Сообщение о планете уран — описание, характеристика и строение

Строение планеты Уран

Судить о внутреннем строении Урана возможно лишь по косвенным признакам. Масса планеты была определена с помощью расчетов, основанных на астрономических наблюдениях за гравитационным воздействием, которое оказывает Уран на свои спутники.

Хотя по объему Уран в 60 раз больше нашей Земли, масса его лишь в 14 раз превышает земную. Это из-за того, что средняя плотность Урана 1,27 г/см3, то есть чуть больше, чем у воды. Такие низкие плотности типичны для всех четырех планет-гигантов, состоящих преимущественно из легких химических элементов.

Считается, что в самом центре Урана расположено каменное ядро, сложенное главным образом из окислов кремния. Диаметр ядра в 1,5 раза больше всей нашей Земли. Вокруг него — оболочка из смеси водного льда и каменных пород. Еще выше следует глобальный океан жидкого водорода, а затем — очень мощная атмосфера.

По другой модели предполагается, что у Урана и вовсе нет каменного ядра. В таком случае Уран должен выглядеть как огромный шар из снеговой «каши», состоящий из смеси жидкости и льда, окутанный газовой оболочкой.

Планета в разрезе: структура Урана

Строение Урана представляет собой 3 составные части:

• ядро
• мантию
• атмосферу

Внутренне строение планеты состоит из ядра и мантии. Ядро каменное с вкраплениями льда. В результате последних исследований определено, что ядро содержит металлы и кремний. Кроме камня, количество которого составляет 25% от общей массы.

Структура Урана

Мантия более легкая, ее масса превышает земную массу в 13 раз, хотя ее толщина составляет тысячу километров. Мантия ледяная, но горячая. Это раствор воды, аммиака и метана. В атмосфере много водорода и гелия.

Однако это все предположения, часть астрономического сообщества считает, что у Урана нет ядра. Он является шаром из льда и жидкости под газовым покрывалом. Это небесное тело очень быстро вращается вокруг своей оси, такая скорость его сплющивает с полюсов.

Ядро

По мере развития метода исследований небесных тел с помощью компьютерных моделей, все большее число астрономов начинает считать, что ядра у Урана нет совсем. Однако большинство ученых придерживается ортодоксальной теории, что горные породы составляют ядро планеты.

Ядро маленькое, его радиус составляет 20% от общего радиуса небесного тела. В центре ядра высокая температура 5 тысяч градусов по Кельвину (4726,85 по Цельсию) и давление больше 600 тысяч атмосфер.

Ядро состоит, в основном, из силикатов. Его укрывает слой льда и камней. Для такого гиганта ядро небольшое, оно меньше, чем ядро Юпитера.

Общие сведения об Уране

Рассмотрим самые часто
задаваемые вопросы о седьмой планете Солнечной системы.

Сколько лететь до Урана с Земли? Расстояние от нашей планеты до ледяного гиганта колеблется от 2,6 млрд. км до 3,15 млрд. км. Вояджер-2, двигаясь с максимальной скоростью в 57,9 тыс. км/ч, смог сблизиться с поверхностью планеты лишь через 10 лет после запуска с Земли. От 10 до 15 лет понадобится и новому космическому зонду, который планируется запустить через пару лет.

Сколько нам известно спутников у Урана? На данный момент открыто 27 урановых лун. Все вместе взятые его спутники имеют массу в 150 раз меньшую, чем самая крупная луна в Солнечной системе – Ганимед.

Как выглядит Уран? На снимках, сделанных Вояджером-2 планета, имеет бледно-голубой окрас. Атмосфера Урана богата метаном, поглощающим красную часть спектра, что придает планете цвет от голубого до зеленоватого.

Орбита и радиус

Объект удален от Солнца в
среднем на 2,8 млрд. км. Его орбита обладает достаточно низким эксцентриситетом
(0,046), а величина ее большой полуоси достигает 3 млрд. км. Двигаясь со
средней скоростью 6,8 км/с, объект обращается вокруг Солнца за 84 года.

Сутки на ледяном гиганте длятся гораздо меньше. Полный осевой оборот он совершает за 17 часов 15 минут. По отношению с плоскости орбиты этот газовый шар лежит на боку: наклон его оси составляет почти 98°. В таких условиях его вращение получается ретроградным и в период солнцестояния один из урановых полюсов смотрит прямо на Солнце. Этим объясняется одна из особенностей Урана: на экваторе планеты смена периодов дня и ночи происходит быстро, а полярные фазы дня длятся по 42 года, как зима и лето.

