Uran Jest to siódma planeta w Układzie Słonecznym i należy do grupy planet zewnętrznych. Poza orbitą Saturna Uran jest ledwo widoczny gołym okiem w bardzo rzadkich warunkach i musisz wiedzieć, gdzie patrzeć.
Z tego powodu dla starożytnych Uran był praktycznie niewidoczny, dopóki astronom William Herschel nie odkrył go w 1781 roku za pomocą zbudowanego przez siebie teleskopu. Mała niebiesko-zielona kropka nie była dokładnie tym, czego szukał astronom. Herschel chciał wykryć paralaksę gwiazd spowodowaną ruchem translacyjnym Ziemi..
Aby to zrobić, musiał zlokalizować odległą gwiazdę (i najbliższą) i obserwować, jak wyglądały z dwóch różnych miejsc. Ale pewnej wiosennej nocy 1781 roku Herschel zauważył niewielką plamkę, która wydawała się świecić trochę jaśniej niż inne..
Krótko mówiąc, on i inni astronomowie byli przekonani, że jest to nowa planeta, a Herschel szybko zasłynął z powiększania znanego wszechświata, zwiększając liczbę planet..
Nowa planeta nie otrzymała swojej nazwy od razu, ponieważ Herschel odmówił użycia greckiego lub rzymskiego bóstwa i zamiast tego ochrzcił ją Georgium Sidu lub „Gwiazdą Jerzego” na cześć ówczesnego angielskiego monarchy Jerzego III..
Oczywiście ta opcja nie podobała się niektórym na kontynencie europejskim, ale problem został rozwiązany, gdy niemiecki astronom Johannes Elert Bode zasugerował imię Urana, boga nieba i męża Gei, matki Ziemi..
Według mitologii starożytnej Grecji i Rzymu Uran był ojcem Saturna (Kronosa), który z kolei był ojcem Jowisza (Zeusa). Społeczność naukowa ostatecznie zaakceptowała tę nazwę, z wyjątkiem Anglii, gdzie planetę nadal nazywano „gwiazdą George'a”, przynajmniej do 1850 roku..
Indeks artykułów
Uran należy do grupy planet zewnętrznych Układu Słonecznego, będąc trzecią co do wielkości planetą, po Saturnie i Jowiszu. Wraz z Neptunem jest lodowym olbrzymem, ponieważ jego skład i wiele cech odróżnia go od pozostałych dwóch gigantów, Jowisza i Saturna..
Podczas gdy wodór i hel dominują na Jowiszu i Saturnie, lodowe olbrzymy, takie jak Uran, zawierają cięższe pierwiastki, takie jak tlen, węgiel, azot i siarka..
Oczywiście Uran również zawiera wodór i hel, ale głównie w atmosferze. Zawiera również lód, chociaż nie wszystkie są wodą: jest amoniak, metan i inne związki.
W każdym razie atmosfera Urana jest jedną z najzimniejszych w Układzie Słonecznym. Temperatury mogą tam dochodzić do -224 ºC.
Chociaż obrazy przedstawiają odległy i tajemniczy niebieski dysk, jest o wiele więcej uderzających cech. Jednym z nich jest właśnie niebieski kolor, który zawdzięcza metanowi znajdującemu się w atmosferze, który pochłania czerwone światło i odbija niebieski..
Ponadto Uran ma:
-Własne pole magnetyczne o asymetrycznym układzie.
-Liczne księżyce.
-Układ pierścieni słabszy niż Saturn.
Ale zdecydowanie najbardziej uderzający jest wsteczny obrót na całkowicie nachylonej osi obrotu, do tego stopnia, że bieguny Urana znajdują się w miejscu równika pozostałych, jakby obracały się na boki..
Nawiasem mówiąc, w przeciwieństwie do tego, co sugeruje Rysunek 1, Uran nie jest planetą spokojną ani monotonną. Voyager, sonda, która uzyskała zdjęcia, przeleciała przez rzadki okres łagodnej pogody.
