Краткая характеристика планеты уран. Состав и внутреннее строение урана
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 около 55 К.
Уран сформировался из первоначальных твердых тел и различных льдов (подо льдами здесь надо понимать не только водяной лед), он лишь на 15% состоит из водорода, а гелия нет почти совсем (в контраст Юпитеру и Сатурну, которые, по большей части, - водород). Метан, ацетилен и другие углеводороды существуют в значительно больших количествах, чем на Юпитере и Сатурне. Ветры в средних широтах на Уране перемещают облака в тех же направлениях, что и на Земле. Эти ветры дуют со скоростью от 40-а до 160-ти метров в секунду; на Земле быстрые потоки в атмосфере перемещаются со скоростью около 50-ти метров в секунду.
Толстый слой (дымка) - фотохимический смог - обнаруживается вокруг освещенного Солнцем полюса. Освещенный Солнцем полушарие также излучает больше ультрафиолета. На представленном изображении Урана контраст цветов искусственно усилен для выявления разницы между ними.
Инструменты "Вояджера" обнаружили отчасти более холодную полосу между 15 и 40-ка градусами широты, где температура на 2-3 K ниже.
Синий цвет Урана является результатом поглощения красного света метаном в верхней части атмосферы . Вероятно, существуют облака других цветов, но они прячутся от наблюдателей перекрывающим слоем метана. Атмосфера Урана (но не Уран в целом!) состоит примерно на 83% из водорода, на 15% из гелия и на 2% из метана. Подобно другим газовым планетам, Уран имеет полосы облаков, которые очень быстро перемещаются. Но они слишком плохо различимы и видимы только на снимках с большим разрешением, сделанных "Вояджером 2". Недавние наблюдения с HST позволили рассмотреть большие облака. Есть предположение о том, что эта возможность появилась в связи с сезонными эффектами, ведь как не трудно сообразить, зима от лета на Уране сильно разняться: целое полушарие зимой на несколько лет прячется от Солнца ! Однако, Уран получает в 370 раз меньше тепла от Солнца, чем Земля, так что летом там тоже не бывает жарко. К тому же, Уран излучает тепла не больше, чем получает от Солнца, следовательно и скорее всего, он холоден внутри.
Обедненность атмосферы планеты легкими газами - следствие недостаточной массы зародыша планеты. В ходе образования, Уран не смог удержать возле себя большее количество водорода и гелия только потому, что к моменту, когда будущий Уран собрал достаточно массивное ядро, свободного водорода и гелия в Солнечной системе оставалось мало. Зато Уран содержит больше воды, метана, ацетилена.
Рассказ о Уране для детей содержит информацию о том какая температура на Уране, о его спутниках и особенностях. Сообщение о Уране Вы можете дополнить интересными фактами.
Краткое сообщение о Уране
Уран – седьмая планета Солнечной системы, которую в ясную ночь можно увидеть невооруженным глазом. Названа в честь древнегреческого бога неба. Как и Землю, Уран называют голубой планетой – он по-настоящему голубой.
Атмосфера на Уране состоит в основном из водорода и гелия, с небольшой примесью метана. Верхние слои атмосферы отражают голубые лучи, что придает планете такой насыщенный цвет.
Уран обращается вокруг Солнца за 84 земных года и находится в 20 раз дальше от Солнца, чем Земля. Поэтому Уран – самая холодная планета Солнечной системы, температура на поверхности – -218 градусов. Так же, как и другие планеты-гиганты, Уран имеет спутники и кольца.
Это четвертая по массе планета Солнечной системы.
Сообщение о планете Уран
Уран — самая голубая планета солнечной системы. Но планета Уран мало изучена.
Уран, первая планета, обнаруженная в новой истории, была открыта случайно Вильямом Гершелем, когда он рассматривал небо в свой телескоп 13 марта 1781 года.
Планета состоит из разных газов и льдов. А температура на Уране около -220 градусов. Луч солнца со скоростью света добирается до этой планеты только за 2-3 часа.
Полный оборот вокруг своей оси он делает за 84 земных года. Уран – ледяная планета-гигант . Он больше Земли в 4 раза и тяжелее в 14 . В центре планеты находится относительно маленькое каменное ядро. А большую часть составляет ледяная оболочка – мантия. Однако, лёд там совсем не такой, как мы с вами привыкли видеть. Он похож на плотную вязкую жидкость. На Уране нельзя определить где заканчиваются облака, и начинается поверхность.
Вокруг своей оси Уран оборачивается за 17 часов . Однако, как и на других планетах-гигантах, здесь дуют сильнейшие ветра, достигающие скорости 240 метров в секунду . Поэтому некоторые части атмосферы обгоняют планету и делают оборот вокруг планеты всего за 14 часов .
Зима на Уране длится почти 42 года и всё это время Солнце не поднимается над горизонтом. То есть царит полная темнота. Так происходит из-за того, что Уран вращается совсем не так как другие планеты. Его ось так сильно наклонена, что он «лежит» на боку. Если другие планеты можно сравнить с вращающимися волчками, то Уран больше похож на катящийся шар. Ученные предполагают, что давным-давно Уран столкнулся с небольшой планетой, которая «уронила» его. А сама стала одним из 13 колец Урана.
Своё название эта невероятно интересная планета получила в честь отца римского бога Сатурна. Именно Уран стал первой планетой, которая была открыта в современной истории. Впрочем, сначала эту планету в 1781 году отнесли в разряд комет, и только позже наблюдения астрономов доказали, что Уран – это самая настоящая планета. В нашем обзоре любопытно-интереснейшие факты о седьмой от Солнца планете, лето на которой длится 42 года.
1. Седьмая планета
Уран - седьмая планета по удаленности от Солнца, которая занимает третье место по величине и четвертое место по массе в Солнечной системе. Ее не видно невооруженным глазом, поэтому Уран стал первой планетой, обнаруженной с помощью телескопа.
2. Уран открыт в 1781 году
Уран был официально открыт сэром Уильямом Гершелем в 1781 году. Название планеты происходит от древнегреческого божества Урана, чьи сыновья были гигантами и титанами.
3. Слишком, слишком блеклый...
Уран слишком блеклый, чтобы его смогли увидеть без специальных приспособлений. Сначала Гершель думал, что это была комета, но через несколько лет подтвердилось, что это все же планета.
4. Планета лежит «на боку»
Планета вращается в обратном направлении, противоположном Земле и большинству других планет. Поскольку ось вращения Урана расположена необычно (планета лежит «на боку» относительно плоскости вращения вокруг Солнца), почти четверть года один из полюсов планеты находится в полной темноте.
5. Самый маленький из «гигантов»
Уран является самым маленьким из четырех «гигантов» (к ним также относятся Юпитер, Сатурн и Нептун), но он в несколько раз больше Земли. Экваториальный диаметр Урана 47 150 км, по сравнению с диаметром Земли 12 760 км.
6. Атмосфера из водорода и гелия
Как и у других газовых гигантов, атмосфера Урана состоит из водорода и гелия. Ниже находится ледяная мантия, которая окружает ядро из камня и льда (именно поэтому Уран часто называют «ледяным гигантом»). Облака на Уране состоят из воды, аммиака и кристаллов метана, что придает планете ее бледно-голубой цвет.
7. Уран помог с Нептуном
С того времени, как Уран был впервые обнаружен, ученые заметили, что в определенные моменты вращения по орбите планета отклоняется дальше в космос. В девятнадцатом веке некоторые астрономы предположили, что это притяжение связано с гравитацией другой планеты. Делая математические расчеты, основанные на наблюдениях Урана, два астронома, Адамс и Леверье, определили местонахождение другой планеты. Это оказался Нептун, расположенный на расстонии 10,9 астрономических единиц от Урана.
8. 19,2 астрономические единицы
Расстояния в Солнечной системе измеряются в астрономических единицах (а.е.). За одну астрономическую единицу было принято расстояние Земли от Солнца. Уран находится на расстоянии 19,2 а.е. от Солнца.