изображение орбиты планеты

Что на практике

Условия, идеальные для визита на планеты – газовые гиганты,
складываются 1 раз в 176 лет. Появляется возможность облететь их все на одном
космическом аппарате. Такая ситуация пришлась на 1977 год. За 12 лет была
создана и осуществлена программа «Вояджер».

Гагаринская ракета, скорость которой была 28 000 км/ час,
может долететь до Урана за 10 лет. Почему зонды, направленные к газовому
гиганту, тратят иногда больше времени на преодоление этого пути? Ответ см. в
материалах сайта о полетах на Юпитер, Марс, Нептун, где описывается понятие «гравитационный
маневр» и подробно рассказывается о миссиях «Вояджер» и «Кассини».

Структура Урана

Планетная система Урана состоит из него самого, спутников и колец. Сейчас уже подтверждено существование 13 кольцеобразных объектов, оказавшихся намного более молодыми образованиями, чем сама планета. Предположительно, это могут быть остатки ранее захваченных объектов. Кольца Урана темные и узкие. Размер самых крупных частиц, их составляющих, не превышает 1 м.

Самое яркое — внешнее кольцо, удаленное от центра Урана на 52 тыс. км. Оно или мощнее, или плотнее других колец. Наружный объект ослабляет свет Солнца на 90%, в то время как внутренние кольца — только на 50%. Все кольцеобразные структуры имеют форму с выраженным эксцентриситетом, разную ширину и наклон к орбите, что позволяет предполагать наличие у Урана еще не открытых спутников.

Структурно Уран разделяют на 3 части:

• твердое ядро, разогретое до 5000°K;
• мантия, состоящая изо льда — модифицированной воды с растворенными в ней в больших количествах метаном и аммиаком;
• оболочка, образованная водородом и гелием в газообразном состоянии.

Наибольшую часть (около 60%) занимает мантия.

Исследования и миссии Урана — объяснение для детей

Больше всего исследований Урана провели в телескопы. Но с развитием технологий удалось запустить космические корабли. Вояджер-2 НАСА стал первым и пока единственным космическим аппаратом, посетившим Уран. Он обнаружил 10 ранее неизвестных спутников и исследовал наклон магнитного поля.

В 2013 году Планетарное научное десятилетнее исследование рекомендовало НАСА рассмотреть возможность отправки миссии на ледяную планету.

Надеемся, что вам понравился рассказ про Уран и описание планеты. Если хотите узнать больше про планеты Солнечной системы, то переходите по нижним ссылкам. Также на сайте можно воспользоваться 3D-моделями, картой Урана, фото и видео с аппаратов или же попробовать отыскать планету в небе самостоятельно с помощью онлайн телескопа в режиме реального времени. Дети смогут узнать еще много интересных фактов об этом загадочном мире.

Атмосфера и поверхностный рельеф

На седьмой планете Солнечной системы нет литосферы в ее привычном понимании, поэтому не может быть и выраженного рельефа. Между мантией и стратосферой существует нечеткая граница перехода между жидкими и газообразным слоями. Температура на планете Уран опускается до -49°K (-224°C), поэтому он считается самой холодной планетой в нашей звездной системе.

На снимках в видимом спектре, полученных около 30 лет назад, Уран выглядит как космическое тело без атмосферных штормов, присущих другим планетам-гигантам. Однако сейчас по мере его приближения к точке равноденствия погодная активность на планете увеличивается, а скорость ветров над ледовым океаном достигает 250 м/секунду (900 км/ч).

Атмосфера Урана в основном состоит из водорода и гелия. Credit: rock-cafe.info

Спектральный анализ показывает, что атмосфера Урана состоит по большей части из водорода (82%) и гелия (16%), а также содержит около 2% метана. Это углеводородное соединение и придает Урану зеленовато-голубой оттенок — метановые облака, составляющие верхний слой атмосферы, имеют свойство поглощать красный цвет спектра.

Нижний слой атмосферы — тропосфера начинается на расстоянии около 300 километров от жидкой мантии и простирается в высоту на 50 км. Еще 4 тыс. км приходится на стратосферу, а на высоте в 50 тыс. км над поверхностью ледяного гиганта заканчивается последний слой — термосфера.

В тропосфере предполагается наличие 4 облачных слоев:

• водяные облака, состоящие из кристаллов льда, находятся ближе всего к поверхности Урана;
• облака, образованные гидросульфидом аммония;
• аммиачные и сероводородные образования;
• метановые облака, расположенные на границе со стратосферой.

