Вес урана планеты – Планета Уран: строение, спутники, характеристики | Солнечная система

Содержание

Планета Уран

Солнечная система > Система Уран > Планета Уран

10 фактов, которые необходимо знать о планете Уран

  1. Если бы Солнце было размером с входную дверь, то Земля была бы размером с монетку, а Уран с бейсбольный мяч.
  2. Уран — седьмая планета от Солнца, находящаяся на расстоянии около 2,9 млрд км (1,8 миллиарда миль)или 19,19 АЕ.
  3. День на Уране занимает около 17 часов (время, которое требуется Урану, чтобы совершить один полный оборот вокруг своей оси). Уран совершает полный оборот вокруг Солнца (год на Уране) за 84 земных года.
  4. Уран является ледяным гигантом. Большая часть Урана (более 80%) состоит из горячей и плотной жидкости «ледяных» материалов — воды (h3O), метана (Ch5) и аммиака (Nh4), расположенные поверх каменного ядра.
  5. Уран имеет атмосферу, состоящую в основном из водорода (Н2) и гелия (He), с небольшим количеством метана (Ch5).
  6. Уран имеет 27 спутников. Спутники Урана названы в честь персонажей из произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа.
  7. Уран имеет слабые кольца. Внутренние кольца узкие и темные. Наружные кольца ярко окрашены.
  8. Вояджер-2 является единственным космическим кораблем, посетившим Уран.
  9. Уран не может поддерживать жизнь, в том виде, в котором мы ее знаем.
  10. Как и Венера, Уран имеет ретроградное вращение, то есть вращается с востока на запад. В отличие от любых других планет, Уран вращается на боку, а это значит, он вращается по горизонтали.

История открытия планеты Уран

Хотя Уран виден невооруженным глазом, так же как и другие  планеты -Меркурий, Венера, Марс, Юпитер и Сатурн – долгое время ошибочно предполагали, что это звезда, из-за полумрака планеты и медленной орбиты. Интересно, что британский астроном Уильям Гершель открыл планету Уран случайно 13 марта 1781 года, во время съемки звезд. Одна «звезда» оказалась отличной от других, так как в течение года Уран следовал по планетарной орбите.

Что означает имя «Уран» ?

Интересный факт: многие имена были предложены для новой планеты, в том числе » Hypercronius » (» над Сатурном «), » Минерва » (римская богиня мудрости), и « Гершель ».  Отдавая почтение королю Англии Георгу III, Гершель предложил назвать планету » Georgium Sidus » (» Планета Георга «), но эта идея не была популярна за пределами Англии и в родном для Георга Гановере.  Немецкий астроном Иоганн Боде, который детально изучил орбиту Урана дал ей конечное название. Планета Уран, назван в честь греческого бога неба Урана, самого раннего из всех повелителей неба.

Особенности планеты Уран

Сине-зеленый цвет Урана —   результат присутствия метана в водородно-гелиевой атмосфере. Планету часто называют ледяным гигантом, так  как он на 80% и более процентов состоит из жидкой смеси водного, метанового и аммиачного льда.

В отличие от других планет Солнечной системы, орбита Урана наклонена так сильно, что он по существу вращается вокруг Солнца на боку, с осью вращения, указывающая на звезду. Этот необычный наклон может быть результатом столкновения с планетой большого тела вскоре после того, как был сформирован Уран.

Это цветное изображение колец планеты Уран было сделано Вояджером 21 января 1986 года, на расстоянии 4.17 млн. км (2.59 млн миль). На этой фотографии видны все 9 его колец

Этот необычный наклон приводит к экстремальным сезонам длительностью 20 лет, означающие, что приблизительно в течение четверти года Урана, равного 84 земным годам, Солнце светит прямо на каждый полюс, оставляя другую половину планеты на испытание длинной, темной и холодной зимы.

Телескоп Кек открывает множество новых деталей атмосферы Урана

Магнитные полюсы планеты обычно выстроены вверх к полюсу, по которому он вращается, но магнитное поле Урана наклонено. Магнитная ось наклонена  приблизительно на 60 градусов  от оси вращения планеты. Это приводит к странному однобокому магнитному полю Урана, с силой поля на поверхности северного полушария в 10 раз превышающей силу на поверхности южного полушария.

Физические характеристики, состав, структура и орбита планеты Уран

Орбита и вращение

Полярное сжатие0,02293
Экваториальный

радиус

25 559 км
Полярный радиус24 973 км
Площадь поверхности8,1156·109 км²
Объём6,833·1013 км³
Масса8,6832·1025 кг
14,6 земных
Средняя плотность1,27 г/см³
Ускорение свободного

падения на экваторе

8,87 м/с²
Вторая космическая скорость21,3 км/c
Экваториальная скорость

вращения

2,59 км/с
9 324 км/ч
Период вращения0,71833 дней
Наклон оси97,77°
Прямое восхождение

северного полюса

257,311°
Склонение северного полюса−15,175°
Альбедо0,300 (Бонд)
0,51 (геом.)
Видимая звёздная величина5,9 — 5,32
Угловой диаметр3,3″—4,1″
Состав планеты

82,5 процента водорода, гелия 15,2 процента, 2,3 процента метана.

Внутренняя структура

Общий состав Уран по массе, как считается: около 25 процентов камень, от 60 до 70 процентов лед, и от 5 до 15 процентов водород и гелий. Мантия — водный, аммиачный и метановый лед. Ядро  —  железо и силикатный магний.

