Планета
Уран
Загальні
відомості
Уран - сьома
планета від Сонця і третій за розміром. Цікаво, що Уран хоч і більше в
діаметрі, але менше масою, ніж Нептун. Уран іноді ледь бачимо неозброєним
оком у дуже ясні ночі; його неважко ототожнити в бінокль (якщо Ви знаєте
точно, куди дивитися). Невеликий астрономічний телескоп покаже невеликий
Відстань від
Сонця 2870990000 км (19.218 а.е.), екваторіальний діаметр: 51,118 км, в 4 рази
більше земного, маса: 8.686.10 25 кг, 14 мас Землі.
Період обертання навколо Сонця - 84 із чвертю року. Середня температура на
Урані - близько 60-ти кельвінів.
Уран --
стародавнє Грецьке божество Неба, самий ранній вищий бог, що був батьком
Хроноса (Сатурна), Циклопа і Титана (попередників Олімпійських богів).
Історія
відкриття.
Уран, перша
планета, виявлена в новій історії, була відкрита випадково В. Гершелем, коли
він розглядав небо в телескоп 13 березня 1781; спочатку він подумав, що це
була комета. Раніше, як пізніше з'ясувалося, планета неодноразово була наблюдаема,
але приймалася за звичайну зірку (найраніша запис про "зірку" була зроблена в
1690-му, коли Джон Флемстід каталогізував її як 34-ю Тельця - одне з
пріінятих позначень зірок у сузір'я).
Гершель назвав
планету "Georgium Sidus" (Планета Георга) на честь його покровителя, короля
Англії Георга III; інші називали її планетою Гершеля. Ім'я ж "Уран" було
дано тимчасово й узяте за традицією з античної міфології, а утвердилося воно лише
в 1850-му році.
Уран був
відвідано тільки одним космічним кораблем: недалеко від Урана пролітав "Вояджер
2 ". (Знімок вгорі зроблений з телескопа "Хаббл"). Корабель пройшов у 81500
кілометрах від Урана 24-ого січня 1986-го року. "Вояджер-2" зрадив тисячі
зображень і інших наукових даних про планету, супутників, кільця, атмосфері,
просторі і магнітному середовищі, що оточують Уран. Різні інструменти вивчали
кільцеву систему, відкриваючи дрібні деталі раніше відомих і двох знову
виявлених кілець. Дані показали, що планета обертається з періодом 17 годин
14 хвилин. Космічний корабель також виявив магнітосферу, яка велика
настільки ж, наскільки і незвичайна.
Особливості
обертання Урана.
У більшості
планет вісь обертання майже перпендикулярна до площини екліптики (екліптика --
видимий річний шлях Сонця на небсной сфері), але вісь Урана майже паралельна
цій площині. Причини "лежачого" звертання Урана невідомі. Зате в
дійсності існує суперечка: який з полюсів Урана - північний. Розмова
цей аж ніяк не подібна до суперечки про палиці з двома кінцями і двома початками. Те, як
ж насправді склалася така ситуація з обертанням Урана, дуже багато чого
значить в теорії виникнення всієї Сонячної системи, адже майже всі гіпотези
мають на увазі обертання планет в один бік. Якщо Уран утворився, лежачи на
боці, то це сильно не зістикується з припущеннями про походження нашої планетної
системи. Правда, зараз все більше думають, що таке положення Урана --
результат зіткнення з великим небесним тілом, можливо великим астероїдом,
на ранніх стадіях формування Урана.
Хімічний
склад, фізичні умови і будова Урана.
Уран
сформувався з початкових твердих тіл і різних льодів (піді льодами
тут треба розуміти не тільки водяний лід), він лише на 15% складається з водню,
а гелію немає майже зовсім (в контраст Юпітеру і Сатурну, які, на більшій
частини, - водень). Метан, ацетилен і інші вуглеводні існують в
значно більших кількостях, ніж на Юпітер і Сатурн. Вітри в середніх
широтах на Урані переміщують хмари в тих же напрямках, що і на Землі. Ці
вітри дмуть зі швидкістю від 40-а до 160-ти метрів за секунду; на Землі швидкі
потоки в атмосфері переміщуються зі швидкістю близько 50-ти метрів за секунду.
Товстий шар
(серпанок) - фотохімічний зміг - виявляється навколо освітленого Сонцем
полюса. Освітлений Сонцем півкуля також випромінює більше ультрафіолету.
Інструменти "Вояждера" виявили почасти більш холодну смугу між 15 і
40-ка градусами широти, де температура на 2-3 K нижче.
Синій колір Урана
є результатом поглинання червоного світла метаном у верхній частині
атмосфери. Ймовірно, існують хмари інших квітів, але вони ховаються від
спостерігачів перекривають шаром метану. Атмосфера Урана (але не Уран в цілому!)
