает лучи красного цвета, то планета кажется нам зеленовато - голубого цвета.
Следует добавить, что поскольку Уран планета газовая и не имеет твердой поверхности, то условно за его поверхность принят слой с давлением равным 1 бару. Как уже говорилось выше, Уран самая холодная планета в Солнечной системе с наиболее низкой температурой. Температурный режим Урана лучше всего рассматривать с позиций тропосферы, стратосферы и термосферы. Здесь в самом нижнем и плотном слое атмосферы называемом тропосферой, температура на высоте постепенно падает с 320 К до 53 К и достигая тропопаузы температура Урана равна 49 К. Это наинизшая температура планет. Тропопауза является пограничным слоем между тропосферой и стратосферой. Выше на расстоянии до 4000 км. расположена стратосфера.
Здесь уже наблюдается обратный эффект. Температура начинает постепенно с высотой повышаться до 800 К-850 К. Такое нагревание в этой части атмосферы вызвано тем, что метан и возможно углеводороды поглощают часть инфракрасной и ультрафиолетовой радиации. В добавок возможно еще нагревание стратосферы термосферой. Дальше идут наиболее удаленные участки атмосферы это термосфера и корона. Здесь температура держится до 850 К и причина такой высокой температуры на этом расстоянии пока необъяснимы. Термосфера с короной распространяется на огромное расстояние до 50 000 км. Такая жара в короне Урана относится к одной из его особенностей и возможно способствует небольшому присутствию пыли в кольцах вокруг планеты. Ионосфера планеты образована из термосферы и верха стратосферы, это примерно на высоте 2 000-10 000 км. Плотность ионосферы зависит от солнечной активности. Сила ветра на Уране значительно меньше чем на других газовых планетах и зафиксирована не более 250 м/сек. На экваторе направление ветра идет обратно движению планеты, скорость равна примерно до 100 м/сек, и постепенно уменьшается вплоть до полного затишья на широте -+ 20 градусов,а уже в средних широтах совпадает с движением Урана и дует со скоростью от 40 до 150 м/сек. и затем опять постепенно идет затишье к полюсам планеты. Облачность на Уране с многослойной структурой. Основные облака образуются при температуре равной -173 градусов Цельсия и находятся в областях с давлением 2,4-3,4 атм. Это замерзший сероводород. Следующий второй слой облаков образуется при давлении 20-30 бар из гидросульфида аммония. Затем на уровне приблизительно 50 атмосфер идут облака из водяного льда. В районе тропопаузы, где низкая температура, конденсируются пары ацетилена и диацетилена и появляется узкая надоблачная дымка. Немаловажное значение оказывают и сезонные изменения. Лето, а затем зима на Уране в течении наших 42-ух лет оказывают все таки влияние на прогрев и образование облаков. В последнее время при помощи «Вояджера-2» и телескопа «Хаббл», кроме 10 полосок облаков обнаружено появление выразительных красочных облаков в районе как северного так и южного полюсов. Примерно на широте -45 градусов выделяется яркая узкая полоса называемая Южным кольцом. Отмечено, что северные облака расположенные на высоте побольше, имею меньшие размеры, но более четкие и яркие. И хоть в общем атмосферные явления значительно спокойные, и на Уране отмечаются изредка небольшие атмосферные вихри в виде темных пятнышек.

Строение планеты Уран.

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

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. Первая особенность – магнитная ось планеты сдвинута с центра оси планеты на треть его радиуса и при этом образуется угол в 60 градусов. Вторая особенность это непостоянство напряженности магнитных полей. Третье – имеется несколько разных пар магнитных полюсов, кроме основных двух еще 2 других более слабых. 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.

Спутники Урана.

На сегодняшний день планета Уран является обладателем 27 спутников, хотя маленьких и незамеченных спутников наверняка гораздо большее количество. Их обычно разделяют на три основные группы: наиболее близкие к планете внутренние, наиболее удаленные внешние и самые крупные по величине спутники. Внутренние спутники Урана имеют вращение по круговым орбитам в плоскости экватора в направлении совпадающим с направлением вращения планеты. Это в основном глыбы из камня и льда неправильной формы с темной поверхностью. Почти все они очень тесно связаны с кольцами и вероятно являются их источниками.
Самые крупные или основные спутники Урана такие как Титания, Миранда, Ариэль, Умбриэль и Обертон отличаются в основном молодой поверхностью и самый большой из них Титания в диаметре только 1578 км. Такой спутник как Умбриэль обладает самой темной поверхностью. Спутник Миранда, самый близкий к планете с диаметром всего 472 км называют аналогом Энцеллада и Ио потому что тоже обладает значительным вулканизмом. В основном эти спутники состоят изо льда и каменистых пород. Самый светлый и яркий из спутников Ариэль. Внешние спутники располагаются на самых дальних орбитах, от планеты на десятки миллионов километров. Такая большая удаленность не замедлила сказаться, и их орбиты имеют большой угол наклона к экватору Урана и имеют ретроградное движение. Самый дальний из них Фердинанд.

