Studije Sunčevog sustava, provedene u posljednjoj četvrtini 20. stoljeća, dale su znanosti niz iznenađujućih otkrića. Uz pomoć novih moćnih optičkih teleskopa astrofizike, nuklearni znanstvenici, predstavnici drugih grana znanosti i tehnologije uspjeli su dobiti neprocjenjive znanstvene podatke o bliskom prostoru. Zahvaljujući svemirskim letovima, čovječanstvu su postale poznate zanimljive činjenice o sastavu i strukturi planetarnog sustava naše zvijezde. Naposljetku, znanstveni svijet je uspio dobiti informacije o tome kako izgleda planet Uran, što Neptun predstavlja i koje su prave dimenzije Sunčevog sustava.
Najčudesniji planet Sunčevog sustava
Istražujući prostor blizu Zemlje kroz teleskop, lako je doći do pogrešnog mišljenja - Sunčev sustav je najjednostavniji heliocentrični mehanizam u kojem se sva ostala svemirska tijela i objekti pokoravaju poznatim zakonima fizike i matematike. Zapravo, sve nije tako jednostavno kao što se čini na prvi pogled. Svako nebesko tijelo u našem najbližem prostoru živi svoj život, ima svoje osobine i nije baš kao njegovi susjedi. Živopisan primjer za to su zemaljski planeti, među kojima se jedino Zemlja i Mars mogu, s rastezanjem, staviti u jedan red.
Slična je situacija i sa drugom skupinom planeta - plinskim divovima - koji svoj vanjski krug čine oko Sunca. Ako Jupiter i Saturn imaju slične astrofizičke parametre i karakteristike, tada Uran na njihovoj pozadini izgleda kao "crna ovca". Unatoč vanjskoj sličnosti i istoj strukturi, Uran je jedini planet našeg zvjezdanog sustava koji zauzima neobičan položaj. Specifičnost takvog nebeskog tijela kao Urana je sljedeći aspekt. Planet ne samo da mjerilo radi na heliocentričnoj orbiti, nego se kotrlja poput bilijarske kugle oko sunca. Jednostavno rečeno, planet jednostavno leži na svojoj strani i kotrlja se u smjeru svoje orbite. Takvo ponašanje nije samo tipično za druga dva plinovita divova Sunčevog sustava - Jupiter i Saturn, položaj osi rotacije Urana u odnosu na ravninu njegove orbite izgleda neobično.
Ako govorimo o tome koliko je daleko dubina urana nagnuta u ravninu svoje orbite, onda je ta vrijednost 97.86⁰. Na primjer, Zemlja i Mars imaju kut nagiba ekvatora prema orbitalnoj ravnini od 23,45 i 25,19 stupnjeva. Ekvator u Merkuru i na Jupiteru gotovo je okomit na orbitalnu ravninu. Uran leži na svojoj strani i rotira se retrogradno. Takav položaj osi gleda s znanstvenog stajališta kao besmislica, budući da se u sedmom planetu od Sunca promjena dana i noći promatra samo u uskom sektoru planetarnog diska. Izlazak i zalazak sunca dalekog Sunca odvijaju se na horizontu Urana gotovo jednako kao iu polarnim geografskim širinama na Zemlji. Zbog tog položaja osi rotacije planeta postoji zanimljiv trenutak - razlika u trajanju uranske godine na polovima i na ekvatoru. Polovi planeta susreću se dan i noć jednom u 42 Zemljine godine, ali se na ekvatoru godina produžuje točno dva puta i iznosi 84 Zemljine godine.
Položaj osi rotacije planeta i priroda magnetskog polja sedmog planeta. Za razliku od drugih nebeskih tijela Sunčevog sustava, magnetsko polje Urana rotira zajedno sa samim planetom, stalno mijenjajući magnetske polove. Drugim riječima, magnetsko polje planeta Uran periodično se otvara i zatvara. Ako bi se to dogodilo na Zemlji, svaki dan bi nas očekivala planetarna katastrofa.
Otkriće sedmog planeta
Priča o otkriću trećeg plinskog diva u cijelosti je povezana s imenom Engleza Williama Herschela. Godine 1781. Englez je otkrio novo nebesko tijelo, koje je prvobitno zamijenjeno s kometom koji je posjetio Sunčev sustav. Međutim, nakon nekog vremena, nakon proučavanja karakteristika objekta u orbiti oko sunca, astronom William Herschel odlučio ga je klasificirati kao sedmi planet. Ovaj događaj postao je orijentir u astronomiji. Po prvi put na instrumentalni način, osoba je uspjela pronaći planetu, čije je postojanje prije bilo nepoznato. Do sada su se astronomi oslanjali na informacije o postojanju šest planeta, uzimajući Urana kao zvijezdu. Ideja o veličini Sunčevog sustava bila je ograničena na Saturnovu orbitu.
Englez je kao pronalazač predložio da se sedmi planet nazove u čast engleskog monarha - "zvijezde Georgea". Taj naziv nije odgovarao ukusu članova Kraljevske astronomske opservatorije, koji su odlučili novom planetu dati ime Uran, u čast starogrčkoga božanskog simbola nebeske sfere. Nakon toga, kada je Herschel promatrao kretanje Urana, zabilježena je posebnost ponašanja ovog nebeskog tijela u orbiti. Sedmi planet se kretao neravnomjerno u orbiti, sada ubrzavajući, a zatim usporavajući svoj pokret. Već nakon Herschelove smrti, drugi astronomi, Englez Adams i Francuz Laverye su pretpostavili da iza Urana postoji još jedno veliko nebesko tijelo, čija gravitacija utječe na ponašanje trećeg plinskog diva. Naknadni matematički izračuni potvrdili su ispravnost pretpostavke, koja je omogućila da se 1846. otvori posljednji, osmi planet Sunčevog sustava, Neptun.
Otkriće Urana stoga je dovelo do lančane reakcije u znanstvenom svijetu, što je rezultiralo širenjem granica planetarnog sustava. Slijedeći Urana, dobili smo Neptun i Pluton - objekte otkrivene matematičkim izračunima.
Astrofizičke značajke: kratak opis planeta Uran
Unatoč vanjskoj sličnosti s prva dva plinska giganta Sunčevog sustava, sedmi planet se značajno razlikuje od Jupitera i Saturna. Za razliku od Jupitera i Saturna, koji se može vrlo dobro promatrati teleskopom, Uran u leći izgleda kao mala zvjezdica. To je zbog ogromne udaljenosti koja razdvaja ovaj udaljeni svijet od našeg planeta.
Na horizontu Zemlje, treći div je jedva primjetan, što predstavlja mutnu zvijezdu čija se svjetlina mijenja u rasponu od 5.9 do 5.32 magnitude. Promatrajući u teleskopu iza daleke zvijezde blijedo plave boje, astronomi su se odavno pitali kakvu je boju zapravo sedmi planet. Znanstvenici su dobili odgovor na to pitanje tek 1986. godine, kada je svemirska sonda Voyager-2 preletjela 80 tisuća kilometara. s površine udaljenog planeta. Rezultirajuće slike pokazale su blijedoplavu, s jedva metalik tonom, planetarnim diskom.
Udaljenost od Sunca je u prosjeku 2 876 679 082 km. Uran čini trčanje oko središta zvjezdanog sustava u gotovo eliptičnoj orbiti s blagim ekscentricitetom (e), što je 0,46. Orbitalno razdoblje nebeskog tijela oko središnje zvijezde je 30.685 zemaljskih dana ili 84 godine. Brzina kretanja ovog planeta je niska - samo 6,8 kilometara u sekundi. Samo se Neptun kreće u prostoru s još nižom orbitalnom brzinom - 5,4 km / s.
Ako govorimo o tome koliko je vremena potrebno za putovanje sa Zemlje na treći divovski planet, ovdje se možete osloniti na podatke o letu istog automatskog stroja Voyager 2 koji je odletio u Uran gotovo 9 godina. To je do sada jedina misija koja je zemaljima omogućila da dobiju ideje o tom udaljenom objektu i njegovoj okolini.
Unatoč svojoj skromnoj veličini na noćnom nebu, u stvarnosti je veličina Urana impresivna. Promjer planetarnog diska ovog diva je 50.724 km. To, naravno, nije toliko kao u Jupiteru i Saturnu, čiji promjeri iznose 140 tisuća km, odnosno 116 tisuća km. Međutim, to je sasvim dovoljno za sedmi planet Sunčevog sustava da čvrsto drži treće mjesto.
Impresivan promatrač i masa ovog nebeskog tijela. Uran je 14,5 puta teži od Zemlje i teži 8,6832 · 1025 kg. Svojom masom blijedo plavi div gubi ne samo od Jupitera i Saturna. Čak i udaljeni satelit Urana, planet Neptun, ima veliku masu. Relativna lakoća udaljenog nebeskog tijela posljedica je njezina sastava. Za razliku od druga dva planeta Jupiter i Saturn, gdje je masa zastupljena polutekućim i metaliziranim vodikom i helijem, Uran predstavlja ogromnu ledenu kuglu koja ima brzinu rotacije oko vlastite osi od 2,29 m / s.
Sastav sedmog planeta i njegove atmosfere
Led na Uranu je različit od visokih temperatura. Tu je smrznuti amonijak, vodeni led i metan u čvrstom, ledenom stanju. Zbog ledene prirode, astrofizičari su sedmi planet prenijeli u kategoriju ledenih divova. Gustoća kugle leda je beznačajna, gotovo tri puta manja od gustoće planete Zemlje i iznosi 1,27 g / cm3. Međutim, zbog velikih masenih i orbitalnih parametara, gravitacijske sile su prilično jake na Uranu. Ubrzanje slobodnog pada u ledenom divu gotovo je jednako ubrzanju Zemlje i iznosi 8,87 m / s2.
Zanimljiva struktura udaljenog planeta, koja izgleda ovako:
- čvrsta kamena jezgra;
- ledeni plašt;
- imaginarna površina;
- niža atmosfera (stratosfera i troposfera);
- planetarna kruna.
Površinu nebeskog tijela predstavljaju spojevi vodika i helija koji su u plinovitom stanju. Atmosfera planeta uključuje metan, zahvaljujući kojem Uran ima karakterističnu blijedoplavu nijansu. Njegova se koncentracija smanjuje s visinom, gdje se zbog ekstremno niskih temperatura metan smrzava, ostavljajući prostor za vodik i helij. Točan kemijski sastav atmosfere sedmog planeta nije u potpunosti poznat, ali sudeći prema spektru, atmosfera je uglavnom vodik, sadrži i ugljikovodične spojeve koji su rezultat sunčevog zračenja na molekule metana. Slojevi atmosfere ledenog diva razlikuju se po debljini i temperaturi. Najviši sloj je atmosferska korona koja se proteže daleko izvan planeta na udaljenosti od 8.000 km. Donji slojevi su stratosfera i troposfera, gdje prevladavaju niske temperature. Na nadmorskoj visini od 50-300 km. s površine je sloj oblaka koji se sastoji od vodene pare, kristala amonijaka i metana. Temperature na ovom mjestu dosežu 227-250 stupnjeva Celzijusa s minus oznakom.
zaključak
Informacije koje znanstvenici danas imaju o trećem divovskom planetu iznimno su ograničene. To je zbog lokacije Urana. Astrofizičari i znanstvenici usredotočili su se na proučavanje Jupitera i Saturna te ekstremne regije Sunčevog sustava. Uran, smješten u središtu nebeskih tijela, cijelo je vrijeme bio izvan vidokruga istraživačkih programa. Svemirski brod "Voyager 2" do sada je postao jedini brod koji je stigao u blizinu udaljenog planeta, pružajući prve dokumentarne informacije o planetu Uran, o sastavu atmosfere i okoliša.
Kao i svi drugi plinski divovi, koji imaju vlastiti sustav nebeskih tijela, znanstvenici su otkrili uranov ukras - sustav prstena. Otkriveni su i sateliti planeta Uran, koji danas ima 27 komada. Uz pomoć teleskopa Hubble 2005. godine bilo je moguće detaljno ispitati pet najvećih satelita Urana - to su Miranda, Ariel, Umbriel, Titania i Oberon. Naknadna studija udaljenog planeta i njegovih satelita vjerojatno će dati nove i korisne informacije znanstvenicima, ali u bliskoj budućnosti, misije u ovaj dio Sunčevog sustava nisu planirane.
