Študije o sončnem sistemu, ki so bile izvedene v zadnji četrtini 20. stoletja, so znanosti dale številna presenetljiva odkritja. S pomočjo novih močnih optičnih teleskopov astrofizike so jedrski znanstveniki, predstavniki drugih vej znanosti in tehnologije lahko pridobili neprecenljive znanstvene podatke o bližnjem prostoru. Zahvaljujoč poletom vesoljskih avtomatskih sond, je človeštvo postalo znano o zanimivih dejstvih o sestavi in strukturi planetarnega sistema naše zvezde. Nazadnje, znanstveni svet je uspel dobiti informacije o tem, kako izgleda planet Uran, kaj predstavlja Neptun in kakšne so prave dimenzije sončnega sistema.
Najbolj neverjeten planet sončnega sistema
Raziskovanje bližnjega Zemljinega prostora s teleskopom omogoča enostavno napačno mnenje - sončni sistem je najpreprostejši heliocentrični mehanizem, v katerem se vsi drugi telesni objekti in predmeti držijo znanih zakonov fizike in matematike. Dejansko vse ni tako preprosto, kot se zdi na prvi pogled. Vsako nebesno telo v našem najbližjem prostoru živi svoje življenje, ima svoje značilnosti in ni podobno sosedam. Očiten primer tega so zemeljski planeti, med katerimi lahko v eni vrsti postavimo le Zemljo in Mars.
Podobno je z drugo skupino planetov - plinskih velikanov - ki se gibljejo okoli Sonca v zunanjem krogu. Če imata Jupiter in Saturn podobne astrofizične parametre in značilnosti, potem Uran na njihovem ozadju izgleda kot "črna ovca". Kljub zunanji podobnosti in enaki strukturi je Uran edini planet našega zvezdnega sistema, ki zavzema nenavadno pozicijo. Posebnost takšnega nebesnega telesa kot Urana je naslednji vidik. Planet ne samo, da izmerjeno vožnjo opravi v heliocentrični orbiti, temveč se kot kroglica biljarda okrog sonca. Preprosto povedano, planet preprosto leži na svoji strani in se pomika v smeri svoje orbite. To vedenje ni samo tipično za dva druga plinska velikana sončnega sistema - Jupiter in Saturn, položaj vrtilne osi Urana glede na ravnino njegove orbite je nenavaden.
Če govorimo o tem, kako daleč je ekvator Urana nagnjen na ravnino svoje orbite, potem je ta vrednost 97.86⁰. Na primer, Zemlja in Mars imata naklonski kot naklona proti orbitalni ravnini 23,45 oziroma 25,19 stopinj. Ekvatorja pri Merkurju in pri Jupitru je skoraj pravokoten na orbitalno ravnino. Uran leži na svoji strani in se vrti nazaj. Takšen položaj osi gleda z znanstvenega vidika kot nesmisel, saj se v sedmem planetu od Sonca spreminja dan in noč le v ozkem sektorju planetarnega diska. Sončni vzhod in sončni zahod na oddaljenem Soncu poteka na obzorju Urana skoraj toliko kot v polarnih zemljepisnih širinah na Zemlji. Zaradi tega položaja vrtilne osi planeta je nenavaden trenutek - razlika v trajanju uranskega leta na polih in na ekvatorju. Polovice planeta se srečujejo dan in noč enkrat v 42 zemeljskih letih, vendar se na ekvatorju leto podaljša natančno dvakrat in je 84 zemeljskih let.
Položaj osi vrtenja planeta in narava magnetnega polja sedmega planeta. Za razliko od drugih nebesnih teles sončnega sistema se magnetno polje Urana vrti skupaj s samim planetom, ki nenehno spreminja magnetne pole. Z drugimi besedami, magnetno polje planeta Uran občasno odpre in zapre. Če bi se to zgodilo na Zemlji, bi nas vsak dan pričakovala planetarna katastrofa.