Кольца Урана.

Кольца Урана впервые случайно были открыты по астрономическим меркам сравнительно недавно в 1977 году при наблюдении за звездой 5-ой величины САО 158687. Всего на сегодняшний день насчитывают 13 найденных колец. Основной особенностью является непрозрачный и очень темный черный цвет, возможно они состоят из смеси льда и какого то очень темного вещества. Некоторые кольца имеют форму эллипса и более узкие в ближних к планете местах. Минимальный радиус колец 38 000 км, а максимальный 98 000 км. Состав – частицы размером от миллиметра до 10 метров. Самое яркое из них кольцо Эпсилон с альбедо 0,018. Возможно потому, что ограничено спутниками «пастухами». Размеры колец невелики, они узкие и тонкие, самое большое из них тот же Эпсилон шириной 20-100 км. и толщиной 0,1 км. Это самое интересное кольцо: орбита эллиптическая, вблизи планеты оно уплотнено, а вдали разряжено и прозрачно. Главная ценность Урановских колец то, что они находятся в процессе своей эволюции. Ученые считают, что кольца сравнительно молодые с возрастом примерно 600 млн лет и произошли скорее всего из за разрушения спутников. Наряду с кольцами есть еще и очень тоненькие малозаметные небольшие колечки, пылевые полосы, и просто отдельные дуги колец. Все они временные и то образуются, то распадаются.

Уран - седьмая планета Солнечной системы, третья по диаметру и четвёртая по массе. Была открыта в 1781 году английским астрономом Уильямом Гершелем и названа в честь греческого бога неба Урана, отца Кроноса (в римской мифологии Сатурна) и, соответственно, деда Зевса (у римлян - Юпитер).
В отличие от газовых гигантов - Сатурна и Юпитера, состоящих в основном из водорода и гелия, в недрах Урана и схожего с ним Нептуна отсутствует металлический водород, но зато много льда в его высокотемпературных модификациях. По этой причине специалисты выделили эти две планеты в отдельную категорию «ледяных гигантов». Основу атмосферы Урана составляют водород и гелий. Кроме того, в ней обнаружены следы метана и других углеводородов, а также облака изо льда, твёрдого аммиака и водорода. Это самая холодная планетарная атмосфера Солнечной системы с минимальной температурой в 49 К (-224 °C). Полагают, что Уран имеет сложную слоистую структуру облаков, где вода составляет нижний слой, а метан - верхний. В отличие от Нептуна, недра Урана состоят в основном изо льдов и горных пород.

Орбита и вращение:

Средняя удалённость планеты от Солнца составляет 19,1914 а. е. (2,8 млрд км). Период полного обращения Урана вокруг Солнца составляет 84 земных года. Расстояние между Ураном и Землёй меняется от 2,7 до 2,85 млрд км. Большая полуось орбиты равна 19,229 а. е., или около 3 млрд км. Интенсивность солнечного излучения на таком расстоянии составляет 1/400 от значения на орбите Земли. Впервые элементы орбиты Урана были вычислены в 1783 году французским астрономом Пьером-Симоном Лапласом, однако со временем были выявлены несоответствия расчётных и наблюдаемых положений планеты. В 1841 году британец Джон Кауч Адамс первым предположил, что ошибки в расчётах вызваны гравитационным воздействием ещё не открытой планеты. В 1845 году французский математик Урбен Леверье начал независимую работу по вычислению элементов орбиты Урана, а 23 сентября 1846 года Иоганн Готфрид Галле обнаружил новую планету, позже названную Нептуном, почти на том же месте, которое предсказал Леверье. Период вращения Урана вокруг своей оси составляет 17 часов 14 минут. Однако, как и на других планетах-гигантах, в верхних слоях атмосферы Урана дуют очень сильные ветры в направлении вращения, достигающие скорости 240 м/c. Таким образом, вблизи 60 градусов южной широты некоторые видимые атмосферные детали делают оборот вокруг планеты всего за 14 часов.
Плоскость экватора Урана наклонена к плоскости его орбиты под углом 97,86° - то есть планета вращается ретроградно, «лёжа на боку слегка вниз головой». Это приводит к тому, что смена времён года происходит совсем не так, как на других планетах Солнечной системы. Если другие планеты можно сравнить с вращающимися волчками, то Уран больше похож на катящийся шар. Такое аномальное вращение обычно объясняют столкновением Урана с большой планетезималью на раннем этапе его формирования. В моменты солнцестояний один из полюсов планеты оказывается направленным на Солнце. Только узкая полоска около экватора испытывает быструю смену дня и ночи; при этом Солнце там расположено очень низко над горизонтом - как в земных полярных широтах. Через полгода (уранианского) ситуация меняется на противоположную: «полярный день» наступает в другом полушарии. Каждый полюс 42 земных года находится в темноте - и ещё 42 года под светом Солнца. В моменты равноденствия Солнце стоит «перед» экватором Урана, что даёт такую же смену дня и ночи, как на других планетах. Очередное равноденствие на Уране наступило 7 декабря 2007 года.