Орбита и вращение

Афелий3 004 419 704 км
20,083 305 26 а. е.
Большая полуось2 876 679 082 км
19,229 411 95 а. е.
Эксцентриситет

орбиты

0,044 405 586
Сидерический период

обращения

30 685,4 дней
84.01 года
Синодический период

обращения

369,66 дней
Орбитальная

скорость

6,81 км/с
Средняя аномалия142,955717°
Наклонение0,772556°
Долгота восходящего узла
73,989821°
Аргумент перицентра96,541318°
Спутники27

Спутники и кольца планеты Уран

Уран имеет 27 известных спутников. Вместо того, чтобы дать им численное обозначение, спутники стали называть в  честь магических духов из английской литературы , например, пьессы Уильяма Шекспира «Сон в летнюю ночь » и Александра Папы «Похищение локона ». С тех пор астрономы продолжили эту традицию, используя имена для спутников из произведений Шекспира или Папы.

Оберон и Титания являются крупнейшими спутниками Урана. Они были первыми спутниками, которые были обнаружены Уильямом Гершелем в 1787 году. Уильям Лассел обнаружил  следующие два: Ариэль и Умбриэль . Прошло почти сто лет, прежде чем была обнаружена  Миранда в 1948 году.

Изображение колец Урана, сделанное Вояджером

После того, как Вояджер-2 посетил систему Урана в 1986 году, он обнаружил еще 10 спутников: Джульетта, Пак , Корделия , Офелия , Бианка , Дездемона , Порция , Розалинда, Белинда и Крессида – и каждый сделан наполовину изо льда и наполовину из камня. С тех пор астрономы обнаружили с помощью космического телескопа Хаббла и наземных обсерваторий еще 27 спутников и определить их было крайне сложно – они имеют всего лишь от 8 до 10 миль (от 12 до 16 км) в поперечнике, чернее, чем асфальт и на расстоянии почти в три миллиарда миль ( 4,8 млрд километров).

Между Корделией , Офелией и Мирандой присутствует  рой из восьми  малых спутников, которые сгруппировались так плотно, что астрономы до сих пор не понимают, как маленьким спутникам  удалось не врезаться в друг друга.

Экстремальный  осевой наклон Урана приводит к необычной погоде. Так как солнечный свет достигает поверхность в некоторых районах впервые за много лет, он, нагревая атмосферу, вызывает гигантские бури размером с Северную Америку.

Фотография ближайших спутников Урана

По иронии судьбы, когда Вояджер-2 впервые подлетел к южному полушарию Урана в 1986 году в разгар лета, он увидел только мягкую атмосферу и наличие облаков, занимающих не более 10 процентов, таким образом, Уран получил прозвище «самая скучная планета». Потребовалось десятилетия, прежде чем передовые телескопы, такие как Хаббл, вступили к исследованиям и сумели обнаружить экстремальные погодные условия.

Кольца Урана были увидены первыми после Сатурна. Они были значительным открытием, так как они помогли астрономам понять, что кольца являются общей чертой планет, а не просто особенностью Сатурна.

Уран имеет два набора колец. Внутренняя система колец состоит в основном из узких и темных колец, в то время как внешняя система, состоящая из двух более отдаленных колец. Эти кольца были обнаружены космическим телескопом Хаббл и имеют красноватый и синий оттенок. Ученые уже определили 13 известных колец вокруг Урана.

Карта поверхности Урана

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Полезные статьи:


Положение и движение Урана

Поверхность Урана

Ссылки


o-kosmose.net

самая холодная планета. Характеристика и особенности планеты

Уран – самая холодная планета Солнечной системы, хотя и не самая отдаленная от Солнца. Этот гигант был открыт ещё в XVIII веке. Кто открыл его, и какие существуют супутники Урана? Что особенного в этой планете? Описание планеты Уран читайте ниже в статье.

Особенности

Это седьмая по удаленности планета от Солнца. По диаметру она является третьей, он составляет 50 724 км. Интересно, что диаметр Урана больше, чем у Нептуна, на 1 840 км, но по массе Уран меньше, что ставит его на четвертое место среди тяжеловесов Солнечной системы.

Самая холодная планета видна и невооруженным взглядом, но телескоп со стократным увеличением позволит разглядеть её лучше. Супутники Урана рассмотреть намного тяжелее. Всего их 27, но они значительно удалены от планеты и намного тусклее её.

Уран является одним из четырех газовых гигантов, а вместе с Нептуном образует отдельную группу ледяных гигантов. По мнению ученых, газовые гиганты возникли намного раньше планет, которые входят в земную группу.

Открытие Урана

Из-за того, что его можно разглядеть на небе без оптических приборов, Уран часто принимали за тусклую звезду. Перед тем как определить, что это планета, его наблюдали на небосклоне 21 раз. Первым заметил его Джон Флемсид в 1690 году, указав как звезду под номером 34 в созвездии Тельца.

Открывателем Урана считается Вильям Гершель. 13 марта 1781 года он наблюдал за звездами из рукотворного телескопа, предположив, что Уран — это комета или туманная звезда. В своих письмах он неоднократно указывал на то, что 13 марта увидел именно комету.

Новость о новом замеченном небесном теле быстро разлетелась в научных кругах. Кто-то говорил, что это комета, хотя у некоторых ученых возникли сомнения. В 1783 году Уильям Гершель заявил, что это все-таки планета.

Новой планете решили дать название в честь греческого бога Урана. Все остальные названия планет взяты из римской мифологии, и только имя Урана — из греческой.

Состав и характеристика

Уран больше Земли в 14,5 раз. Самая холодная планета Солнечной системы не имеет привычной для нас твердой поверхности. Предполагается, что состоит она из твердого каменного ядра, покрытого оболочкой льда. А верхний слой составляет атмосфера.

Ледяная оболочка Урана не твердая. Она состоит из воды, метана и аммиака и составляет около 60% планеты. Из-за отсутствия твердого слоя возникают трудности с определением атмосферы Урана. Поэтому атмосферой считают внешний газовый слой.

Эта оболочка планеты имеет синевато-зеленый цвет из-за содержания метана, который поглощает красные лучи. Его на Уране всего 2%. Остальные газы, которые входят в атмосферный состав — это гелий (15%) и водород (83%).

Подобно Сатурну, самая холодная планета имеет кольца. Сформировались они относительно недавно. Существует предположение, что когда-то они были спутником Урана, который распался на множество мелких частиц. Всего насчитывают 13 колец, внешнее кольцо имеет синий свет, за ним идет красное, а остальные обладают серым цветом.

Движение по орбите

Самая холодная планета Солнечной системы удалена от Земли на 2,8 млрд километров. Экватор Урана наклонен к его орбите, поэтому вращение планеты происходит почти «лежа» — горизонтально. Будто бы огромный газово-ледяной шар катится вокруг нашего светила.

Вокруг Солнца планета обращается за 84 года, а ее световой день длится примерно 17 часов. День и ночь сменяются быстро только в узкой экваториальной полосе. В остальных частях планеты 42 года длится день, а затем столько же — ночь.

С такой длительной сменой времени суток предполагалось, что разница температур должна быть достаточно серьезной. Однако самое теплое место на Уране — это экватор, а не полюса (даже освещенные Солнцем).

Климат Урана

Как уже говорилось, Уран — самая холодная планета, хотя Нептун и Плутон расположены гораздо дальше от Солнца. Наименьшая его температура достигает -224 градуса в среднем слое атмосферы.

Исследователи заметили, что Урану свойственны сезонные изменения. В 2006 году было отмечено и сфотографировано образование атмосферного вихря на Уране. Ученые только начинают изучать смену сезонов на планете.

Известно, что на Уране существуют облака и ветер. С приближением к полюсам скорость ветров уменьшается. Наибольшая скорость движения ветра на планете была около 240 м/с. В 2004 году с марта до мая была зафиксирована резкая смена погодных условий: увеличилась скорость ветра, начались грозы, а облака появлялись намного чаще.

Выделяют такие сезоны на планете: южное летнее солнцестояние, северная весна, равноденствие и северное летнее солнцестояние.

Магнитосфера и исследования планеты

Единственный космический аппарат, которому удалось достичь Урана – это «Вояжер-2». Он был запущен НАСА в 1977 году специально для исследований отдаленных планет нашей Солнечной системы.

«Вояжеру-2» удалось обнаружить новые, ранее невидимые кольца Урана, изучить его структуру, а также погодные условия. До сих пор многие из известных фактов об этой планете основываются на данных, полученных с этого аппарата.

«Вояжер-2» также обнаружил, что самая холодная планета имеет магнитосферу. Было отмечено, что магнитное поле планеты не исходит из её геометрического центра. Оно находится под наклоном в 59 градусов от оси вращения.

Такие данные свидетельствуют о том, что магнитное поле Урана несимметрично, в отличие от земного. Есть предположение, что это особенность ледяных планет, так как второй ледяной гигант – Нептун — тоже обладает асимметричным магнитным полем.

fb.ru

Планета Уран: строение, спутники, характеристики | Солнечная система

Седьмую планету солнечной системы – Уран – открыли лишь в 1781 году и назвали в честь древнегреческого бога, который был отцом Кроноса. Эту планету классифицируют, как одну из газообразных планет-гигантов, наряду с Юпитером, Сатурном и Нептуном.
Ульям Гершель, открывший Уран, сначала принял его за комету. Он наблюдал за созвездием Тельца, и обратил внимание на небесное тело, находившееся в том месте, которое должно было пустовать, судя по звездным картам того времени. Объект был достаточно четким и медленно двигался относительно звезд.

Он рассказал о своем наблюдении коллегам астрономам, математикам и другим ученым. Европейские астрономы принялись изучать объект, его расстояние, массу, орбиту и прочие характеристики. Российский ученый Андрей Лексель, определил расстояние между Солнцем и Ураном, оно составляло, целых 18 а. е. (2,8 млрд. км). Так, через 2 месяца, после ежедневных многочасовых наблюдений, ученые были убеждены, что Гершель открыл не комету, а далекую седьмую планету. За свое открытие, он был удостоен пожизненной денежной королевской выплаты в 200 фунтов стерлингов и награжден орденом. Эта была первая планета, открытая в Новое время. Уран расширил границы солнечной системы в глазах человека, со времен Античности.

Строение Урана

Как показывают наблюдения со спутников, железно-каменное ядро с температурой около 7000 K, на Уране присутствует, а вот рек и океанов, наблюдать не приходится. Отсутствие металлического водорода, уменьшает количество тепла, выделяемое планетой до 30%, поэтому 70% тепловой энергии Уран получает от Солнца. За ядром сразу начинается плотная очень плотная атмосфера, толщиной около 8 тыс. км. Химический состав атмосферы Урана таков: 83% водорода (h3), 15% гелия (Не) и около 2% метан (Ch5). Метан, так же как и водород, принимают активное участие в поглощении солнечной радиации, и, следовательно, инфракрасного и красного спектров. Этим объясняется сине-зеленый цвет планеты. Ветры в средних слоях, движутся со скоростью 250м/с.

Наклон оси Урана

Уран – уникальная планета солнечной системы. Наклон оси вращения составляет около 98°, это значит, что планета практически завалена набок. Для наглядности: если все планеты похожи на вращающуюся юлу, то Уран, скорее похож, на катящийся шар для боулинга. Из-за такого необычного положения, смены дня и ночи и времен года на планете, протекают, мягко говоря, нестандартно. Получается, что 42 года, один полюс находится в темноте, на другой светит Солнце, а потом они меняются. Ученые объясняют такое странное положение планеты, столкновением с другим небесным телом (возможно с другой планетой), которое произошло миллионы лет назад.

Спутники Урана

В начале третьего тысячелетия открыто и исследовано 27 спутников планеты Уран. Основными, являются 5 самых крупных спутников. Самый большой спутник – Титания – имеет диаметр всего 1570 км, это очень немного, по сравнению со спутниками остальных планет. Оберон – второй по величине спутник Урана. Он и Титания, были открыты все тем же Гершелем, обнаружившим саму планету. Далее идут еще меньшие по размерам спутники: Умбриэль, Ариель и Миранда. Интересен тот факт, что имена всем спутникам Урана, давали в честь героев бессмертных произведений Уильяма Шекспира.

Характеристики Урана

• Масса: 8,69*1025 кг (в 14 раз больше Земли)
• Диаметр на экваторе: 51118 км (в 4 раз больше Земли)
• Диаметр на полюсе: 49946 км
• Наклон оси: 98°
• Плотность: 1,27 г/см³
• Температура верхних слоев: около –220 °C
• Период обращения вокруг оси (сутки): 17 часов 15 минут
• Расстояние от Солнца (среднее): 19 а. е. или 2,87 млрд. км
• Период обращения вокруг Солнца по орбите (год): 84,5 года
• Скорость вращения по орбите: 6,8 км/с
• Эксцентриситет орбиты: e = 0,044
• Наклон орбиты к эклиптике: i = 0,773°
• Ускорение свободного падения: около 9 м/с²
• Спутники: есть 27 шт.

kosmos-gid.ru

Планета Уран и её особенности

Уран — предпоследняя по удалённости от Солнца планета нашей звёздной системы (седьмая). По размерам она значительно уступает двум самым большим планетам системы и находится лишь на третьем месте (но по массе — четвёртая).

Планета, скорее, является чем-то средним между гигантами и планетами земной группы. Хотя официально она относится к группе ледяных гигантов.
Своё название получила в честь греческого бога неба — Урана.

Характеристика планеты Уран

Масса и размер.
Масса Урана почти в 15 раз больше земной — это самая лёгкая планета-гигант.
Его же диаметр уступает почти в 3 раза диаметру самой крупной планеты — Юпитеру, но при этом превосходит земной примерно в 4 раза.

Орбита и вращение.
В силу того, что планету и Солнце разделяет огромное расстояние (2,8 млрд км), полный оборот вокруг центральной звезды Уран совершает за 84 года.
А для оборота вокруг своей оси требуется чуть больше 17 часов.
Интересно, что вращается Уран как бы на боку. То есть, если у остальных планет плоскость экватора проходит параллельно их орбите (ну или градус наклона довольно мал), то плоскость экватора Урана создаёт с плоскостью орбиты угол почти в 98%. Из-за такой особенности полюса получают больше всего солнечных лучей, но несмотря на это, теплее всё равно на экваторе. Почему так получается — пока что неизвестно.

Строение и состав.
Ядро планеты, как полагают, составляют горные породы. На них же приходится и большая часть массы планеты. В середине планеты, вероятно, находится ледяная оболочка. А внешний слой Урана состоит из водорода (83%), гелия, метана и льда.

Интересное об Уране

На планете дуют ветра, достигающие скорости 250 м/с, а минимальная температура опускается до −224 °C (самая холодная планета Солнечной системы).

Как и все прочие гиганты, Уран обладает системой колец (известно 13 из них, но кольца очень маленькие и невзрачные, поскольку состоят из тёмного материала).
Также вокруг планеты вращается 27 спутников, весьма маленьких. Названия они, что интересно, получили в честь различных персонажей из произведений Александра Поупа и Уильяма Шекспира.

naturae.ru

Уран (планета) — Мегаэнциклопедия Кирилла и Мефодия — статья

Ура́н (астрономический знак I), планета, среднее расстояние от Солнца — 19, 18 а. е. (2871 млн. км), период обращения 84 года, период вращения ок. 17 ч, экваториальный диаметр 51 200 км, масса 8, 7·1025 кг, состав атмосферы: Н2, Не, СН4. Ось вращения Урана наклонена на угол 98°. Уран имеет 15 спутников (5 открыты с Земли — Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания, Оберон, и 10 открыты космическим аппаратом «Вояджер-2» — Корделия, Офелия, Бианка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Белинда, Пэк) и систему колец.

УРА́Н, седьмая от Солнца большая планета Солнечной системы, относится к планетам-гигантам.Уран движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, большая полуось которой (среднее гелиоцентрическое расстояние) в 19, 182 больше, чем у Земли, и составляет 2871 млн. км. Эксцентриситет орбиты равен 0, 047, то есть орбита довольно близка к круговой. Плоскость орбиты наклонена к эклиптике под углом 0, 8°. Один оборот вокруг Солнца Уран совершает за 84, 01 земного года. Период собственного вращения Урана составляет приблизительно 17 часов. Существующий разброс при определении значений этого периода обусловлен несколькими причинами, из которых основными являются две: газовая поверхность планеты не вращается как единое целое и, кроме того, на поверхности Урана не обнаружено заметных локальных неоднородностей, которые помогли бы уточнить длительность суток на планете.Вращение Урана обладает рядом отличительных особенностей: ось вращения почти перпендикулярна (98°) к плоскости орбиты, а направление вращения противоположно направлению обращения вокруг Солнца, то есть обратное (из всех других больших планет обратное направление вращения наблюдается только у Венеры).

Уран относят к числу планет-гигантов: его экваториальный радиус (25600 км) почти в четыре раза, а масса (8, 7·1025 кг) — в 14, 6 раза больше, чем у Земли. При этом средняя плотность Урана (1, 26 г/см3) в 4, 38 раза меньше, чем плотность Земли. Относительно малая плотность типична для планет-гигантов: в процессе формирования из газово-пылевого протопланетного облака наиболее легкие компоненты (в первую очередь, водород и гелий) стали для них основным «строительным материалом», тогда как планеты земной группы включают заметную долю более тяжелых элементов.

Подобно другим планетам-гигантам, атмосфера Урана в основном состоит из водорода, гелия и метана, хотя их относительные вклады несколько ниже по сравнению с Юпитером и Сатурном.

Теоретическая модель строения Урана такова: его поверхностный слой представляет собой газожидкую оболочку, под которой находится ледяная (смесь водяного и аммиачного льда) мантия, а еще глубже — ядро из твердых пород. Масса мантии и ядра составляет примерно 85-90% от всей массы Урана. Зона твердого вещества простирается до 3/4 радиуса планеты.

