Charakteristiky urán (planéta), zloženie, obežná dráha, pohyb

Urán Je to siedma planéta slnečnej sústavy a patrí do skupiny vonkajších planét. Okrem Saturnovej obežnej dráhy je Urán sotva viditeľný voľným okom za veľmi výnimočných podmienok a je potrebné vedieť, kam hľadať.

Z tohto dôvodu to bolo pre starodávneho Uránu prakticky neviditeľné, až kým ho astronóm William Herschel neobjavil v roku 1781 s ďalekohľadom, ktorý postavil. Drobný zelenkavý modrý bod nebol presne to, čo astronóm hľadal. To, čo Herschel chcel, bolo zistiť hviezdne paralaláž spôsobené hnutím prekladu pôdy.

postava 1. Planéta Urán, 14.5 -krát masívnejšia ako Zem. Zdroj: Pixabay.

Aby som to dosiahol, potreboval som nájsť vzdialenú (a blízku) hviezdu a pozorovať, ako boli videní z dvoch rôznych miest. Ale jarná noc v roku 1781, Herschel si všimol malý bod, ktorý zdalo, že svieti o niečo viac ako ostatné.

Čoskoro sa on a ostatní astronómovia presvedčili, že to bola nová planéta a Herschel sa rýchlo preslávila rozširovaním veľkosti známeho vesmíru a zvýšením počtu planét.

Nová planéta nedostala svoje meno okamžite, pretože Herschel odmietol použiť grécke alebo rímske božstvo a namiesto toho ho pokrstil ako Georgium Sidu alebo „Jorge Star“ na počesť vtedajšieho anglického panovníka Jorge III.

Táto možnosť samozrejme nebola ako niektorí na európskom kontinente, ale otázka bola vyrovnaná, keď nemecká astronóm.

Podľa starých gréckych a rímskych mytológií bol Urán Saturnov otec (Cronos), ktorý bol zase Jupiterov otec (Zeus). Vedecká komunita konečne prijala toto meno, s výnimkou Anglicka, kde sa planéta naďalej nazývala „Jorge Star“, najmenej do roku 1850.

[TOC]

Uránové všeobecné charakteristiky

Urán patrí do skupiny externých planét slnečnej sústavy, ktorá je treťou planétou vo veľkosti po Saturn a Jupiter. Je to spolu s Neptúnom ľadovým gigantom, pretože jeho zloženie a mnohé z jeho charakteristík ich odlišujú od ostatných dvoch Júpìter a Saturn Giants.

Zatiaľ čo v Jupitere a Saturn, vodík a hélium prevládajú, zmrzlinové giganty, ako je urán, obsahujú ťažšie prvky, ako je kyslík, uhlík, dusík a síra. 

Urán má samozrejme aj vodík a hélium, ale hlavne vo svojej atmosfére. A obsahuje tiež ľad, aj keď nie všetky sú voda: existujú amoniak, metán a ďalšie zlúčeniny. 

Ale v každom prípade je Atmosféra Uranu jedným z najviac zamrznutých zo všetkých v slnečnej sústave. Teploty môžu dosiahnuť -224 ° C.

Aj keď obrázky ukazujú vzdialený a tajomný modrý album, existuje oveľa viac prekvapivých charakteristík. Jednou z nich je presne modrá farba, ktorá je spôsobená metánom atmosféry, ktorá absorbuje červené svetlo a odráža modrú farbu.

Urán vyzerá modro pri metánovom plyne svojej atmosféry, ktorá absorbuje červené svetlo a odráža modré svetlo

Okrem toho má Urán:

-Vlastné magnetické pole s asymetrickou dispozíciou. 

-Početné mesiace.

-Jemnejší systém ako Saturn's.

Ale určite to, čo priťahuje najväčšiu pozornosť, je retrográdny odbočka na úplne naklonenej osi rotácie, natoľko, že sa nachádzajú stĺpy uránu tam, kde je rovník ostatných, akoby sa otáčal nabok.

Obrázok 2. Osi rotácie urán. Zdroj: NASA.

Mimochodom, na rozdiel od toho, čo naznačuje obrázok 1, Urán nie je pokojná alebo monotónna planéta. Voyager, sonda, ktorá získala obrázky, bola vhodný na zriedkavé obdobie mierovej klímy.

Nasledujúci obrázok ukazuje sklon osi Uránu v 98 ° v globálnom porovnaní medzi všetkými planétami. V Uráne sú to póly, ktoré prijímajú najviac tepla vzdialeného slnka, namiesto Ekvádoru.

