Jak inni gigantyczne planety, atmosfera Urana składa się głównie z wodoru, helu i metanu, chociaż ich względny wkład jest nieco niższy w porównaniu z Jowisz i Saturn.
Model teoretyczny budowy Urana przedstawia się następująco:: jego warstwa powierzchniowa to powłoka gazowo-cieczowa, pod którą znajduje się lód (mieszanina wody i lód amoniakalny) płaszcz, a jeszcze głębiej - rdzeń z twardych skał. Masa płaszcza i rdzenia jest około 85-90% całkowitej masy Urana. Strefa materia stała rozciąga się na 3/4 promienia planety.
Temperatura w centrum Urana jest bliska 10 000 K przy ciśnieniu 7-8 milionów atmosfer (jedna atmosfera w przybliżeniu odpowiada jednemu barowi). Na granicy jądra ciśnienie jest o około dwa rzędy wielkości niższe (około 100 kilobarów).
Temperatura efektywna, wyznaczana przez promieniowanie cieplne z powierzchni planety, jest około 55 tys.
Uran utworzony z oryginalnych ciał stałych i różne lód(tutaj lód należy rozumieć nie tylko jako lód wodny), składa się on tylko w 15% z wodoru, a helu prawie w ogóle nie ma (w przeciwieństwie do Jowisza i Saturna, które w większości są wodorem). Metan, acetylen i inne węglowodory występują w znacznie większych ilościach niż na Jowiszu i Saturnie. Wiatry na średnich szerokościach geograficznych na Uranie przesuwają chmury w tych samych kierunkach, co na Ziemi. Wiatry te wieją z prędkością od 40 do 160 metrów na sekundę; na Ziemi szybkie strumienie w atmosferze poruszają się z prędkością około 50 metrów na sekundę.
Gruba warstwa (zamglenie) - smog fotochemiczny- znajduje się wokół nasłonecznionego słupa. Oświetlona przez słońce półkula emituje również więcej promieniowania ultrafioletowego. Na powyższym zdjęciu Urana kontrast kolorów jest sztucznie wzmocniony, aby pokazać różnicę między nimi.
Instrumenty Voyagera znalazły nieco zimniejszy pas między 15 a 40 stopniami szerokości geograficznej, gdzie temperatury są o 2-3 K niższe.
Niebieski kolor Urana jest wynikiem absorpcji światła czerwonego przez metan w górnych warstwach atmosfery... Prawdopodobnie są tam chmury w innych kolorach, ale są one ukryte przed obserwatorami przez pokrywającą je warstwę metanu. Atmosfera Urana (ale nie Urana jako całości!) to około 83% wodoru, 15% helu i 2% metanu. Podobnie jak inne planety gazowe, Uran ma pasma chmur, które poruszają się bardzo szybko. Są jednak zbyt słabo rozróżnialne i widoczne tylko na zdjęciach w wysokiej rozdzielczości wykonanych przez Voyager 2. Ostatnie obserwacje za pomocą HST ujawniły duże chmury. Zakłada się, że taka okazja pojawiła się w związku z efektami sezonowymi, ponieważ nietrudno domyślić się, że zima od lata na Uranie jest bardzo zróżnicowana: cała półkula zimą chowa się przed Słońca! Jednak Uran otrzymuje 370 razy mniej ciepła od Słońca niż Ziemia, więc tam też nie ma gorącego lata. Ponadto Uran nie emituje więcej ciepła niż otrzymuje od Słońca, dlatego najprawdopodobniej w środku jest zimno.
Zubożenie atmosfery planety w lekkie gazy jest konsekwencją niewystarczającej masy zarodka planety. Podczas formowania Uran nie mógł utrzymać przy sobie większej ilości wodoru i helu tylko dlatego, że do czasu, gdy przyszły Uran zebrał wystarczająco masywne jądro, w Układzie Słonecznym było mało wolnego wodoru i helu. Ale uran zawiera więcej wody, metanu, acetylenu.
Planeta Uran zawdzięcza swoje odkrycie Herschelowi, który badał niebo za pomocą zaprojektowanego przez siebie teleskopu.