Ось вращения Урана Самая необычная черта Урана - это его странное положение. Меркурий и Юпитер вращаются вокруг Солнца строго вертикально, Земля и Марс имеют умеренный наклон относительно своей оси примерно на 20-30°, а Уран, как выяснилось, отклонен на 98° - другими словами, его Северный полюс располагается чуть ниже относительно орбиты планеты. Если другие планеты вращаются, как юла, Уран, видимо, крутится по своей орбите подобно шарику. На планете сформировалась самая странная система сезонов года: в полярных регионах по 40 лет тянется зима вечной ночью, вслед за которой наступает лето бесконечного солнечного света, которое также длится 40 лет, а в экваториальных областях смена дня и ночи происходит в соответствии с ежедневным вращением Урана (планета совершает виток вокруг своей оси за 17 часов 14 минут). В течение года на ледяном гиганте, по-видимому, относительно равномерная температура на всей поверхности, и этот фактор, предположительно, связан с погодой на планете.

ПЛАНЕТА УРАН

Физические характеристики

Уран тяжелее Земли в 14,5 раз, что делает его наименее массивной из планет-гигантов Солнечной системы. Плотность Урана, равная 1,270 г/см 3 , ставит его на второе после Сатурна место среди наименее плотных планет Солнечной системы. Несмотря на то, что радиус Урана немного больше радиуса Нептуна, его масса несколько меньше, что свидетельствует в пользу гипотезы, согласно которой он состоит в основном из различных льдов - водного, аммиачного и метанового. Их масса, по разным оценкам, составляет от 9,3 до 13,5 земных масс. Водород и гелий составляют лишь малую часть от общей массы (между 0,5 и 1,5 земных масс); оставшаяся доля (0,5 - 3,7 земных масс) приходится на горные породы (которые, как полагают, составляют ядро планеты).
Стандартная модель Урана предполагает, что Уран состоит из трёх частей: в центре - каменное ядро, в середине - ледяная оболочка, снаружи - водородно-гелиевая атмосфера. Ядро является относительно маленьким, с массой приблизительно от 0,55 до 3,7 земных масс и с радиусом в 20% от радиуса всей планеты. Мантия (льды) составляет большую часть планеты (60% от общего радиуса, до 13,5 земных масс). Атмосфера при массе, составляющей всего 0,5 земных масс (или, по другим оценкам, 1,5 земной массы), простирается на 20% радиуса Урана. В центре Урана плотность должна повышаться до 9 г/см 3 , давление должно достигать 8 млн бар (800 ГПа) при температуре в 5000 К. Ледяная оболочка фактически не является ледяной в общепринятом смысле этого слова, так как состоит из горячей и плотной жидкости, являющейся смесью воды, аммиака и метана. Эту жидкость, обладающую высокой электропроводностью, иногда называют «океаном водного аммиака». Состав Урана и Нептуна сильно отличается от состава Юпитера и Сатурна благодаря «льдам», преобладающим над газами, оправдывая помещение Урана и Нептуна в категорию ледяных гигантов.