Obrázok 3. Otáčky osí planét slnečnej sústavy. Zdroj: NASA.

Zhrnutie hlavných fyzikálnych charakteristík planéty

-Masa: 8.69 x 10²⁵ kg.

-Rádio: 2.5362 x 10⁴   km

-Tvar: Suka.

-Priemerná vzdialenosť od slnka: 2.87 x 10⁹ km

-Sklon obežnej dráhy: 0.77 ° týkajúce sa ekliptickej roviny.

-Teplota Medzi -220 a -205.2 ° C približne.

-Gravitácia: 8.69 m/s²

-Vlastné magnetické pole: Jo.

-Atmosféra: Áno, vodíka a hélia

-Hustota: 1290 kg/m³

-Satelity: 27 s doterajším označením.

-Prstene: Áno, doteraz objavilo asi 13.

Hnutie

Urán, podobne ako veľké planéty, sa majestátne obracia okolo slnka a dokončenie obežnej dráhy trvá približne 84 rokov. 

Obrázok 4. Orbitus Orbit (v červenej farbe) okolo slnka. Zdroj: Wikimedia Commons. Pôvodná simulácia = Todd k. Timberlake Autor knihy Easy Java Simulation = Francisco Esquembre/CC By-S (https: // creativeCommons.Org/licencie/By-SA/3.0)

Orbit Urán je značne eliptická a v zásade ukázala určité nezrovnalosti s obežnou dráhou vypočítanú pre neho zo zákonov Newtona a Keplera, veľkým matematikom Pierre de Laplace v roku 1783. 

Môžete vám slúžiť: Newtonov tretí zákon: Aplikácie, experimenty a cvičenia

O niečo neskôr, v roku 1841, anglická astronóm. 

V roku 1846 francúzsky matematik Urbain Le Verrier zdokonaľoval výpočty možnej obežnej dráhy neznámeho planéty a odovzdal ich nemeckému astronómovi Johannovi Gottfriedovi Galle v Berlíne. Neptún sa okamžite objavil na svojom ďalekohľade prvýkrát, na mieste označenom francúzskym vedcom. 

Obrázok 5. Vľavo Sir William Herschel (1738-1822) a pravý Urbain le Verrier (1811-1877). Zdroj: Wikimedia Commons.

Kedy a ako pozorovať Urán

Urán je ťažké pozorovať voľným okom, pretože je mimoriadne vzdialený od Zeme. Hneď ako predstavuje veľkosť 6, keď je jasnejší a priemer 4 sekundy oblúka (Jupiter má asi 47 °, keď to vyzerá lepšie).

S veľmi jasnou tmavou oblohou, bez umelých svetiel a poznania vopred, kde hľadať, je možné ho vidieť voľným okom. 

Fanúšikovia astronómie ho však môžu umiestniť pomocou nebeských listov nájdených na internete a nástrojom, ktorý môže byť dokonca kvalitným ďalekohľadom. Napriek tomu to bude vyzerať ako modrý bod bez ďalších detailov.

Obrázok 6. Urán možno považovať za malý modrý bod pomocou ďalekohľadu a nebeských písmen. Zdroj: pexels.

Ak chcete vidieť 5 hlavných mesiacov Uránu, je potrebný veľký ďalekohľad. Podrobnosti o planéte bolo možné pozorovať pomocou ďalekohľadu najmenej 200 mm. Menšie nástroje odhaľujú iba malú zelenkavú modrú album, ale stojí za to vyskúšať, pretože tam, zatiaľ sa tam skrýva toľko zázrakov.

Zazvonenie Uránu

V roku 1977 Urán prešiel hviezdou a skryl ju. V tom čase hviezda niekoľkokrát zamrkala pred a po zatajovaní. Blikanie bolo spôsobené priechodom.

Všetky vonkajšie planéty majú systém krúžkov, hoci žiadna neprekračuje krásu Saturnových prsteňov, avšak krupiny Uránu sú veľmi zaujímavé.

Sonda Voyager 2 našla viac krúžkov a získala vynikajúce obrázky. V roku 2005 objavil Hubble Space Telescope aj ďalšie 2 vonkajšie krúžky. 

Podľa.

Prstene sú udržiavané vo forme vďaka pastierske satelity Uránu, ktorého gravitačné pôsobenie určuje tvar týchto. Sú tiež veľmi tenké, preto satelity, ktoré sa pasú, sú dosť malé mesiace.

Systém prsteňov je dosť krehká a málo trvalá štruktúra, prinajmenšom z hľadiska astronomických časov.