Przed jej odkryciem planeta Uran była wielokrotnie widziana i błędnie przypisywana gwiazdom. Wśród nieruchomych ciał niebieskich angielski astronom zauważył jedno poruszające się po trajektorii i różniące się od pozostałych kolorem. Więc w koniec XVIII wiek został odkryty nowa planeta... W wybranym imieniu odkrywca chciał uwielbić króla Jerzego III, ale jego pomysł nie powiódł się. Kilka lat później niemiecki Bonet, który kontynuował badania nieznanego ciała, zaproponował imię greckiego boga - Urana, które zostało uznane przez opinię publiczną.
Lokalizacja
Uran zdołał pozostać niezauważony przez tak długi czas ze względu na jego wyjątkową odległość od źródła światła. Odległość od Słońca do odległego olbrzyma wynosi 2,8 miliarda km. To siódma planeta w naszym systemie. Astronomowie umieścili ją w grupie gazowe olbrzymy... Ogromna odległość od źródła ciepła i energii uczyniła Uran najzimniejszą planetą spośród wszystkich badanych. Na powierzchni olbrzyma zanotowano rekordowo niskie temperatury, spadają one do -220 stopni Celsjusza.
Cechy planety
Uran jest wyjątkowy w swoim położeniu, a jego oś jest nachylona pod kątem 98 stopni, co powoduje, że pierwotna planeta krąży po orbicie leżąc na boku. W tej pozycji główny przepływ energii słonecznej kierowany jest w okolice biegunów, jednak wbrew logicznym wnioskom temperatura na równiku jest wyższa. Kierunek obrotu lodowego olbrzyma jest przeciwny do jego ruchu orbitalnego. Uran wykonuje jeden obrót w ciągu 84 ziemskich lat, a dzień mija w ciągu 17 godzin, okres ten jest obliczany w przybliżeniu ze względu na nierównomierny ruch powierzchni gazowej.
Cechy struktury i atmosfery
Masa ciała niebieskiego wynosi 8,68x10 na 25 kg, to mniej niż waga gazowych olbrzymów znajdujących się w pobliżu. Wynika to z minimalnej gęstości planety wynoszącej 1,27 g/cm3, która opiera się na lekkich składnikach. Jego struktura zawiera rdzeń z żelaza i kamienia; płaszcz - lodowe ciało, które tworzy bardzo giganta i atmosfery. Model ten został opracowany teoretycznie, jego podstawą było badanie wpływu grawitacyjnego Urana na satelity. Spektakularny niebieski blask planety nadaje obecność cząstek metanu w górnych warstwach, jego udział masowy wynosi 2%. Podstawą osłony gazowej jest wodór - 82% i hel - 15%. Pozostała część dzieli się na amoniak i acetylen. Płaszcz nie jest w sensie fizycznym skorupą lodową – jest to zmodyfikowana mieszanina wody i amoniaku. Na planecie nie ma stałej powierzchni, poziom ten jest obliczany konwencjonalnie na podstawie wskaźników ciśnienia.
Niższa atmosfera jest dynamiczna i podatna na huraganowe wiatry. Nad nim tropopauza z chmurami amoniaku i siarkowodoru. Pory roku na Uranie trwają kilka lat, w tym okresie jedna półkula jest pozbawiona światła słonecznego. Pole magnetyczne planety jest silne i złożone, jej oś jest odsunięta od osi obrotu o 60 stopni.
Pierścienie Urana
Planeta otoczona jest własną, składającą się z cząstek o różnych średnicach. Mając ciemny kolor nie wyróżniają się i są słabo widoczne. Rozpatrzono je dopiero w 1977 roku. Jest 13 pierścieni - 11 wewnętrznych i 2 zewnętrzne, z kolorowym widmem.
Satelity
Uran nie jest sam w kosmosie, jego towarzystwo dzieli 27 dużych i małych satelitów. Dwa z nich zostały odkryte w 1787 roku przez Williama Herschela, 80 lat później odkryli kolejną parę. Ostatni z pięciu dużych satelitów został dostrzeżony prawie sto lat później. Te kosmiczne obiekty mają kształt kuli, ich ciała są zrobione z lodu i kamienia. Każdy z nich ma swoją własną charakterystykę: - księżyc najbliżej Urana, - ma bardzo ciemną powierzchnię, - najmłodszy i najjaśniejszy, - poprzecinany kraterami, ślady dawnej aktywności wulkanicznej. podobny rozmiar i wygląd zewnętrzny do Oberon są dwa największe satelity. 22 obiekty odkryto później, za pomocą potężnych teleskopów i aparatury „”. W przypadku tytułów zwyczajowo używa się imion postaci w dziełach Szekspira i Papieża.
