Планета Уран

З пляцоўкі Вікіпедыя
Перайсці да: рух, знайсці
Уран
[[File:Фатаграфія Урана з апарата «Вояджэр-2».|270px]]
Адкрыццё
Першаадкрывальнік

Уільям Гершэль

Месца адкрыцця

Бат, Вялікабрытанія

Дата адкрыцця

13 сакавіка 1781

Спосаб выяўлення

прамое назіранне

Арбітальныя характарыстыкі

Эпоха: J2000

Перыгелій

2 748 938 461 км
18,375 518 63 а.а.

Афелій

3 004 419 704 км
20,083 305 26 а.а.

Вялікая паўвось (a)

2 876 679 082 км
19,229 411 95 а.а.

Эксцэнтрысітэт арбіты (e)

0,044 405 586

Сідэрычны перыяд абарачэння

30 799,095 дзён
84,323 326 года[1]

Сінадычны перыяд абарачэння

369,66 дней[2]

Арбітальная хуткасць (v)

6,81 км/с[2]

Сярэдняя анамалія (Mo)

142,955717°

Даўгата ўзыходнага вузла (Ω)

73,989821°

Аргумент перыцэнтра (ω)

96,541318°

Спадарожнікі

27

Фізічныя характарыстыкі
Сплюшчанасць

0,02293

Экватарыяльны радыус

25 559 км[3][4]

Палярны радыус

24 973 км[3][4]

Плошча паверхні (S)

8,1156×109 км²[4][5]

Аб'ём (V)

6,833×1013 км³[4][6]

Маса (m)

8,6832×1025 кг[7]

Сярэдняя шчыльнасць (ρ)

1,27 г/см³[2][4]

Паскарэнне свабоднага падзення на экватары (g)

8,87 м/с² (0,886 g)

Другая касмічная хуткасць (v2)

21,3 км/с[2][4]

Нахіл восі

97,77°[3]

Прамое ўзыходжанне паўночнага полюса (α)

17 г 9 хвіл 15 с
257,311°[3]

Схіленне паўночнага полюса (δ)

-15,175°[3]

Альбеда

0,300 (Бонд)
0,51 (геам.)[2]

Бачная зорная велічыня

5,9[8] — 5,32[2]

Вуглавы дыяметр

3,3"—4,1"[2]

Тэмпература
 
мин. сред. макс.
узровень 1 бара
76 K[9]
0,1 бара (трапапаўза)
49 К[10] (-224 °C) 53 К[10] (-220 °C) 57 К[10] (-216 °C)
Атмасфера
Склад:

83±3 % Вадарод (H2)
15±3 % Гелій
2,3 % Метан
Лёд: аміячны
вадзяны
гідрасульфідна-аміячны
метанавы

Уран — сёмая па выдаленні ад Сонца і трэцяя па велічыні планета Сонечнай сістэмы. Уран з'яўляецца газавым гігантам, аналагічна Юпітэру, Сатурну і Нептуну. Быў названы ў гонар старажытнагрэчаскага бога нябёсаў Урана.

Джон Флэмстыд (англ.: John Flamsteed назіраў планету (1690), але палічыў яе зоркай. Англійскі астраном У. Гершэль адкрыў Уран (13.3.1781), назіраючы яго рух праз сузор’е Блізнят[11].

Уран стаў першай планетай, выяўленай у Новы час і пры дапамозе тэлескопа[12]. Аб адкрыцці Урана Уільям Гершэль абвясціў 13 сакавіка 1781 года[13], тым самым упершыню з часоў антычнасці пашырыўшы межы Сонечнай сістэмы ў вачах чалавека. Нягледзячы на тое, што часам Уран адрозны няўзброеным вокам, больш раннія назіральнікі не здагадваліся, што гэта планета, з-за яе панікласці і павольнага руху[12].

Дыяметр: 51117[14] км (4,1 зямных) ; Маса: 14,5 зямных ; Перыяд абарачэння: 17,4 гадз.[15] ; Арбітальны перыяд: 84 г. ; Адлегласць ад Сонца: 19,2 а.а.

Астранамічны знак Урана

Відавочна, планета мае ядро з цвёрдых парод, акружанае вадкай мантыяй з вады, метану і аміяку, акружанае паўвадкай атмасферай з вадароду і гелію. Сярэдняя тэмпература паверхні −218 °C.