Строение Урана В его холодной верхней атмосфере доминируют водород и гелий, к которым также подмешано где-то 2,3% метана. Слабая гравитация позволяет Урану формировать огромную корону из водорода, которая простирается на расстояние, вдвое превышающее радиус самой планеты. Над поверхностью лежат слои облаков, состоящие из различных химических элементов, включая воду. Примерно на 5000 км ниже видимой поверхности находится слой «хлюпающей» мантии, богатой водой и аммиаком. Хотя эти слои называют «льдами», они больше похожи на жидкую слякоть, смешанную с неизвестным количеством водорода и гелия. Каменистое ядро Урана размером, вероятно, с Землю.

ПЛАНЕТА УРАН

Отсутствие избыточного теплового излучения планеты значительно затрудняет определение температуры её недр, однако если предположить, что температурные условия внутри Урана близки к характерным для других планет-гигантов, то там возможно существование жидкой воды и, следовательно, Уран может входить в число планет Солнечной системы, где возможно существование жизни.

Рассказ о Уране для детей содержит информацию о том какая температура на Уране, о его спутниках и особенностях. Сообщение о Уране Вы можете дополнить интересными фактами.

Краткое сообщение о Уране

Уран – седь­мая пла­не­та Сол­неч­ной си­сте­мы, ко­то­рую в ясную ночь можно уви­деть нево­ору­жен­ным гла­зом. На­зва­на в честь древ­не­гре­че­ско­го бога неба. Как и Землю, Уран на­зы­ва­ют го­лу­бой пла­не­той – он по-на­сто­я­ще­му го­лу­бой.

Ат­мо­сфе­ра на Уране со­сто­ит в ос­нов­ном из во­до­ро­да и гелия, с неболь­шой при­ме­сью ме­та­на. Верх­ние слои ат­мо­сфе­ры от­ра­жа­ют го­лу­бые лучи, что при­да­ет пла­не­те такой на­сы­щен­ный цвет.

Уран об­ра­ща­ет­ся во­круг Солн­ца за 84 зем­ных года и на­хо­дит­ся в 20 раз даль­ше от Солн­ца, чем Земля. По­это­му Уран – самая хо­лод­ная пла­не­та Сол­неч­ной си­сте­мы, тем­пе­ра­ту­ра на по­верх­но­сти – -218 гра­ду­сов. Так же, как и дру­гие пла­не­ты-ги­ган­ты, Уран имеет спут­ни­ки и коль­ца.

Это чет­вер­тая по массе пла­не­та Сол­неч­ной си­сте­мы.

Сообщение о планете Уран

Уран — самая голубая планета солнечной системы. Но планета Уран мало изучена.

Уран, первая планета, обнаруженная в новой истории, была открыта случайно Вильямом Гершелем, когда он рассматривал небо в свой телескоп 13 марта 1781 года.

Планета состоит из разных газов и льдов. А температура на Уране около -220 градусов. Луч солнца со скоростью света добирается до этой планеты только за 2-3 часа.

Полный оборот вокруг своей оси он делает за 84 земных года. Уран – ледяная планета-гигант . Он больше Земли в 4 раза и тяжелее в 14 . В центре планеты находится относительно маленькое каменное ядро. А большую часть составляет ледяная оболочка – мантия. Однако, лёд там совсем не такой, как мы с вами привыкли видеть. Он похож на плотную вязкую жидкость. На Уране нельзя определить где заканчиваются облака, и начинается поверхность.

Вокруг своей оси Уран оборачивается за 17 часов . Однако, как и на других планетах-гигантах, здесь дуют сильнейшие ветра, достигающие скорости 240 метров в секунду . Поэтому некоторые части атмосферы обгоняют планету и делают оборот вокруг планеты всего за 14 часов .

Зима на Уране длится почти 42 года и всё это время Солнце не поднимается над горизонтом. То есть царит полная темнота. Так происходит из-за того, что Уран вращается совсем не так как другие планеты. Его ось так сильно наклонена, что он «лежит» на боку. Если другие планеты можно сравнить с вращающимися волчками, то Уран больше похож на катящийся шар. Ученные предполагают, что давным-давно Уран столкнулся с небольшой планетой, которая «уронила» его. А сама стала одним из 13 колец Урана.

Планета Уран, интересные факты о существовании которой были открыты впервые в 1781 г. английским учёным У. Гершелем, изучается и сегодня. Астроном несколько дней держал под наблюдением светящееся тело, которого раньше не замечали на звёздном небосводе. В ходе расчётов и рассуждений, наконец, он пришёл к выводу: неопознанный объект – это новая планета. Сообщество астрономов предложило Гершелю назвать планету своим именем. Но тот скромно отказался и предложил назвать своё детище в честь короля Англии Георга ІІІ – планета Георга. Эта идея не была принята обществом, и назвали Ураном.