Poniższy rysunek przedstawia nachylenie osi Urana pod kątem 98º w globalnym porównaniu wszystkich planet. Na Uranie to bieguny odbierają najwięcej ciepła z odległego Słońca, a nie równik..
-Masa: 8,69 x 1025 kg.
-Radio: 2,5362 x 104 km
-Kształt: spłaszczony.
-Średnia odległość do Słońca: 2,87 x 109 km
-Nachylenie orbity: 0,77 ° w stosunku do płaszczyzny ekliptyki.
-Temperatura: od -220 do -205,2 ºC w przybliżeniu.
-Powaga: 8,69 m / sdwa
-Własne pole magnetyczne: tak.
-Atmosfera: Tak, wodór i hel
-Gęstość: 1290 kg / m3
-Satelity: 27 z dotychczasowym oznaczeniem.
-Pierścienie: Tak, do tej pory odkryto około 13.
Uran, podobnie jak wielkie planety, majestatycznie krąży wokół Słońca, a pokonanie jednej orbity zajmuje około 84 lat..
Orbita Urana jest znacznie eliptyczna i początkowo wykazywała pewne rozbieżności z orbitą obliczoną dla niej na podstawie praw Newtona i Keplera przez wielkiego matematyka Pierre'a de Laplace'a w 1783 roku.
Jakiś czas później, w 1841 roku, angielski astronom John Couch Adams całkiem słusznie zasugerował, że te rozbieżności mogą wynikać z zakłóceń spowodowanych przez inną, jeszcze niewidzialną planetę..
W 1846 roku francuski matematyk Urbain Le Verrier udoskonalił obliczenia możliwej orbity nieznanej planety i przekazał je niemieckiemu astronomowi Johannowi Gottfriedowi Galle w Berlinie. Natychmiast Neptun po raz pierwszy pojawił się w jego teleskopie, w miejscu wskazanym przez francuskiego naukowca.
Uran jest trudny do zobaczenia gołym okiem, ponieważ jest tak daleko od Ziemi. Ledwie ma jasność 6mag, kiedy jest najjaśniejsza i ma średnicę 4 sekund łukowych (Jowisz ma około 47º, kiedy jest najlepiej widoczny).
Przy bardzo czystym ciemnym niebie, bez sztucznych świateł i wiedząc z góry, gdzie patrzeć, może być możliwe zobaczenie go gołym okiem.
Jednak miłośnicy astronomii mogą go zlokalizować za pomocą map nieba znalezionych w Internecie i instrumentu, którym może być nawet dobrej jakości lornetka. Nadal będzie wyglądać jak niebieska kropka bez wielu szczegółów..
Aby zobaczyć 5 głównych księżyców Urana, potrzebny jest duży teleskop. Szczegóły planety można było obserwować za pomocą teleskopu o średnicy co najmniej 200 mm. Mniejsze instrumenty odsłaniają tylko malutki zielonkawo-niebieski krążek, jednak warto spróbować go zobaczyć, wiedząc, że tam, tak daleko, kryje w sobie tyle cudów.
W 1977 roku Uran przeszedł przed gwiazdą i ukrył ją. W tym czasie gwiazda mrugnęła kilka razy, przed i po ukryciu. Migotanie było spowodowane przejściem pierścieni iw ten sposób trzech astronomów odkryło, że Uran ma układ 9 pierścieni umieszczonych w płaszczyźnie równika..
Wszystkie planety zewnętrzne mają układ pierścieni, chociaż żadna z nich nie przewyższa piękna pierścieni Saturna, jednak te z Urana są bardzo interesujące.
Sonda Voyager 2 znalazła jeszcze więcej pierścieni i uzyskała doskonałe obrazy. W 2005 roku Kosmiczny Teleskop Hubble'a odkrył także 2 kolejne pierścienie zewnętrzne..
Materia tworząca pierścienie Urana jest ciemna, prawdopodobnie są to skały o wysokiej zawartości węgla i tylko najbardziej zewnętrzne pierścienie są bogate w pył..