У адрозненне ад газавых гігантаў — Сатурна і Юпітэра, якія складаюцца ў асноўным з вадароду і гелію, у нетрах Урана і падобнага з ім Нептуна адсутнічае металічны вадарод, але затое шмат высокатэмпературных мадыфікацыяў лёду — па гэтай прычыне спецыялісты выдзелілі гэтыя дзве планеты ў асобную катэгорыю «ледзяных гігантаў». Аснову атмасферы Урана складаюць вадарод і гелій. Акрамя таго, у ёй выяўленыя сляды метану і іншых вуглевадародаў, а таксама воблака з лёду, цвёрдага аміяку і вадароду. Гэта самая халодная планетарная атмасфера Сонечнай сістэмы з мінімальнай тэмпературай у —224 °C. Мяркуецца, што Уран мае складаную слаістую структуру аблокаў, дзе вада складае ніжні пласт, а метан — верхні[16]. У адрозненне ад Нептуна, нетры Урана складаюцца ў асноўным з ільдоў і горных парод.

Гэтак жа, як і ў іншых газавых гігантаў Сонечнай сістэмы, ва Урана маецца сістэма кольцаў і магнітасферы, і, акрамя таго, маецца таксама 27 спадарожнікаў. Арыентацыя Урана ў прасторы адрозніваецца ад астатніх планет Сонечнай сістэмы, гэта значыць яе вось кручэння ляжыць як бы «на баку» адносна плоскасці звароту гэтай планеты вакол Сонца. З гэтае прычыны планета бывае звернута да Сонца напераменку то паўночным полюсам, то паўднёвым, то экватарам, то сярэднімі шыротамі.

У 1986 годзе амерыканскі касмічны апарат «Вояджэр-2» перадаў на Зямлю здымкі Урана з блізкай адлегласці. На іх бачна «невыразная» ў бачным спектры планета без хмарных палосаў і атмасферных штармоў, характэрных для іншых планет-гігантаў[17]. Аднак у цяперашні час наземнымі назіраннямі атрымалася адрозніць прыкметы сезонных змяненняў і павелічэння актыўнасці надвор'я на планеце, выкліканых набліжэннем Урана да кропкі свайго раўнадзенства. Хуткасць вятроў на Уране можа дасягаць 240 м/с.

Фізічныя характарыстыкі[правіць | правіць зыходнік]

Склад[правіць | правіць зыходнік]

Утрыманне вадарода складае 83%, гелію — 15%, метану — 1,99%. Таксама выяўленыя сляды аміяку, этану і ацэтылену. Уран і Нептун шмат у чым падобныя на ядро Юпітэра або Сатурна без масіўнай абалонкі з вадкага металічнага вадароду. Лічыцца, што ва Урана няма выразна выяўленага ядра, і яго рэчыва размеркаванае больш-меньш раўнамерна. Блакітны колер планеты тлумачыцца паглынаннем чырвонага святла атмасферным метанам.

Нахіл восі[правіць | правіць зыходнік]

Адной з адметных асаблівасцей Урана з'яўляецца нахіл яго восі, якая ляжыць амаль у плоскасці абарачэння. Таму, на працягу часткі арбіты, адзін з полюсаў Урана накіраваны ў бок Сонца, а іншы — наадварот, ад яго. У процілеглай частцы арбіты арыентацыя полюсаў адносна Сонца змяняецца на зваротную, а на ўчастках паміж гэтымі экстрэмумамі, Сонца «круціцца» вакол экватара планеты, як на іншых планетах.

Калі «Вояджэр-2» пралятаў каля Урана ў 1986 годзе, яго паўднёвы полюс быў накіравана як раз на Сонца. Праўда, назвы «паўднёвы» і «паўночны» для Урана не адназначныя. Пра яго можна сказаць, што нахіл яго восі трохі перавышае 90°, або што нахіл крыху меньшы за 90°, а Уран круціцца ў процілеглым у дачыненні да іншых планет кірунку. Гэтыя два апісанні эквівалентныя з фізічнага пункту гледжання, але даюць розную арыентацыю полюсаў: полюс, які з'яўляецца паўночным паводле аднаго з апісанняў, паводле іншага - паўднёвым, і наадварот.

Адным з вынікаў незвычайнага нахілу восі з'яўляецца тое, што палярныя раёны Урана атрымліваюць больш сонечнай энергіі, чым экватарыяльныя. Праўда, па невядомых чынніках, тэмпература ў вобласці экватара Урана ўсё роўна вышэй, чым у полюсаў. Чаму нахіл восі такі вялікі, таксама невядома. Магчыма, калі Уран яшчэ толькі фарміраваўся, ён сутыкнуўся з іншай планетай, якая таксама знаходзілася ў стадыі фарміравання.

Магчыма, што вялікі нахіл восі кручэння таксама выклікае істотныя сезонныя змены ў надвор'і. Падчас пралёту «Вояджэра-2» палосы воблачнасці былі вельмі блаклымі, практычна непрыкметнымі. Нядаўнія назіранні з дапамогай Арбітальнага тэлескопа Хабла паказалі значна больш выяўленую «паласатасць» Урана, што, верагодна, звязана з тым, што Сонца на небасхіле Урана знаходзілася амаль над экватарам. У 2007 годзе Сонца будзе сапраўды над экватарам Урана.