складається приблизно з 83% водню, 15% гелію і 2% метану. Подібно іншим газовим
планетах, Уран має смуги хмар, які дуже швидко переміщаються. Але вони
надзвичайно погано помітні і видимі тільки на знімках з великою роздільною здатністю,
зроблені "Вояджером-2". Останні спостереження з HST дозволили розглянути
великі хмари. Є припущення про те, що ця можливість з'явилася у зв'язку
із сезонними ефектами, адже як не важко здогадатися, зима від літа на Урані
сильно відрізняються: ціле півкулю взимку на кілька років ховається від Сонця!
Хоча, Уран отримує в 370 разів менше тепла від Сонця, ніж Земля, так що влітку
там теж не буває жарко. До того ж, Уран випромінює тепла не більше, ніж
отримує від Сонця, отже, він холодний всередині?
Крім того,
виявляється, що Уран не має твердого ядра, і речовина більш-менш
одноманітно поширене по всьому об'єму планети. Це відрізняє Уран (та й
Нептун теж) від його більш великих родичів. Можливо, ця збіднення
легкими газами - наслідок недостатньої маси зародка планети, і в ході
освіти, Уран не зміг утримати біля себе більшу кількість водню і
гелію. А може бути, в цьому місці зароджується планетної системи зовсім не було
стільки легких газів, що, звичайно, у свою чергу, теж вимагає пояснень.
Як видно, відповіді на питання, пов'язані з Ураном, можуть пролити світло на долю
всієї Сонячної системи!
Кільця
Урана.
Подібно до інших
газовим планетах, Уран має кільця. Кільцева система була виявлена в 1977-м
році під час покриття Ураном зірки. Спостерігалося, що зірка 5 разів послаблювала
на короткий проміжок часу свій блиск перед покриттям і після нього, що і
наштовхнуло на думку про кільцях. Наступні спостереження c Землі показали, що
дійсно є дев'ять кілець. Якщо перебирати їх, віддаляючись від планети, вони
названі 6, 5, 4, Альфа, Бета, Ця, Гама, Дельта і Епсілон. Камери "Вояждера"
виявили кілька додаткових кілець, і також показали, що дев'ять
основних кілець занурені в дрібний пил. Подібно кілець Юпітера, вони дуже
неяскраві, але, як і кільця Сатурна, кільця Урана містять багато досить великих
частинок, розміри їх коливаються від 10 метрів в діаметрі до дрібного пилу. Кільця
Урана були відкриті першими після кілець Сатурна. Це мало велике значення, так
як стало можливим припустити, що кільця - загальна характеристика планет, а
не доля одного Сатурна. Це ще одне прямо-таки епохальне значення Урана для
астрономії.
Спостереження
показали, що кільця Урана помітно відрізняються від родинних їм систем Юпітера
і Сатурна. Неповні кільця з різним показникам прозорості по довжині
кожного з кілець сформувалися, схоже, пізніше, ніж сам Уран, можливо, після
розриву декількох супутників приливними силами.
Кількість
відомих кілець може, у кінцевому рахунку, зрости, судячи за спостереженнями
"Вояджер-2". Прилади вказували на наявність багатьох вузьких кілець (чи, можливо,
неповних чи кілець кільцевих дуг) близько 50 метрів шириною.
Ключем до
розгадки структури кілець Урана може бути і відкриття того, що два невеликих
супутника - Корделія і Офелія - знаходяться усередині кільця Епсілон. Це пояснює
нерівномірний розподіл часток у кільці: супутники утримують речовину
навколо себе. Так, використовуючи цю теорію, припущено, що в цьому кільці можна
відшукати ще 16 (!) супутників.
Магнітосфера.
Область навколо
небесного тіла, де його магнітне поле залишається сильніше суми всіх інших полів
близьких і вилучених тіл, називається магнітосфери цього небесного тіла.
Уран, як
багато планети має магнітосферу. Вона незвичайна тим, що вісь симетрії її
нахилена майже на 60 градусів до осі обертання (у Землі цей кут становить 12
градусів). Якщо б так було на Землі, то орієнтування за допомогою
компаса мало б цікаву особливість: стрілка майже зовсім би не попадала
покажчиком на північ чи південь, а була б спрямована на дві протилежні точки
30-х паралелей. Імовірно, магнітне поле навколо планети генерується
рухами в порівняно поверхневих областях Урана, а не в його ядрі.
Джерело поля - невідомий; гіпотетичний електропровідний океан води і
аміаку не підтверджений дослідженнями. Як на Землі, так і на інших планетах,
джерелом магнітного поля вважають течії в розправлені породах,
розташованих недалеко від ядра.
Інтенсивність
поля на поверхні Урана в загальних рисах можна порівняти з Земної, хоча воно і сильніше
змінюється в різних точках поверхні через великий зміщення осі симетрії
поля від центру Урана.
