Всем привет! Это подкаст «Феи / Роботы / Пришельцы», меня зовут Сергей Балашов.
Мы обсудили планеты с кислотой в атмосфере, планеты с кольцами и самые большие планеты. Сегодня у нас на очереди Уран.
История открытия и название
Уран — седьмая планета, обнаруженная в Солнечной системе, которая помогла открыть последнюю планету, Нептун. Обе эти планеты называют ледяными гигантами. Это третья по величине планета Солнечной системы. Он виден невооруженным глазом, с древних времен его наблюдали, но не опознавали, как планету. У него есть спутники и кольца. Это самая холодная планета и единственная планета, вращающаяся «на боку». Еще его называли «самой скучной планетой», но сейчас мы знаем, что это не так. А в популярной культуре Уран имеет отношение к однополой любви.
Хотя Уран виден невооруженным глазом, на протяжении столетий его не могли классифицировать как планету. Средняя видимая величина Урана составляет 5,68 единиц, это почти предел видимости невооруженным глазом.
Предполагается, что обычно его принимали за звезду из-за малой яркости и медленной орбиты. Гиппарх мог впервые указать эту звезду в 128 г. до н.э. в своем звездном каталоге. Позже он был включен в Альмагест Птолемея.
В XVII и XVIII веках астрономы наблюдали Уран, занося его в каталоги как тусклую звезду в разные созвездия. Наконец в 1781 году астроном Уильям Гершель наблюдал его в телескоп. Сначала он классифицировал эту точку в небе как комету, но вскоре другими астрономами был сделан вывод, что на самом деле это планета. Уран стал первой планетой, обнаруженной с помощью телескопа.
Новой планете требовалось придумать имя. Астрономам потребовалось около 70 лет, чтобы прийти к единому мнению. Первооткрыватель Гершель приводил аргумент, что «В наше просвещённое философское время было бы странно вернуться к традиции называть небесное тело в честь мифических божеств». Он хотел проявить патриотизм и назвать новую планету Георгиум Сидус или «Планета Георга» в честь короля Англии Георга III.
Это название не получило поддержки за пределами Великобритании, и были предложены альтернативы, в том числе имя самого Гершеля, и имя Нептун, так как такой планеты еще не было обнаружено. Предлагались и другие названия: например, Кибела, в честь жены бога Сатурна.
В 1782 году астроном Иоганн Боде предложил имя Уран. Он привел аргумент, что новая планета будет выделяться среди других, если не будет следовать мифологии. Так же, как Сатурн был отцом Юпитера, новая планета должна быть названа в честь отца Сатурна.
Название было принято всеми в 1850 году. Это единственная планета, чье название происходит непосредственно от фигуры из греческой мифологии. Остальные планеты носят имена римских аналогов богов-олимпийцев: Меркурий-Гермес, Венера-Афродита и так далее. Может быть, дело в том, что римский аналог Урана, Целум, звучит не так благозвучно.
На других языках, таких как китайский, японский, корейский и вьетнамский, Уран носит имя «королевская звезда неба».
Расстояние, размер и масса
Существует модель развития Солнечной системы, по которой Уран и Нептун сформировались ближе к Солнцу, а затем переместились дальше. Предполагается, что Солнечная система образовалась из гигантского вращающегося шара из газа и пыли. Большая часть его сформировала Солнце, остатки – первые протопланеты. По мере того как они росли, некоторые из них накапливали достаточно материи, чтобы их гравитация удерживала остаточный газ туманности.
Среднее расстояние Урана от Солнца составляет около 20 а.е. или 2,8 миллиарда километров. Интенсивность солнечного света на таком расстоянии в 400 раз меньше, чем у Земли.
Разница между самой дальней и самой близкой к Солнцу точкой орбиты составляет около 1,8 а.е., что больше, чем у любой другой планеты, за исключением карликовой планеты Плутон.
Хотя масса Урана примерно в 14,5 раз больше массы Земли, он самый легкий из всех планет-гигантов. Его масса 8,6×1025 кг. Однако его диаметр немного больше, чем у Нептуна, и примерно в четыре раза больше, чем у Земли: около 51,118 км. Объем - примерно в 63 раза больше.
Плотность Урана 1,27 г/см3 делает его вторым с конца по плотности, после Сатурна. Это значение указывает на то, что состоит планета в основном из различных льдов, таких как вода, аммиак и метан.
Орбита и вращение
Урану требуется около 7 лет, чтобы пройти через каждое зодиакальное созвездие, и в общей сложности 84 года, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца. Его интересное вращение привлекло внимание астрономов.