Pierścionki zachowują swój kształt dzięki satelity pasterskie Urana, którego działanie grawitacyjne determinuje ich kształt. Są również bardzo cienkie, dlatego satelity, które je pasą, to dość małe księżyce..
Układ pierścieni jest dość delikatną i niezbyt trwałą strukturą, przynajmniej z punktu widzenia czasów astronomicznych..
Cząsteczki tworzące pierścienie nieustannie zderzają się, tarcie z atmosferą Urana miażdży je, a także ciągłe promieniowanie słoneczne je pogarsza..
Dlatego trwałość pierścieni zależy od pojawienia się nowego materiału, pochodzącego z fragmentacji satelitów w wyniku zderzeń z asteroidami i kometami. Podobnie jak w przypadku pierścieni Saturna, astronomowie uważają, że powstały niedawno i że ich początek tkwi właśnie w tych zderzeniach.
Spośród wszystkich cech Urana jest to najbardziej zdumiewające, ponieważ ta planeta ma wsteczny obrót; to znaczy, że obraca się szybko w przeciwnym kierunku niż inne planety (z wyjątkiem Wenus), a wykonanie jednego obrotu zajmuje nieco ponad 17 godzin. Taka prędkość kontrastuje z miarą Urana podczas podróży po swojej orbicie.
Ponadto oś obrotu jest tak nachylona, że planeta wydaje się obracać płasko, jak widać na animacji na rysunku 2. Planetolodzy uważają, że kolosalne uderzenie przesunęło oś obrotu planety do jej aktualnego położenia..
To właśnie z powodu tej szczególnej skłonności pory roku na Uranie są naprawdę ekstremalne i powodują duże różnice klimatyczne..
Na przykład podczas przesilenia jeden z biegunów wskazuje bezpośrednio na Słońce, a drugi w kosmos. Podróżnik po oświetlonej stronie zauważyłby, że przez 21 lat Słońce ani nie wschodzi, ani nie zachodzi, podczas gdy przeciwległy biegun pogrąża się w ciemności..
Wręcz przeciwnie, podczas równonocy Słońce znajduje się na równiku planety, a następnie wschodzi i zachodzi w ciągu dnia, który trwa około 17 godzin..
Dzięki sondzie Voyager 2 wiadomo, że południowa półkula Urana zmierza obecnie w stronę zimy, podczas gdy północ zmierza w stronę lata, co nastąpi w 2028 roku..
Ponieważ Uran potrzebuje 84 lat, by okrążyć Słońce i będąc tak daleko od Ziemi, rozumie się, że wiele zmian klimatycznych planety jest wciąż nieznanych. Większość dostępnych danych pochodzi ze wspomnianej misji Voyager z 1986 roku i obserwacji wykonanych przez teleskop kosmiczny Hubble'a..
Uran nie jest gigantem gazowym, ale gigantem lodowym. W części poświęconej charakterystyce zaobserwowano, że gęstość Urana, chociaż jest mniejsza niż gęstość planet skalistych, takich jak Ziemia, jest większa niż gęstość Saturna, który mógłby z powodzeniem unosić się na wodzie..
W rzeczywistości większość Jowisza i Saturna jest raczej płynna niż gazowa, ale Uran i Neptun zawierają dużą ilość lodu, nie tylko wody, ale także innych związków.
A ponieważ masa Urana jest mniejsza, ciśnienie, które powoduje tworzenie się ciekłego wodoru, tak charakterystyczne dla Jowisza i Saturna, nie jest wytwarzane w jego wnętrzu. Kiedy wodór znajduje się w tym stanie, zachowuje się jak metal, który powoduje intensywne pola magnetyczne tych dwóch planet..
Uran ma również swoje własne pole magnetyczne, którego schemat przedstawiono na ryc. 12, chociaż co ciekawe linie pola nie przechodzą przez jego środek, jak w przypadku Ziemi, ale wydają się pochodzić z innego punktu przesuniętego stamtąd..