9. Внутреннее тепло планеты
Еще одним удивительным фактом об Уране является то, что внутреннее тепло планеты меньше, чем у других планет-гигантов в Солнечной системе. Причина этого неизвестна.
10. Вечная дымка из метана
Верхние слои атмосферы Урана представляет собой вечную дымку из метана. Она скрывает бури, которые бушуют в облаках.
11. Два внешних и одиннадцать внутренних
У Урана есть два набора очень тонких колец темного цвета. Частицы, из которых состоят кольца, являются весьма небольшими: от размера песчинки до небольших камушков. Есть одиннадцать внутренних колец и два внешних кольца, первые из которых были открыты в 1977 году, когда Уран прошел перед звездой и астрономы смогли наблюдать планету с помощью телескопа Хаббл.
12. Титания, Оберон, Миранда, Ариэль
Уран имеет в общей сложности двадцать семь спутников, большинство из которых были названы в честь героев комедии Шекспира «Сон в летнюю ночь». Пять главных спутников называются Титания, Оберон, Миранда, Ариэль и Умбриэль.
13. Ледяные каньоны и террасы Миранды
Самым интересным спутником Урана является Миранда. Она имеет ледяные каньоны, террасы и другие странные выглядящие участки поверхности.
14. Самая низкая температура в Солнечной системе
На Уране была зафиксирована самая низкая температура на планетах Солнечной системе - минус 224 ° C. Хотя таких температур не было замечено на Нептуне, эта планета в среднем холоднее.
15. Период обращения вокруг Солнца
Год на Уране (т. е. период обращения вокруг Солнца) длится 84 земных года. Около 42 лет каждый из ее полюсов находится под прямыми солнечными лучами, а остальную часть времени пребывает в полном мраке.
Для всех, кому интересная внеземная тема, мы собрали .
Уран в 4 раза больше и в 14,5 раз тяжелее Земли, и в 390 раз слабее освещается Солнцем. Он относится группе планет, названных газовыми гигантами. Более того – это один из двух ледяных гигантов ближайшего космоса. Главными составляющими его атмосферы являются водород и гелий, в некотором количестве присутствует также углерод, метан и др. примеси. Именно метан придает планете лазурно-зеленоватый цвет.
Облака планеты Уран имеют сложную, слоистую структуру. Верхний слой состоит из метана, основной – из замерзшего сероводорода. Ниже расположен второй облачный слой, состоящий из гидросульфата аммония. Еще ниже - облака из водяного льда. Сложно определить, где заканчивается атмосфера и начинается поверхность планеты, но структура Урана все же несколько более плотная, чем у других газовых гигантов.
В центре планеты находится относительно небольшое каменное ядро, а мантия состоит из ледяных модификаций метана, аммиака, гелия, водорода и скальных пород. Металлический водород, присутствующий в недрах других планет-гигантов, на Уране отсутствует.Уран имеет собственное магнитное поле, происхождение которого пока неизвестно, и излучает в пространство значительно больше тепла, чем получает от Солнца.
Уран – самая холодная планета Солнечной системы. Минимальная зафиксирована здесь температура - 224°С. В атмосфере планеты наблюдаются мощные и длительные бури, при которых скорость ветра достигает 900 км/час.
Движение Урана происходит по почти круговой орбите. Период обращения вокруг Солнца – 84 земных года. Уран обладает уникальной особенностью – его ось вращения отстоит от плоскости орбиты всего на 8°. Планета как бы, катится вокруг Солнца, покачиваясь с бока на бок. Еще одна особенность Урана – ретроградное или обратное суточное вращение. Так в , кроме него, вращается только Венера. Сутки на Уране составляют 17 часов 14 минут.
В результате всего сказанного, на Уране установилась необычная смена сезонов. Смена времен года на полюсах и экваторе планеты происходит по-разному. На экваторе Урана в течение года бывает по 2 лета и 2 зимы. Продолжительность каждого периода – почти 21 год. На полюсах - одна зима и одно лето продолжительностью 42 земных года. В периоды равноденствия в небольшом поясе, близком к экваториальным областям планеты, происходит обычная смена дня и ночи.
Система колец и спутники Урана
Уран имеет 13 тонких темных колец – 9 основных, 2 пылевых и 2 внешних, образовавшихся, позднее внутренних. Первые 11 расположены на расстоянии 40 000-50 000 км. Внешние кольца, открытые в 2005 году, расположены примерно в 2 раза дальше основных, и составляют отдельную систему. Толщина колец не превышает 1 км. Между основными кольцами наблюдаются неполные дуги и пыльные полосы.
Ширина центрального кольца достигает 100 км, оно является самым значительным по величине. Кольца Урана непрозрачны, и состоят из смеси льда и какого-то темного материала. Предполагается, что возраст системы колец не превышает 600 млн. лет. Возможно, она возникла при столкновении и разрушении спутников планеты, вращающихся вокруг нее или захваченных в результате гравитационного взаимодействия.
Плоскости орбит 27 спутников Урана практически совпадают с экваториальной плоскостью планеты. Ни один из них не обладает атмосферой и не достигает размеров малых планет. Спутники внутренней группы, представляют собой обломки неправильной формы, размерами 50 - 150 км. Все они Уран в течение нескольких часов. Орбиты внутренних спутников быстро меняются. Вероятно, они являются поставщиками материала для колец планеты.
Самыми крупными являются основные спутники. Их 5. Диаметр самого большого из них - Титании – 1158 км. Основные спутники состоят изо льда и скальных пород. Третья группа – внешние спутники – имеют обратное вращение, небольшие размеры, и орбиты, имеющие значительный угол наклона к плоскости экватора планеты. Самый крупный – Фердининд – делает один оборот вокруг Урана за 8 лет. Вероятно, все они захвачены гравитационным полем планеты из космического пространства.
В отличие от других планет-гигантов ось вращения Урана находится почти в плоскости орбиты, т. е. наклон экватора к орбите составляет 82°. Уран как бы «лежит на боку», поэтому длительность полярного дня и ночи по широте, которые составляют на полюсах по 42 года, на широте 60° — 28 лет, на широте 30° — 14 лет.
Уран имеет небольшое твердое железно-каменное ядро, над которым сразу начинается плотная мощная, толщиной не менее 8000 км атмосфера. Она состоит на 83 % из водорода, 15 % гелия и 2 % метана (рис. 1).
Общие характеристики планеты Уран
Метан, ацетилен и другие углеводороды в атмосфере Урана встречаются в значительно больших количествах, чем на Юпитере и Сатурне. Именно метановая дымка хорошо поглощает красные лучи, поэтому Уран кажется голубым. Подобно другим газовым планетам, он имеет полосы облаков, которые очень быстро перемещаются.
Средняя температура на поверхности планеты — 200 °С. Зима и лето на Уране сильно разнятся: целое полушарие зимой на несколько лет прячется от Солнца. Летом там тоже не бывает жарко, так как Уран получает в 370 раз меньше тепла от Солнца,чем Земля. Ветры в средних широтах на Уране перемешают облака в тех же направлениях, что и на Земле. Они дуют со скоростью от 40 до 160 м/с (на Земле — около 50 м/с).
Рис. 1. Состав атмосферы Урана
Уран был открыт 13 марта 1791 г. английским астрономом немецкого происхождения Уильямом Гер шел ем (1738-1822) (рис. 55). В 1787 г. он же открыл первые два спутника и дал им названия Оберон и Титания в честь короля и королевы фей из пьесы У. Шекспира «Сон в летнюю ночь». Это положило начало традиции называть новые спутники в честь персонажей пьес У. Шекспира: Дездемона, Корделия, Офелия, Джульетта, Розалинда, Белинда, Калибан и т. д. Наиболее крупный из них Титания, диаметром 1580 км. Всего же у Урана более 20 спутников.
В 1977 г. с Земли у Урана были открыты кольца, затем это открытие подтвердилось фотографиями с зонда «Вояджер-2», пролетевшего 24 января 1986 г. вблизи Урана.