Як у Землі,
Юпітера і Сатурна, в Урана є магнітний хвіст, що складається з захоплених полем
заряджених частинок, що розтягнувся на мільйони кілометрів за Уран від Сонця.
"Вояждер" "почував" поле, по крайней мере, в 10-ти мільйонів кілометрів від
планети.
Супутники
Урана.
Уран має 17
відомих супутників. До недавнього часу їх налічували 15. Вони формували
два чітких класу:
10 невеликих
внутрішніх, дуже слабких по яскравості, виявлених "Вояджером-2", і 5
великих зовнішніх. Всі 15 мають майже кругові орбіти в площині екватора Урана
(і, отже, вони розташовані під великим кутом до площини екліптики). У
1997-му році за допомогою 5-метрового телескопа Паломарского групою канадських
вчених були виявлені ще два крихітних і слабких по яскравості супутника. На
комбінації знімків телескопу імені Хаббла видно рух з часом супутників
Урана. Не важко відрізнити характер цього видимого руху від зсуву
що потрапляють у поле зору зірок.
Імена всіх
супутників Урана були запозичені у героїв Шекспіра.
Супутник
Відстань від Урана
(тис. км)
Радіус (км)
Маса (кг)
Хто відкрив
Рік
Відкриття
Корделія
50
13
?
1986
"Вояджер-2"
Офелія
54
16
?
1986
"Вояджер-2"
Бьянка
59
22
?
1986
"Вояджер-2"
Кресcідія
62
33
?
1986
"Вояджер-2"
Дездемона
63
29
?
1986
"Вояджер-2"
Джульєтта
64
42
?
1986
"Вояджер-2"
Портія
66
55
?
1986
"Вояджер-2"
Росалінда
70
27
?
1986
"Вояджер-2"
Белінда
75
34
?
1986
"Вояджер-2"
Пак
86
77
?
1985
"Вояджер-2"
Міранда
130
236
6.30.1019
1948
Койпер
Ариель
191
579
1.27.1021
1851
Лассель
Умбріель
266
585
1.27.1021
1851
Лассель
Титанія
436
789
3.49.1021
1787
Гершель
Оберон
583
761
3.03.1021
1787
Гершель
Калібан (?)
7 200 (?)
60 (?)
?
1997
Гледмен і ko
Сікоракс (?)
12 200 (?)
120 (?)
?
1997
Гледмен і ko
Місяць
387
1600
7.4.1022
----------
----------
Зображення вже
відкритих п'яти найбільших супутників, отримані "Вояждером",
виявили складні поверхні, що характеризують бурхливий геологічне минуле
цих космічних тіл. Камери також відшукали 10 раніше невідомих супутників.
Попередній
аналіз показує, що п'ять великих супутників - сукупність крижаних брил.
Великі супутники Урана на 50 відсотків складаються з водяного льоду, на 20
відсотків - з вуглецевих і азотних сполук, на 30 відсотків - із різних
сполук кремнію - силікатів. Їх поверхні, майже монотонно темно-сірі,
носять сліди геологічної історії.
Титанія,
наприклад, виділяється величезними системами тріщин і каньйонами, що вказує на
деякий період активної геологічної діяльності в минулому цього супутника.
Ці деталі можуть бути результатом тектонічних переміщень кори.
Ариель має
найяскравішу і, можливо, геологічно наймолодшу поверхню в супутникової
системі Урана. Вона, в основному, позбавлена кратерів, більших, ніж 50 кілометрів на
діаметрі. Це вказує на те, що наявні в околоурановом просторі
дрібні метеори згладжують, при падінні на поверхню, великі рельєфні
освіти.
Поверхня
Умбріель древня і темна, очевидно, вона була піддана трохи геологічним
процесам. Темні тони поверхні Умбріель можуть бути наслідком покриття
пилом і невеликими уламками колись знаходилися в околицях орбіти цього
супутника.
Оберон, самий
зовнішній з п'яти великих супутників, також має стару, покриту кратерами
поверхню, з неяскравими слідами внутрішньої діяльності.
Уран в
цифрах:
Маса 14,53
маси Землі (8,68.1025 кг)
Діаметр 4,00
діаметра Землі (51 118 км)
Щільність 1,29
г/см3
Температура
поверхні -220 ° С
Тривалість
зіркових діб 15,35 години (зворотне обертання)
Середнє
відстань від Сонця 19,19 а.е. (2 871 млн. км)
Період
звернення по орбіті 84,01 земних років
Нахил екватора
до орбіти 97,86 °
Ексцентриситет
орбіти 0,046
Нахил
орбіти до екліптики 0,77 °
Довгота
висхідного вузла 74 ° 13 `
Середня
швидкість руху по орбіті 6,81 км/сек
Відстань від
Землі від 2,6 до 3,2 млрд. км
Число супутників
17
Список
літератури
Для підготовки
даної роботи були використані матеріали з сайту http://referat2000.bizforum.ru/