Častice, ktoré tvoria krúžky neustále sa zrážajú, trenie s atmosférou Uránu ich rozpadne a tiež ich konštantné slnečné žiarenie zhoršuje.

Preto pretrvávanie krúžkov závisí od skutočnosti, že k nim prichádza nový materiál, od fragmentácie satelitov pre dopady s asteroidmi a kométmi. Rovnako ako v prípade Saturnových prsteňov, aj astronómovia sa domnievajú, že sú nedávni a že ich pôvod je presne v týchto zrážkach.

Obrázok 7. Existuje veľmi úzky vzťah medzi kruhmi Urán a satelitmi pastiera, ktorý je bežný v planétach so systémami prsteňov. Zdroj: Wikimedia Commons. Trassiorf / verejná doména.

Rotačný pohyb

Spomedzi všetkých charakteristík Uránu je to najúžasnejšie, pretože táto planéta má retrográdnu rotáciu; to znamená, že sa rýchlo rozpadne v opačnom smere, ako to robia ostatné planéty (okrem Venuše), a to trvá viac ako 17 hodín, kým sa vrátime. Takáto rýchlosť je v kontraste s Uránovou moderovaním pri cestovaní na obežnej dráhe.

Okrem toho je os rotácie tak naklonená, že sa zdá, že planéta sa otočí, ako je vidieť v animácii na obrázku 2. Vedci z planéty sa domnievajú, že kolosálny vplyv zmenil os rotácie planéty na svoju súčasnú polohu.

Môže vám slúžiť: goniometer: história, časti, prevádzka, použitia, typyObrázok 8. Retrográdna rotácia a sklon osi Uránu sú spôsobené kolosálnym dopadom, ktorý sa vyskytol pred miliónmi rokov. Zdroj: NASA.

Stanice v Uráne

Je to kvôli tomuto zvláštnemu sklonu, že stanice v Uráne sú skutočne extrémne a vedú k veľkým klimatickým variáciám.

Napríklad počas slnovratu jeden z pólov smeruje priamo na slnko, zatiaľ čo druhý to robí smerom k vesmíru. Osvetlený bočný cestujúci by si všimol, že 21 rokov slnko nevstáva ani neobsadí, zatiaľ čo opačný pól je zasiahnutý v tme.

A naopak, v rovnodennosti je slnko nad Ekvádorom planéty a potom vyjde a skrýva sa po celý deň, čo trvá približne 17 hodín.

Vďaka sonde Voyager 2 je známe, že v súčasnosti je južná pologuľa Uránu smerovaná na zimu, zatiaľ čo sever ide do leta, ktorá sa uskutoční v roku 2028.

Obrázok 9. Sezónne variácie uránu, ktorý vidí hypotetický cestujúci. Zdroj: semená, m. Slnečná sústava.

Keď Urán trvá 84 rokov, kým precestuje svoju obežnú dráhu okolo slnka a je tak ďaleko od Zeme, je zrejmé, že mnoho klimatických variácií planéty je stále neznámych. Väčšina dostupných údajov pochádza z vyššie uvedenej misie Voyager z roku 1986 a pozorovania vykonaných prostredníctvom Hubble Space Telescope.

Kompozícia

Urán nie je plynný obr, ale ľadový gigant. V sekcii venovanej charakteristikám sa zistilo, že Uránova hustota, hoci je menšia ako hustota skalnatých planét, ako je Zem, väčšia ako Saturnova, ktorá by sa mohla dobre vznášať vo vode.

V skutočnosti je veľká časť Jupitera a Saturn skôr tekutá ako sóda, ale Urán a Neptún obsahujú veľa ľadu, nielen vody, ale aj iných zlúčenín.

A keďže hmotnosť Urán je nižšia, vo vnútri neexistujú žiadne tlaky, ktoré spôsobujú tvorbu kvapalného vodíka, takže charakteristiky Jupitera a Saturn. Keď sa v tomto stave nachádza vodík, správa sa ako kov, ktorý pochádza z intenzívnych magnetických polí týchto dvoch planét.

Urán má tiež svoje vlastné magnetické pole, z ktorého je schéma na obrázku 12, hoci podivne polínky neprechádzajú jeho stredom, ako v prípade Zeme, ale zdá sa, že odtiaľ pochádzajú z iného bodu vysídleného.

Potom v atmosfére Urán je molekulárny vodík a hélium s malým percentom metánu, ktorý je zodpovedný za jeho modrú farbu, pretože táto zlúčenina absorbuje vlnové dĺžky vlny.