Główne parametry planety
Waga: 86,832 x 10 * 24 kg
Objętość: 6833 x 10 * 10 km3
Średni promień: 25362 km
Średnia średnica: 50 724 km
Średnia gęstość 1,270 g/cm 3
Pierwsza prędkość kosmiczna: 21,3 km / s
Przyspieszenie grawitacyjne: 8,87 m/s 2
Naturalne satelity: 27
Obecność pierścieni - tak
Półoś wielka: 2872460000 km
Okres orbitalny: 30685.4 dni
Peryhelium: 2 741 300 000 km
Aphelios: 3003,620 000 km
Średnia prędkość orbitalna: 6,81 km/s
Nachylenie orbity: 0,772 °
Mimośród orbity: 0,0457
Gwiezdny okres rotacji: 17,24 godziny
Długość dnia: 17.24 godziny
Nachylenie osiowe: 97,77 °
Data otwarcia: 13 marca 1781
Minimalna odległość od Ziemi: 2 581 900 000 km
Maksymalna odległość od Ziemi: 3 157 300 000 km
Maksymalna widoczna średnica z Ziemi: 4,1 sekundy łukowej
Minimalna widoczna średnica z Ziemi: 3,3 sekundy łuku
Maksymalna wielkość: 5,32
Uran znajduje się w odległości około 2,88 miliarda km lub 19,2 jednostek astronomicznych (AU) od Słońca. Ponieważ planeta porusza się po eliptycznej orbicie wokół Słońca, powyższe liczby reprezentują średnią odległość między planetą a Słońcem. W punkcie najbliższym Słońcu, znanym również jako pozycja peryhelium, Uran znajduje się na 2,75 miliarda km, czyli 18,4 AU. e. od słońca. W pozycji aphelium lub w najbardziej odległym punkcie Uran oddala się od Słońca o 3 miliardy km, czyli 20,1 AU. mi.
Jaka jest odległość między Uranem a Ziemią?
Odległość od Urana do Ziemi stale się zmienia w zależności od ruchów obu planet na ich orbitach. Najbliższa odległość między dwiema planetami wynosi 2,57 mld km, a najdalsza 3,15 mld km.
Kto odkrył Urana?
Sir William Herschel, astronom z Wielkiej Brytanii, obserwował Urana 13 marca 1781 roku. Zostawił notatki o tym, co zobaczył w ogrodzie swojego domu w Somerset w Anglii, i poinformował o odkryciu 26 kwietnia 1781 roku, ale pomylił planetę z kometą.
Skąd Uran wziął swoją nazwę?
Planeta otrzymała swoją nazwę bezpośrednio od imienia bóstwa nieba z mitologia grecka- Uran.
Jaka jest gęstość Urana?
Gęstość Urana wynosi 1,27 g na cm³, co jest drugą najniższą gęstością wśród planet Układu Słonecznego.
Jaka jest średnica Urana?
Średnica Urana wynosi 51 118 km, czyli ponad 4 razy więcej niż średnica naszej planety.
Ile Ziemi może zawierać Uran?
Całkowita objętość Urana wynosi 6,833 × 1013 km3, a zatem jest w stanie pomieścić 63 Ziemie!
Z czego zrobiony jest Uran?
Uran jest drugą najmniej gęstą planetą w Układzie Słonecznym po Saturnie. Ten fakt daje wyobrażenie o jego składzie. Planeta to zbiór zamarzniętego metanu, amoniaku i wody. Dokładna masa lodu Urana nie jest znana i uważa się, że wynosi od 9,3 do 13,5 mas Ziemi. Resztę masy planety stanowią wodór i hel. Uran składa się z trzech głównych warstw: wewnętrzna to skaliste jądro, środkowa to lodowy płaszcz, a zewnętrzna warstwa gazowa zawiera wodór i hel.
Ile pierścieni ma Uran?