Хотя элементы орбиты Урана были вычислены еще в XVIII веке астрономом Пьером-Симоном Лапласом, со временем ученые заметили, что планета не соблюдает орбиту, предсказанную математическими расчетами. Это позволило обнаружить в 1846 году существование последней планеты, которую позже назовут Нептуном.
Вращение Урана вокруг своей оси происходит примерно за 17 часов 14 минут, и, как и в случае со всеми газовыми гигантами, в верхних слоях его атмосферы возникают сильные ветры в направлении вращения, что ускоряет полный оборот примерно до 14 часов.
Ось вращения примерно параллельна плоскости Солнечной системы с наклоном 97,77°. Уран — единственная известная планета, которая вращается на боку.
Эта особенность придает Урану совершенно иные сезонные изменения, чем у других планет.
Остальные планеты Солнечной системы похожи на вращающиеся волчки, а Уран скорее напоминает катящийся шар. Это влияет на смену дня и ночи на планете.
В моменты солнцестояний один из полюсов планеты оказывается направленным на Солнце. Только на узкой полоске около экватора наблюдается смена дня и ночи; Солнце там расположено очень низко над горизонтом — как в земных полярных широтах.
Каждый полюс получает около 42 лет непрерывного света, а другой - темноты. На половине отрезка один полюс постоянно обращен к солнцу, а другой покрыт полной тьмой. Во время равноденствий Солнце обращено к экватору Урана, что дает период дневных и ночных циклов, подобных тем, которые наблюдаются на большинстве других планет.
На экваторе Уран горячее, чем на полюсах. Мы не знаем, почему это так, и мы не знаем точно, почему Уран имеет такой необычный наклон оси. Есть предположение, что 3 или 4 миллиарда лет назад Уран столкнулся с протопланетой размером с Землю во время формирования Солнечной системы, и оттого «перевернулся» на бок.
Структура
По текущей модели, Уран состоит из трех слоев: каменистого силикатно-железо-никелевого ядра в центре, ледяной мантии посередине и внешней газообразной водородно-гелиевой оболочки.
Масса ядра оценивается примерно в 0,5% массы Земли при радиусе менее 20% всего Урана. Мантия составляет его большую часть, ее масса составляет около 13,4 массы Земли. Верхняя атмосфера относительно легка, весит около 0,5 массы Земли и расширяется на последние 20% радиуса Урана. Плотность ядра составляет около 9 г/см3, давление в середине около 8 миллионов бар и температура около 5000 К.
То, что называют ледяной мантией, на самом деле не состоит из льда в общепринятом смысле, а из горячей и плотной жидкости, состоящей из воды, аммиака и других летучих веществ.
Считается, что экстремальные температуры и давление конденсируют атомы углерода в кристаллы алмаза. Такие дожди из твердых алмазов также происходят на Юпитере, Сатурне и Нептуне. Главным фактором, определяющим разницу между Ураном и Нептуном, и Сатурном и Юпитером, является то, что лед преобладает над газами, отсюда и отдельная классификация их как «ледяных гигантов». Считается, что ледяные гиганты имеют жидкие океаны, а газовые гиганты примерно на 85% состоят из газа.
Магнитное поле Урана своеобразно, оно не исходит из его геометрического центра и наклонено на 59° от оси вращения. Магнитный полюс смещен от центра к южному полюсу вращения на целую треть планетарного радиуса.
Эта асимметричная магнитосфера приводит к разной напряженности магнитного поля: в южном полушарии оно в десять раз слабее, чем в северном. Исследования данных космического зонда «Вояджер-2» предполагают, что магнитное поле каждый уранийский день то впускает солнечный ветер, то блокирует его.
Возможное объяснение этого своеобразного сдвига магнитосферы может быть связано с наличием внутри Урана океанов расплавленных алмазов, которые сдерживают магнитное поле. Несмотря на это, другие аспекты магнитосферы аналогичны другим планетам, но в целом структура отличается от структуры Юпитера и больше похожа на структуру Сатурна.
У Урана есть выраженные полярные сияния. Они видны как яркие дуги вокруг обоих магнитных полюсов, но не очень заметны на фоне термосферы.
Атмосфера
У Урана нет твердой поверхности из-за его жидкой внутренней структуры. Атмосфера, состоящая из газов, постепенно переходит во внутренние жидкие слои. Но для простоты понимания «поверхностью» условно называют вращающийся сплюснутый сфероид, установленный в точке, в которой атмосферное давление равно 1 бар.
Атмосфера в основном состоит из молекулярного водорода, гелия, метана, аммиака, воды, сероводорода, различных углеводородов и водяного пара. Именно метана в атмосфере делает Уран аквамариновым или голубым на небе.
