ПЛАНЕТ УРАН

Send

Уран, који је име добио по грчком Богу неба, је гасни гигант и седма планета са нашег Сунца. То је уједно и трећа највећа планета у нашем Сунчевом систему, која се налази иза Јупитера и Сатурна. Попут својих колега гасних дивова, он има много месеца, прстенасти систем, а састоји се пре свега од гасова за које се верује да окружују чврсто језгро.

Иако се то може видети голим оком, спознаја да је Уран планета била је релативно недавна. Иако постоје индикације да је током претходне две хиљаде година неколико пута примећен, тек је у 18. веку препознато по ономе што јесте. Од тог времена постају познати пуни обим планета, месеца прстена и мистериозне природе планете.

Откривање и именовање:

Као и пет класичних планета - Меркур, Венера, Марс, Јупитер и Сатурн - Уран се може видети без помоћи телескопа. Али због своје пригушености и спора орбита, древни астрономи су веровали да је то звезда. Најраније познато опажање извршио је Хиппарцхос, који је то забиљежио као звезду у свом каталогу звезда у 128 пре нове ере - опажања која су касније укључена у Птоломејеве Алмагест.

Најраније дефинитивно виђење Урана догодило се 1690. године, када га је енглески астроном Џон Фламстеед - први астрономски краљевски краљ - приметио најмање шест пута и каталогизирао као звезду (34 Таури). Француски астроном Пјер Лемонниер такође га је приметио најмање дванаест пута у периоду између 1750. и 1769. године.

Међутим, то је посматрање Урана од стране сир Вилијама Херсцхела 13. марта 1781. године и покренуло поступак његове идентификације као планете. У то време је извештавао о кометирању посматрањем комете, али потом се укључио у серију посматрања помоћу телескопа свог сопственог дизајна за мерење свог положаја у односу на звезде. Кад је о томе известио Краљевско друштво, тврдио је да је то комета, али их је имплицитно упоредио са планетом.

Након тога, неколико астронома почело је истраживати могућност да је Херсцхелова „комета“ у ствари планета. Међу њима је био и руски астроном Андерс Јохан Лекелл, који је први израчунао његову готово кружну орбиту, због чега је закључио да је ипак планета. Берлински астроном Јоханн Елерт Боде, члан "Уједињеног астрономског друштва", сагласио се са тим након што је направио слична запажања његове орбите.

Убрзо је статус Урана као планете постао научни консензус, а 1783. године сам Херсцхел је то признао Краљевском друштву. Као признање за његово откриће, енглески краљ Георге ИИИ је дао Херсцхелу годишњу стипендију од 200 фунти под условом да се он пресели у Виндсор како би краљевска породица могла да гледа кроз његове телескопе.

У част свог новог заштитника, Виллиам Херсцхел је одлучио да именује своје открићери Георгиум Сидус („Џорџова звезда“ или „Жоржова планета“). Ван Британије ово име није било популарно, а убрзо су предложене и алтернативе. Међу њима је француски астроном Џером Лаланде који је предложио да се то позове Херсхел у част свог открића, а шведски астроном Ерик Просперин предложио је име Нептун.

Јоханн Елерт Боде предложио је име Уран, латинизирана верзија грчког бога неба, Оуранос. Ово име се чинило прикладним, имајући у виду да је Сатурн добио име по митском оцу Јупитеру, па би ова нова планета требало да носи име по митском оцу Сатурна. На крају, Боде-ова сугестија је постала најраспрострањенија и постала је универзална до 1850.

Уранова величина, маса и орбита:

Са средњим радијусом од приближно 25.360 км, запремином од 6.833 × 10¹³ км³, и маса 8,68 × 10²⁵ кг, Уран је приближно 4 пута већи од Земље и 63 пута већи од његовог запремине. Међутим, као гасни гигант, његова густина (1,27 г / цм)³) је значајно нижи; стога је само 14,5 масиван као и Земља. Његова ниска густина такође значи да иако је трећи највећи гасни гигант, најмање је масиван (заостаје за Нептуном од 2,6 масе Земље).

Варијација удаљености Урана од Сунца је такође већа од било које друге планете (не укључују патуљасте планете или плутоиде). У основи, удаљеност гасног гиганта од Сунца варира од 18,28 АУ (2,735,118,100 км) у перихелију до 20,09 АУ (3,006,224,700 км) код афелија. На просечној удаљености од 3 милијарде км од Сунца, Урану је потребно отприлике 84 године (или 30,687 дана) да испуни једну орбиту Сунца.

Период ротације унутрашњости Урана је 17 сати и 14 минута. Као и код свих планета џинова, и његова горња атмосфера доживљава јаке вјетрове у смјеру ротације. На неким географским ширинама, попут око 60 степени јужно, видљиве карактеристике атмосфере крећу се много брже, чинећи потпуну ротацију за само 14 сати.