Tak więc w atmosferze Urana występuje wodór cząsteczkowy i hel, z niewielką zawartością metanu, który odpowiada za jego niebieski kolor, ponieważ ten związek absorbuje fale o długościach czerwieni..
Ciało planety jako takie składa się z lodu, nie tylko wody, ale także amoniaku i metanu.
Nadszedł czas, aby zwrócić uwagę na ważny szczegół: kiedy planetolodzy mówią o „lodzie”, nie mają na myśli zamarzniętej wody, którą wkładamy do napojów, aby ich schłodzić..
„Lód” zamarzniętych planet olbrzymów jest pod dużym ciśnieniem i wysoką temperaturą, co najmniej kilka tysięcy stopni, więc nie ma nic wspólnego z tym, co jest przechowywane w lodówkach, poza składem.
Czy można produkować diamenty z metanu? Badania laboratoryjne przeprowadzone w Niemczech w laboratorium Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf wskazują, że tak jest, o ile istnieją odpowiednie warunki ciśnienia i temperatury..
Te warunki istnieją wewnątrz Urana, więc symulacje komputerowe pokazują, że metan CH4 dysocjuje tworząc inne związki.
Węgiel obecny w cząsteczkach metanu wytrąca się i zamienia się w diament. Gdy poruszają się w kierunku wnętrza planety, kryształy wydzielają ciepło poprzez tarcie i gromadzą się w rdzeniu planety (patrz następna sekcja).
Szacuje się, że powstałe w ten sposób diamenty mogą osiągnąć nawet 200 kg, choć mało prawdopodobne jest, aby to potwierdzić, przynajmniej w najbliższej przyszłości..
Na poniższym diagramie mamy strukturę Urana i jego warstw, których skład został pokrótce wspomniany w poprzednim rozdziale:
-Górna atmosfera.
-Warstwa pośrednia bogata w wodór cząsteczkowy i hel, łącznie grubość atmosfery wynosi około 7500 km.
-Płaszcz lodowy (który już wiemy, nie przypomina zwykłego lodu na Ziemi), o grubości 10500 km.
-Skalny rdzeń wykonany z żelaza, niklu i krzemianów o promieniu 7500 km.
„Skalny” materiał w jądrze również nie przypomina skał na Ziemi, ponieważ w sercu planety ciśnienie i temperatura są zbyt wysokie, aby te „skały” przypominały te, które znamy, ale przynajmniej skład chemiczny to nie musiałby być inny.
Uran ma do tej pory 27 wyznaczonych satelitów, nazwanych na cześć postaci z dzieł Williama Szekspira i Aleksandra Pope'a, dzięki Johnowi Herschelowi, synowi Williama Herschela, odkrywcy planety..
Istnieje 5 głównych księżyców, które zostały odkryte podczas obserwacji przez teleskop, ale żaden z nich nie ma atmosfery, chociaż wiadomo, że mają zamarzniętą wodę. Wszystkie są dość małe, ponieważ ich łączna masa nie osiąga połowy Tritona, jednego z księżyców Neptuna, bliźniaczej planety Urana..
Największym z nich jest Tytania, której średnica stanowi 46% średnicy Księżyca, a za nim Oberon. Oba satelity zostały odkryte przez samego Williama Herschela w 1787 roku. Ariel i Umbriel zostały odkryte w połowie XIX wieku przez Williama Lassella, astronoma-amatora, który również zbudował własne teleskopy..
Miranda, piąty co do wielkości księżyc Urana, mający zaledwie 14% średnicy Księżyca, został odkryty w XX wieku przez Gerarda Kuipera. Nawiasem mówiąc, pas Kuipera został również nazwany na cześć tego niezwykłego astronoma w granicach Układu Słonecznego..
Powierzchnia Mirandy jest wyjątkowo chropowata ze względu na potencjalne uderzenia i niezwykłą aktywność geologiczną.
