Голубая планета Уран. Структура Урана и его спутники

«Я искал комету или туманную звезду, и оказалось, что это комета, поскольку она поменяла положение…

 

Я не знаю, как это назвать. Это может быть как обычной планетой, вращающейся вокруг Солнца по почти круговой орбите, так и кометой, движущейся по очень вытянутому эллипсу. Я пока не заметил ни головы, ни кометного хвоста». У. Гершель. Дневник астрономических наблюдений

 

Путешествуя по стране газовых гигантов, мы приближаемся к Урану — седьмой по счету планете от Солнца, немного напоминающей расцветкой далекую Землю.

 

уран фото

Лежащая на боку голубая планета Уран

 

Долгое время Уран из-за дальности расстояния принимали за звезду, и только в 1781 году выдающийся британский астроном немецкого происхождения Уильям Гершель (1738-1822) открыл этот газовый гигант. Уран оказался не просто огромным небесным телом, но и целой спутниковой системой, дополненной несколькими темными кольцами, обнаруженными только в 1977 году.

 

Уран самый легкий из череды планет-гигантов, хотя его масса в 14,5 раза превышает земную. Благодаря своему необычному внутреннему строению Уран открывает новую подкатегорию ледяных гигантов. В его недрах нет металлического водорода, как у Юпитера и Сатурна, но много разных высокотемпературных видов льда. Атмосфера ледяного гиганта самая холодная в Солнечной системе (49 К). Планета имеет сложный слоистый облачный покров из верхнего слоя метана и нижнего — воды.

 

уран фото

Внутренняя структура Урана

 

Уран — очень необычная планета хотя бы потому, что вращается «лежа на боку», ведь ось вращения наклонена на 98″ к плоскости орбиты. Существует гипотеза, что однажды планета столкнулась с каким-то очень крупным телом, опрокинувшим ее на бок».

 

Поскольку Уран расположен на краю Солнечной системы, падающий на его поверхность поток солнечного света в 400 раз меньше, чем на нашей планете, а приносимой им энергии в 140 раз меньше. Благодаря аномальному наклону оси вращения полярные области ледяного гиганта получают в течение года больше солнечной энергии, чем экваториальные. Тем не менее Уран теплее на экваторе, чем вблизи полюсов, и причины такого энергетического баланса пока неизвестны, но есть версия, что часть своего внутреннего тепла планета выплеснула при каком-то столкновении.

 

В холодной атмосфере ледяного гиганта дуют очень сильные ветры, скорость которых достигает 240 м/с. Основное направление этих стремительных атмосферных потоков лежит параллельно экватору планеты.

 

Из-за необычного расположения планетарного магнитодинамо (проводящих слоев) в стороне от ядра магнитное поле Урана может формироваться на относительно малых глубинах в океане жидкого аммиака, окружающего внутреннюю часть стабильной слоистой структуры. Таким образом, Уран обладает весьма специфичным магнитным полем, направление которого наклонено на 59′ относительно планетарной оси вращения. Кроме того, у ледяного гиганта можно насчитать целых четыре магнитных полюса: два основных и два второстепенных. Необычное магнитное поле образует ассиметричную магнитосферу, сильно искаженную потоком солнечного ветра. Магнитный хвост тянется за планетой чуть ли не на 10 млн км по направлению к орбите Нептуна и закручен в спираль.

 

Экспедиция «Вояджера-2» в 1986 году и последующие наблюдения космического телескопа «Хаббл» открыли свыше дюжины колец. Более-менее крупных на сегодняшний день насчитывается 13, но между ними находятся еще и неполные дуги с пыльными полосами. Кольца ледяного гиганта состоят из довольно крупных для данных образований фрагментов водяного льда размером от нескольких сантиметров до десятков метров и в большинстве непрозрачные.

 

Кольца Урана

 

Самое обширное и дальнее кольцо имеет толщину всего лишь несколько километров при радиусе 98 тыс. км. Его возраст насчитывает около 600 миллионолетий, что совсем немного по космическим масштабам. Предполагается, что система колец Урана возникла в результате периодических столкновений нескольких его спутников. Сейчас у ледяного гиганта 27 естественных сателлитов. По традиции они все названы в честь различных персонажей Уильяма Шекспира и Александра Поупа.