Odkritje sedmega planeta
Zgodba o odkritju tretjega plinskega velikana je povsem povezana z imenom Angleža Williama Herschela. Leta 1781 je Anglež odkril novo nebesno telo, ki je bilo sprva zamenjano s kometom, ki je obiskal sončni sistem. Vendar pa je astronom William Herschel po določenem času po proučevanju značilnosti objekta v orbiti okoli sonca odločil, da ga razvrsti kot sedmi planet. Ta dogodek je postal mejnik v astronomiji. Prvič na instrumentalni način je človek uspel odkriti planet, katerega obstoj je bil prej neznan. Do te točke so se astronomi zanašali na informacije o obstoju šestih planetov, pri čemer je Uran postal zvezda. Ideja o velikosti sončnega sistema je bila omejena na Saturnovo orbito.
Anglež je kot odkritelj predlagal imenovanje sedmega planeta v čast angleškega monarha - "zvezde Georgea". To ime ni ustrezalo okusu članov Kraljeve astronomske observatorije, ki so se odločili, da novemu planetu dajo ime Uran, v čast starodavnega grškega božanskega simbola nebesne sfere. Kasneje, ko je Herschel opazoval gibanje Urana, je bila opažena posebnost vedenja tega nebesnega telesa v orbiti. Sedmi planet se je gibal neenakomerno v orbiti, zdaj pospešuje in nato upočasnjuje gibanje. Že po Herschelovi smrti so drugi astronomi, Anglež Adams in Francoz Laverye predpostavili, da za Uranom obstaja še eno veliko nebesno telo, katerega gravitacija vpliva na obnašanje tretjega plinskega velikana. Poznejši matematični izračuni so potrdili pravilnost predpostavke, ki je leta 1846 omogočila odprtje zadnjega, osmega planeta sončnega sistema, Neptuna.
Odkritje Urana je tako povzročilo verižno reakcijo v znanstvenem svetu, ki je povzročila širitev meja planetarnega sistema. Po Uranu smo dobili Neptun in Pluton - predmete, ki smo jih odkrili z matematičnimi izračuni.
Astrofizične značilnosti: kratek opis planeta Uran
Kljub zunanji podobnosti s prvima dvema plinskima velikanoma sončnega sistema se sedmi planet bistveno razlikuje od Jupitra in Saturna. Za razliko od Jupitra in Saturna, ki ga lahko gledamo s teleskopom, Uran v leči izgleda kot majhna zvezdica. To je posledica velike razdalje, ki ločuje ta oddaljeni svet od našega planeta.
Na obzorju Zemlje je tretji velikan komaj opazen, kar predstavlja dimno zvezdo, katere svetlost se giblje v območju 5,9 - 5,32 magnitude. Ko so astronomi opazovali v teleskopu za daljno zvezdo bledo modre barve, so se dolgo spraševali, kakšna je barva sedmega planeta. Znanstveniki so odgovorili na to vprašanje šele leta 1986, ko je vesoljska sonda Voyager-2 preletela 80 tisoč kilometrov. s površine oddaljenega planeta. Nastale slike so pokazale svetlo modro, s komaj kovinskim odtenkom, planetarno ploščo.
Oddaljenost od Sonca je v povprečju 2 876 679 082 km. Uran naredi okrog središča zvezdnega sistema tek v skoraj eliptični orbiti z rahlo ekscentričnostjo (e), ki je 0,46. Orbitalno obdobje nebesnega telesa okoli osrednje zvezde je 30.685 zemeljskih dni ali 84 let. Hitrost gibanja tega planeta je nizka - samo 6,8 kilometrov na sekundo. Samo Neptun se giblje v prostoru s še nižjo orbitalno hitrostjo - 5,4 km / s.
Če govorimo o tem, koliko časa potrebujemo za potovanje od Zemlje do tretjega velikanskega planeta, se lahko tukaj zanesete na podatke o letu istega avtomatskega stroja Voyager 2, ki je letel na Uran skoraj 9 let. To je doslej edino poslanstvo, ki je zemeljskim ljudem omogočilo, da so dobili ideje o tem oddaljenem objektu in njegovi okolici.
Kljub skromni velikosti na nočnem nebu je v resnici velikost Urana impresivna. Premer planetnega diska tega velikana je 50.724 km. To seveda ni tako kot v Jupiterju in Saturnu, katerih premeri so 140 tisoč km oziroma 116 tisoč km. Vendar pa je to dovolj, da sedmi planet sončnega sistema trdno drži tretje mesto.