Магнітнае поле[правіць | правіць зыходнік]

Магнітасфера Урана, даследаваная Вояджэрам-2 у 1986 годзе.

Магнітнае поле Урана цікава тым, што яго цэнтр не супадае з цэнтрам планеты, а яго вось нахілена амаль на 60° да восі кручэння. Відаць, яно генеруецца рухам зараджаных часціц на параўнальна невялікай глыбіні. Магнітнае поле Нептуна валодае падобным зрушэннем адносна геаметрычнага цэнтра планеты, так што гэта наўрад ці звязана з вялікім нахілам восі кручэння. Крыніца магнітнага поля Урана невядомы. Раней меркавалася, што паміж цэнтрам і атмасферай Урана існуе звышшчыльны водна-аміячны акіян, добра які праводзіць электрычнасць, але, судзячы па ўсім, гэта няслушна.

Адкрыццё і даследаванне[правіць | правіць зыходнік]

Мадэль тэлескопа, з дапамогай якога Гершэль адкрыў Уран. Яна знаходзіцца ў музеі Уільяма Гершэля, у г. Бат

Уран — першая планета, адкрытая ўжо ў Новы час. Да свайго адкрыцця яна неаднаразова назіралася рознымі астраномамі, але кожны раз яе лічылі проста яшчэ адной зоркай. Самае ранняе дакументаванае назіранне ставіцца да 1690 г., калі Джон Флемстыд занёс Уран у свой каталог у якасці зоркі 34 Цяльца.

Уільям Гершэль — першаадкрывальнік Урана

У якасці планеты Уран быў адчынены сэрам Уільямам Гершэлем у 1781 г. Гершэль даў планеце назву Georgium Sidus («зорка Георга») у гонар Георга III, караля Англіі. Гэтая назва не прыжылося за межамі Англіі. Французскі астраном Ж. Лаланд зваў планету Гершэль, а немец Іаган Бодзе прапанаваў сучаснуў назву — Уран, у гонар старажытнагрэчаскага бога.

Судзячы па першых выданнях «Штомесячных цыдулак Каралеўскай астранамічнай супольнасці» ад 1827 г., назва «Уран» ужо тады была найбольш распаўсюджанай нават у Англіі. Першая назва, Georgium Sidus працягвала зрэдку выкарыстоўвацца англічанінамі і пасля.

«Вояджэр-2», запушчаны ў 1977 г. NASA, — пакуль адзіны касмічны апарат, які пабыў зблізку Урана. 24 студзеня 1986 г. «Вояджэр» быў на мінімальным для сябе адлегласці ад Урана. Затым ён працягнуў палёт у кірунку Нептуна.

Сістэма Урана[правіць | правіць зыходнік]

Уран — яго кольцы і спадарожнікі

Сістэма Урана з'яўляецца цесна запоўненай, хутказменнай, магчыма нестабільнай дынамічнай сістэмай арбітальных целаў.

Спадарожнікі[правіць | правіць зыходнік]

Усяго вядома 27 спадарожнікаў Урана[18], як рэгулярных, так і нерэгулярных, іх колькасць і склад увесь час удакладняюцца. Чатыры найбуйных з іх — гэта Тытанія, Аберон, Арыель і Умбрыэль.

Арбіты унутраных спадарожнікаў прыкметна мяняюцца, нават на працягу дзесяцігоддзяў. Мяркуецца, што такі стан сістэмы вынікае з гіпатэтычнага сутыкнення з масіўным аб'ектам у мінулым.

Кольцы[правіць | правіць зыходнік]

Унутраныя кольцы Урана. Яркае знешняе кольца — кольца ε, таксама бачныя восем іншых кольцаў

Уран мае слабыя, амаль непрыкметныя, планетарныя кольцы, якія складаюцца з непразрыстых часціц матэрыі да 10 м у дыяметры. Першыя кольцы Урана былі выяўленыя ў сакавіку 1977 Джэймсам Эліотам, Эдвардам Данхэмам і Дугласам Манкам. Маецца таксама меркаванне, што гонар адкрыцця кольцаў належыць сэру Уільяму Гершэлю, які назіраў іх яшчэ ў 1789 годзе.[19]

У плоскасці экватара планеты абарочваюцца 9 вузкіх, амаль непразрыстых кольцаў,[20] яшчэ 2, значна далейшыя і слабейшыя, утвараюць г.зв. «другую сістэму кольцаў».[21] Найбольш аддаленае ад планеты кольца — рэдкага, блакітнага колеру. На цяперашні момант вядомы 13 яго кольцаў, што з'яўляецца нейкім «рэкордам» у Сонечнай сістэме.