Примечательно то, что до официального открытия учёные многократно отмечали место нахождения этой планеты в галактике. Но принимали её то за звезду, то за комету, а то и вовсе зарегистрировали как звезду в созвездии Тельца.

Зелёная звезда во Вселенной

Уран – единственная планета, названная именем древнегреческого бога, олицетворяющего небеса (обычно использовалась римская мифология). Находится Уран на 7 месте в Солнечной системе с отдалённостью от светила на 2,9 млрд. км. Содержит большое количество метана в облаках, который придаёт планете красивый сине-зелёный цвет.

В кромешной темноте вместе с Ураном витают 27 спутников. Все они были названы именами героев произведений У. Шекспира и А. Поупа. Среди всех спутников выделяют два самых больших:

• Оберон . Окружность спутника в диаметре составляет 1520 км. Находится на расстоянии около 582,6 тыс. км от Урана. Один виток вокруг своей планеты проходит за 13 дней, всегда повёрнут к ней одним боком. Температура ледяного великана не превышает отметки - 200˚С.
• Титания . Диаметр этого спутника равен 1580 км. От Урана его отделяют 436 тыс.км. Вокруг своей планеты оборачивается за 9 дней. Титания также холодна, как и Оберон, и имеет температуру – 200 ̊С.
• Самое невероятное тело, которое вращается на орбите Урана, – Миранда . При диаметре 400 км имеет горы высотой до 5 км в высоту и такой же глубины ущелья. В районе южного полюса спутника расположена уникальная впадина в 15 км.

Уран является третьей по величине планетой. Исследования её характеристик проводятся с помощью космического аппарата «Вояджер - 2». Изучение параметров позволяет открывать интересные факты о планете Урани узнавать много нового об этом небесном теле:

Отдельного внимания заслуживает кольцевая система планеты. Она имеет сложную структуру, состоящую из совокупности внутренней и внешней группы колец. Всего у Урана их насчитывается 13 штук. Особой яркостью они не отличаются и имеют достаточно мрачный вид. Считается что кольца – это останки бывшего спутника Урана. После разрушения при столкновении с планетой частицы мусора и пыли остались на орбите, принимая вид окружностей. Учитывая возраст колец, можно предположить, что катастрофа произошла относительно недавно.

Исследование физических и химических характеристик, колец и спутников Урана является длительным процессом. Астрономам удалось накопить небольшой объем информации о космическом теле.Не смотря на то, что планета Уран плохо изучена, собранные о ней, позволяют открыть новое в строении Солнечной системы.

Уран является планетой, которая входит в состав Солнечной системы. Он занимает седьмую позицию от Солнца и имеет третий размер по радиусу среди планет Солнечной системы. По массе этот объект занимает четвертое место.

Впервые зафиксирована планета была в 1781 году астрономом с Англии Уильямом Гершелем. Название получила в честь бога неба в древней Греции Урана, который был сыном Кроноса и внуком самого Зевса.

Нужно отметить, что Уран является первой планетой, которую открыли в новое время с применением телескопа. Это открытие было первым открытием планеты с античных времен, что позволило расширить известные границы Солнечной системы. Несмотря на то что планета имеет достаточно большие размеры, ее ранее видели с Земли, но воспринимали как звезду со слабым свечением.

Сравнивая Уран с такими газовыми гигантами, как Юпитер и Сатурн, которые состоят из гелия и водорода, можно отметить, что в нем отсутствует водород в металлической форме. В составе планеты находится много льда в различных модификациях. В этом Уран очень схож с Нептуном, эти планеты ученые относят в отдельные категории под названием «ледяные гиганты». Все же атмосфера урана состоит из гелия и водорода, не так давно в атмосфере планеты был найден метан и добавки углеводородов. Атмосфера имеет ледяные облака, которые состоят из водорода и аммиака в твердой форме.

Необходимо отметить, что Уран является планетой с самой холодной атмосферой во всей Солнечной системе. Самые низкие зафиксированные данные температуры равны −224 °C. За счет этого ученые полагают, что атмосфера планеты состоит из нескольких слоев облаков, в которых водный горизонт занимает нижние слои, а верхний слой представлен метаном. Что касается недр планеты, то они состоят из горных пород и льда.

Как и все гиганты Солнечной системы, Уран также имеет магнитосферу и систему колец вокруг планеты. Этот объект имеет 27 постоянных спутников, которые отличаются диаметром и орбитами движения. Особенностью планеты является горизонтальное положение оси вращения, за счет этого планета лежит сбоку относительно Солнца.