Једна јединствена карактеристика Урана је да се ротира на боку. Док су све планете Сунчевог система у одређеној мери нагнуте на својим осовинама, Уран има најекстремнији аксијални нагиб од 98 °. То доводи до радикалних сезона које планета доживљава, а да не спомињемо необичан циклус дан и ноћ на половима. На екватору Уран доживљава нормалне дане и ноћи; али на половима свако искуство има 42 земаљске године дана, а затим 42 године ноћи.

Уранов састав:

Стандардни модел Уранове структуре је да се састоји од три слоја: каменита језгра (силикат / гвожђе-никал) у средини, ледени плашт у средини и спољна овојница гасовитог водоника и хелијума. Као Јупитер и Сатурн, водоник и хелијум чине већину атмосфере - отприлике 83% и 15% -, али само мали део укупне масе планете (од 0,5 до 1,5 масе Земље).

Трећи најбогатији елемент је метански лед (ЦХ)⁴), која чини 2,3% њеног састава и која чини аквамарин или цијан боју на планети. Трагови различитих угљоводоника налазе се и у стратосфери Урана, за коју се сматра да се производи од метализе и ултраљубичастог зрачења изазване фотолизом. Укључују етан (Ц₂Х₆), ацетилен (Ц₂Х₂), метилацетилен (ЦХ₃Ц₂Х) и диацетилен (Ц)₂ХЦ₂Х).

Поред тога, спектроскопија је открила угљен моноксид и угљен диоксид у горњој атмосфери Урана, као и присуство ледених облака водене паре и других испарљивих састојака, попут амонијака и водоник сулфида. Због тога се Уран и Нептун сматрају посебном класом џиновске планете - познате под називом "Ледени дивови" - пошто су састављени углавном од тежих испарљивих материја.

Ледени плашт у ствари није састављен од леда у конвенционалном смислу, већ од вруће и густе течности која се састоји од воде, амонијака и других испарљивих састојака. Ова течност, која има велику електричну проводљивост, понекад се назива и океан вода-амонијак.

Језгро Урана релативно је мало, са масом од само 0,55 земаљских маса и радијусом мањим од 20% укупне величине планете. Огртач чини његов највећи део, са око 13,4 масе Земље, а горња атмосфера је релативно незнатна, тежи око 0,5 масе Земље и протеже се до последњих 20% Урановог радијуса.

Процењена је језгра Уранове језгре на 9 г / цм³, са притиском у центру од 8 милиона бара (800 ГПа) и температуром од око 5000 К (што је упоредиво са површином Сунца).

Уранова атмосфера:

Као и на Земљи, атмосфера Урана је разбијена у слојеве, зависно од температуре и притиска. Као и други гасни дивови, и планета нема чврсту површину, а научници површину дефинишу као област у којој атмосферски притисак прелази један бар (притисак који се налази на Земљи на нивоу мора). Све што је доступно даљинским сензорима - а протеже се до отприлике 300 км испод нивоа од 1 бара - такође се сматра атмосфером.

Помоћу ових референтних тачака, Уранова атмосфера се може поделити у три слоја. Прва је тропосфера, између висине од -300 км испод површине и 50 км изнад ње, где се притисци крећу од 100 до 0,1 бара (10 МПа до 10 кПа). Други слој је стратосфера, која досеже између 50 и 4000 км и доживљава притиске између 0,1 и 10^-10 бар (10 кПа до 10 µПа).

Тропосфера је најгушћи слој у Урановој атмосфери. Овде се температура креће од 320 К (46,85 ° Ц / 116 ° Ф) на дну (-300 км) до 53 К (-220 ° Ц / -364 ° Ф) на 50 км, при чему је горњи део регије најхладнији у Сунчевом систему. Регион тропопаузе одговоран је за велику већину Уранових термичких инфрацрвених емисија, чиме се одређује његова ефективна температура од 59,1 ± 0,3 К.

Унутар тропосфере се налазе слојеви облака - водени облаци при најнижим притисцима, а изнад њих су амонијум хидросулфидни облаци. Следе облаци амонијака и водоник-сулфида. Најзад, на врху леже танки метан облаци.

У стратосфери се температуре крећу од 53 К (-220 ° Ц / -364 ° Ф) на горњем нивоу до између 800 и 850 К (527 - 577 ° Ц / 980 - 1070 ° Ф) у дну термосфере, највећим делом захваљујући грејању изазваном соларним зрачењем. Стратосфера садржи етански смог који може допринети тупом изгледу планете. Присутни су и ацетилен и метан, који помажу угријавању стратосфере.

Спољни слој, термосфера и корона, протежу се од 4.000 км до чак 50.000 км од површине. Овај регион има једнолику температуру од 800-850 (577 ° Ц / 1,070 ° Ф), иако научници нису сигурни у разлог. Пошто је удаљеност од Урана од Сунца тако велика, количина топлоте која долази из њега је недовољна за генерисање тако високих температура.