Uran otoczony jest 13 znanymi pierścieniami o długości od około 38 000 km do około 98 000 km. Powstają z reguły ze stosunkowo dużych ciał o średnicy 0,2-20 m.
Atmosfera Urana
Uran ma wyjątkową atmosferę złożoną z trzech warstw: troposfery, stratosfery i termosfery. Atmosfera planety jest uważana za najzimniejszą w Układzie Słonecznym i może ochładzać się do temperatury -224º C. Niższa atmosfera jest bogata w substancje lotne, takie jak metan, woda i amoniak. Górna atmosfera to głównie wodór i hel.
Ile satelitów ma Uran?
Uran ma 27 naturalnych satelitów. Jednak księżyce Urana są najmniejszymi księżycami pozostałych. Największy satelita Urana, Titania, ma promień 788,9 km, co czyni go ósmym co do wielkości satelitą w Układzie Słonecznym. Satelity zwykle składają się z głaz i lód w proporcji około 1:1.
Jaka jest temperatura Urana?
Uran jest jednym z nich. Temperatura w pobliżu szczytów chmur planety może spaść do -216°C. Najniższa temperatura zarejestrowana w tropopauzie Urana to -224°C.
Czy Uran może wspierać życie?
Trudno odpowiedzieć na pytanie, czy Uran będzie w stanie podtrzymywać życie, ponieważ na planecie istnieją warunki, które zarówno sprzyjają, jak i utrudniają przetrwanie żywych organizmów. Uran jest bogaty w metan, który jest kluczową biosygnaturą. Istnieje możliwość, że w pobliżu jądra planety znajduje się ciekły ocean zbudowany z wody. Złą wiadomością jest jednak to, że w sercu planety panuje ogromna presja, której żadna ze znanych nam form życia nie jest w stanie wytrzymać. Ponadto Uran ma najzimniejszą atmosferę w Układzie Słonecznym. Tak więc nie ziemskie życie nie może przetrwać w tak ekstremalnych warunkach, ale można wykorzystać specjalnie przystosowane życie pozaziemskie.
Jak długo trwa jeden dzień na Uranie?
Doba na Uranie jest krótsza niż na Ziemi i trwa 17 godzin, 14 minut i 24 sekundy.
Jaka jest długość roku na Uranie?
Dokonanie rewolucji wokół Słońca zajmuje Uranowi 84 lata ziemskie.
Czy Uran jest planetą wewnętrzną czy zewnętrzną?
Uran to zewnętrzna planeta Układu Słonecznego, którą określa odległość od Słońca.
Siódma planeta Układu Słonecznego - Uran - została odkryta dopiero w 1781 roku i została nazwana na cześć starożytnego greckiego boga, który był ojcem Kronosa. Ta planeta jest klasyfikowana jako jedna z gazowych olbrzymów, obok Jowisza, Saturna i Neptuna.
Ulyam Herschel, który odkrył Urana, jako pierwszy wziął go za kometę. Obserwował konstelację Byka i zwrócił uwagę na ciało niebieskie, które znajdowało się w miejscu, które powinno być puste, sądząc po ówczesnych mapach gwiazd. Obiekt był wystarczająco jasny i poruszał się powoli względem gwiazd.
Swoimi obserwacjami podzielił się z kolegami astronomami, matematykami i innymi naukowcami. Europejscy astronomowie zaczęli badać obiekt, jego odległość, masę, orbitę i inne cechy. Rosyjski naukowiec Andrey Leksel określił odległość między Słońcem a Uranem, była to aż 18 AU. e. (2,8 mld km). Tak więc po 2 miesiącach, po wielu godzinach codziennych obserwacji, naukowcy byli przekonani, że Herschel odkrył nie kometę, ale odległą siódmą planetę. Za swoje odkrycie otrzymał dożywotnią płatność pieniężną w wysokości 200 funtów szterlingów i otrzymał order. Była to pierwsza planeta odkryta w czasach nowożytnych. Uran poszerzył granice Układu Słonecznego w oczach człowieka od czasów starożytnych.