Первые качественные снимки Урана человечество получило в 1986 году с применением аппарата «Вояжер-2». Снимки были сделаны с достаточно близкого расстояния, на них изображена невыразительная планета, на которой не видно облачных полос или штормов. Современные исследования доводят, что планета имеет сезонные изменения в атмосфере, также часто бывают штормы со скоростью движения ветра до 900 км/ч.

Открытие планеты

Наблюдение за Ураном было начато задолго до открытия У. Гершеля, поскольку наблюдатели думали, что это звезда. Первые документальные данные наблюдения за объектом датируются 1660 годом, их проводил Джон Флемстид. После этого в 1781 году изучением объекта занимался Пьер Моньер, который наблюдал планету более 12 раз.

Гершель является ученым, который впервые сделал вывод, что это планета, а не звезда. Свои наблюдения ученый начинал, изучая параллакс звезд, при этом он использовал телескоп собственного изготовления. Первое наблюдение за ураном Гершель осуществил 13.03.1781 года в саду возле собственного дома в городе Бат, который находится в Великобритании. При этом ученый в журнале сделал такую запись: «рядом со звездой ζ созвездия тельца находится туманная звезда или комета». Через 4 дня ученый сделал еще одну заметку: «при поиске наблюдаемой звезды или кометы оказалось, что объект поменял положение, а этого говорит, что это комета».

Дальнейшие наблюдения объекта при большом увеличении на телескопе показывали комету как размытое пятно, которое было слабо различимо, хотя при этом окружающие звезды были выразительными и яркими. Повторные исследования говорили, что это комета. В апреле этого же года ученый получил исследования коллеги с Королевского сообщества астрономов Н. Маскелайна, который говорил, что им не было найдено ни головы, ни хвоста в этой комете. За счет этого можно сделать вывод, что это либо комета с очень вытянутой орбитой, либо же еще одна планета.

Гершель продолжал описание как кометы, но в то же время большинство исследователей подозревали о другой природе объекта. Таким образом, Российским астрономом А.И. Лекселем было рассчитано расстояние к объекту, которое превышало расстояние от Земли к Солнцу и равно 4 астрономическим единицам. Также немецкий астроном И. Боде предположил, что открытый Гершелем объект может быть звездой, которая двигается далее орбиты Сатурна, кроме того, ученый отметил, что орбита движения очень схожа с планетарными орбитами. Окончательное подтверждение планетарной природы объекта сделал Гершель в 1783 году.

За это открытие Гершель был удостоен пожизненной стипендии от короля Георга III в размере 200 фунтов, с одним условием, что ученый переедет ближе к королю, чтобы он и его семья имели возможность наблюдать космические объекты в телескоп ученого.

Название планеты

За счет того, что Гершель является первооткрывателем планеты, он был удостоен чести от королевского сообщества астрономов назвать планету. Первоначально ученый хотел назвать планету в честь короля Георга III как «Звезда Георга», на латыни это «GeorgiumSidus». Данное название объяснялось тем, что в то время не было актуально называть планету в честь древнего бога, кроме того, это даст ответ на вопрос о том, когда была открыта планета, на который можно было ответить, что открытие выпадает на время правительства короля Георга III.

Также было предложение от французского ученого Ж. Ланда назвать планету в честь открывателя. Поступали предложения назвать в честь мифологической жены Сатурна, а именно Кибелой. Название Уран предложил немецкий астроном Боде, который мотивировал название тем, что этот бог был отцом Сатурна. Уже через год после смерти Гершеля первоначальное название «Георг» практически нигде не встречалось, хотя в Великобритании планету называли так порядка 70 лет.

Окончательно название Уран за планетой закрепилось с 1850 года, когда оно было закреплено в альманахе Его Величества. Нужно отметить, что Уран - единственная планета, название которой взято с римской мифологии, а не с греческой.

Вращение планеты и ее орбита

Планета Уран удалена от Солнца на расстояние в 2,8 миллиардов километров. Планета делает полный оборот вокруг Солнца за 84 земных года. Уран и Землю разделяют от 2,7 и до 2,85 миллиардов лет. Полуось орбиты планеты составляет 19,2 а.е. что равно почти 3 миллиардам километров. На таком расстоянии солнечное излучение равно 1/400 от Земной орбиты. Элементы орбиты Урана впервые были исследованы Пьером Лапласом. Дополнительные уточнения в расчеты внес Джон Адамс в 1841 году, он также уточнил гравитационное воздействие.