Температура в центре Урана близка к 10000 К при давлении 7-8 млн. атмосфер (одна атмосфера примерно соответствует одному бару). На границе ядра давление примерно на два порядка ниже (около 100 килобар).

Эффективная температура, определяемая по тепловому излучению с поверхности планеты, составляет ок. 55 К.

Подобно Нептуну и Сатурну, Уран имеет большое число спутников (к 1997 открыто 15) и систему колец. Наибольшие размеры (в километрах) и масса (в долях массы Урана) характерны для первых пяти (открытых с Земли) спутников. Это Миранда (127 км, 10-7), Ариэль (565 км, 1, 1·10-5), Умбриэль (555 км, 1, 1·10-5), Титания (800 км, 3, 2·10-5) и Оберон (815 км, 3, 4·10-5). Последние два спутника, согласно теоретическим оценкам, испытывают дифференциацию, то есть перераспределение различных элементов по глубине, в результате чего произошло образование силикатного ядра, мантии из льда (водяного и аммиачного) и ледяной коры. Выделяющаяся при дифференциации теплота приводит к заметному разогреванию недр, что может вызывать даже их расплавление. Остальные 10 спутников Урана (Корделия, Офелия, Бианка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Белинда, Пэк) были открыты с борта космического аппарата «Вояджер-2» в 1985-86.В течение многих веков астрономы Земли знали только пять «блуждающих звезд» — планет. 1781 был ознаменован открытием еще одной планеты, названной Ураном. Это произошло, когда английский астроном У. Гершель приступил к реализации грандиозной программы: составлению полного систематического обзора звездного неба.13 марта вблизи одной из звезд созвездия Близнецов Гершель заметил любопытный объект, который явно не был звездой: его видимые размеры менялись в зависимости от увеличения телескопа, а главное, менялось его положение на небосводе. Гершель первоначально решил, что открыл новую комету (его доклад на заседании Королевского общества 26 апреля 1781 так и назывался — «Сообщение о комете»), но от кометной гипотезы вскоре пришлось отказаться. В благодарность Георгу III, назначившему Гершеля королевским астрономом, последний предложил назвать планету «Георгиева звезда», однако, чтобы не нарушать традиционной связи с мифологией, было принято название «Уран».

Первые немногочисленные наблюдения еще не позволяли достаточно точно определить параметры орбиты новой планеты, но, во-первых, число этих наблюдений (в частности, в России, Франции и Германии) быстро увеличивалось, и во-вторых, внимательное исследование каталогов прошлых наблюдений позволило убедиться, что планета неоднократно фиксировалась и прежде, но принималась за звезду, что также заметно увеличивало число данных.

В течение 30 лет после открытия Урана острота интереса к нему периодически падала, но только на время. Дело в том, что повышение точности наблюдений выявило загадочные аномалии в движении планеты: оно то «отставало» от расчетного, то начинало «опережать» его. Теоретическое объяснение этих аномалий привело к новым открытиям — обнаружению заурановых планет.

  • Гребеников Е. А., Рябов Ю. А. Поиски и открытия планет. 2-е изд. М., 1984.
  • Маров М. Я. Планеты Солнечной системы. 2-е изд. М., 1986.
  • Burgess Eric. Uranus and Neptune The distant giants. — New York: Columbia univ. press, 1988.

megabook.ru

Уран (планета) — Википедия (с комментариями)

Материал из Википедии — свободной энциклопедии

Уран

Открытие
Первооткрыватель

Уильям Гершель

Место открытия

Бат, Великобритания

Дата открытия

13 марта 1781

Способ обнаружения

прямое наблюдение

Орбитальные характеристики

Эпоха: J2000

Перигелий

2 748 938 461 км
18,375 518 63 а. е.

Афелий

3 004 419 704 км
20,083 305 26 а. е.

Большая полуось (a)

2 876 679 082 км
19,229 411 95 а. е.

Эксцентриситет орбиты (e)

0,044 405 586

Сидерический период обращения

30 685,4 дней
84.01 года[1]

Синодический период обращения

369,66 дней[2]

Орбитальная скорость (v)

6,81 км/с[2]

Средняя аномалия (Mo)

142,955717°

Наклонение (i)

0,772556°
6,48°
относительно солнечного экватора

Долгота восходящего узла (Ω)

73,989821°

Аргумент перицентра (ω)

96,541318°

Спутники

27

Физические характеристики
Полярное сжатие

0,02293

Экваториальный радиус

25 559 км[3][4]

Полярный радиус

24 973 км[3][4]

Средний радиус

25 362 ± 7 км[5]

Площадь поверхности (S)

8,1156·109 км²[4][6]

Объём (V)

6,833·1013 км³[4][7]

Масса (m)

8,6832·1025 кг[8]
14,6 земных

Средняя плотность (ρ)

1,27 г/см³[2][4]

Ускорение свободного падения на экваторе (g)

8,87 м/с² (0,886 g)

Вторая космическая скорость (v2)

21,3 км/c[2][4]

Экваториальная скорость вращения

2,59 км/с
9 324 км/ч

Период вращения (T)

0,71833 дней
17 ч 14 мин 24 с

Наклон оси

97,77°[3]

Прямое восхождение северного полюса (α)

17 ч 9 мин 15 с
257,311°[3]

Склонение северного полюса (δ)

−15,175°[3]

Альбедо

0,300 (Бонд)
0,51 (геом.)[2]

Видимая звёздная величина

5,9[9] — 5,32[2]

Угловой диаметр

3,3″—4,1″[2]

Температура
 
мин.сред.макс.
уровень 1 бара
0,1 бара (тропопауза)
Атмосфера
Состав:
Информация в Викиданных
У этого термина существуют и другие значения, см. Уран.