У Урана самая холодная планетарная атмосфера в Солнечной системе, -224 градуса по Цельсию. Мы знаем, что это самая холодная планета в Солнечной системе, но не знаем, почему. Что-то мешает теплу ядра Урана достичь поверхности. Считается, что в верхних слоях планеты существует некий барьер, который останавливает тепло. Другая теория предполагает, что после массивного столкновения Уран потерял большую часть своего изначального тепла, в результате чего температура его ядра снизилась.
Первоначально Уран называли «самой скучной планетой Солнечной системы», Он кажется безликим, без полос облаков или штормов, как у других планет-гигантов.
Когда «Вояджер-2» пролетал мимо Урана в 1986 году, он заметил всего 10 облаков в атмосфере.
Но позже, благодаря телескопу «Хаббл», мы узнали, что планета имеет сложную многослойную структуру облаков, где самые нижние облака содержат воду, а верхние - метан. Скорость ветра достигает 900 километров в час, дуя ретроградно на экваторе, в направлении, обратном вращению планеты.
На планете нашли динамичную погоду, со штормами и вихрями. В 2006 году на планете было замечено темное облако. Этот шторм был гигантским, размером с Австралию.
По современной версии, необычный наклон планеты вызывает экстремальную смену сезонов. Когда солнечный свет достигает некоторых областей впервые за многие годы, он нагревает атмосферу и вызывает мощные «весенние» бури.
Впервые бури были зафиксированы в 2014 году.
Изучение сезонов Урана – это дело времени. Ведь с момента открытия планеты прошло меньше трех уранианских лет, а первые качественные сведения о его атмосфере были получены менее одного его года назад.
Планетарные Кольца
Вокруг Урана известно 13 колец. Самые внутренние кольца узкие и темные, а самые внешние кольца ярко окрашены.
Как считается, кольца образовались около 600 миллионов лет назад в результате возможного столкновения с другими спутниками или крупными объектами. Кольца вокруг Урана не такие яркие, как кольца Сатурна. С таким низким альбедо они кажутся темными, как древесный уголь. Еще одна уникальная особенность заключается в том, что они чрезвычайно узкие. Самое широкое из колец, которое мы называем эпсилон, составляет от 20 до 100 километров.
Большинство из колец непрозрачны и состоят из крупных тел диаметром от 0,2 до 20 м. Диапазон радиусов простирается от 38 000 до 98 000 километров.
В апреле 2006 года изображения новых колец, полученные обсерваторией на Гавайских островах, позволили различить цвета внешних колец. Одно из них было красным, а самое внешнее — синим. Предполагают, что синий цвет внешнего кольца обусловлен тем, что оно состоит из мелких частиц водяного льда. Внутренние кольца планеты выглядят серыми.
Когда Земля пересекает плоскость колец Урана, они видны с ребра. Такое было, например, в 2007—2008 годах.
Спутники Урана
В системе Урана открыто 27 естественных спутников. Названия для них выбраны по именам персонажей произведений британских классиков: Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Можно выделить пять основных самых крупных спутников: это Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон. Спутниковая система Урана наименее массивна среди спутниковых систем газовых гигантов.
Даже суммарная масса всех этих пяти спутников не составит и половины массы Тритона, спутника Нептуна.
Каждый из них имеет меньшую площадь поверхности, чем австралийский континент, и большинству из них не хватает атмосферы.
Наибольший из спутников Урана, Титания, имеет радиус менее половины радиуса земной Луны. У всех лун относительно низкие альбедо, они состоят пополам изо льда и камней.
Миранда
Миранда — сферический спутник и одно из самых странных мест в Солнечной системе. У него такая же площадь поверхности, что и у Чукотки: около 700 000 км2. Ландшафт очень деформирован со странными и труднообъяснимыми узорами, встречающимися по всей поверхности.
Это самый маленький и самый внутренний спутник Урана. Он был обнаружен в 1948 году и назван в честь Миранды из пьесы Шекспира «Буря». Его диаметр составляет 470 километров, и это один из самых маленьких наблюдаемых объектов в Солнечной системе.
У него, как и Урана, экстремальный сезонный цикл, поскольку орбита Миранды перпендикулярна эклиптике. Характерной чертой Миранды являются каньоны и горы. Его самая высокая скала под названием уступ Верона представляет собой 20-километровый обрыв, который является самой высокой скалой в Солнечной системе. Он назван в честь города Верона, где жили герои Шекспира, Ромео и Джульетта.