Гравитация и магнитное поле

По расчетам ученых, любое тело, падающее сверху на поверхность Урана, должно достигать ее со скоростью 8,69 м/секунду². Получается, что на планете, намного более тяжелой, чем наша, гравитация оказывается ниже земной. Это происходит потому, что значение силы тяжести на космическом объекте зависит не только от его массы, но и от плотности, а Уран относится к планетам с низкой плотностью и занимает предпоследнее место в Солнечной системе по этому параметру.

Магнитное поле Урана отклонено под аномальным углом. Credit: commons.wikimedia.org

Его магнитное поле формируется в мантии, а не в геометрическом центре планеты (как это чаще всего бывает), причем не равномерно, а только в некоторой его части. Ось, соединяющая магнитные полюса, не совпадает с осью вращения Урана, а наклонена относительно нее на 59°.

Поэтому географические и магнитные полюса смещены относительно друг друга на расстояние, примерно равное ⅓ его радиуса.

Аномальное вращение планеты Уран

Пожалуй, самая большая загадка Урана — это крайне необычное направление оси вращения этой планеты, которая наклонена на 98°, то есть ось вращения Урана лежит почти в плоскости его орбиты. Планета Уран, таким образом, вращается как “лежа на боку”.

Поэтому движение Урана вокруг Солнца совершенно особенное — он как бы катится вдоль своей орбиты, переворачиваясь с боку на бок, подобно колобку. Такие особенности движения и вращения Урана не согласуются с общей картиной возникновения планет из допланетного облака, все части которого вращались в одном и том же направлении вокруг Солнца.

Остается предполагать, что уже сформировавшаяся планета Уран столкнулась с каким-то другим довольно крупным небесным телом, в результате чего ее ось вращения сильно отклонилась от первоначального направления, да так и осталась в этом аномальном положении.

Исследования Урана

Уран является наименее изученной планетой Солнечной системы. Расстояние от Земли до Урана меняется от 2,7 до 2,85 млрд км, поэтому длительный срок были возможны только наземные наблюдения за ним. Первые снимки поверхности Урана были получены при помощи зонда «Вояджер-2», пролетавшего мимо планеты в 1986 г.

Аппаратура этого космического аппарата зафиксировала 2 новых кольца, проводила измерения магнитных величин и наблюдения за атмосферой, делала снимки спутников Урана. Дальнейшее изучение космического тела производилось в 1990-х годах при помощи радиотелескопа «Хаббл», которым были зафиксированы атмосферные вихри и обнаружена асимметрия в строении планеты.

Сколько лететь от Земли до Урана

Сколько километров от Земли до Урана в расчетный момент
времени, зависит от положения планет относительно светила и друг друга. Самое
малое расстояние — 2,57 млрд. км в момент, когда обе планеты находятся на одной
линии с центром системы. Наибольшая удаленность — 3,15 млрд. км. В этот момент планеты
располагаются на противоположных сторонах от светила.

Интересно прикинуть, сколько лет понадобится, чтобы
добраться до Урана, если использовать различные виды транспорта. Ситуация
гипотетическая, но она даст возможность представить, что такое на практике 2,57
млрд. километров (самое короткое расстояние). Итак:

• пешком – 49 тыс. лет;
• бегом – 24,5 тыс. лет;
• на велосипеде – 14,6 тыс.;
• проскакать на лошади – 3,3 тыс.;
• на автомобиле и поезде «Интерсити» — 2,9 тыс.;
• самолет типа «кукурузник» — 1,5 тыс.;
• на «Боинге» — 326 лет;
• на ракете Гагарина – 10,4 года.

Спутники планеты

Титания и Оберон, первые
и самые крупные урановые луны, были открыты еще в конце 18 века. Они были
названы в честь королевы и короля фей из комедии Шекспира «Сон в летнюю ночь».

Титания достигает диаметра 1,5 тыс. км и массы 3,53*10 21кг. Она является синхронным спутником и полностью лежит в пределах магнитного поля хозяина. Состоит она из ледяной мантии и каменной сердцевины.

Оберон – наиболее далекий
спутник седьмой планеты. Он, как и Титания, состоит из ледяной мантии и
каменного ядра. Поверхность Оберона изрыта ударными кратерами.

В 1851 году были обнаружены два других крупных спутника Урана – Ариэль и Умбриэль, названные в честь персонажей поэмы «Похищение локона» Александра Поупа. Эти небольшие урановые луны имеют ледяную оболочку и каменное ядро. Как и остальные спутники ледяного гиганта, Ариэль и Умбриэль были образованы из аккреционного диска, возникшего во время формирования планеты.

