Уран является седьмой планетой по удалению от Солнца. Она была открыта в конце восемнадцатого века прославленным английским астрономом Уильямом Гершелем. Не смотря на то, что люди имели возможность наблюдать Уран до его открытия, но всегда принимали его за звезду. Уран достаточно большая планета: она третья по диаметру и четвертая по массе в Солнечной системе. Если сравнивать Уран с Землей, то его масса в 14 раз превосходит земную, а протяженность экватора превосходит наш экватор в 4 раза. Тем не менее планета проигрывает в массе другим газовым гигантам по причине того, что состоит Уран из смеси льдов аммиака, метана и воды. При наблюдении с земли Уран имеет голубой цвет, благодаря входящему в состав атмосферы газа метана.
Интересен тот факт, что Уран как бы завалился на бок. Ось вращения Урана наклонена на 98 градусов.
Открытие Урана
Из-за своей удаленности Уран долгое время считался звездой. Впервые небесное тело упоминается в записи английского астронома Джона Флемстида. Он проводил наблюдения планеты в 1690-м году. Ученый даже не подозревал, что исследует планету, принимая ее за звезду. В 18-ом веке француз ле Моньер в течение 20 лет наблюдал Уран, также как и английский ученый, думая, что это звезда.
Стать открывателем Урана суждено было английскому астроному Уильяму Гершелю. Сначала ученый выдвинул гипотезу, что наблюдаемое космическое тело — это комета. В 1781-м году, сверяя собственные наблюдения с звездными картами того времени, Гершель обнаружил несоответствие. Он нашел яркий объект в том месте звездного неба, где ничего быть не должно. Продолжая наблюдения, Гершель заметил, что объект медленно перемещается на фон неподвижных звезд. Ученый предположил, что это комета, но не увидел у объекта «хвоста», характерного для комет.
Уран — первая планета, обнаруженная при помощи телескопа. Модель этого телескопа находится в музее города Бат в Великобритании.
Изучая открытое небесное тело с разными линзами, Гершель пришел к выводу, что это не звезда, так как при приближении ее размер менялся. Но он не обнаружил ни хвоста, ни головы, что свойственно кометам. Но если кометы оставались в объективе телескопа четкими, то новый объект становился расплывчатым. При этом ученый смог уточнить орбиту движения, эллипсоидную и очень вытянутую.
Ученый из России — Лексель смог вычислить расстояние до открытого объекта. Оказалось, что он отстоит от Земли в 18 раз дальше, чем Земля от Солнца. Германский ученый Боде первым предложил считать открытый объект планетой. В 1783-м году сам Гершель подтвердил, что исследуемый объект — это планета. Это открытие принесло славу ученому.
Теперь нужно было дать планете имя. Уильям Гершель предложил назвать планету именем короля Англии — планетой Георга. Другие ученые выдвинули свои предложения, среди которых были: Кибела и Гершель. В итоге научное сообщество пришло к выводу, что планету нужно назвать именем из мифологии. Поскольку новая планета соседствует с Сатурном, ей решили присвоить имя Урана (Целус в римской мифологии) — бога неба, который согласно мифам древней Греции является отцом Сатурна. Во всем мире планету стали называть «Уран», а в Англии она продолжала носить имя Георга почти 70 лет. Уже в середине 19-го века астрономическое общество утвердило единое имя для планеты, и с 1860-го года ее стали называть Ураном во всем цивилизованном мире.
Уран стал первой и единственной планетой в Солнечной системе, получившей имя бога из греческой, а не римской мифологии.
Характеристики Урана
Масса Урана составляет 14,54 масс Земли. Планета имеет очень низкую плотность. Она составляет 1,4 г/см3. Уран выигрывает в плотности только у одной планеты Солнечной системы — Сатурна (плотность 0,7 г/см3). Диаметр Урана по экватору составляет 51118 км. Скорость движения планеты по орбите составляет 6,8 километров в секунду. Ускорение свободного падения на Уране — 9 м/с2. У Урана насчитывается 27 спутников, а также есть кольца.
Движение и вращение Урана
Необходимо отметить в первую очередь, что Уран вращается «ретроградно». Это значит, что направление его вращения вокруг своей оси отличается от других планет. Оси вращения большинства планет Солнечной системы параллельны оси вращения Солнца, а ось вращения Урана перпендикулярна.
На Уране смена дня и ночи происходит не так, как на других планетах. Благодаря тому, что Уран «лежит на боку», изменение времени суток здесь заметно только в полосе экватора. День на экваторе длится 17 ч. 50 мин.