Период, за который Уран делает оборот вокруг собственной оси, равен 17 часам и 14 минутам. Как на всех планетах-гигантах, на Уране образуются мощные ветра, которые дуют параллельно вращению планеты. Данные ветра достигают скорости в 240 м/c. В силу этого некоторые детали атмосферы, расположенные в южных широтах, делают полный оборот вокруг планеты за 14 часов.

Наклон оси

Особенностью планеты является наклон оси вращения к плоскости орбиты, этот наклон равен углу в 97,86°. За счет этого планета при вращении лежит на боку и вращается ретроградно. Это положение отличает планету от других, времена года здесь наступают совсем иным образом. Вращение всех планет Солнечной системы можно сравнить с движением волчка, а вращение Урана больше схоже с катящимся шаром. Ученые предполагают, что подобный наклон планеты был за счет столкновения планеты с планетозималью еще во время формирования Урана.

При солнцестоянии на Уране один из полюсов повернут полностью к Солнцу, при этом на экваторе происходит очень быстрая смена дня и ночи, а противоположного полюса не достигают солнечные лучи. Через половину уранского года наступает противоположная ситуация, поскольку планета поворачивается к Солнцу другим полюсом. Интересным фактом является то, что каждый из полюсов Урана по 42 земных года находится в полной темноте, а потом 42 года освещен Солнцем.

Несмотря на то что полюса планеты получают максимальное количество тепла, все же на экваторе температура постоянно выше. Почему так происходит, до сих пор ученым не известно. Также положение оси остается загадкой, учеными выдвинуты только несколько гипотез, которые так и не подтверждены научными фактами. Наиболее популярной гипотезой наклона оси Урана является то, что во время формирования планет Солнечной системы в Уран врезалась так называемая протопланета, которая имела размер приблизительно такой же, как и Земля. Но это не объясняет, почему ни один спутник планеты не имеет такого наклона оси. Также существует теория, по которой планета имела большой спутник, раскачавший ось планеты, а в дальнейшем он был утерян.

Видимость планеты

На протяжении более десяти лет, с 1995 года по 2006 год, визуальная звездная величина планеты Уран колебалась от +5,6m и до +5,9 m, это позволяло созерцать планету с Земли без применения оптических приборов. В это время угловой радиус планеты колебался от 8 и до 10 угловых секунд. При чистом ночном небе Уран можно обнаружить невооруженным глазом, при использовании бинокля планета видна даже с городских условий. Наблюдая за объектом с применением любительского телескопа, можно рассмотреть диск бледно-голубого цвета, который имеет потемнение по краям. Используя мощные телескопы с объективом в 25 сантиметров, можно разглядеть даже самый большой спутник планеты под названием Титан.

Физические характеристики Урана

Планета в 14,5 раза тяжелее Земли, при этом Уран является наименее массивным среди всех планет-гигантов, которые входят в Солнечную систему. Но плотность планеты незначительна и равна 1,270 г/см³, что позволяет занять второе место среди планет с наименьшей плотностью после Сатурна. Несмотря на то что диаметр планеты больше чем у Нептуна, масса Урана все же меньше. Это в свою очередь подтверждает выдвинутую учеными гипотезу, что Уран состоит изо льдов метана, аммиака и воды. Гелий и водород в составе планеты занимают незначительную часть от основной массы. По гипотезам ученых горные породы составляют ядро планеты.

Говоря о строении Урана, принято разделять его на три основные составляющие части: внутренняя часть (ядро) представлено каменными породами, средняя состоит из нескольких ледяных оболочек, а наружная представлена гелиево-водородной атмосферой. На ядро планеты выпадает приблизительно 20% радиуса Урана, на ледяную мантию – 60%, остальные 20% занимает атмосфера. Наибольшую плотность имеет ядро планеты, где она достигает показателя в 9 г/см³, кроме того, эта область имеет большое давление, доходящее до отметки в 800 Гпа.

Необходимо уточнить, что ледяные оболочки не имеют общепринятой физической формы льда, они состоят из плотной жидкости, которая имеет очень высокую температуру. Это вещество является смесью метана, воды и аммиака, оно обладает отличными электропроводными качествами. Описанная схема строения не является однозначно принятой и доказанной на 100%, в силу этого выдвигаются и другие варианты строения Урана. Современная техника и методы изучения не могут однозначно дать ответ на все интересующие человечество вопросы.

Все же планету принято воспринимать как сфероид сплющенной формы, который имеет радиус у полюсов около 24,55 и 24,97 тысяч километров.

Особенностью Урана также являются значительно меньшие показатели внутреннего тепла, чем у других планет-гигантов. Ученым еще не удалось выяснить причину низкого теплового потока этой планеты. Даже во многом схожий и меньший Нептун излучает в 2,6 раза больше тепла в космическое пространство, чем поступает от Солнца. Тепловое излучение Урана очень слабое и достигает показателя в 0,047 Вт/м², это в 0,075 Вт/м² меньше, чем излучает Земля. Более детальные исследования показали, что планета излучает около 1% тепла, которое получает от Солнца. Самые низкие температуры на Уране были зафиксированы в тропопаузе и равны 49 К, данный показатель делает планету самой холодной во всей Солнечной системе.

В силу отсутствия большого теплового излучения ученым очень сложно высчитать температуру недр планеты. Все же выдвигаются гипотезы о подобности Урана к другим гигантам Солнечной системы, в недрах этой планеты может быть вода в жидком агрегатном состоянии. За счет этого можно делать выводы, что на Уране возможно существование живых организмов.

Атмосфера Урана

Несмотря на то что планета не имеет привычной твердой поверхности, достаточно сложно говорить о распределении на поверхность и атмосферу. Все же наиболее удаленную часть от планеты считают атмосферой. По предварительным подсчетам ученых следует полагать, что атмосфера удалена от основной части планеты на расстояние в 300 километров. Температура данного слоя равна 320 К при давлении в 100 бар.

Корона атмосферы Урана в два раза превышает диаметр планеты от поверхности. Атмосфера планеты разделена на три слоя:

• Тропосфера с давлением около 100 бар, занимает промежуток от -300 и до 50 километров.
• Стратосфера имеет давление от 0,1 до 10−10 бар.
• Термосфера, или корона, удалена от поверхности планеты на 4-50 тысяч километров.

В составе атмосферы Урана находятся такие вещества, как водород в молекулярном состоянии и гелий. Нужно отметить, что гелий находится не в середине планеты, как у других гигантов, а в атмосфере. Третьей основной составляющей атмосферы планеты является метан, который можно увидеть в инфракрасном спектре, но с высотой его доля значительно снижается. Верхние слои также имеют такие вещества, как этан, диацетилен, углекислый и угарный газ, частицы водяной пары.

Кольца Урана

Эта планета имеет целую систему колец, которые слабо выражены. Они состоят из темных частиц очень малого диаметра. Современные технологии позволили ученым более детально ознакомиться с планетой и ее структурой, при этом было зафиксировано 13 колец. Наиболее ярким является кольцо ε. Кольца планеты относительно молоды, данный вывод можно сделать за счет малого расстояния между ними. Формирование колец проходило параллельно с формированием самой планеты. Существуют предположения, что кольца могли быть сформированы из частиц спутников Урана, которые были разрушены при столкновении между собой.

Первые упоминания о кольцах были сделаны Гершелем, но это вызывает сомнения, поскольку на протяжении двух веков никто не видел колец вокруг планеты. Официальное подтверждение присутствия колец в Уране было сделано только 10.03.1977 года.

Спутники Урана

Уран имеет 27 постоянных естественных спутников, которые отличаются меду собой диаметром, составом и орбитами вращения вокруг планеты.

Самые крупные естественные спутники Урана:

• Умбриэль;

Названия спутников планеты были подобраны из произведений А. Поупа и У. Шекспира. Несмотря на большое количество спутников, их общая масса очень мала. Масса всех спутников Урана наполовину меньше массы Тритона - спутника Нептуна. Самый большой спутник Урана под названием Титания имеет радиус всего в 788,9 километров, а это половина радиуса нашей Луны. Большинство спутников имеют низкое альбедо, за счет того, что они состоят изо льдов и горных пород в соотношении 1:1.

Среди всех спутников самым молодым считают Ариэль, поскольку его поверхность имеет наименьшее количество ударных кратеров от метеоритов. А самым старым спутником считают Умбриэль. Интересным спутником является Миранда из-за большого количества каньонов глубиной до 20 километров, которые меняются хаотическими террасами.

Современные технологии не позволяют человечеству обрести ответы на все вопросы, касающиеся Урана, но все же нам уже много известно, и на этом исследования не заканчиваются. В ближайшем будущем планируется запуск космических аппаратов к планете. В планах НАСА существует проект запуска в 2020 году под названием Uranusorbiter.