Последний крупный спутник
был открыт в 1948 году и назван Мирандой – в честь героини шекспировской
«Бури». Миранда самый малый из крупнейших урановых лун и находится ближе всего
к планете. Также является синхронным спутником. Поверхность Миранды
представляет собой водяной лед с примесями аммиака и содей кремния.

Кроме 5 крупных имеется
еще 13 внутренних спутников планеты. Они состоят из того же темного вещества,
которое входит в состав урановых колец. Темный цвет долгое время не позволял
исследователей обнаружить их. Названы эти спутники также в честь героев поэм
Поупа и Шекспира. На данный момент известно еще 9 нерегулярных спутников, чье
движение вокруг планеты отличается от перемещения основных лун.

Уран в Солнечной системе

Этот объект отличается от других планет. Характеристики и особенности планеты:

1. Ее считают ледяным гигантом. Она почти на 80% состоит из сочетания аммиачного льда, метана, воды. Благодаря тому, что в атмосфере есть водород (83%), гелий (15%) и метан (2%), Уран имеет красивый зелено — синий цвет.
2. Магнитное поле его сильно наклонено. От оси вращения ось магнитная уклоняется на 60 градусов, а у планет обычно эти оси совпадают. По этой причине он обладает однобоким магнитным полем. На северном полушарии магнитное поле сильнее в 10 раз, чем на южном полушарии. При движении планета напоминает катящийся шар, а все остальные планеты напоминают крутящиеся волчки.
3. У географических полюсов планета ощутимо сжата.
4. Возраст Урана составляет примерно 4,5 млрд. лет. Он такой же, как у Солнца и у всех планет.
5. Планета тяжелее Земли в 14 раз, а объем ее больше Земной в 62 раза. По плотности она уступает первенство Сатурну.
6. Уран состоит из трех частей. В центре планеты находится маленькое каменное ядро – 20% от общего радиуса. Середину занимает мантия — большая ледяная оболочка – до 60%. Наружная третья часть атмосферная из гелия и водорода – 20%. В недрах планеты отсутствует металлический водород. Экваториальный радиус планеты составляет 25 тыс. км.
7. Планета имеет вторую космическую скорость (преодоление гравитации планеты), что составляет 21,3 км/с. У Земли эта скорость равняется 11,18 км/с, разница почта в два раза. Первая космическая скорость (выход на круговую орбиту планеты) Урана – 15,3 км/с, тоже в два раза больше земной – 7,91 км/с. Если сравнивать его по этим скоростям с другими планетами, то он занимает четвертое место после Юпитера, Сатурна и Нептуна.
8. Уран самая холодная планета Солнечной системы. На нем замечена самая низкая температура — 224С, ниже, чем на Нептуне. А также дуют очень мощные ветра до 230 м/с, которые вызваны большими температурными перепадами. Наибольшая сила ураганов может достигать до 900 км/ч.
9. Уран вторая планета после Сатурна,  имеющая систему колец, их 13. Кольца сложной структуры из внутренних и внешних групп. Астрономы придерживаются мнения, что кольца это остатки одного из бывшего спутника. Планета богата и своими спутниками, их у нее 27. Они состоят из горных пород и льда.

Атмосфера и строение

Выводы о строении планеты и об ее атмосфере делались учеными на основании спектрографических наблюдений и фотографий с зондов. Точно известно, что в недрах Урана нет металлического водорода. Они состоят из горных пород и льда метана, аммиака. Основа атмосферы — гелий и водород. Планету окутывает несколько слоев облаков состоящих из различных газов, молекулярного водорода и льда.

На Уране самая холодная, из всех планет Солнечной системы, атмосфера (-224°С). В этом «заслуга» удаленности от Солнца и почти полном отсутствии внутреннего тепла. При этом это самая беспокойная атмосфера во всей Солнечной системе.

Поверхность планеты трехслойная: скалистое ядро, мантия изо льда и газообразная оболочка из гелия и водорода. Почти 3% составляет метан, придающий планете голубую окраску. В верхних слоях обнаружены окись и двуокись водорода.

Это только гипотетическая модель. Существует как минимум еще три, одна из которых вообще не признает твердых пород на Уране. До сих пор ученые не смогли дать однозначной картины строения седьмой планеты. Многое зависит от точного процентного состава, геофизики и геологии планеты. Такие исследования планируются только в 20-х или 30-х годах нашего века. Ожидается, что будут впервые получены химические пробы прямиком из всех слоев атмосферы.