Impresiven opazovalec in masa tega nebesnega telesa. Uran je 14,5-krat težji od Zemlje in tehta 8,6832 · 1025 kg. S svojo maso, bledo modri velikan izgubi ne samo Jupitra in Saturna. Tudi oddaljeni satelit Urana, planet Neptun, ima veliko maso. Relativna lahkost oddaljenega nebesnega telesa je posledica njegove sestave. Za razliko od drugih dveh planetov Jupitra in Saturna, kjer večino predstavlja poltekoči in metalizirani vodik in helij, Uran predstavlja ogromno ledeno kroglo, ki ima hitrost vrtenja okoli lastne osi 2,29 m / s.
Sestava sedmega planeta in njegovo vzdušje
Led na Uranu je vrsta visokih temperaturnih sprememb. Tam je zamrznjen amoniak, vodni led in metan v trdnem, ledenem stanju. Zaradi ledene narave so astrofiziki prestavili sedmi planet v kategorijo ledenih velikanov. Gostota krogle ledu je nepomembna, skoraj trikrat manjša od gostote planeta Zemlja in znaša 1,27 g / cm3. Zaradi velikih masnih in orbitalnih parametrov so gravitacijske sile na Uranu zelo močne. Pospešek prostega padca v ledenem velikanu je skoraj enak kot na Zemlji in znaša 8,87 m / s2.
Radovedna struktura oddaljenega planeta, ki izgleda takole:
- trdno kamnito jedro;
- ledeni plašč;
- namišljena površina;
- nižja atmosfera (stratosfera in troposfera);
- planetarna krona.
Površino nebesnega telesa predstavljajo spojine vodika in helija, ki so v plinastem stanju. Atmosfera planeta vključuje metan, zaradi katerega ima Uran značilno bledo modro barvo. Njegova koncentracija se zmanjšuje z nadmorsko višino, kjer zaradi izredno nizkih temperatur metan zamrzne in pušča prostor za vodik in helij. Natančna kemična sestava atmosfere sedmega planeta ni povsem znana, vendar je glede na spekter atmosfera večinoma vodik, vsebuje pa tudi ogljikovodikove spojine, ki so posledica sončnega sevanja na molekule metana. Plasti ozračja ledenega velikana se razlikujejo po debelini in temperaturi. Najvišja plast je atmosferska korona, ki sega daleč preko planeta na razdaljo 8.000 km. Spodnje plasti so stratosfera in troposfera, kjer prevladujejo nizke temperature. Na nadmorski višini 50-300 km. od površine je sloj oblakov, sestavljen iz vodne pare, kristalov amoniaka in metana. Temperature na tem mestu dosegajo 227-250 stopinj Celzija z minus oznako.
Zaključek
Informacije, ki jih imajo znanstveniki o tretjem planetu velikan, so zelo omejene. To je posledica lokacije Urana. Astrofiziki in znanstveniki so se osredotočili na preučevanje Jupitra in Saturna ter ekstremnih regij sončnega sistema. Uran, ki se nahaja sredi te skupnosti nebesnih teles, ves čas ni bil viden raziskovalnih programov. Vesoljsko plovilo "Voyager 2" je doslej postalo edina ladja, ki je dosegla bližino oddaljenega planeta in priskrbela prve dokumentarne informacije o planetu Uran, o njegovi sestavi in okolju.
Kot vsi drugi plinski velikani, ki imajo svoj lasten sistem nebesnih teles, so znanstveniki odkrili uranov ornament - sistem obročev. Odkriti in sateliti na planetu Uran, ki danes obstaja 27 kosov. S pomočjo teleskopa Hubble leta 2005 je bilo mogoče podrobno preučiti pet največjih satelitov Urana - to so Miranda, Ariel, Umbriel, Titania in Oberon. Nadaljnja študija oddaljenega planeta in njegovih satelitov bo verjetno zagotovila nove in koristne informacije za znanstvenike, vendar v bližnji prihodnosti misije v ta del sončnega sistema niso načrtovane.