Ура́н — планета Солнечной системы, седьмая по удалённости от Солнца, третья по диаметру и четвёртая по массе. Была открыта в 1781 году английским астрономом Уильямом Гершелем и названа в честь греческого бога неба Урана.

Уран стал первой планетой, обнаруженной в Новое время и при помощи телескопа[12]. Его открыл Уильям Гершель 13 марта 1781 года[13], тем самым впервые со времён античности расширив границы Солнечной системы в глазах человека. Несмотря на то, что порой Уран различим невооружённым глазом, более ранние наблюдатели принимали его за тусклую звезду[14].

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[11]. В отличие от Нептуна, недра Урана состоят в основном изо льдов и горных пород.

Так же, как у газовых гигантов Солнечной системы, у Урана имеется система колец и магнитосфера, а кроме того, 27 спутников. Ориентация Урана в пространстве отличается от остальных планет Солнечной системы — его ось вращения лежит как бы «на боку» относительно плоскости обращения этой планеты вокруг Солнца. Вследствие этого планета бывает обращена к Солнцу попеременно то северным полюсом, то южным, то экватором, то средними широтами.

В 1986 году американский космический аппарат «Вояджер-2» передал на Землю снимки Урана с близкого расстояния. На них видна «невыразительная» в видимом спектре планета без облачных полос и атмосферных штормов, характерных для других планет-гигантов[15]. Однако в настоящее время наземными наблюдениями удалось различить признаки сезонных изменений и увеличения погодной активности на планете, вызванных приближением Урана к точке своего равноденствия. Скорость ветров на Уране может достигать 250 м/с (900 км/ч)[16].

Открытие планеты

Люди наблюдали Уран ещё до Уильяма Гершеля, но обычно принимали его за звезду. Наиболее ранним задокументированным свидетельством этого факта следует считать записи английского астронома Джона Флемстида, который наблюдал его в 1690 году, по крайней мере, 6 раз, и зарегистрировал как звезду 34 в созвездии Тельца. С 1750 по 1769 год французский астроном Пьер Шарль ле Моньер наблюдал Уран 12 раз[17]. Всего Уран до 1781 года наблюдался 21 раз[18].

Во время открытия Гершель участвовал в наблюдениях параллакса звёзд, используя телескоп своей собственной конструкции[19], и 13 марта 1781 года впервые увидел эту планету из сада своего дома № 19 на Нью Кинг стрит (город Бат, графство Сомерсет в Великобритании)[20][21], сделав следующую запись в своём журнале[22]:

В квартиле рядом с ζ Тельца… Или туманная звезда, или, возможно, комета.

Оригинальный текст (англ.)  

In the quartile near ζ Tauri … either nebulous star or perhaps a comet.

17 марта в журнале появилась другая запись[22]:

Я искал комету или туманную звезду, и оказалось, что это комета, поскольку она поменяла положение.

Оригинальный текст (англ.)  

I looked for the Comet or Nebulous Star and found that it is a Comet, for it has changed its place.

22 марта его письмо к сэру Уильяму Уотсону было впервые прочитано в Королевском обществе[23]. Затем последовало ещё три письма (29 марта, 5 апреля и 26 апреля), в которых он, продолжая упоминать о том, что обнаружил комету, сравнивал вновь открытый объект с планетами[24]:

В первый раз я наблюдал эту комету с увеличением в 227 раз. Мой опыт показывает, что диаметр звёзд, в отличие от планет, не изменяется пропорционально при использовании линз с большей силой увеличения; поэтому я использовал линзы с увеличением 460 и 932 и обнаружил, что размер кометы увеличивался пропорционально изменению силы оптического увеличения, давая повод предположить, что это не звезда, так как размеры взятых для сравнения звёзд не изменялись. Более того, при большем увеличении, чем позволяла её яркость, комета становилась размытой, плохо различимой, тогда как звёзды оставались яркими и чёткими — как я и знал на основании проведённых мной тысяч наблюдений. Повторное наблюдение подтвердило мои предположения: это действительно была комета.

Оригинальный текст (англ.)  

The power I had on when I first saw the comet was 227. From experience I know that the diameters of the fixed stars are not proportionally magnified with higher powers, as planets are; therefore I now put the powers at 460 and 932, and found that the diameter of the comet increased in proportion to the power, as it ought to be, on the supposition of its not being a fixed star, while the diameters of the stars to which I compared it were not increased in the same ratio. Moreover, the comet being magnified much beyond what its light would admit of, appeared hazy and ill-defined with these great powers, while the stars preserved that lustre and distinctness which from many thousand observations I knew they would retain. The sequel has shown that my surmises were well-founded, this proving to be the Comet we have lately observed.

23 апреля Гершель получил ответ от Королевского астронома Невила Маскелайна, который звучал следующим образом[25]:

Я не знаю, как это назвать. Это может быть как обычной планетой, вращающейся вокруг Солнца по почти круговой орбите, так и кометой, движущейся по очень вытянутому эллипсу. Я пока не заметил ни головы, ни кометного хвоста.

Оригинальный текст (англ.)  

I don’t know what to call it. It is as likely to be a regular planet moving in an orbit nearly circular to the sun as a Comet moving in a very eccentric ellipse. I have not yet seen any coma or tail to it.

В то время как Гершель ещё продолжал осторожно описывать объект как комету, другие астрономы заподозрили, что это какой-то другой объект. Российский астроном Андрей Иванович Лексель установил, что расстояние от Земли до объекта превышает расстояние от Земли до Солнца (астрономическую единицу) в 18 раз и отметил, что нет ни одной кометы с перигелийным расстоянием более 4 астрономических единиц (в настоящее время такие объекты известны)[26]. Берлинский астроном Иоганн Боде описал объект, открытый Гершелем, как «движущуюся звезду, которую можно считать подобной планете, обращающуюся по кругу вне орбиты Сатурна»[27], и сделал вывод, что эта орбита более похожа на планетарную, нежели чем на кометную[28]. Вскоре стало очевидным, что объект действительно является планетой. В 1783 году Гершель сам сообщил о признании этого факта президенту Королевского общества Джозефу Банксу[29]:

Наблюдения самых выдающихся астрономов Европы доказали, что комета, которую я имел честь указать им в марте 1781 года, является планетой нашей Солнечной системы.

Оригинальный текст (англ.)  

By the observation of the most eminent Astronomers in Europe it appears that the new star, which I had the honour of pointing out to them in March 1781, is a Primary Planet of our Solar System.

За свои заслуги Гершель был награждён королём Георгом III пожизненной стипендией в 200 фунтов стерлингов, при условии, что он переедет в Виндзор, дабы у королевской семьи была возможность посмотреть в его телескопы[30].

Название

Невил Маскелайн написал Гершелю письмо, в котором попросил его сделать одолжение астрономическому сообществу и дать название планете, открытие которой — целиком заслуга этого астронома[31]. В ответ Гершель предложил назвать планету «Georgium Sidus» (с латыни «Звезда Георга»), или планетой Георга в честь короля Георга III[32]. Своё решение он мотивировал в письме к Джозефу Банксу[29]:

В великолепной древности планетам давали имена Меркурия, Венеры, Марса, Юпитера и Сатурна в честь мифических героев и божеств. В наше просвещённое философское время было бы странно вернуться к этой традиции и назвать недавно открытое небесное тело Юноной, Палладой, Аполлоном или Минервой. При обсуждении любого происшествия или примечательного события первым делом мы рассматриваем, когда именно оно произошло. Если в будущем кто-то задастся вопросом, когда была обнаружена эта планета, хорошим ответом на этот вопрос было бы: «В царствование Георга III».

Оригинальный текст (англ.)  

In the fabulous ages of ancient times the appellations of Mercury, Venus, Mars, Jupiter and Saturn were given to the Planets, as being the names of their principal heroes and divinities. In the present more philosophical era it would hardly be allowable to have recourse to the same method and call it Juno, Pallas, Apollo or Minerva, for a name to our new heavenly body. The first consideration of any particular event, or remarkable incident, seems to be its chronology: if in any future age it should be asked, when this last-found Planet was discovered? It would be a very satisfactory answer to say, ‘In the reign of King George the Third.’

Французский астроном Жозеф Лаланд предложил назвать планету в честь её первооткрывателя — «Гершелем»[33]. Предлагались и другие названия: например, Кибела, по имени, которое в античной мифологии носила жена бог

wiki-org.ru

ГРАВИТАЦИЯУран планета

Демократия в Космосе зависит от Закона всемирного тяготения

Поскольку данный закон, как показала практика, не совсем демократичен, то следует уточнить физические параметры.

R=2,876679082·1012 м – большая полуось

m=8,6832·1025 кг – масса

V=6,833·1022 м3– объем

r=2,5362·107 м – радиус

v=6,81·103 м/с – орбитальная скорость

g=8,87 м/с2 – ускорение св. падения

Т=2,65121856·109 с – сидерический период обращения

Θ=76 К – температура, уровень 1 бара [1].

По закону всемирного тяготения физические параметры планет связаны с их массой. В Космосе, где небесные тела находятся в разной удаленности от Солнца и имеют  разную температуру, данный закон работает не корректно, в этом мы убеждались неоднократно. Поэтому, прежде всего, необходимо вычислить массу планет, а затем уточнить их физические параметры. Чтобы определить массу Урана необходимо воспользоваться орбитальными параметрами одной из лун Урана. Возьмем самый крупный спутник Титанию, восьмой по величине среди всех спутников в солнечной системе. Радиус окружности, по которой движется Титания, равен 4,3591·108 м, а период его обращения равен 8,71 дня (7,52544·105 с) [2].

(1)

Энергетический коэффициент (GE) для Урана с учетом его температуры 76 К, которая соответствует давлению в 1 бар.

(2)

Масса Урана увеличилась в 3,8 раза.

Отсюда плотность Урана.

 

ρ=M/V=3,3342·1026 кг/6,833·1022 м3=4879 кг/м3                                                                     (3)

 

Плотность вещества Урана возросла и приблизилась к плотности планет земной группы, что дает основание полагать о массивном и плотном ядре Урана.

Уточним силу притяжения с новыми значениями масс Солнца и Урана по закону всемирного тяготения. Предварительно вычислим гравитационный коэффициент между планетой и звездой.

(4)

(5)

 

Ускорение свободного падения на Уране близко к земному.

(6)

 

Уточним силу притяжения по второму закону Ньютона

(7)

Для совпадения результатов по формулам (5) и (7) необходимо в (7) ввести поправочный (тепловой) коэффициент К [3] его значение равно 0,95.

К=5,152·1021/5,375·1021=0,95

Для сравнительного анализа сведем вновь полученные данные и справочные в таблицу 1.

Таблица1.

УранМасса, М (кг)Энергетический коэффициент, GEУскорение своб. падения, g (м/с2)Плотность, ρ (кг/м3)
Параметры новые 3,342·1026 1,73·10-11 8,96 4879
Параметры
справочные
8,6832·1025G (Нм2/кг2)
6,67·10-11
8,87 1270

Уран самая холодная планета

Минимальная температура на газовой поверхности Урана составляет 49 К (-224° C), что делает его самым холодным из восьми планет. Его верхние слои атмосферы покрыты туманом, в основном из метана, который скрывает ураганные бури.

Уран рассеивает теплоту меньше других планет. Весьма характерное сравнение с Нептуном, который близок по размерам, но находится на более удаленной от Солнца орбите. Источник [4] указывает, что «Уран излучает в 1,1 раза больше энергии, чем получает от Солнца, а Нептун излучает в 2,61 раза больше». Это обстоятельство стало для ученого мира очередной загадкой. На данный момент существует две гипотезы, пытающиеся объяснить  холодный мир Урана. Первая указывает на то, что Уран подвергся воздействию объемного космического объекта в прошлом, что привело к потере большей части внутреннего тепла планеты (полученной во время формирования) в космическое пространство. По второй гипотезе предполагается, что внутри планеты существует некий барьер, который не позволяет внутреннему теплу планеты вырваться на поверхность [4].