Кто, когда и каким образом открыл Уран

Планета стала первой, открытой в современной истории. Почти сто лет с конца XVII века Уран периодически наблюдали в небе астрономы, но принимали его за звезду. И только в 1781 году астроном Уильям Гершель из Англии, прослеживая за изменениями положений звезд на своем телескопе, обнаружил и открыл планету Уран. Официальной датой открытия планеты стало 13 марта 1781 года.

Уильям Гершель (фото из открытых источников)

Рассматривая небо на самом большом телескопе того времени, сделанном своими руками, Гершель установил, что неподвижные звезды медленно, но смещаются. Астроном сделал вывод, что это Солнце со своими планетами движется в одном определенном направлении, а не звезды. А Уран, как раз и перемещался по небу, тем самым опровергая, что он не звезда.

Обнаружив, ученый сначала принял его за комету, звезду. Но при детальном наблюдении в свой телескоп, а так же, на основании расчетов, он понял, что нашел новую планету Солнечной системы. За это открытие Гершель был награжден стипендией от короля Георга III пожизненно.

Как была открыта планета Уран

42-летний профессиональный музыкант Уильям Гершель на жизнь зарабатывал преподаванием музыки и игрой на скрипке и гобое в местном оркестре, но главной страстью его жизни была астрономия. В перерывах между уроками музыки он шлифовал металлические зеркала для телескопов, вечерами давал концерты, а ночи проводил за наблюдением звезд.

Жившие вместе с ним младший брат Александр и сестра Каролина помогали ему во всем — и в изготовлении инструментов, и в обработке наблюдений, и в домашних делах. В саду во дворе своего дома Гершель установил им же самим изготовленный телескоп и занялся исследованием звездного неба. Уже седьмой год вел он свои наблюдения. И это не было праздным любопытством: Гершель поставил перед собой грандиозную задачу — нанести на карту неба все звезды Северного полушария.

13 марта 1781 года он изучал расположение светил в районе созвездия Тельца. Одна из звезд в пределах этого участка показалась Гершелю странной — вместо яркой точки она имела вид небольшого диска, поэтому в дневнике наблюдений он сделал такую запись: «необычного вида — либо звезда, окруженная туманностью, либо комета».

Первоначально Гершель посчитал все же, что это комета, о чем вскоре и послал сообщение в Королевское общество. За свое открытие он в том же году был избран членом Лондонского Королевского общества и получил степень доктора Оксфордского университета.

А спустя 2 месяца после открытия Гершеля петербургский академик Андрей Лексель вычислил параметры орбиты этого небесного тела, показавшие, что оно вращается вокруг Солнца по кругу, радиус которого в 19 раз превышает радиус орбиты Земли.

Но самое удивительное состояло в том, что небесное тело, открытое Гершелем, имело круговую орбиту, характерную исключительно для планет — кометы движутся по сильно вытянутым параболам. Стало ясно, что Гершелю удалось обнаружить еще одну, седьмую планету, а Солнечная система, границы которой до сих пор проводились по орбите Сатурна, в одночасье расширилась вдвое.

Вновь открытое небесное тело Гершель назвал планетой Георга в честь правившего в то время в Англии короля Георга III. Однако это имя не прижилось, а общепринятым стало более подходящее название — Уран, предложенное в год открытия планеты немецким астрономом Иоганном Боде, которое и продолжило «семейное древо» римских богов в названиях планет, расположенных во внешней части Солнечной системы.

Крупнейшие спутники планеты Уран: Миранда, Амбриэль, Умбриэль, Титания, Оберон

Интересные факты про Уран

• Это самая холодная планета Солнечной системы. Ее ядро прогрето хуже всего среди планет-газовых гигантов. Минимальная температура, регистрируемая в тропопаузе, составляет рекордные для нашей системы -224 градуса Цельсия.
• Миранда – спутник с довольно интересным рельефом. Несмотря на свои малые размеры, эта урановая луна избита кратерами, усеяна холмами, каньонами и целой сетью разломов.
• Одноименный химический элемент был обнаружен через 8 лет после обнаружения седьмой планеты Солнечной системы. Поэтому и был назван в честь нее.
• Виной тому, что это небесное тело лежит на боку по отношению к своей орбите, стало его столкновение с крупным космическим объектом.
• Проследить смену сезонов на Уране пока не удалось, т.к. с момента его исследования Вояджером-2 не прошло еще полного уранового года(84 земных).
• Урановые зима и лето длятся по 42 года.
• Планету можно увидеть на ночном небе невооруженным глазом. Наблюдать за ним лучше в моменты противостояния, когда Земля и Уран приближены друг к другу на максимально близкое расстояние. В 2019 году лучшей своей видимости седьмая планета достигнет 28 октября.
• Единственным аппаратом за всю историю исследования космоса, пролетевшим вблизи урановой орбиты, стал американский зонд Вояджер-2. Его снимки помогли астрономам обнаружить новые спутники планеты, ее кольца, а также изучить атмосферу. Следующий зонд сможет полететь в этом направлении не раньше 2020 года.
• Планета занимает предпоследнее место в Солнечной системе по плотности после Сатурна.
• Внешнее кольцо планеты имеет синий цвет, следующее за ним – красный. Все остальные урановые кольца темные из-за органического вещества, входящего в их состав наряду со льдом и пылью.
• Солнечные лучи достигают его поверхности за 3 часа.
• Последние 3 из известных спутников (Маб, Купидом, Маргарита) были открыты с разницей в 4 дня.
• Это самая скучная и неисследованная планета Солнечной системы.
• Возраст ледяного гиганта составляет около 4,6 млрд. лет. Его кольца образовались значительно позднее, возможно, в результате его столкновения с другим небесным телом.
• Мощность магнитосферы на южном полюсе планеты в десять раз слабее, чем на северном.

Строение

Атмосфера

Мельчайшие кристаллы метана в верхних слоях атмосферы придают планете зеленоватый оттенок. Нижние состоят из жидких водорода (83%) и гелия (15%). Под атмосферой жидкая, очень плотная аммиачно-водная мантия.

Ядро

Точно неизвестно, есть ли у Урана твердое ядро, Большинство ученых полагает, что ядро все таки имеется, и состоит оно из кремния и металлов.

Кольца

Колец у Урана 13. Их не сравнить с великолепными кольцами Сатурна, и имеют они тёмные цвета, поэтому практически невидимы. Открытие их произошло в 1977 году по косвенным признакам – они перекрывали свечение наблюдаемых звёзд.
Кольца не все одинаковы. Средние 11 имеют почти чёрный цвет, а крайние выгодно отличаются от них. Внешнее колечко окрашено в синий колер, а внутреннее в красный. Состоят кольца из каменистых частичек, мельчайших и размерами в несколько метров. Ширина колец от 1 до 10 км, и лишь самое широкое, внешнее, распухло до 96 километров.

Схема колец Урана

Дальнейшее изучение планеты Уран

Планета Уран удалена от Солнца примерно на 3 миллиарда километров и превышает объем Земли практически в 60 раз. Открытие планеты такого масштаба было первым в истории науки фактом обнаружения планет с помощью мощного телескопа, так как ранее известные пять планет издавна наблюдались лишь на небе.

Новая планета показала, что Солнечная система более чем в два раза шире, и принесла славу своему первооткрывателю.

В современное время Уран лишь один раз был посещен космическим кораблем “Вояджер 2”, пролетавшим мимо на расстоянии 81 500 километрах 24 января 1986 года.

“Вояджеру 2” удалось передать более тысячи снимков поверхности планеты и массу других данных о планете, её спутниках, присутствии колец, составе атмосферы, информации о магнитном поле и околопланетном пространстве.

Снимок планеты Уран сделанный аппаратом «Вояджер-2» на отлете к Нептуну

С помощью различных инструментов корабль изучал состав ранее известного одного кольца, и открыл еще два новых околопланетных кольца Урана. По полученным данным стало известно, что период вращения планеты 17 часов 14 минут.

У Урана было обнаружено наличие магнитосферы, значительной по величине и настолько же необычной.

По сей день исследование Урана затруднено вследствие значительной удаленности планеты. Несмотря на это крупные астрономические обсерватории продолжают наблюдения за планетой. И всего лишь за несколько последних лет у Урана было обнаружено шесть новых спутников.

Интересные факты

• Уран на 80% состоит из различных жидкостей. Есть и вода, в виде сверхзамороженного льда.
• Эту планету вполне можно разглядеть даже невооруженным взглядом с Земли, необходимо только точно знать ее координаты и находиться подальше от города.
• Магнитное поле северного полушария Урана в десять раз сильнее, чем южного.
• Бури на поверхности планеты охватывают огромные площади, сопоставимые с размерами континентов на Земле.
• Это единственная планета системы, которая выделяет меньше тепла, чем ей дается Солнцем. Этот феномен до сих пор не нашел однозначного объяснения.
• Размер самого крупного спутника — Титании — вполовину меньше диаметра Луны.
• Уран составляет пару Венере, они вдвоем вращаются иначе, чем остальные планеты — с востока на запад относительно своей оси.
• Свет Солнца достигает поверхности Урана только спустя три часа.
• Это самая малоизученная планета нашей системы.
• Уран регулярно попадает в различные произведения культуры. Уже через три года после открытия на него перенесли действие сатирических памфлетов. Его включали в романы ведущие писатели-фантасты. Именно на Уране развивается сюжет фильма «Путешествие к седьмой планете», там оказываются герои сериалов «Космический патруль» и «Доктор Кто». Загадочный Уран дает полную свободу фантастическим комиксам, ярким аниме и популярным компьютерным играм.