На полюсах Урана день длится 42 года. Скорее всего такие странности в смене дня и ночи вызваны столкновением Урана с другой планетой во времена формирования Солнечной системы.
Продолжительность года на Уране составляет 84,5 земных года. Есть одна загадка, природа которой пока не понятна ученым: Полюса Урана получают больше солнечного света и тепла, чем экваториальные области, однако на экваторе температура ниже.
Атмосфера и внутреннее строение Урана
Ученые изучают Уран в основном по данным спектрального анализа и сведениям собранным автоматическими станциями. На данный момент известно, что в составе Урана отсутствует металлический водород. Внутри планета состоит из горных пород, а также из замерзших газов — аммиака и метана. Атмосфера урана состоит из водорода и гелия. В ней наблюдаются газовые, водородные и ледяные облака.
Атмосфера Урана имеет очень низкую температуру. Здесь холоднее, чем на любой другой планете Солнечной системы. Температура может опускается до -224 градусов по Цельсию. Температурный рекорд Урана обусловлен тем, что планета находится далеко от Солнца, и не имеет внутреннего источника тепла. Атмосфера Урана — настоящий ад. Планета крайне не приветлива за счет сильнейших бурь, с которыми не сравнятся даже бури на Юпитере. Скорость ветра здесь может достигать 900 км/ч.
По современным представлениям планета состоит из трех слоев. Внизу находится ядро из горных пород. Его покрывают льды, образующие мантию. Над мантией атмосфера из смеси газов, где доминирут по количеству гелий и водород. Около 3% от общей массы атмосферы составляет метан. Именно он дает Урану голубую окраску.
Вообще пока не ясно, есть ли на Уране твердая поверхность. У ученых пока не достаточно данных, чтобы делать точные выводы об этом. Чтобы точно узнать, что представляет из себя седьмая планета Солнечной системы, необходимы дальнейшие исследования. Они запланированы на интервал между 2020 и 2030-м годами. Астрофизики хотят узнать химический состав всех слоев атмосферы Урана при помощи спускаемого аппарата.
Спутники и кольца Урана
На данный момент известно 27 спутников Урана. Поскольку планету открыл английский астроном — Гершель, спутникам присваиваются имена героев книг Уильяма Шекспира, который тоже был англичанином. Самый крупный спутник — Титания, за ним по убыванию идут: Оберон, Умбриэль, Ариэль и Миранда. Миранда состоит изо льда, а остальные спутники, приведенные выше помимо льда имеют в составе горные породы. Некоторые спутники располагаются над кольцами, а другие под ними. Поэтому все спутники делятся на внутренние и внешние.
Кольца Урана совсем блеклые по сравнению с кольцами планеты Сатурн. Они образованы мелкими частицами, самые крупные из которых едва достигают метра в поперечнике. Хотя Гершель настаивал на том, что видел кольца вокруг планеты, доказать их существование смогли только в 80-х годах прошлого века. Причем кольца были открыты случайно, ведь их обнаружили наблюдая за атмосферой планеты. Пока Уран имеет 13 колец. Скорее всего они появились в результате распада спутников. Любители астрономии могут увидеть с Земли самое яркое из колец, носящее имя Эпсилон.
Исследования Урана
Состояние развития оптической техники всегда была проблемой для исследований Урана. Планета находится настолько далеко, что рассмотреть ее в подробностях было сложно. Но технический прогресс никогда не останавливался, и теперь мы знаем об Уране намного больше, чем с момента открытия и до второй половины 20-го века.
Запущенный в конце 1970-х годов аппарат «Вояджер-2» стал первой станцией исследующей Уран. Аппарат добрался до планеты спустя целых 9 лет после запуска. «Вояджер-2» собрал много сведений об Уране и прислал на Землю снимки самой планеты, ее спутников и колец. Он собрал данные о атмосфере, магнитном поле, погоде на Уране.
Развил успех космический телескоп имени Хаббла. В 90-х годах. С его помощью ученые обнаружили вихри и бури Урана и асимметрию планеты.
Изучив Уран из далека, ученые решили не останавливаться. В недалеком будущем будет запущен аппарат, который опустится в атмосферу. Автоматическая станция Uranus Pathfinder возьмет химические пробы, опускаясь сквозь газовую оболочку, и передаст сведения на Землю. Сразу стоит оговориться, что на путешествие до седьмой планеты уйдет почти 10 лет, поэтому результаты этой миссии стоит ожидать не раньше середины 2030-х годов.