Изследванията на Слънчевата система, проведени през последната четвърт на 20-ти век, дадоха на науката редица изненадващи открития. С помощта на нови мощни оптични телескопи на астрофизиката, атомните учени, представители на други отрасли на науката и технологиите успяха да получат безценни научни данни за близкото пространство. Благодарение на полетите на космически автоматични сонди, на човечеството станаха известни интересни факти за състава и структурата на планетарната система на нашата звезда. И накрая, научният свят е успял да получи информация как изглежда планетата Уран, какво представлява Нептун и какви са истинските размери на Слънчевата система.
Най-изумителната планета на Слънчевата система
Изследвайки близо до земното пространство чрез телескоп, лесно е да стигнем до погрешно мнение - слънчевата система е най-простият хелиоцентричен механизъм, в който всички други космически тела и обекти се подчиняват на познатите закони на физиката и математиката. Всъщност всичко не е толкова просто, колкото изглежда на пръв поглед. Всяко небесно тяло в най-близкото ни пространство живее собствения си живот, има свои характеристики и не е много подобно на съседите си. Ярък пример за това са наземните планети, сред които само Земята и Марс могат с един участък да бъдат поставени в един ред.
Подобна е ситуацията с друга група планети - газови гиганти - които правят движението си около Слънцето във външен кръг. Ако Юпитер и Сатурн имат подобни астрофизични параметри и характеристики, тогава Уран на техния фон изглежда като „черна овца“. Въпреки външната прилика и същата структура, Уран е единствената планета на нашата звездна система, която заема необичайна позиция. Специфичната черта на такова небесно тяло като Уран е следният аспект. Планетата не просто прави измерване на хелиоцентрична орбита, а се търкаля като билярдна топка около слънцето. Казано по-просто, планетата просто лежи на своята страна и се търкаля в посока на орбитата си. Това поведение е не само не типично за другите два газови гиганта на Слънчевата система - Юпитер и Сатурн, положението на оста на въртене на Уран по отношение на равнината на орбитата му изглежда необичайно.
Ако говорим за това колко далеч е наклонен екваторът на Уран към равнината на орбитата си, то тази стойност е 97.86⁰. Например Земята и Марс имат ъгъл на наклона на екватора към орбиталната равнина съответно от 23.45 и 25.19 градуса. Екваторът при Меркурий и Юпитер е почти перпендикулярна на орбиталната равнина. Уран лежи на своя страна и се върти назад. Такава позиция на оста изглежда от научна гледна точка като безсмислица, тъй като на седмата планета от Слънцето промяната на деня и нощта се наблюдава само в тесен сектор на планетарния диск. Изгревът и залезът на далечното Слънце се случват на хоризонта на Уран почти толкова, колкото и в полярните ширини на Земята. Поради тази позиция на оста на ротация на планетата, има един любопитен момент - разликата в продължителността на уранската година при полюсите и екватора. Полюсите на планетата се срещат ден и нощ веднъж на 42 земни години, но на екватора годината се удължава точно два пъти и е 84 земни години.
Положението на оста на ротация на планетата и природата на магнитното поле на седмата планета. За разлика от другите небесни тела на Слънчевата система, магнитното поле на Уран се върти заедно със самата планета, постоянно променяйки магнитните полюси. С други думи, магнитното поле на планетата Уран периодично се отваря и затваря. Ако това се случи на Земята, всеки ден щеше да се очаква планетарна катастрофа.
Откриване на седмата планета
Историята на откриването на третия газов гигант е изцяло свързана с името на англичанина Уилям Хершел. През 1781 г. англичанинът открил ново небесно тяло, което първоначално било сбъркано с комета, която посетила Слънчевата система. Въпреки това, след известно време, след изучаване на характеристиките на обекта в орбита около Слънцето, астрономът Уилям Хершел решил да го класифицира като седмата планета. Това събитие се превърна в забележителност в астрономията. За първи път по един инструментален начин човек успява да намери планета, чието съществуване преди това е било неизвестно. До този момент астрономите разчитат на информация за съществуването на шест планети, като приемат Уран за звезда. Идеята за размера на Слънчевата система беше ограничена до орбитата на Сатурн.
Англичанинът, като откривател, предложи да назове седмата планета в чест на английския монарх - "звездата на Джордж". Това име не отговаря на вкуса на членовете на Кралската астрономическа обсерватория, които решиха да дадат на новата планета името Уран, в чест на древногръцкия божествен символ на небесната сфера. Впоследствие, когато Хершел наблюдаваше движението на Уран, се забелязва особеност на поведението на това небесно тяло в орбита. Седмата планета се движеше неравномерно в орбита, сега ускоряваше, а след това забавяше движението си. Още след смъртта на Хершел други астрономи, англичанинът Адамс и французинът Лавъри, предположиха, че зад Уран има друго голямо небесно тяло, чиято гравитация влияе върху поведението на третия газов гигант. Последващите математически изчисления потвърдиха правилността на предположението, което направи възможно през 1846 г. да отвори последната, осма планета на Слънчевата система, Нептун.
Така откриването на Уран води до верижна реакция в научния свят, което води до разширяване на границите на планетарната система. Следвайки Уран, имаме Нептун и Плутон - обекти, открити чрез математически изчисления.
Астрофизични характеристики: кратко описание на планетата Уран
Въпреки външната прилика с първите два газови гиганта на Слънчевата система, седмата планета значително се различава от Юпитер и Сатурн. За разлика от Юпитер и Сатурн, които могат да се видят доста добре с телескоп, Уран в лещата изглежда като малка звездичка. Това се дължи на огромното разстояние, което разделя този далечен свят от нашата планета.
На хоризонта на Земята третият гигант е едва забележим, представлявайки неясна звезда, яркостта на която варира в диапазона от 5.9 до 5.32. Наблюдавайки в телескоп зад далечна звезда с бледосин цвят, астрономите отдавна се чудят какъв цвят е седмата планета. Учените получиха отговора на този въпрос едва през 1986 г., когато космическата сонда на Вояджър-2 прелетя 80 хиляди километра. от повърхността на далечна планета. Получените изображения показваха бледосин цвят, с едва метален оттенък, планетарен диск.
Разстоянието от Слънцето е средно 2 876 679 082 км. Уран се движи около центъра на звездната система в почти елиптична орбита с лек ексцентричност (е), която е 0,46. Орбиталният период на небесното тяло около централната звезда е 30,685 земни дни или 84 години. Скоростта на движение на тази планета е ниска - само 6,8 километра в секунда. Само Нептун се движи в пространството с още по-ниска орбитална скорост - 5.4 km / s.
Ако говорим за това колко време отнема пътуването от Земята до третата гигантска планета, тук можете да разчитате на данните за полетите на същата автоматична машина Voyager 2, която е летяла за Уран в продължение на почти 9 години. Това досега е единствената мисия, която позволи на земляните да получат идеи за този отдалечен обект и неговите околности.
Въпреки скромните си размери в нощното небе, в действителност размерът на Уран е впечатляващ. Диаметърът на планетарния диск на този гигант е 50 724 км. Това, разбира се, не е толкова в Юпитер и Сатурн, чиито диаметри са съответно 140 хил. Км и 116 хил. Км. Това обаче е съвсем достатъчно, за да може седмата планета на Слънчевата система да задържи третата позиция.
Впечатляващ наблюдател и масата на това небесно тяло. Уранът е 14,5 пъти по-тежък от Земята и тежи 8,6832 · 1025 kg. По своята маса бледосиният гигант губи не само Юпитер и Сатурн. Дори далечният спътник на Уран, планетата Нептун, има голяма маса. Относителната лекота на отдалечено небесно тяло се дължи на нейния състав. За разлика от другите две планети Юпитер и Сатурн, където обемът е представен от полутечен и метализиран водород и хелий, Уран представлява огромна топка за лед, която има скорост на въртене около собствената си ос 2.29 m / s.
Съставът на седмата планета и нейната атмосфера
Лед върху Уран е разнообразие от високотемпературни модификации. Има замръзнал амоняк, воден лед и метан в твърдо, ледено състояние. Поради ледената природа седмата планета беше прехвърлена от астрофизиците към категорията ледени гиганти. Плътността на ледената топка е незначителна, почти три пъти по-малка от плътността на планетата Земя и е 1,27 g / cm3. Въпреки това, поради големите си маса и орбитални параметри, гравитационните сили са доста силни върху Уран. Ускоряването на свободното падане в ледения гигант е почти идентично с това на Земята и възлиза на 8,87 m / s2.
Любопитна структура на далечна планета, която изглежда така:
- солидна каменна сърцевина;
- ледена мантия;
- въображаема повърхност;
- долна атмосфера (стратосфера и тропосфера);
- планетарна корона.
Повърхността на небесното тяло е представена от съединения на водород и хелий, които са в газообразно състояние. Атмосферата на планетата включва метан, благодарение на който Уран има характерен бледосин оттенък. Концентрацията му намалява с надморска височина, където поради изключително ниските температури метанът замръзва, оставяйки място за водород и хелий. Точният химически състав на атмосферата на седмата планета не е напълно известен, но ако се съди от спектъра, атмосферата е предимно водород, тя съдържа и въглеводородни съединения, които са резултат от слънчевата радиация върху метановите молекули. Слоевете на атмосферата на ледения гигант се различават по дебелина и температура. Най-горният слой е атмосферната корона, която се простира далеч отвъд планетата на разстояние от 8000 км. По-ниските слоеве са стратосферата и тропосферата, където преобладават ниските температури. На височина от 50-300 км. от повърхността е слой от облаци, състоящ се от водни пари, кристали на амоняк и метан. Температурите в това място достигат 227-250 градуса по Целзий с минус.
заключение
Информацията, която учените имат днес за третата гигантска планета, е изключително ограничена. Това се дължи на местоположението на Уран. Астрофизиците и учените се фокусираха върху изследването на Юпитер и Сатурн и на крайните региони на Слънчевата система. Уран, разположен в средата на тази общност от небесни тела, през цялото време е бил извън погледа на изследователските програми. Космическият кораб "Вояджър 2" досега се превърна в единствения кораб, който е достигнал околността на далечна планета, предоставяйки първата документална информация за планетата Уран, за състава на атмосферата и околната среда.
Подобно на всички други газови гиганти, които имат своя собствена система от небесни тела, учените открили ураново украшение - система от пръстени. Открити са и спътници на планетата Уран, които днес са 27 броя. С помощта на телескопа Хъбъл през 2005 г. е възможно да се разгледат подробно петте най-големи спътника на Уран - това са Миранда, Ариел, Умбриел, Титания и Оберон. Последващо проучване на далечна планета и нейните спътници вероятно ще предостави нова и полезна информация на учените, но в близко бъдеще мисиите към тази част на Слънчевата система не са планирани.