Расстояние от Солнца

Протяженность в солнечной системе измеряется в астрономических единицах. Одной такой единицей считается расстояние от Земли до Солнца – 1 а.е. Расстояние между Ураном и Солнцем — 19,2 а.е., по нашим меркам это очень далеко.

Среднее расстояние от Солнца до планеты Уран составляет 2,8 млрд. км.

В связи с большой удаленностью от нашего источника света, на этом космическом объекте есть много интересных и необычных фактов:

• период прохождения по окружности Солнца — год, на Уране он составляет 84 земных года;
• полюса присутствуют под лучами Солнца по 42 года (лето) каждый, а потом такое же количество лет пребывают в холодной темноте (зиме).

Это происходит из-за того, что планета неторопливо сменяет полушария относительно Солнца. А сам космический объект лежит на боку, ось вращения отклонена на 98 градусов от вертикального положения. Возможно это положение планета приняла после удара с космическим телом. Сутки на планете длятся чуть больше 17 часов, так как вокруг собственной оси она движется быстро.

Уран лежит на боку

Удивительные спутники планеты Уран

Как и другие газовые гиганты, Уран окружен целой системой спутников. Однако есть у спутников Урана любопытная особенность –  орбиты большинства из которых почти совпадают с плоскостью экватора планеты. Таким образом, спутники Урана движутся не в плоскости его орбиты (как это происходит со спутниками всех других планет), а почти перпендикулярно ей. Это уникальный случай в Солнечной системе.

Сейчас известно 26 спутников Урана, 5 наиболее крупных открыты уже давно, первые 2 из них обнаружил сам Гершель в 1787 году, спустя 6 лет после открытия Урана. Еще 2 спутника были «найдены» в 1851-м преуспевающим ливерпульским пивоваром Уильямом Ласселлом — выдающимся британским астрономом-любителем Викторианской эпохи.

Наконец, в 1948 году американский астроном Джерард Койпер нашел самый маленький из пяти главных спутников. Интересно, что первооткрыватели первых четырех спутников не дали им названий. Это сделал в XIX веке сын Вильяма Гершеля, Джон Гершель, который и сам являлся одним из виднейших астрономов мира.

Его предложение было принято, и названия спутников стали своего рода английским реваншем за отказ международного астрономического сообщества признать предложенное в свое время Вильямом Гершелем имя английского короля Георга в качестве названия новой планеты.

В нарушение астрономической традиции, требующей брать названия для планет и спутников из мифологических сюжетов разных народов, спутники получили имена персонажей из произведений английских литераторов — Шекспира и Попа. Самый яркий среди сателлитов Урана — Ариэль, отражающий 40% падающего на него света. Поэтому он получил имя доброго, светлого духа воздуха — персонажа, встречающегося и в пьесе Шекспира «Буря», и в поэме Попа «Похищение локона».

Соседний с ним спутник — Умбриэль, по размеру практически такой же, но поверхность его вдвое темнее — она отражает лишь 20% света. Он носит имя злого, темного духа из той же поэмы Попа.

Два наиболее крупных из спутников Урана — Титания и Оберон — также имеют довольно светлую поверхность, отражая около 25%. Эта пара получила имена королевы фей и ее супруга, короля добрых духов из пьесы Шекспира «Сон в летнюю ночь».

Еще 10 небольших сателлитов Урана обнаружены сравнительно недавно –– в 1985 и 1986 годах по телевизионным снимкам, сделанным во время подлета к планете станции «Вояджер-2». Новые спутники также получили имена героинь пьес Шекспира. Продолжение шекспировской темы произошло и при выборе названий для деталей на поверхностях больших спутников, впервые обнаруженных по снимкам с «Вояджера».

Ни у одного из спутников Урана атмосферы нет. Все они слишком малы, чтобы удержать вокруг себя газовую оболочку. 5 больших спутников состоят на 50% из водного льда, на 30% — из льдов метана и аммиака и на 20% — из обычных горных пород — силикатов (соединений кремния с другими химическими элементами).

Уран в мире

Самые большие запасы урана находятся в Австралии. Затем идут Казахстан, Россия, Канада, ЮАР, Нигер и Бразилия.