Telo planéty ako také sa skladá z ľadu, nielen vody, ale aj amoniaku a metánu.

Toto je čas zdôrazniť dôležitý detail: Keď vedci z planétu hovoria o „ľad“, netýka sa mrazenej vody, ktorú vložíme do nápojov, aby sme ich ochladili.

„Ľad“ planét zmrzliny je pod veľkými tlakmi a vysokými teplotami, najmenej niekoľko tisíc stupňov, takže nemá nič spoločné s tým, čo sa ukladá v chladničkách, s výnimkou kompozície.

Diamanty v Uráne

Je možné produkovať diamanty z metánu? Laboratórne štúdie uskutočňované v Nemecku, v laboratóriu Helmholtz Zentrum Drážďan-Rossendorf, naznačujú, že áno, pokiaľ majú primerané podmienky tlaku a teploty.

A tieto podmienky existujú vo vnútri Urán, takže počítačové simulácie ukazujú, že metán Cho₄ Disociuje tvoriace ďalšie zlúčeniny. 

Uhlík prítomný v molekulách metánu je vyzrážaný a nestane sa ničím menším ako diamant. Keď sa pohybujú smerom k vnútra planéty, kryštály oddeľujú teplo trením a hromadia sa na jadre planéty (pozri nasledujúcu časť).

Odhaduje sa, že takto vytvorené diamanty by mohli dosiahnuť až 200 kg, hoci je nepravdepodobné, že by to potvrdilo, aspoň v blízkej budúcnosti.

Vnútorná štruktúra

V nižšie uvedenom diagrame máme štruktúru Uránu a jeho vrstiev, ktorých zloženie bolo stručne uvedené v predchádzajúcej časti:

-Horná atmosféra.

-Stredná vrstva bohatá na molekulárny vodík a hélium, celkovo hrúbka atmosféry je asi 7.500 km.

-Plášť založený na ľade (o ktorom už vieme, že nie je ako obyčajný ľad na zemi), s hrúbkou 10.500 km.

-Skalnaté jadro vyrobené zo železa, niklu a kremičitanov 7.Rádio 500 km.

Môže vám slúžiť: 31 typov sily vo fyzike a ich charakteristiky

„Skalnatý“ materiál jadra nie je ako horniny Zeme, pretože v srdci planéty je tlak a teplota príliš vysoký, takže tieto „horniny“ vyzerajú ako tie, ktoré poznáme, ale aspoň chemické zloženie I. Nemusel by byť iný.

Obrázok 10. Urána vnútorná štruktúra. Zdroj: Wikimedia Commons.

Prírodné satelity Uránu

Urán má doteraz určených 27 satelitov, vymenovaných za postavy Williama Shakespeara a Alexandra pápeža, vďaka Johnovi Herschelovi, synovi Williama Herschela, Discoverer of the Planet.

Existuje 5 hlavných mesiacov, ktoré boli objavené pozorovaním ďalekohľadom, ale žiadna nemá atmosféru, hoci je známe, že majú zamrznutú vodu. Všetky sú pomerne malé, pretože ich kombinované masy nedosahujú stred Triton's, jedného z Neptúnových mesiacov, Urán Twin Planet Planet.

Najväčší z nich je Titania, ktorej priemer je 46% Mesiac, nasledovaný Oberonom. Obidve satelity objavil William Herschel v roku 1787. Ariel a Umbriel boli známi v polovici -ninetenásteho storočia William Lassell, amatérsky astronóm, ktorý tiež postavil svoje vlastné ďalekohľady.

Miranda, piaty hlavný mesiac Urán, s iba 14% lunárneho priemeru, objavil Gerard Kuiper v dvadsiatom storočí. Mimochodom, s menom tohto pozoruhodného astronóma, Kuiperov pás bol tiež pokrstený v slnečnej sústave obmedzení.

Obrázok 11. 5 hlavných mesiacov Uránu, samotnej planéty a Puk. Zľava doprava Urán v modrej farbe, Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania Najväčší a nadriadený. Zdroj: Wikimedia Commons.

Mirandov povrch je mimoriadne robustný z dôvodu možných vplyvov a nezvyčajnej geologickej aktivity.

Ostatné satelity sú menšie a poznajú sa navzájom vďaka Voyagerovi 2 a Hubble Space Telescope. Tieto mesiace sú veľmi tmavé, pravdepodobne kvôli mnohým vplyvom, ktoré odparovali povrchový materiál a sústredili ho naň. Tiež pre intenzívne žiarenie, ku ktorému sú vystavené.

Obrázok 7 sa objavujú názvy niektorých z nich a ich konanie na udržanie systému prsteňov.

Hnutie satelitu Uránu sa riadi prílivovými silami, ako aj systémom Zeme-Luna. Týmto spôsobom sú obdobia rotácie a preklad satelitov rovnaké a vždy ukazujú rovnakú tvár planéte.

Magnetické pole 

Urán má magnetické pole s približne 75 % intenzitou pôdy, podľa magnetometrie sondy Voyager 2. Pretože interiér planéty nespĺňa potrebné podmienky na výrobu kovového vodíka, vedci sa domnievajú, že existuje iná tekutina vodiča, ktorá generuje pole.

Na nasledujúcom obrázku sú zastúpené magnetické polia jovianskych planét. Všetky polia sa podobajú určitému rozsahu, ktorý vytvára v strede magnetický magnet typu tyče, tiež magne.

Ale dipól v Uráne nie je v strede ani DiPtún, ale posunutý smerom k južnému pólu a pozoruhodne naklonený vzhľadom na os rotácie, v prípade Uránu.

Obrázok 12. Schéma magnetického poľa pre Jovian Planet. Pole Uránu je posunuté zo stredu a os tvorí označený uhol s osou rotácie. Zdroj: semená, m. Solárny systém.

Ak Urán vytvára magnetické pole, musí existovať dynamický efekt vďaka pohybovej tekutine. Odborníci sa domnievajú, že je to útvar vody s metánom a amoniakom, dosť hĺbka.

S tlakom a teplotou interiéru Uránu by táto tekutina bola dobrým vodičom elektriny. Táto kvalita, spolu s rýchlou rotáciou planéty a prenosom tepla konvekciou, sú faktory schopné generovať magnetické pole.

Misie do Uránu

Urán je extrémne mimo zeme, takže na začiatku bol prieskum iba cez ďalekohľad. Našťastie sa sonda Voyager priblížila dosť, aby zhromaždila informácie o tejto neznámeho planéte až donedávna.

Predpokladalo sa, že misia Cassini, ktorá bola spustená na štúdium Saturn, sa mohla dostať do Uránu, ale keď bolo jeho palivo vyčerpané, tí, ktorí sú zodpovední za misiu, ju zmizla v Saturn v roku 2017.

Sonda obsahovala rádioaktívne prvky, ktoré z pádu proti Titanovi, jednému zo Saturnových mesiacov, mohol kontaminovať tento svet, v ktorom možno je umiestnený nejaký druh primitívneho života.

Hubble Space Telescope tiež ponúka dôležité informácie a odhalil existenciu nových prsteňov v roku 2005.

Následne k misii Voyager sa navrhli niektoré misie, ktoré sa nedali vykonať.

Voyager

Táto misia spočívala v spustení dvoch sond: Voyager 1 a Voyager 2. V zásade sa chystali iba dosiahnuť Jupitera a Saturn, ale po návšteve týchto planét sond pokračovali na ľadových planétach.

Voyager 2 prišiel do Uránu v roku 1986 a mnoho údajov, ktoré sú doteraz z tejto sondy, pochádzajú z tejto sondy. 

Týmto spôsobom sa informácie dosiahli o zložení atmosféry a štruktúra vrstiev objavila ďalšie krúžky, študovala hlavné mesiace Uránu, objavila ďalších 10 mesiacov a zmerala magnetické pole planéty planétu.

Poslal tiež mnoho vysoko kvalitných obrázkov z planéty aj z povrchov ich mesiacov, plný nárazových kráterov.

Sonda išla do Neptúnu a nakoniec išla do medzihviezdneho priestoru.

Odkazy

1. N+1. 200 kilogramov diamantov na Uráne a Neptúne. Zdroj: NMAS1.orgán.
2. Powell, m. Voľné očné planéty na nočnej oblohe (a ako ich identifikovať). Získané z: Naduyeplanety.com.
3. Semená, m. 2011.Solárny systém. Siedme vydanie. Učenie sa.
4. Wikipedia. Planetárny prsteň. Obnovené z: je.Wikipedia.orgán.
5. Wikipedia. Aneneux d'Aranus. Získané z: studeného.Wikipedia.orgán.
6. Wikipedia. Prieskum Uránu. Zdroj: In.Wikipedia.orgán.
7. Wikipedia. Urano (planéta). Obnovené z: je.Wikipedia.orgán.