Миранда и Уран находятся на расстоянии 130 000 километров, в три раза ближе, чем Луна от Земли. Миранда имеет низкую плотность 1,2 г/см3 и является наименее плотным спутником из пяти. Это говорит о том, что он состоит на 60% из водяного льда. Считается, что в прошлом спутник был разрушен гигантским объектом, а оставшиеся части были стянуты обратно под действием силы тяжести, таким образом, сформировав нынешний вид небесного тела.
Ариэль
Это четвертый по величине из известных спутников Урана, второй по величине после Миранды. Он вращается по орбите в экваториальной плоскости своей планеты. Его диаметр составляет 1157 километров.
Он был обнаружен в 1851 году и назван в честь духа неба Ариеля, частого героя историй про фей.
По оценкам, Ареэль состоит из камня и льда. Он проявляет большую геологическую активность, чем другие спутники, скорее всего, из-за приливного нагрева. Считается, что он образовался из аккреционного диска, окружавшего планету вскоре после ее образования. Его внутреннее ядро состоит из горных пород, окруженных ледяной мантией.
Полный оборот он совершает за 2,5 дня, причем всегда повернут одной стороной к планете. Его орбита полностью лежит в магнитосфере Урана. Эта бомбардировка может привести к затемнению задних полушарий, наблюдаемому у всех спутников Урана.
Умбриэль
Третья луна Урана, Умбриэль, состоит в основном из льда. У нее самая темная поверхность среди спутников Урана. Он отражает вдвое меньше света, чем Ариэль.
Это третий по дальности спутник, вращающийся вокруг планеты на расстоянии 266 000 километров. Его орбитальный период 4,1 земных дня. Умбриэль всегда одной стороной обращен к Урану. Его диаметр составляет 1169 километров.
Это вторая по количеству кратеров луна Урана после Оберона, с кратерами, достигающими 210 километров. Заметной особенностью поверхности является кольцо яркого вещества на дне кратера Вунда. Причина ее яркости, заметной на фоне темной поверхности Умбриэля, неизвестна. Это может быть как свежее ударное отложение, так и отложение льда из углекислого газа.
Название спктнику было дано в честь мрачного духа из романа Александра Поупа «Похищение локона».
Титания
Самый большой спутник Урана и восьмой по величине спутник в Солнечной системе с диаметром 1578 километров. Он был открыт в 1787 году Уильямом Гершелем, первооткрывателем Урана и назван в честь королевы фей из шекспировского «Сна в летнюю ночь».
Титания примерно в два раза меньше Луны. Спектроскопия показала наличие на его поверхности водяного льда и замерзшего углекислого газа.
Он вращается вокруг Урана на расстоянии примерно 436 000 километров, орбитальный период 8,7 суток. Его поверхность изрезана системой огромных каньонов, уступов и кажется красноватой. Многочисленные ударные кратеры могут достигать 326 километров.
Оберон
Оберон — самый дальний крупный спутник Урана. Он был также открыт Уильямом Гершелем. Это второй по величине и по массе из спутников Урана.
Оберон был назван в честь мифического короля фей из шекспировского «Сна в летнюю ночь».
Его поверхность темная, красноватого цвета, покрыта ударами астероидов и комет. Кратеры достигают 210 километров в диаметре.
На Обероне больше всего кратеров среди других спутников Урана, что означает, что у него самая старая поверхность.
Оберон можно увидеть с Земли в любительский телескоп. Он вращается вокруг Урана на расстоянии около 584 000 километров, это самая дальняя луна планеты. Полный оборот совершает примерно за 13,5 дней. Как и у других спутников Урана, одна сторона его постоянно обращена к родительской планете.
В то время как другие спутники вращаются внутри магнитосферы Урана, орбита Оберона частично находится снаружи. В результате на него непосредственно воздействует солнечный ветер. Раз в 42 года во время равноденствия Урана, когда его экваториальная плоскость пересекается с Землей, между лунами Урана происходит взаимное затмение.
Оберон имеет плотность 1,63 г/см³. Это выше типичной плотности спутников Сатурна. Наблюдения выявили наличие на поверхности кристаллического водяного льда. Предполагается, что Оберон может иметь слой жидкого океана на границе ядра и мантии.
Уран в культуре
Как и другие планеты Солнечной системы, Уран фигурирует в фантастике. Уже через три года после открытия был написан сатирический памфлет, в котором описывается путешествие автора на воздушном шаре на Уран. Оказывается, что планета населена жителями, у которых по два тела, одно из которых выражает социально-приемлемую форму поведения, а второе - истинную.
В фантастике конца XIX — начала XX века были популярны рассуждения о жителях Луны, Венеры и Марса. Некоторые произведения упоминали о том, что жизнь в Солнечной системе зародилась на Уране. Предполагалось, что поверхность Урана напоминает Арктику, а местные жители живут в иглу.