Что касается производства электроэнергии с помощью атомных электростанций, то Канада, Казахстан и Австралия занимают лидирующие позиции. Эти три страны вместе производят более чем половину ядерной энергии в мире.

Смотрите таблицу с данными по производству и запасам урана каждой из перечисленных стран.

Страна	Запасы урана (тысяч тонн / в год)	Производство обогащённого урана (тонн / в год)
Австралия	1 661	7 743
Казахстан	629	7 994
Россия	487	3 239
Канада	468	10 485
Нигер	421	3 355
Бразилия	276	238

Атмосфера планеты Уран

Когда «Вояджер» добрался до Урана, одной из его главных задач стало исследование атмосферы планеты. Космический аппарат уточнил размеры Урана — диаметр планеты (по уровню облачного слоя) оказался равным 51 200 км, что примерно в 4 раза больше, чем у Земли. Верхнюю границу атмосферы, мощность которой достигает около 7 000 км, составляют облака.

Атмосфера Урана содержит 84% молекулярного водорода, 14% гелия, 2% метана, а также незначительное количество ацетилена, цианида водорода и моноксида углерода. Внешняя часть атмосферы очень прозрачна. Зеленовато-голубой цвет газовой оболочки Урана является результатом того, что красные лучи поглощаются имеющимся в атмосфере метаном.

Используя различные светофильтры, «Вояджер-2» сфотографировал пояса атмосферной дымки над южным полюсом планеты, который во время съемки был расположен в центре освещенного Солнцем полушария. Эта дымка образовалась при прохождении солнечных ультрафиолетовых лучей через атмосферу Урана. Кое-где в верхнем слое атмосферы видны белые облачные образования, состоящие скорее всего из метанового инея.

Казалось бы, из-за крайне неравномерного распределения солнечного тепла на Уране должна быть колоссальная разница температуры между освещенными и погруженными во мрак областями планеты. Можно было бы ожидать, что полюс, так надолго обращенный к Солнцу, станет существенно теплее того, который находится в потемках, но похоже, что ничего подобного не происходит.

Измерения температуры верхних слоев атмосферы Урана были выполнены со станции «Вояджер-2» как раз в то время, когда зима и лето на полюсах достигли своего максимального развития. Оказалось, что температурные значения и на обоих полюсах, и на экваторе практически одинаковы! Это указывает на наличие какого-то механизма переноса тепла в атмосфере Урана от более нагретых районов к менее нагретым, и наоборот.

Не подтвердились и предположения о циркуляции атмосферы Урана. Все расчеты относительно динамики воздушной оболочки планеты исходили из того факта, что когда один из полюсов Урана обращен в сторону Солнца, он непрерывно освещен, независимо от вращения планеты вокруг оси. Следовательно, можно было ожидать, что в районе полюса, длительно обогреваемого Солнцем, теплый “воздух” будет подниматься и перемещаться к экватору, а затем далее, на неосвещенную сторону планеты, где начнет, остывая, тяжелеть и опускаться в глубь атмосферы в районе затененного полюса.

Однако если судить по снимкам «Вояджера», то в общей картине циркуляции атмосферы на Уране преобладает перенос в направлении вращения планеты — полосы облачности вытянуты здесь с запада на восток. Впрочем, определить это было довольно трудно, поскольку в атмосфере удалось заметить очень мало отдельных облачных образований, отличающихся по цвету от общей однородной облачной массы, окутывающей всю планету. Эти белые облачка состоят, вероятнее всего, из метана. Они расположены на высоте, где температура составляет 80°К (около –200°С).

Уран, как и три другие газовые планеты-гиганты –— Юпитер, Сатурн и Нептун, — расположен во внешней части Солнечной системы, чрезвычайно далеко от Солнца, поэтому даже на дневной стороне этой планеты температура очень низкая. У верхней границы атмосферы Урана над освещенным полушарием она почти одинаковая в различных районах — от полюса до экватора.

Разброс составляет всего лишь 4° (от –208 до –212°С). Это обстоятельство стало еще одним из сюрпризов, который преподнес ученым «Вояджер-2» во время исследований Урана. Как и на других планетах-гигантах, в атмосфере Урана наблюдаются признаки сильных ветров, дующих параллельно экватору планеты. В основном это ветры, несущиеся с запада на восток с ураганными скоростями от 140 до 580 км/ч. А вот вдоль экватора ветры дуют в обратном направлении, но тоже очень сильные — 350 км/ч.

Сравнительный размер планеты Уран и планеты Земля