Адметнасці[правіць | правіць зыходнік]

Надзвычай вялікі нахіл восі вярчэння (~98°), што азначае, што планета абарочваецца вакол Сонца, практычна «лежачы на баку». Магчымай прычынай гэтага лічыцца тое самае гіпатэтычнае сутыкненне з масіўным аб'ектам.

У выніку нахілу, кожнае з паўшар'яў атрымлівае па 42 гады сонечнага асвятлення і па 42 гады цемры. Гэта, верагодна, спрычыняецца да беспрэцэдэнтных пагодных з'яваў. У атмасферы Урана адкрытыя аблокі і доўгатрывалыя буры.[22]

Зноскі

  1. Seligman, Courtney Rotation Period and Day Length. Архівавана з першакрыніцы 11 жніўня 2011. Праверана 13 жніўня 2009.
  2. 2,0 2,1 2,2 2,3 2,4 2,5 2,6 Williams, Dr. David R. Uranus Fact Sheet. NASA (January 31, 2005). Архівавана з першакрыніцы 11 жніўня 2011. Праверана 10 жніўня 2007.
  3. 3,0 3,1 3,2 3,3 3,4 Seidelmann, P. Kenneth; Archinal, B. A.; A’hearn, M. F.; et al. (2007). "Report of the IAU/IAGWorking Group on cartographic coordinates and rotational elements: 2006". Celestial Mech. Dyn. Astr. 90: 155–180. doi:10.1007/s10569-007-9072-y. http://adsabs.harvard.edu/doi/10.1007/s10569-007-9072-y. 
  4. 4,0 4,1 4,2 4,3 4,4 4,5 Refers to the level of 1 bar atmospheric pressure
  5. Munsell, Kirk NASA: Solar System Exploration: Planets: Uranus: Facts & Figures. NASA (May 14, 2007). Архівавана з першакрыніцы 11 жніўня 2011. Праверана 13 жніўня 2007.
  6. Williams, Dr. David R. Uranus Fact Sheet. NASA (January 31, 2005). Архівавана з першакрыніцы 11 жніўня 2011. Праверана 13 жніўня 2007.
  7. Jacobson, R.A.; Campbell, J.K.; Taylor, A.H.; Synnott, S.P. (1992). "The masses of Uranus and its major satellites from Voyager tracking data and Earth-based Uranian satellite data". The Astronomical Journal 103 (6): 2068–2078. doi:10.1086/116211. http://adsabs.harvard.edu/abs/1992AJ....103.2068J. 
  8. Fred Espenak Twelve Year Planetary Ephemeris: 1995 - 2006. NASA (2005). Архівавана з першакрыніцы 11 жніўня 2011. Праверана 14 чэрвеня 2007.
  9. Podolak, M.; Weizman, A.; Marley, M. (1995). "Comparative model of Uranus and Neptune". Planet. Space Sci. 43 (12): 1517–1522. http://adsabs.harvard.edu/abs/1995P%26SS...43.1517P. 
  10. 10,0 10,1 10,2 Lunine, Jonathan. I. (1993). "The Atmospheres of Uranus and Neptune". Annual Review of Astronomy and Astrophysics 31: 217–263. doi:10.1146/annurev.aa.31.090193.001245. http://adsabs.harvard.edu/abs/1993ARA%26A..31..217L. 
  11. Спачатку Гершэль лічыў, што адкрыў новую камету.
  12. 12,0 12,1 Адукацыйная інтэрнэт-праграма MIRA, раздзел пра Уран. Monterey Institute for Research in Astronomy.
  13. Кравчук П. А. Рекорды природы. — Л.: Эрудит, 1993. — 216 с. — 60 000 ас. — ISBN 5-7707-2044-1
  14. Дадзеныя 1999 г.
  15. Паводле магнітных назіранняў з мімалёту КА Вояджэр-2 (1986).
  16. Lunine, Jonathan. I. (1993). «The Atmospheres of Uranus and Neptune». Annual Review of Astronomy and Astrophysics 31: 217–263. DOI:10.1146/annurev.aa.31.090193.001245
  17. Smith B.A., Soderblom L.A., Beebe A. (1986). «Voyager 2 in the Uranian System: Imaging Science Results». Science 233: 97-102.
  18. Паводле розных крыніц (2005).
  19. http://www.membrana.ru/articles/global/2007/04/20/125700.html
  20. Адкрытыя ў 1978.
  21. R/2003 U 1 і R/2003 U 2, адкрытыя ў 2003.
  22. З часам стабільнага трывання парадку месяцаў (2004).

Літаратура[правіць | правіць зыходнік]

  • Беларуская энцыклапедыя: У 18 т. Т. 16: Трыпалі — Хвіліна / Рэдкал.: Г. П. Пашкоў і інш — Мінск: БелЭн, 2003. — Т. 16. — С. 248. — 576 с. — 10 000 экз. — ISBN 985-11-0263-6 (Т. 16).

Спасылкі[правіць | правіць зыходнік]