В романе Стенли Вейнбаума «Планета сомнений» главные герои отправляются в экспедицию на Уран, где обнаруживают, что планету населяют летающие существа, появляющиеся из больших гусениц, которые ползают в вечном тумане атмосферы.
В фантастическом романе Сергея Павлова «Лунная радуга» развитие сюжета начинается с необъяснимых событий, произошедших с первыми экспедициями на спутник Урана Оберон. Выжившие исследователи после посещения Оберона получили сверхспособности, связанные с манипуляцией электромагнитными полями.
В повести Георгия Гуревича «Первый день творения» человечество планирует «стройку века» - разрезать Уран лазером на четырнадцать частей, чтобы терраформировать их в пригодные для жизни планеты.
Но, конечно, в популярной культуре Уран известен совсем по другой причине. Латинское название, «Uranus», и особенно его английское произношение, созвучно с «your anus» — «твой анус». Из-за этого планета фигурирует в бесчисленном количестве каламбуров соответствующего характера. Такие шутки есть и в Гарри Поттере, и в играх Mass Effect («Отправить зонд на Уранус? Серьезно, коммандер?»)
Также Уран связан с однополой любовью, но это относится больше к мифологи, чем к самой планете.
В XIX веке немецкий писатель и активист Карл Ульрихс ввел термин Урнинг для обозначения гомосексуальных мужчин. Название было связано в именем богини Афродиты Урания, которая олицетворяет платоническое эротическое влечение между мужчинами.
Искусство, воспевающее гомоэротизм, иногда называют уранианским. Возможно, называние геев в разговорной речи «голубыми» произошло от буквального перевода этого термина в значении «сторонники небесной любви».
Отголоски этого названия можно найти и в аниме «Сейлор Мун». Воительница Сейлор Уран (она же Харука Тэно), изображена как девушка с «мужской душой». Она любит быстрые машины и бой на мечах. А еще она любит Сейлор Нептун.
Сейлор Уран любит дразнить красивых девушек. На протяжении всей манги она флиртует с Усаги, и иногда та даже флиртует в ответ. В одной выпуске они даже целуются. В экранизацию аниме эти шутки не вошли, Сейлор Уран просто называет Сейлор Мун «Котенком».
Отношения Харуки с Мичиру Кайо, Сейлор Нептун, с самого начала показаны романтичными и принимаются большинством персонажей сериала. В поздних сезонах они уже точно пара, хотя конечно физические аспекты их отношений ограничиваются держанием за руки, флиртом и шутками.
Разумеется, даже такой образ показался кому-то слишком смелым. В некоторых странах отношения Харуки и Мичиру подверглись цензуре. В Северной Америке в первом дубляже говорилось, что они двоюродные сестры, а не возлюбленные. Правда, так как последующие диалоги не редактировали, то стало еще хуже: в отношениях появился еще и инцест.
В некоторых странах, в том числе в России, пошли по еще более спорному пути: Харуку сделали парнем. Благо, в аниме она часто ходит в мужской одежде. Это сгладило скандальность его/ее отношений с Сейлор Нептун, но вызывало другие вопросы: почему после превращения в воина мальчик оказывается в юбке?
Заключение
С момента открытия Урана прошло меньше трех лет для самой планеты. В 2033 году Уран совершит третий оборот вокруг Солнца с момента обнаружения.
За все это время Уран посетил только один зонд, созданный человечеством: космический аппарат НАСА «Вояджер-2». Он пересёк орбиту Урана и прошёл в 81 500 км от поверхности планеты. Китайское космическое агентство планирует запуск в 2030 году миссии «Тяньвэнь-4», одной из задач которой является исследование Урана с пролётной траектории.
Максимальное сближение Урана с Землей произойдет в 2051 году на расстоянии 17,2 а.е.
От Сатурна до Урана такое же расстояние, как от Солнца до Сатурна. И еще столько же, 10 астрономических единиц, до последней большой планеты нашей Солнечной системы, Нептуна.
В следующих выпусках поговорим и про нее. Напишите в комментариях, кажется ли вам Уран скучным?
Канал «Феи / Роботы / Пришельцы» можно читать на Дзен, в Телеграме и ВКонтакте. Аудиоверсия подкаста доступна на сервисах Яндекс.Музыка, Apple Podcasts, Google Podcasts и в подкастах ВКонтакте. Видео-версию смотрите на канале YouTube.
Поддержать канал можно на сервисе Boosty по ссылке в описании.
Оставляйте комментарии и ставьте оценки. Не забудьте подписаться на канал, чтобы не пропустить новые выпуски. Скоро увидимся!