На мой взгляд, обе гипотезы не состоятельны. По первой гипотезе, если Уран и подвергся ударному действию огромного космического объекта, то он бы не то что не потерял свое тепло, а наоборот, теплоты бы только прибавилось. По второй версии существования внутреннего теплового барьера. На Земле есть хорошие природные теплоизоляторы, например, кора пробкового дерева или шерсть животных. Для того чтобы опоясать подобными теплоизоляторами (схожими по тепловым свойствам) такую огромную планету, как Уран, это конечно не возможно. Но, если гипотетически представить, что в Уране присутствует тепловая барьерная сфера, то куда должно деваться внутреннее тепло данной планеты? Оно должно накапливаться, т.к. такое огромное небесное тело должно тепло генерировать. Тогда, спустя определенное время, тепловая оболочка должна расшириться и лопнуть. Если она сверхпрочная и плотная, то Уран должен был бы давно взорваться.

Поэтому, в Уране нет никаких тепловых барьерных сфер. Тогда где теплота? Здесь также две версии: 1) либо ошиблись при измерениях, 2) либо атмосфера Урана обладает повышенной теплопроводностью, например, как на спутнике Сатурна Титане.

Магнитное поле Урана

 Рис. 1. Расположение магнитных диполей планет относительно осей вращения.

До 1986 года, перед исследованием «Вояджера-2», предполагалось, что магнитное поле Урана соответствует направлению солнечного ветра. В этом случае геомагнитные полюса должны были бы совпадать с географическими, которые лежат в плоскости эклиптики. Измерения «Вояджера-2» позволили обнаружить у планеты весьма специфическое магнитное поле, ось которого на 1/3 радиуса удалена от геометрического центра и наклонена на 59 градусов относительно оси вращения. Т.е. магнитный диполь смещён от центра планеты к северному географическому полюсу примерно на 1/3 от радиуса планеты. Эта асимметрия приводит к тому, что напряжённость магнитного поля на поверхности в южном полушарии может составлять 0,1 гаусса, тогда как в северном полушарии может достигать 1,1 гаусса (рис. 1). [5].

Магнитное поле Урана формируется в определенной части мантии и это является очередной загадкой для астрофизиков. Необычное магнитное поле Урана работает независимо от оси вращения планеты и положения ее ядра. Кроме Урана, аналогичное смещённое и «накренившееся» магнитное поле также наблюдается и у Нептуна, в связи с этим, в ученом мире, существует мнение, что такая конфигурация является характерной для ледяных гигантов.

На мой взгляд, дело не в специфике строения ледяных гигантов. Например, у планеты Земля ось магнитного диполя также не проходит через геометрический центр вращения и также удалена от него на расстояние почти на 1/4 радиуса планеты (1545 км) [6]. Тем не менее, во всех учебниках физики представлена, как основная теория – «теория гидромагнитного динамо», которая утверждает, что магнитное поле формируется в ядре. Каким образом магнитное поле может формироваться в ядре, если магнитная ось проходит почти по касательной к данному ядру?

Относительно аномального смещения магнитного диполя Урана и его магнитосферы в целом. Аномалия возникает, в основном по двум причинам: 1) длительный период обращения вокруг Солнца (84 земных года), 2) расположение оси вращения (98° от вертикали). Период, в течение которого одно полушарие полностью и непрерывно освещено Солнцем, длится 42 года. Этот период длительного дня или лета. Другое полушарие в это время пребывает в полной темноте и при самой низкой температуре (зима). Несмотря на удаленность от Солнца освещенное полушарие подпитывается солнечной энергией, которая растягивает атмосферу этого полушария, которая становится разреженней, возможно через эту полусферу и утекает теплота планеты. В результате в расплавленной мантии вокруг ядра возникает температурный градиент и разность давлений, что заставляет магму перемещаться по тороиду вокруг ядра. В процессе движения происходит трибозарядка в смежных слоях магмы, вызывая пульсирующий ток в виде разрядных молний, которые индуцируют магнитное поле.

Кроме того, структура магнитного поля имеет ярко выраженный квадрупольный характер. То есть фактически магнитное поле Урана имеет 4 полюса,  два северных и два южных полюса. Такая необычная геометрия приводит к очень асимметричному распределению напряженности магнитного поля в разных полушариях планеты.

Смещение диполя в сторону южного магнитного полюса означает, что ядро с расплавленной магмой смещено относительно геометрического центра в сторону неосвещенного полушария. Точнее сказать, смещена атмосфера относительно массивного ядра. Т.е. из-за продолжительного нагрева одного полушария возникает дисбаланс атмосферы относительно массивного ядра. На это указывает аномальное расположение магнитного диполя планеты Уран.

 

Источники

  1. Уран, Википедия /URL: https://goo.gl/LGUCf1
  2. Титания, Википедия / URL: https://goo.gl/oZcZvJ
  3. Ершов Г.Д., Меркурий планета, Гравитация / URL: https://gennady-ershov.ru/planety/merkurij-planeta.html
  4. Pearl J.C., Conrath B.J., Hanel R.A., Pirraglia J.A. The Albedo, Effective Temperature, and Energy Balance of Uranus as Determined from Voyager IRIS Data. Icarus 84: 12-28, 1990
  5. Магнитосфера Урана, Galspace / URL: http://galspace.spb.ru/index416.html
  6. Ершов Г.Д., Магнитное полюса Земли, Гравитация / URL: https://gennady-ershov.ru/zemlya/magnitnye-polyusa-zemli.html

Назад  Вперед

gennady-ershov.ru