 

уран фото

 Панорама Урана, сделанная телескопом «Хаббл»: спутники, кольца, облака, ураганы и полярные сияния

 

Самые крупные из них — Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон. Спутниковая система Урана самая маломассивная среди всех газовых и ледяных гигантов. Достаточно сказать, что общая масса всех крупных урановых сателлитов меньше половины массы спутника Нептуна Тритона. Самый крупный спутник Урана, Титания, имеет радиус вполовину меньше лунного (788,9 км). Сателлиты Урана в основном состоят из горных пород и льда с включениями пыли, аммиака и углекислого газа. Самым молодым спутником считается Ариэль, а самым старым — Умбриэль (возраст их определяют по степени кратерированности, то есть по количеству ударных кратеров).

 

Самый интересный ландшафт, пожалуй, у Миранды. Это наименьший и самый близкий из пяти крупных спутников планеты, на нем можно встретить каньоны и террасы в окружении скал.

 

Более детально рассмотреть Миранду удалось в 1986 году во время пролета АМС «Вояджер-2». Аппарат прошел довольно близко и сделал много поразительных снимков ее поверхности с высоким разрешением. Весь спутник оказался изрыт каньонами, глубина которых достигает 20 км. Это притом что средний радиус самого спутника невелик — всего лишь 235 км.

 

уран фото

 

 Спутники Урана, на переднем Плане Миранда (коллаж из снимков космического телескопа «Хаббл»)

 

уран фото

 Умбриэль (на переднем плане) и Уран

 

По словам очевидцев, первое, что бросилось в глаза — горные хребты Миранды с зубьями тысячеметровых пиков, белеющих на черном горизонте. Среди них разбросаны странные детали рельефа в виде темных и светлых прямоугольников и метеоритные кратеры, напоминающие лунные цирки.

 

Все это стало своеобразной научной сенсацией, ведь Миранда считалась слишком малой для наличия каких-то геологических процессов. Тем не менее на спутнике явно присутствовал весьма своеобразный рельеф, имеющий черты сразу нескольких планетарных образований.

 

Все это породило гипотезу о том, что Миранда когда-то была полностью разрушена, но потом под воздействием силы гравитации фрагменты ее вновь собрались в одно целое. Здесь, конечно же, требуются дополнительные исследования, и астрономам остается только надеяться на будущие космические экспедиции в систему Урана.

 

Как уже говорилось, единственным космическим аппаратом, исследовавшим систему Урана в 1986 году, был зонд НАСА «Вояджер-2», который пересек орбиту ледяного гиганта на расстоянии 81.5 тыс. км от него. Аппарат провел изучение состава, структуры и погоды в атмосфере Урана, открыл десять новых спутников, сфотографировав пять самых крупных, исследовал систему колец, обнаружив два новых, магнитное поле и строение магнитосферы с необычным закрученным «магнитным хвостом».

 

Сегодня НАСА разрабатывает миссию «Uranus Pathfinder» с запуском АМС «Uranus orbiter and probe» в 2020-х годах нынешнего столетия. По сообщениям НАСА, это космическое путешествие предполагает исследование гигантских неизвестных областей в краю газовых и ледяных гигантов, и конечной целью будет Уран, для которого АМС станет первым искусственным спутником. В ходе данной миссии планируется изучить уникальный химический состав атмосферы планеты, ее спутники и кольца, чтобы разрешить множество накопившихся загадок. Предполагается, что экспедиция может занять от 8 до 15 лет.

 

уран фото

 Титания

 

уран фото

 Сравнительные размеры и яркость пяти самых крупных спутников Урана

 

Это интересно

 

Что произойдет, если спрыгнуть с самой высокой скалы в Солнечной системе?

 

Вполне возможно, что вы даже не повредите свой скафандр, используя обычную автомобильную подушку безопасности. На знаменитом среди планетологов сателлите Урана Миранде возвышается скала Верона Рупес с перепадом высот более чем 20 км, что в 10 раз больше глубины земного Гранд-Каньона в США. Поскольку гравитация на Миранде довольно незначительна, то в далеком будущем космические туристы наверняка будут прыгать с вершины скалы-рекордсмена, находясь в свободном падении не менее 12 мин. При этом скорость достигнет где-то 200 км/ч, на что и рассчитаны современные автоподушки безопасности. Изображение скалы Верона Рупес было впервые получено с борта «Вояджера-2», и до сих пор планетологи спорят о ее происхождении. Некоторые считают, что это результат катастрофического столкновения, иные отдают предпочтение тектонической активности.

Читайте также:

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *