Далекий ледяной Уран десятилетиями является предметом загадок для ученых. В странном мире этой планеты есть много тайн, которые ждут своего раскрытия. Это и его боковое вращение, и загадочное магнитное поле, и многое другое.
Уран вращается вокруг Солнца преимущественно боком. Его кольца вращаются, как монета на столе, если смотреть с Земли, совершая полный оборот каждые 84 года — время, за которое планета обращается вокруг Солнца. Как Уран оказался в такой ориентации — один из многих вопросов, которые у нас возникают об этом далеком туманном мире.
«Вояджер-2» стал первым и единственным космическим кораблем, посетившим Уран в 1986 году, что произвело революцию в нашем понимании планеты. С тех пор ученые продолжают изучать Уран с помощью наземных и космических телескопов. Но предстоит решить еще много загадок, международные космические организации составляют предварительные планы новых миссий к Урану, которые могли бы раскрыть неразгаданные тайны планеты.
Приглашаю в свой Телеграм-канал https://t.me/+2_mpnJYjogIxODRi
Внутренняя структура
Уран не имеет твердой поверхности. Под атмосферой планеты находится вязкая смесь воды, метана и аммиака. В центре планеты, вероятно, находится каменное ядро.
То, что происходит внутри ледяных слоев планеты, является загадкой, с помощью Вояджера, немного приоткрылась атмосфера Урана.
Есть ли у Урана слой океана, а затем слой атмосферы? Есть ли у него сплошное ядро с переходной областью или все как бы размывается от одного слоя к другому? Это фундаментальный вопрос, ответа на который мы просто не знаем.
Орбитальный аппарат Урана поможет ответить на этот вопрос. Когда космический корабль путешествовал вокруг планеты, гравитация Урана притягивала его, вызывая доплеровские сдвиги в радиосигнале космического корабля. Это то же явление, которое заставляет сирену машины скорой помощи менять тональность при проезде. Измеряя эти сдвиги, ученые могли бы составить карту гравитационного поля планеты, что позволит им провести реверс-инжиниринг того, что происходит внутри планеты.
Приглашаю в свой Телеграм-канал https://t.me/+2_mpnJYjogIxODRi
Магнитное поле
Когда «Вояджер-2» пролетел мимо Урана и Нептуна, он обнаружил, что магнитные поля этих ледяных гигантов сильно смещены относительно их осей вращения. Магнитное поле Урана смещено на 59 градусов, больше, чем у любой другой планеты.
Это очень сложное, странное магнитное поле, Уран наклонен набок, поэтому солнечный ветер воздействует на него совсем не так, как на другие планеты.
Неясно, возникает ли магнитное поле из ядра планеты, как это происходит во многих других мирах, таких как Земля, Юпитер и Сатурн. Мы также не знаем, как изменилось магнитное поле после пролета Вояджера.
Магнитные поля связаны с полярными сияниями, которые можно наблюдать с помощью космических телескопов, таких как «JWST» и «Хаббл». Но это показывает нам лишь небольшую часть магнитного поля планеты. Единственный способ напрямую измерить магнитное поле Урана — пролететь через него на орбитальном космическом корабле.
Наклон и внутренний нагрев
Как Уран оказался на боку? Основная теория гласит, что когда планета формировалась, в нее врезался большой объект, наклонив ее в своей орбите. Вполне возможно, что этот удар рассеял часть внутреннего тепла Урана, что приводит нас к еще одной загадке планеты: это самая холодная планета в нашей Солнечной системе.
Самая холодная измеренная температура Урана составляет -224 °C, что делает его в некоторых местах более холодным, чем Нептун, хотя Нептун находится дальше от Солнца. Это означает, что Уран не имеет большого количества избыточного внутреннего тепла, чтобы сохранять тепло. Тем не менее, на планете наблюдаются сильные ветра и периодические продолжительные штормы.
Приглашаю в свой Телеграм-канал https://t.me/+2_mpnJYjogIxODRi
Кольца и спутники
Как и другие планеты-гиганты, Уран сам по себе похож на миниатюрную планетную систему с набором концентрических пыльных колец и россыпью вызывающих интерес спутников.
Некоторые из спутников Урана могут содержать подземные океаны. Недавнее исследование показало, что четыре крупнейших спутника Титания, Оберон, Умбриэль и Ариэль могут иметь жидкую воду под своей поверхностью. Исследователи обнаружили, что поверхности спутников могут изолировать их внутреннюю часть, позволяя им сохранять внутреннее тепло и поддерживать океан жидкой воды.
Два крупнейших спутника Титания и Оберон также могут иметь скалистую мантию, которая выделяет тепло прямо в океаны. Это может увеличить вероятность того, что океаны окажутся пригодными для жизни.
Кольца Урана также вызывают интерес. Используя наземные и космические телескопы, ученые смогли наблюдать новые детали, когда кольца повернулись к Солнцу ребром в 2007 году
Были обнаружены новые кольца, которые не были обнаружены Вояджером.
Приглашаю в свой Телеграм-канал https://t.me/+2_mpnJYjogIxODRi
Место рождения и экзопланеты
Ранняя Солнечная система была местом хаоса: планеты-гиганты боролись за свои позиции и швыряли астероиды и кометы в сторону внутренних планет. Но мы не знаем точно, где образовался Уран и как он перемещался.
Ученые могут проследить происхождение планет-гигантов, измеряя содержание и свойства благородных газов в их атмосферах и сравнивая это с моделями того, как, по нашему мнению, благородные газы распределялись в ранней Солнечной системе.
Благородные газы невозможно увидеть в телескопы. Единственный способ их измерить — сбросить зонд прямо в атмосферу планеты.
Что делает их трудными для измерения из далека, но делает их и удобными для измерения в близи. Они не взаимодействуют, не меняются и не образуют других молекул.
Понимание того, как формировался и перемещался Уран, могло бы помочь нам понять другие звездные системы.
В других системах мы нашли множество планет размером где-то между Землей и ледяными гигантами. Эти суперземли, или субнептуны, похоже, распространены в других звездных системах. Так почему же у нас их нет?
Чтобы ответить на этот вопрос, нам необходимо лучше понять, как и где образовались наши планеты. Хотя мы многое узнали о каменистых планетах и, в меньшей степени, о газовых гигантах, ледяные гиганты до сих пор остаются загадкой.
Приглашаю в свой Телеграм-канал https://t.me/+2_mpnJYjogIxODRi
Орбитальный аппарат и зонд для исследования Урана
Миссия к Урану является одним из главных приоритетов планетарного научного сообщества в течение последнего десятилетия.
Каждые 10 лет ученые создают для НАСА отчет под названием «Декадный обзор», в котором устанавливаются приоритеты на следующее десятилетие исследований. В Десятилетнем обзоре 2013 года были перечислены три главных приоритета: Europa Clipper, возвращение образцов с Марса и миссия на Уран.
Europa Clipper — проект автоматической межпланетной станции НАСА для изучения шестого спутника Юпитера — Европы, на предмет её способности к поддержанию жизни — планируется запустить в этом году. Планы по возвращению образцов с Марса находятся в стадии реализации, несмотря на продолжающиеся проверки и бюджетную неопределенность. По данным Десятилетнего исследования 2023 года, миссия к Урану станет новым главным приоритетом.
Вместо того, чтобы пролетать мимо Урана, как «Вояджер-2», космический корабль выйдет на орбиту и совершит полный обход Урана, его колец и спутников. Он также запустит зонд в атмосферу планеты. Миссия предоставит массу данных широкому кругу ученых - астрономов.
Теоретически миссия на Уран может стартовать в 2031 году и прибыть в 2043 году. Учитывая, что НАСА сталкивается с бюджетными проблемами, а возвращение образцов с Марса все еще пытается набрать обороты, эти сроки могут быть оптимистичными. Тем не менее, в какой-то момент к Урану прибудет новая миссия, став первым космическим кораблем, посетившим Уран более чем за полвека. Миссия откроет новую эру открытий и поможет раскрыть неразгаданные тайны планеты.
Приглашаю в свой Телеграм-канал https://t.me/+2_mpnJYjogIxODRi