Struktura Urana
Jak pokazują obserwacje satelitarne, na Uranie znajduje się rdzeń żelazno-kamienny o temperaturze około 7000 K, ale nie można zaobserwować rzek i oceanów. Brak metalicznego wodoru zmniejsza ilość ciepła emitowanego przez planetę nawet o 30%, dlatego Uran otrzymuje 70% energii cieplnej ze Słońca. Natychmiast za jądrem zaczyna się gęsta, bardzo gęsta atmosfera o grubości około 8 tys. km. Skład chemiczny atmosfera Urana jest następująca: 83% wodór (H2), 15% hel (He) i około 2% metan (CH4). Metan, podobnie jak wodór, bierze czynny udział w pochłanianiu promieniowania słonecznego, a co za tym idzie widma w podczerwieni i czerwieni. To wyjaśnia niebiesko-zielony kolor planety. Wiatry w warstwach środkowych, poruszające się z prędkością 250 m/s.
Nachylenie osi Urana
Uran to wyjątkowa planeta w Układzie Słonecznym. Nachylenie osi obrotu wynosi około 98°, co oznacza, że planeta jest praktycznie usypana na bok. Dla jasności: jeśli wszystkie planety wyglądają jak wirujący bączek, to Uran jest bardziej jak tocząca się kula do kręgli. Ze względu na tak niezwykłą sytuację, zmianę dnia i nocy oraz pory roku na planecie są one delikatnie mówiąc niestandardowe. Okazuje się, że 42 lata, jeden biegun jest w ciemności, na drugim świeci słońce, a potem się zmieniają. Naukowcy wyjaśniają tak dziwne położenie planety, kolizję z inną ciało niebieskie(prawdopodobnie z inną planetą), co wydarzyło się miliony lat temu.
Księżyce Urana
Na początku trzeciego tysiąclecia odkryto i zbadano 27 satelitów planety Uran. Główne z nich to 5 największych satelitów. Największy satelita, Titania, ma średnicę zaledwie 1570 km, co jest bardzo małą wartością w porównaniu z satelitami innych planet. Oberon jest drugim co do wielkości satelitą Urana. On i Titania zostali odkryci przez tego samego Herschela, który odkrył samą planetę. Potem są jeszcze mniejsze satelity: Umbriel, Ariel i Miranda. Ciekawostką jest to, że nazwy wszystkich księżyców Urana zostały nadane na cześć bohaterów nieśmiertelnych dzieł Williama Szekspira.
Charakterystyka Urana
Masa: 8,69*1025 kg (14 razy więcej niż Ziemia)
Średnica na równiku: 51 118 km (4 razy większa od Ziemi)
Średnica słupa: 49 946 km
Nachylenie osi: 98 °
Gęstość: 1,27 g/cm³
Temperatura górnej warstwy: około –220 ° C
Okres obrotu wokół osi (dzień): 17 godzin 15 minut
Odległość od Słońca (średnia): 19 AU. e. lub 2,87 mld km
Okres orbitalny Słońca (rok): 84,5 roku
Prędkość orbitalna: 6,8 km/s
Mimośród orbity: e = 0,044
Nachylenie orbity do ekliptyki: i = 0,773 °
Przyspieszenie swobodnego spadania: około 9 m/s²
Satelity: jest 27
Ogólne informacje o Uranie
Uran to siódma planeta w odległości od Słońca (siódma planeta w Układzie Słonecznym).
Uran należy do lodowych gigantów i nosi imię greckiego boga nieba, Urana.
Uran ma obecnie 27 naturalnych satelitów.
Sąsiadami Urana są Jowisz i Neptun, za którymi zaczyna się pas Kuipera.
Podobnie jak gazowe olbrzymy w Układzie Słonecznym, Uran ma magnetosferę.
Orientacja Urana w kosmosie różni się od pozostałych planet Układu Słonecznego. Jej oś obrotu leży „na boku” pod kątem 97,86˚ w stosunku do płaszczyzny orbity planety.
Standardowy model Urana zakłada, że składa się on z trzech części: w środku – skalisty rdzeń, w środku – skorupa lodowa, na zewnątrz – atmosfera wodorowo-helowa.
Uran ma słaby układ pierścieni składający się z bardzo ciemnych cząstek o średnicy od mikrometrów do ułamków metra.
Orbita Urana
Średnia odległość Urana od Słońca wynosi 2,8 miliarda kilometrów (19.1914 jednostek astronomicznych).