Попут Јупитера и Сатурна, Ураново време следи сличан образац где се системи растављају на појасеве који се окрећу око планете, а које покрећу унутрашња топлота која се подиже до горње атмосфере. Као резултат тога, ветрови на Урану могу да достигну брзину до 900 км / х (560 мпх), стварајући масовне олује попут оне коју је приметио Хуббле свемирски телескоп 2012. Слично као Јупитерова велика црвена тачка, овај „Дарк спот“ био је гигант облак вртлога који је мерио 1.700 километара на 3.000 километара (1.100 миља на 1.900 миља).

Уранови месеци:

Уран има 27 познатих сателита, који су подељени у категорије већих месеци, унутрашњих месеци и нередовитих месеци (слично другим гасним гигантима). Највећи луни Урана су, по величини, Миранда, Ариел, Умбриел, Оберон и Титаниа. Ти се луни крећу у пречнику и маси од 472 км и 6,7 × 10¹⁹ кг за Миранду на 1578 км и 3,5 × 10²¹ кг за Титаниа. Свака од ових месеци је посебно тамна, са ниском везом и геометријским албедосима. Ариел је најсјајнији, док је Умбриел најмрачнији.

Сматра се да су сви велики месеци Урана настали у акректорском диску, који је постојао око Урана неко време након његовог формирања, или је последица великог утицаја који је Уран претрпео почетком своје историје. Свака се састоји од приближно једнаких количина стена и леда, осим Миранде која је направљена пре свега од леда.

Ледена компонента може да садржи амонијак и угљен диоксид, док се верује да је стеновити материјал састављен од угљеничног материјала, укључујући органска једињења (слично астероидима и кометама). Сматра се да су њихове композиције диференциране, са леденим плаштом који окружује стеновито језгро.

У случају Титаније и Оберона, верује се да течни океани воде могу постојати на граници језгра / плашта. Њихове површине су такође снажно затворене; али у сваком случају ендогена поновна резиденција довела је до степена обнављања њихових карактеристика. Чини се да Ариел има најмлађу површину са најмање кратера за ударе, док је Умбриел најстарији и најситнији.

Главни месеци Урана немају осетљиву атмосферу. Такође, због своје орбите око Урана, доживљавају екстремне сезонске циклусе. Пошто Уран орбитира око Сунца готово на његовој страни, а велике луне круже око Земљине екваторијалне равни, северна и јужна хемисфера доживљавају дуге периоде дана и ноћи (42 године у исто време).

Од 2008. године познато је да Уран поседује 13 унутрашњих месеци чија се орбита налази унутар Миранде. Они су, према удаљености од планете: Цорделиа, Опхелиа, Бианца, Црессида, Десдемона, Јулиет, Портиа, Росалинд, Цупид, Белинда, Пердита, Пуцк и Маб. У складу са именовањем Уранових већих месеци, сви су добили имена по ликовима из шекспировских представа.

Сви унутрашњи луни су уско повезани са Урановим системом прстенова, што је вероватно резултат фрагментације једне или више малих унутрашњих месеци. Пацк, на 162 км, је највећи од унутрашњих месеци Урана - и једини кога је сликао Воиагер 2 у сваком детаљу - док су Пуцк и Маб два најудаљенија унутрашња сателита Урана.

Сви унутрашњи месеци су тамни предмети. Направљени су од воденог леда загађеног тамним материјалом, који су вероватно органски материјали обрађени Урановим зрачењем. Систем је такође хаотичан и наизглед нестабилан. Компјутерске симулације процењују да би се могли догодити судари, посебно између Десдемона и Црессида или Јулије током наредних 100 милиона година.

Од 2005. године, познато је и да Уран има девет неправилних месеци, који орбитирају на удаљености много већој од оне у Оберону. Сва нередовита месеца су вероватно заробљени предмети које је Уран заробио убрзо након свог формирања. Они су, према удаљености од Урана: Францисцо, Цалибан, Степхано, Тринцутио, Сицорак, Маргарет, Просперо, Сетебос и Фердинард (још једном, именовани по ликовима у Шекспировим драмама).

Уранови неправилни месеци се крећу у распону од око 150 км (Сицорак) до 18 км (Тринцуло). С изузетком Маргарете, сви круже Ураном у ретроградној орбити (што значи да круже око планете у супротном смеру од њеног спина).

Уранов систем прстена:

Као и Сатурн и Јупитер, Уран има прстенасти систем. Међутим, ови прстенови су сачињени од изузетно тамних честица које се разликују у величини од микрометра до делића метра - отуда они нису ни приближно тако уочљиви као Сатурнови. Тренутно је познато тринаест различитих прстенова, најсјајнији је прстен од епсилона. Уз изузетак два врло уска, ови прстенови мере ширину неколико километара.