Pozostałe satelity są mniejsze i są znane z sondy Voyager 2 i Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Te księżyce są bardzo ciemne, być może z powodu licznych uderzeń, które spowodowały odparowanie materiału na powierzchni i skoncentrowanie go na nim. Również ze względu na intensywne promieniowanie, na które są narażone.
Na rysunku 7 pojawiają się nazwy niektórych z nich i ich działanie mające na celu utrzymanie układu pierścieni..
Ruchem satelitów Urana rządzą siły pływowe, podobnie jak układ Ziemia-Księżyc. W ten sposób okresy obrotu i translacji satelitów są takie same i zawsze pokazują planetę tę samą twarz..
Uran ma pole magnetyczne o natężeniu około 75% ziemskiego, zgodnie z magnetometrią sondy Voyager 2. Ponieważ wnętrze planety nie spełnia warunków niezbędnych do produkcji metalicznego wodoru, naukowcy uważają, że istnieje inny płyn przewodzący, który generuje pole.
Poniższy rysunek przedstawia pola magnetyczne planet Jowisza. Wszystkie pola przypominają do pewnego stopnia to, które jest wytwarzane przez magnes sztabkowy lub dipol magnetyczny w środku, również ziemskie.
Ale dipol w Uranie nie znajduje się w środku, podobnie jak Neptuna, ale raczej jest przesunięty w kierunku bieguna południowego i niezwykle nachylony względem osi obrotu, w przypadku Urana..
Jeśli Uran wytwarza pole magnetyczne, ruchomy płyn musi wywoływać efekt dynamo. Eksperci uważają, że jest to zbiornik wodny z rozpuszczonym metanem i amoniakiem, dość głęboki.
Przy ciśnieniu i temperaturze wewnątrz Urana płyn ten byłby dobrym przewodnikiem elektryczności. Ta cecha, wraz z szybkim obrotem planety i przenoszeniem ciepła przez konwekcję, są czynnikami zdolnymi do wytworzenia pola magnetycznego..
Uran jest niezwykle daleko od Ziemi, więc na początku eksploracja odbywała się tylko przez teleskop. Na szczęście sonda Voyager zbliżyła się na tyle blisko, że do niedawna zebrała bezcenne informacje o tej nieznanej planecie..
Uważano, że misja Cassini, która została uruchomiona w celu zbadania Saturna, może dotrzeć do Urana, ale kiedy skończyło się jej paliwo, osoby odpowiedzialne za misję sprawiły, że zniknęła w Saturnie w 2017 roku..
Sonda zawierała pierwiastki radioaktywne, które, gdyby zderzyły się z Tytanem, jednym z księżyców Saturna, mogłyby skazić ten świat, który być może kryje w sobie jakieś prymitywne życie..
Kosmiczny Teleskop Hubble'a również dostarcza ważnych informacji i ujawnił istnienie nowych pierścieni w 2005 roku..
Po misji Voyager zaproponowano misje, których nie można było przeprowadzić, ponieważ eksploracja Marsa, a nawet Jowisza, jest uważana za priorytet dla agencji kosmicznych na całym świecie..
Misja ta polegała na wystrzeleniu dwóch sond: Voyager 1 i Voyager 2. W zasadzie miały dotrzeć tylko do Jowisza i Saturna, ale po odwiedzeniu tych planet sondy kontynuowały w kierunku zamarzniętych planet.
Voyager 2 dotarł do Urana w 1986 roku, a większość danych, które posiadamy do tej pory, pochodzi z tej sondy.
W ten sposób uzyskano informacje o składzie atmosfery i strukturze warstw, odkryto dodatkowe pierścienie, zbadano główne księżyce Urana, odkryto 10 kolejnych księżyców i zmierzyliśmy pole magnetyczne planety..
Wysłał również wiele wysokiej jakości zdjęć, zarówno planety, jak i powierzchni jej księżyców, pełnych kraterów uderzeniowych..
Sonda skierowała się następnie w stronę Neptuna i ostatecznie weszła w przestrzeń międzygwiazdową..
Jeszcze bez komentarzy