Peryhelium (punkt orbitalny najbliżej Słońca): 2,749 miliarda kilometrów (18,38 AU)
Aphelios (punkt orbitalny najdalej od Słońca): 3,004 miliarda kilometrów (20,08 AU).
Średnia prędkość ruchu Urana na orbicie wynosi około 6,81 km na sekundę.
Planeta dokonuje jednej rewolucji wokół Słońca w ciągu około 84 lat ziemskich.
Rok na planecie to 369,66 dni uranowych.
Odległość od Urana do Ziemi waha się od 2,6 do 3,15 miliarda kilometrów.
Model 3D Urana
Cechy fizyczne Urana
Uran jest trzecią co do wielkości planetą w Układzie Słonecznym i czwartą pod względem masy.
Uran to najzimniejsza planeta w Układzie Słonecznym o minimalnej temperaturze -224 ° C.
Średni promień Urana wynosi 25 362 ± 7 kilometrów, czyli około 4 promieni Ziemi.
Powierzchnia Urana wynosi 8,1156 miliardów kilometrów kwadratowych.
Średnia gęstość Urana wynosi 1,27 grama na centymetr sześcienny.
Przyspieszenie grawitacyjne na Uranie wynosi 8,87 metra na sekundę do kwadratu (0,886 g).
Masa Urana wynosi 8,6832 x 10 25 kilogramów, co stanowi około 14,6 mas Ziemi.
Voyager 2 odkrył specyficzne pole magnetyczne w Uranie, które stanowi 1/3 promienia planety przesuniętego od jej geometrycznego środka i nachylonego o 59˚ względem osi obrotu.
Porównawcze rozmiary Urana i Ziemi
Atmosfera Urana
Atmosfera Urana jest umownie podzielona na 3 części: troposferę, stratosferę i termosferę / koronę atmosferyczną. Brakuje mezosfery.
Głównymi składnikami atmosfery Urana są wodór (około 83 ± 3%), hel (15 ± 3%) i metan (2,3%).
Wiatry na Uranie mogą osiągać 900 kilometrów na godzinę.
Ze względu na nachylenie osi (97,86˚) polarne regiony Urana otrzymują w ciągu roku więcej energii słonecznej niż równikowe. Jednak Uran jest cieplejszy w rejonach równikowych niż w rejonach polarnych. Mechanizm powodujący taką redystrybucję energii pozostaje nieznany.
Uran wykazuje oznaki zmian pór roku i aktywności pogodowej spowodowane zbliżaniem się planety do równonocy.
Eksploracja Urana
Uran został odkryty 13 marca 1781 roku przez angielskiego astronoma Williama Herschela, do tej pory był obserwowany 21 razy, ale astronomowie pomylili go z gwiazdą.
W 1789 r. William Herschel twierdził, że widział pierścienie na Uranie, ale system pierścieni został jednoznacznie potwierdzony dopiero w 1977 r., a ich czerwonawy odcień dopiero w 2006 r.
Jedyną w historii astronautyki wizytę w okolicach Urana w 1986 roku złożył amerykański statek kosmiczny Voyager 2. Przesłał na Ziemię zbliżenia Urana w zakresie widzialnym, ukazując „bez cech” planetę bez pasów chmur i burz atmosferycznych.
Uran jest najmniej masywną ze wszystkich gigantycznych planet Układu Słonecznego.
Każdy biegun Urana pozostaje w ciemności przez 42 lata ziemskie, a przez następne 42 lata jest skąpany w słońcu.
Przy czystym, ciemnym niebie Uran w opozycji jest widoczny gołym okiem, a przez lornetkę można go obserwować nawet w warunkach miejskich.
Uran stał się pierwszą planetą odkrytą przez teleskop.
Uran jest jedyny duża planeta Układ Słoneczny, którego nazwa nie pochodzi z rzymskiej, lecz greckiej mitologii.
System satelitarny Uran jest najmniej masywnym spośród wszystkich systemy satelitarne gazowe olbrzymy. Nawet całkowita masa pięciu największych satelitów nie będzie nawet połową masy Trytona, satelity Neptuna.
Nazwy księżyców Urana zostały wybrane spośród imion postaci z dzieł Williama Szekspira i Aleksandra Pope'a.