Прстенови су вероватно прилично млади и не верује се да су настали са Ураном. Материја у прстеновима можда је некада била део месеца (или месеца) који је био разбијен ударима велике брзине. Од бројних комада крхотина који су настали као резултат тих удара, преживело је само неколико честица, у стабилним зонама које одговарају локацијама садашњих прстенова.

Најранија позната запажања система прстена догодила су се 10. марта 1977. године Јамес Л. Еллиот, Едвард В. Дунхам и Јессица Минк користећи Куипер-ову опсерваторију у ваздуху. Током окултације звезде САО 158687 (познате и као ХД 128598), открили су пет прстенова који постоје унутар система око планете, и приметили су их још четири касније.

Прстенови су директно снимљени када Воиагер 2 прошао је Уран 1986. године и сонда је успела да открије два додатна прстена са слабом светлошћу - чиме је број посматраних прстенова био 11. У децембру 2005. Хуббле свемирски телескоп открио је пар до тада непознатих прстенова, чиме је укупно био 13. налази се два пута даље од Урана од раније познатих прстенова, отуда их зову и "спољни" прстенасти систем.

У априлу 2006. године, слике нових прстенова из опсерваторије Кецк довеле су боје спољних прстенова: најудаљенији је плави, а други црвени. Супротно томе, Уранови унутрашњи прстенови делују сиво. Једна хипотеза о плавој боји спољног прстена је да је састављен од ситних честица воденог леда са површине Маба које су довољно мале да распршују плаву светлост.

Истраживање:

Уран је посетила само једна свемирска летелица једном: НАСА-ин Воиагер 2 свемирска сонда, која је летела поред планете 1986. 24. јануара 1986. Воиагер 2 прешао је унутар 81.500 км површине планете, пославши назад једине блиске фотографије икада снимљене са Ураном. Воиагер 2 а затим је наставио блиски сусрет са Нептуном 1989. године.

Могућност слања Цассини свемирска летелица од Сатурна до Урана процењена је током фазе планирања проширења мисије 2009. Међутим, то никада није уродило плодом, јер би било потребно двадесетак година за Цассини доћи до уранског система после одласка из Сатурна.

У погледу будућих мисија, поднесено је више предлога. На пример, орбитара и сонде Урана препоручена је Декадална анкета о планетарној науци 2013–2022 објављена 2011. Овај предлог је предвиђао лансирање између 2020–2023 и 13-годишње крстарење Ураном. У граници Уранус Орбитер је оцењена и препоручена је студија, Случај орбитара Урана. Међутим, ова мисија се сматра мање приоритетном од будућих мисија на Марс и Јовиан Систем.

Научници из свемирске научне лабораторије Муллард у Великој Британији предложили су заједничку НАСА-ЕСА мисију за Уран познату као Уран Патхфиндер. Ова мисија би укључивала покретање мисије средње класе до 2022. године, а процењује се да ће њена цена бити 470 милиона евра (~ 525 милиона УСД).

Позвана је још једна мисија Урана Херсцхел Орбитал Рецоннаиссанце оф Уранниан Систем (ХОРУС), дизајнирала је Лабораторија за примењену физику Универзитета Јохнс Хопкинс. Предлог је да нуклеарни орбитер носи сет инструмената, укључујући камеру за снимање, спектрометре и магнетометар. Мисија ће почети у априлу 2021. године, а на Уран ће стићи 17 година касније.

2009. године, тим планетарних научника из НАСА-ине лабораторије за млазни погон напредни је дизајнирао орбитара Урана са соларним погоном. Најповољнији лансирни прозор за такву сонду био би у августу 2018., доласком у Уран у септембру 2030. Научни пакет може да садржи магнетометре, детекторе честица и, можда, камеру за снимање.

Довољно је рећи да је Уран тешка мета када је у питању истраживање, а његова удаљеност учинила га је процесом посматрања препознајући га због онога што је у прошлости било проблематично. А у будућности, с већином наше мисије која је била фокусирана на истраживање Марса, Европе и астероида близу Земље, изгледа да мисија у овај регион Сунчевог система не изгледа баш вероватно.

Али буџетско окружење се мења, као и научни приоритети. А са интересовањем да Куиперов појас експлодира захваљујући открићу многих Транс-Нептунових објеката последњих година, сасвим је могуће да ће научници захтевати да се постави мисија за спољни соларни систем. Ако се и када догоди, могуће је да ће Уран замахнути сонду, прикупљајући информације и слике како би се унапредило наше разумевање овог „леденог великана“.

Овдје имамо много занимљивих чланака о Урану у часопису Спаце Магазине. Надамо се да ћете на доњем списку пронаћи оно што тражите: