Каково строение урана? – все о космосе

SPACE-START.net ИСТИНА ЗА ПРЕДЕЛАМИ ДОСЯГАЕМОГО

Уран – седьмая планета от Солнца и третья во внешней Солнечной системе, он относится к классу ледяных гигантов.

Этот небесно-голубой шар необычайно красив, на фоне черноты космоса он кажется не реальным, такой цвет планете дает метан, который поглощает красные и оранжевые лучи света и отражает синие и зеленые и под воздействием солнечных лучей на метан образовываются более сложные структуры образуя дымку, которая в свою очередь придает планете мягкости и размытоcти, но лишает четкого вида. Средняя удаленность от Солнца составляет 2,8 млрд./км, а расстояние между Землей меняется от 2,7 до 2,85 млрд./км. Экваториальный диаметр составляет 25 600 км, что в 4 раза больше, чем у Земли. Один год длится 84 земных года, день длится приблизительно 17 ч 14 мин. Ось Урана отличается от всех остальных – наклон равен 97,86 градусов, поэтому там, где у Земли экватор – у Урана полюс, планета практически лежит на боку.

Из-за этого принято считать северную половину планеты северным полюсом, а южную половину южным полюсом. Такой наклон орбиты формирует сезоны на полюсах, 42 земных года светит Солнце на одном полушарии и столько же на другом.

Одна из загадок Урана заключается в том, что темная его сторона находится без света 42 года, но холоднее всего на 4 С, а так как Уран единственная планета среди газовых гигантов, которая не вырабатывает внутреннее тепло, то становится непонятным, какие силы распределяют равномерно тепло по планете.

Температура по всей планете практически одинакова, и это самая холодная планета в Солнечной системе с температурой -224 С.

Отсутствие теплового излучения с ядра планеты ставит ученым очень сложную задачу об измерении температуры в недрах планеты.

(Существует теория, в которой говорится, что температурные условия в недрах планеты могут быть схожими с другими газовыми гигантами, а если так – то на Уране на определенной глубине может находиться вода в жидком виде, поэтому Уран находится в числе планет, на которых может быть жизнь.

) В отличии от газовых гигантов, большая часть планеты состоит из льдов различного типа, остальное это водород, гелий и горные породы.

Взяв стандартную теорию, то Уран в разрезе будет выглядеть следующим образом: в центре находится ядро, которое состоит из горных пород, оно относительно маленькое – приблизительно 20% радиуса планеты; затем мантия, которая состоит со льдов – ее радиус составляет 60%; и атмосфера, состоящая из водорода и гелия, которая занимает 20%.

Но, не смотря на все, строение планеты остается в теории – до сих пор идут споры и выдвигаются различные гипотезы. Планету принято считать сфероидной, но она также может быть и жидкой, а если так – то на Уране нет твердой поверхности. Атмосфера по сравнению с Нептуном довольно спокойная, максимальная скорость ветра, которая была зафиксирована – 240 м/с, время от времени видны облака. В 2006 году телескопом Хаббла было зафиксировано темное пятно, это постоянная гроза, сопутствующая атмосферными вихревыми ветрами.

Изучая состав атмосферы, ученые следили, как Уран проходит на фоне звезды, и были удивлены, когда увидели, что звезда при приближении к планете начала мерцать и так же при отдалении – это могло обозначать лишь одно – то, что на Уране есть кольца и при дальнейшем исследовании их было обнаружено 13. Кольца Урана считаются относительно молодыми, так как имеют между собой большое расстояние, и разную прозрачность. Они образовались вследствие разрушения объекта, который приблизился к Урану и был раздавлен приливными силами, либо столкновением более ранних спутников. Уран, также как и Нептун, имеет специфическое магнитное поле, диполь которого смещен от центра планеты на 1/3 радиуса, что приводит к асимметрии в разных полушариях. Теоретически магнитное поле Урана генерирует не ядро планеты, а океан жидкости на относительно малых глубинах планеты.

Уран имеет 27 спутников, из них пять считаются основными – это Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон, но даже самый большой спутник в системе Урана очень маленький – его диаметр составляет 789 км.

На данный момент НАСА только планирует запуск космического аппарата Uranus orbiter and probe в 2021 году, его полет займет от 8 до 15 лет, а нам остается лишь ждать, когда эта небесно-голубая планета и ее система спутников откроет свои загадки, и на этом краю Солнечной системы откроются новые миры.

Смотрите также

Источник: http://space-start.net/uran.html

Состав и внутреннее строение Урана

Подобно другим планетам-гигантам, атмосфера Урана в основном состоит из водорода, гелия и метана, хотя их относительные вклады несколько ниже по сравнению с Юпитером и Сатурном.

Теоретическая модель строения Урана такова: его поверхностный слой представляет собой газожидкую оболочку, под которой находится ледяная (смесь водяного и аммиачного льда) мантия, а еще глубже – ядро из твердых пород. Масса мантии и ядра составляет примерно 85-90% от всей массы Урана. Зона твердого вещества простирается до 3/4 радиуса планеты.

Температура в центре Урана близка к 10000 К при давлении 7-8 млн. атмосфер (одна атмосфера примерно соответствует одному бару). На границе ядра давление примерно на два порядка ниже (около 100 килобар).

Эффективная температура, определяемая по тепловому излучению с поверхности планеты, составляет около 55 К.

Уран сформировался из первоначальных твердых тел и различных льдов (подо льдами здесь надо понимать не только водяной лед), он лишь на 15% состоит из водорода, а гелия нет почти совсем (в контраст Юпитеру и Сатурну, которые, по большей части, – водород).

Метан, ацетилен и другие углеводороды существуют в значительно больших количествах, чем на Юпитере и Сатурне. Ветры в средних широтах на Уране перемещают облака в тех же направлениях, что и на Земле.

Эти ветры дуют со скоростью от 40-а до 160-ти метров в секунду; на Земле быстрые потоки в атмосфере перемещаются со скоростью около 50-ти метров в секунду.

Толстый слой (дымка) – фотохимический смог – обнаруживается вокруг освещенного Солнцем полюса. Освещенный Солнцем полушарие также излучает больше ультрафиолета. На представленном изображении Урана контраст цветов искусственно усилен для выявления разницы между ними.

Инструменты “Вояджера” обнаружили отчасти более холодную полосу между 15 и 40-ка градусами широты, где температура на 2-3 K ниже.

Синий цвет Урана является результатом поглощения красного света метаном в верхней части атмосферы. Вероятно, существуют облака других цветов, но они прячутся от наблюдателей перекрывающим слоем метана. Атмосфера Урана (но не Уран в целом!) состоит примерно на 83% из водорода, на 15% из гелия и на 2% из метана.

Подобно другим газовым планетам, Уран имеет полосы облаков, которые очень быстро перемещаются. Но они слишком плохо различимы и видимы только на снимках с большим разрешением, сделанных “Вояджером 2”. Недавние наблюдения с HST позволили рассмотреть большие облака.

Есть предположение о том, что эта возможность появилась в связи с сезонными эффектами, ведь как не трудно сообразить, зима от лета на Уране сильно разняться: целое полушарие зимой на несколько лет прячется от Солнца! Однако, Уран получает в 370 раз меньше тепла от Солнца, чем Земля, так что летом там тоже не бывает жарко.

К тому же, Уран излучает тепла не больше, чем получает от Солнца, следовательно и скорее всего, он холоден внутри.

Обедненность атмосферы планеты легкими газами – следствие недостаточной массы зародыша планеты. В ходе образования, Уран не смог удержать возле себя большее количество водорода и гелия только потому, что к моменту, когда будущий Уран собрал достаточно массивное ядро, свободного водорода и гелия в Солнечной системе оставалось мало. Зато Уран содержит больше воды, метана, ацетилена.

Источник: https://planetologia.ru/uran/698-the-composition-and-internal-structure.html

Уран

Уран является планетой, которая входит в состав Солнечной системы. Он занимает седьмую позицию от Солнца и имеет третий размер по радиусу среди планет Солнечной системы. По массе этот объект занимает четвертое место.

Впервые зафиксирована планета была в 1781 году астрономом с Англии Уильямом Гершелем. Название получила в честь бога неба в древней Греции Урана, который был сыном Кроноса и внуком самого Зевса.

Нужно отметить, что Уран является первой планетой, которую открыли в новое время с применением телескопа. Это открытие было первым открытием планеты с античных времен, что позволило расширить известные границы Солнечной системы. Несмотря на то что планета имеет достаточно большие размеры, ее ранее видели с Земли, но воспринимали как звезду со слабым свечением.

Сравнивая Уран с такими газовыми гигантами, как Юпитер и Сатурн, которые состоят из гелия и водорода, можно отметить, что в нем отсутствует водород в металлической форме. В составе планеты находится много льда в различных модификациях.

В этом Уран очень схож с Нептуном, эти планеты ученые относят в отдельные категории под названием «ледяные гиганты». Все же атмосфера урана состоит из гелия и водорода, не так давно в атмосфере планеты был найден метан и добавки углеводородов.

Читайте также:  Созвездие весы - все о космосе

Атмосфера имеет ледяные облака, которые состоят из водорода и аммиака в твердой форме.

Необходимо отметить, что Уран является планетой с самой холодной атмосферой во всей Солнечной системе. Самые низкие зафиксированные данные температуры равны −224 °C.

За счет этого ученые полагают, что атмосфера планеты состоит из нескольких слоев облаков, в которых водный горизонт занимает нижние слои, а верхний слой представлен метаном.

Что касается недр планеты, то они состоят из горных пород и льда.

Как и все гиганты Солнечной системы, Уран также имеет магнитосферу и систему колец вокруг планеты. Этот объект имеет 27 постоянных спутников, которые отличаются диаметром и орбитами движения. Особенностью планеты является горизонтальное положение оси вращения, за счет этого планета лежит сбоку относительно Солнца.

Первые качественные снимки Урана человечество получило в 1986 году с применением аппарата «Вояжер-2».

Снимки были сделаны с достаточно близкого расстояния, на них изображена невыразительная планета, на которой не видно облачных полос или штормов.

Современные исследования доводят, что планета имеет сезонные изменения в атмосфере, также часто бывают штормы со скоростью движения ветра до 900 км/ч.

Открытие планеты

Наблюдение за Ураном было начато задолго до открытия У. Гершеля, поскольку наблюдатели думали, что это звезда. Первые документальные данные наблюдения за объектом датируются 1660 годом, их проводил Джон Флемстид. После этого в 1781 году изучением объекта занимался Пьер Моньер, который наблюдал планету более 12 раз.

Гершель является ученым, который впервые сделал вывод, что это планета, а не звезда. Свои наблюдения ученый начинал, изучая параллакс звезд, при этом он использовал телескоп собственного изготовления. Первое наблюдение за ураном Гершель осуществил 13.03.

1781 года в саду возле собственного дома в городе Бат, который находится в Великобритании. При этом ученый в журнале сделал такую запись: «рядом со звездой ζ созвездия тельца находится туманная звезда или комета».

Через 4 дня ученый сделал еще одну заметку: «при поиске наблюдаемой звезды или кометы оказалось, что объект поменял положение, а этого говорит, что это комета».

Дальнейшие наблюдения объекта при большом увеличении на телескопе показывали комету как размытое пятно, которое было слабо различимо, хотя при этом окружающие звезды были выразительными и яркими. Повторные исследования говорили, что это комета.

В апреле этого же года ученый получил исследования коллеги с Королевского сообщества астрономов Н. Маскелайна, который говорил, что им не было найдено ни головы, ни хвоста в этой комете.

За счет этого можно сделать вывод, что это либо комета с очень вытянутой орбитой, либо же еще одна планета.

Гершель продолжал описание как кометы, но в то же время большинство исследователей подозревали о другой природе объекта. Таким образом, Российским астрономом А.И. Лекселем было рассчитано расстояние к объекту, которое превышало расстояние от Земли к Солнцу и равно 4 астрономическим единицам.

Также немецкий астроном И. Боде предположил, что открытый Гершелем объект может быть звездой, которая двигается далее орбиты Сатурна, кроме того, ученый отметил, что орбита движения очень схожа с планетарными орбитами.

Окончательное подтверждение планетарной природы объекта сделал Гершель в 1783 году.

За это открытие Гершель был удостоен пожизненной стипендии от короля Георга III в размере 200 фунтов, с одним условием, что ученый переедет ближе к королю, чтобы он и его семья имели возможность наблюдать космические объекты в телескоп ученого.

Название планеты

За счет того, что Гершель является первооткрывателем планеты, он был удостоен чести от королевского сообщества астрономов назвать планету. Первоначально ученый хотел назвать планету в честь короля Георга III как «Звезда Георга», на латыни это «GeorgiumSidus».

Данное название объяснялось тем, что в то время не было актуально называть планету в честь древнего бога, кроме того, это даст ответ на вопрос о том, когда была открыта планета, на который можно было ответить, что открытие выпадает на время правительства короля Георга III.

Также было предложение от французского ученого Ж. Ланда назвать планету в честь открывателя. Поступали предложения назвать в честь мифологической жены Сатурна, а именно Кибелой.

Название Уран предложил немецкий астроном Боде, который мотивировал название тем, что этот бог был отцом Сатурна.

Уже через год после смерти Гершеля первоначальное название «Георг» практически нигде не встречалось, хотя в Великобритании планету называли так порядка 70 лет.

Окончательно название Уран за планетой закрепилось с 1850 года, когда оно было закреплено в альманахе Его Величества. Нужно отметить, что Уран – единственная планета, название которой взято с римской мифологии, а не с греческой. 

Вращение планеты и ее орбита

Планета Уран удалена от Солнца на расстояние в 2,8 миллиардов километров. Планета делает полный оборот вокруг Солнца за 84 земных года. Уран и Землю разделяют от 2,7 и до 2,85 миллиардов лет. Полуось орбиты планеты составляет 19,2 а.е.

что равно почти 3 миллиардам километров. На таком расстоянии солнечное излучение равно 1/400 от Земной орбиты. Элементы орбиты Урана впервые были исследованы Пьером Лапласом.

Дополнительные уточнения в расчеты внес Джон Адамс в 1841 году, он также уточнил гравитационное воздействие.

Период, за который Уран делает оборот вокруг собственной оси, равен 17 часам и 14 минутам. Как на всех планетах-гигантах, на Уране образуются мощные ветра, которые дуют параллельно вращению планеты. Данные ветра достигают скорости в 240 м/c. В силу этого некоторые детали атмосферы, расположенные в южных широтах, делают полный оборот вокруг планеты за 14 часов.

Наклон оси

Особенностью планеты является наклон оси вращения к плоскости орбиты, этот наклон равен углу в 97,86°. За счет этого планета при вращении лежит на боку и вращается ретроградно.

Это положение отличает планету от других, времена года здесь наступают совсем иным образом. Вращение всех планет Солнечной системы можно сравнить с движением волчка, а вращение Урана больше схоже с катящимся шаром.

Ученые предполагают, что подобный наклон планеты был  за счет столкновения планеты с планетозималью еще во время формирования Урана.

При солнцестоянии на Уране один из полюсов повернут полностью к Солнцу, при этом на экваторе происходит очень быстрая смена дня и ночи, а противоположного полюса не достигают солнечные лучи.

Через половину уранского года наступает противоположная ситуация, поскольку планета поворачивается к Солнцу другим полюсом.

Интересным фактом является то, что каждый из полюсов Урана по 42 земных года находится в полной темноте, а потом 42 года освещен Солнцем.

Несмотря на то что полюса планеты получают максимальное количество тепла, все же на экваторе температура постоянно выше. Почему так происходит, до сих пор ученым не известно. Также положение оси остается загадкой, учеными выдвинуты только несколько гипотез, которые так и не подтверждены научными фактами.

Наиболее популярной гипотезой наклона оси Урана является то, что во время формирования планет Солнечной системы в Уран врезалась так называемая протопланета, которая имела размер приблизительно такой же, как и Земля. Но это не объясняет, почему ни один спутник планеты не имеет такого наклона оси.

Также существует теория, по которой планета имела большой спутник, раскачавший ось планеты, а в дальнейшем он был утерян.

Видимость планеты

На протяжении более десяти лет, с 1995 года по 2006 год, визуальная звездная величина планеты Уран колебалась от +5,6m  и до +5,9 m, это позволяло созерцать планету с Земли без применения оптических приборов. В это время угловой радиус планеты колебался от 8 и до 10 угловых секунд.

При чистом ночном небе Уран можно обнаружить невооруженным глазом, при использовании бинокля планета видна даже с городских условий. Наблюдая за объектом с применением любительского телескопа, можно рассмотреть диск бледно-голубого цвета, который имеет потемнение по краям.

Используя мощные телескопы с объективом в 25 сантиметров, можно разглядеть даже самый большой спутник планеты под названием Титан.

Физические характеристики Урана

Планета в 14,5 раза тяжелее Земли, при этом Уран является наименее массивным среди всех планет-гигантов, которые входят в Солнечную систему. Но плотность планеты незначительна и равна 1,270 г/см³, что позволяет занять второе место среди планет с наименьшей плотностью после Сатурна.

Несмотря на то что диаметр планеты больше чем у Нептуна, масса Урана все же меньше. Это в свою очередь подтверждает выдвинутую учеными гипотезу, что Уран состоит изо льдов метана, аммиака и воды. Гелий и водород в составе планеты занимают незначительную часть от основной массы.

По гипотезам ученых горные породы составляют ядро планеты.

Говоря о строении Урана, принято разделять его на три основные составляющие части: внутренняя часть (ядро) представлено каменными породами, средняя состоит из нескольких ледяных оболочек, а наружная представлена гелиево-водородной атмосферой.

На ядро планеты выпадает приблизительно 20% радиуса Урана, на ледяную мантию – 60%, остальные 20% занимает атмосфера.

Читайте также:  Космонавт савиных виктор петрович - все о космосе

Наибольшую плотность имеет ядро планеты, где она достигает показателя в 9 г/см³, кроме того, эта область имеет большое давление, доходящее до отметки в 800 Гпа.

Необходимо уточнить, что ледяные оболочки не имеют общепринятой физической формы льда, они состоят из плотной жидкости, которая имеет очень высокую температуру.

Это вещество является смесью метана, воды и аммиака, оно обладает отличными электропроводными качествами. Описанная схема строения не является однозначно принятой и доказанной на 100%, в силу этого выдвигаются и другие варианты строения Урана.

Современная техника и методы изучения не могут однозначно дать ответ на все интересующие человечество вопросы.

Все же планету принято воспринимать как сфероид сплющенной формы, который имеет радиус у полюсов около 24,55 и 24,97 тысяч километров.

Особенностью Урана также являются значительно меньшие показатели внутреннего тепла, чем у других планет-гигантов. Ученым еще не удалось выяснить причину низкого теплового потока этой планеты. Даже во многом схожий и меньший Нептун излучает в 2,6 раза больше тепла в космическое пространство, чем поступает от Солнца.

Тепловое излучение Урана очень слабое и достигает показателя в 0,047 Вт/м², это в 0,075 Вт/м² меньше, чем излучает Земля. Более детальные исследования показали, что планета излучает около 1% тепла, которое получает от Солнца.

Самые низкие температуры на Уране были зафиксированы в тропопаузе и равны 49 К, данный показатель делает планету самой холодной во всей Солнечной системе.

В силу отсутствия большого теплового излучения ученым очень сложно высчитать температуру недр планеты. Все же выдвигаются гипотезы о подобности Урана к другим гигантам Солнечной системы, в недрах этой планеты может быть вода в жидком агрегатном состоянии. За счет этого можно делать выводы, что на Уране возможно существование живых организмов.

Атмосфера Урана

Несмотря на то что планета не имеет привычной твердой поверхности, достаточно сложно говорить о распределении на поверхность и атмосферу.

Все же наиболее удаленную часть от планеты считают атмосферой. По предварительным подсчетам ученых следует полагать, что атмосфера удалена от основной части планеты на расстояние в 300 километров.

Температура данного слоя равна 320 К при давлении в 100 бар.

Корона атмосферы Урана в два раза превышает диаметр планеты от поверхности. Атмосфера планеты разделена на три слоя:

  • Тропосфера с давлением около 100 бар, занимает промежуток от -300 и до 50 километров.
  • Стратосфера имеет давление от 0,1 до 10−10 бар.
  • Термосфера, или корона, удалена от поверхности планеты на 4-50 тысяч километров.

В составе атмосферы Урана находятся такие вещества, как водород в молекулярном состоянии и гелий. Нужно отметить, что гелий находится не в середине планеты, как у других гигантов, а в атмосфере.

Третьей основной составляющей атмосферы планеты является метан, который можно увидеть в инфракрасном спектре, но с высотой его доля значительно снижается.

Верхние слои также имеют такие вещества, как этан, диацетилен, углекислый и угарный газ, частицы водяной пары.

Кольца Урана

Эта планета имеет целую систему колец, которые слабо выражены. Они состоят из темных частиц очень малого диаметра. Современные технологии позволили ученым более детально ознакомиться с планетой и ее структурой, при этом было зафиксировано 13 колец. Наиболее ярким является кольцо ε.

Кольца планеты относительно молоды, данный вывод можно сделать за счет малого расстояния между ними. Формирование колец проходило параллельно с формированием самой планеты.

Существуют предположения, что кольца могли быть сформированы из частиц спутников Урана, которые были разрушены при столкновении между собой.

Первые упоминания о кольцах были сделаны Гершелем, но это вызывает сомнения, поскольку на протяжении двух веков никто не видел колец вокруг планеты. Официальное подтверждение присутствия колец в Уране было сделано только 10.03.1977 года.

Спутники Урана

Уран имеет 27 постоянных естественных спутников, которые отличаются меду собой диаметром, составом и орбитами вращения вокруг планеты.

Самые крупные естественные спутники Урана:

  • Миранда;
  • Ариэль;
  • Умбриэль;
  • Титания;
  • Обертон.

Названия спутников планеты были подобраны из произведений А. Поупа и У. Шекспира. Несмотря на большое количество спутников, их общая масса очень мала. Масса всех спутников Урана наполовину меньше массы Тритона – спутника Нептуна.

Самый большой спутник Урана под названием Титания имеет радиус всего в 788,9 километров, а это половина радиуса нашей Луны.

Большинство спутников имеют низкое альбедо, за счет того, что они состоят изо льдов и горных пород в соотношении 1:1.

Среди всех спутников самым молодым считают Ариэль, поскольку его поверхность имеет наименьшее количество ударных кратеров от метеоритов. А самым старым спутником считают Умбриэль. Интересным спутником является Миранда из-за большого количества каньонов глубиной до 20 километров, которые меняются хаотическими террасами.

Современные технологии не позволяют человечеству обрести ответы на все вопросы, касающиеся Урана, но все же нам уже много известно, и на этом исследования не заканчиваются. В ближайшем будущем планируется запуск космических аппаратов к планете. В планах НАСА существует проект запуска в 2020 году под названием Uranusorbiter.

Источник: http://kvant.space/blog/uran

Это удивительно

Автор: mrwallero on 3 Ноябрь 2013

Обращая внимание на ночное небо и наблюдая за объектами космоса, люди задавались целью определить, каково строение вселенной. Такой вопрос вставал испокон веков, и ответ на него искали даже первые ученые-астрономы, которые даже не имели современных телескопов. Изучая строение вселенной, многие ученые сталкиваются со многими неразрешимыми на данный момент проблемами физики и астрономии.

Если говорить простым языком, то наша вселенная состоит из неисчислимого множества космических тел, больших и маленьких. Человек, наблюдая за какой-то определенной его частью, изучает отдельную науку и связанные с ней вопросы и факты.

В совокупности все эти наблюдения составляют наблюдение за всей вселенной, ведь в понятие о вселенной входят абсолютно все, что нас окружает, видимое и невидимое. В таком представлении вселенная делается уникальной и единственной. Рассматривая в крупных масштабах нашу вселенную, замечено, что мы сталкиваемся с вопросом о расширении вселенной.

Исследуя природу этого явления, ученые приходят к выводу о гравитационном взаимодействии объектов (тел), составляющих эту вселенную.

Вселенная настолько велика, что приходится структуризировать находящиеся в ней объекты. И ее  можно разбить на ячейки, внутри которых пустота, а стенки создаются сверхскоплениями галактик. Согласно астрономии, сверхскопления галактик – это наивысшая ступень иерархии.

После сверхскоплений идут просто скопления и локальные скопления. Также существуют системы галактик, состоящие из нескольких или двух галактик. Из всего видно, что основой понятия объектов вселенной являются галактики.

Потому что не существует больших по размеру космических тел. Любое другое тело находится в какой-либо галактике. К слову, галактики различаются по видам, и могу быть спиральными, линзовидными, эллиптическими и с полярными кольцами.

Отдельно нужно сказать о еще одном виде – о квазарах, отличающихся высокой световой излучаемостью.

Галактики, в свою очередь, делятся на более мелкие объекты их составляющие. Сюда могут входить скопления звезд, туманности. Галактики могут содержать в себе огромное количество звезд.

Даже если обратить свое внимание в ночном небе на Млечный Путь, мы можем наблюдать очень много звезд, и это только один рукав нашей галактики! Подсчитано, что в галактику входят от 10 миллионов звезд до десятка триллионов. Неверно считать, что звезды, наблюдаемые на небе, являются самой мелкой частицей вселенной.

По сути, любой атом и его составляющие тоже являются элементами вселенной. Как мы знаем, вокруг некоторых звезд вращаются спутники – планеты, так мы приходим к тому, что и наша Земля тоже часть вселенной.

Еще одним интересным фактом, относящимся к строению нашей вселенной и недавно открытым учеными, является существование темной материи.

Обычно мы привыкли наблюдать материю, в случае с темной материей ее не видно, и по примерным подсчетам она составляет 90% от всей вселенной.

На данный момент множество ученых до сих пор изучают темную энергию, и эти исследования до сих пор являются трудноразрешимыми вопросами физики.

Многим интересно, насколько велика вселенная, каковы ее размеры. Ученые до сих пор очень точно не могут определить ее размеры. Постоянно ведутся измерения и споры о ее размерах. Но общее мнение таково, что в поперечнике она не менее 150 миллиардов световых лет. Такие цифры основаны на изучении реликтового излучения, которое наполняет весь космос.

Возраст вселенной тоже может поражать – 13,8 миллиардов лет! Тот свет, который мы видим от самых далеких галактик на окраине вселенной, дошел до нас спустя 13,8 миллиардов лет. С тех пор вселенная не стоит на месте и до сих пор она расширяется.

Одной из наиболее известных и популярных теорий об основании вселенной, является теория большого взрыва. Согласно этой теории, на тот момент, когда произошел этот взрыв, все что нас окружает сейчас (энергия и материя), было сосредоточено в одной точке. Эта точка обладала бесконечной плотностью. Из нее и вырвалась вся масса, которая, расширившись, превратилась в нынешнюю вселенную.

Читайте также:  Периоды ретроградного меркурия - все о космосе

Исследования вселенной привлекают множество ученых. Большинство занимают какую-нибудь определенную теорию или сторону и изучают ее. Например, существуют целые команды ученых, исследующие реликтовое излучение.

Такая узконаправленность позволяет достичь хороших результатов в исследованиях космоса и определить размеры вселенной более точно, а так же вложить свой вклад в исследования ее происхождения.

Изучение строения вселенной очень обширный и глубокий вопрос, поэтому еще многие столетия человек будет заниматься исследованиями космоса. О возрасте вселенной, можете узнать из этой статьи.

На главную                Разное

Источник: http://udivimenia.ru/raznoe/stroenie-vselennoy/

Химический состав, физические условия и строение Урана

Уран сформировался из первоначальных твердых тел и различных льдов (подо льдами здесь надо понимать не только водяной лед), он лишь на 15% состоит из водорода, а гелия нет почти совсем (в контраст Юпитеру и Сатурну, которые, по большей части, — водород).

Метан, ацетилен и другие углеводороды существуют в значительно больших количествах, чем на Юпитере и Сатурне.

Теоретическая модель строения Урана такова: его поверхностный слой представляет собой газожидкую оболочку, под которой находится ледяная (смесь водяного и аммиачного льда) мантия, а еще глубже — ядро из твердых пород ( по видимому каменное). Масса мантии и ядра составляет примерно 85-90% от всей массы Урана.

Зона твердого вещества простирается до 3/4 радиуса планеты. Температура в центре Урана близка к 10000К при давлении 7-8 млн. атмосфер (одна атмосфера примерно соответствует одному бару). На границе ядра давление примерно на два порядка ниже (около 100 килобар). Эффективная температура, определяемая по тепловому излучению с поверхности планеты, составляет около 55К

Ветры в средних широтах на Уране перемещают облака в тех же направлениях, что и на Земле. Эти ветры дуют со скоростью от 40-а до 160-ти метров в секунду; на Земле быстрые потоки в атмосфере перемещаются со скоростью около 50-ти метров в секунду.

Толстый слой (дымка) – фотохимический смог – обнаруживается вокруг освещенного Солнцем полюса. Освещенный Солнцем полушарие также излучает больше ультрафиолета. Инструменты “Вояждера” обнаружили отчасти более холодную полосу между 15 и 40-ка градусами широты, где температура на 2-3 K ниже.

Синий цвет Урана является результатом поглощения красного света метаном в верхней части атмосферы. Вероятно, существуют облака других цветов, но они прячутся от наблюдателей перекрывающим слоем метана. Атмосфера Урана (но не Уран в целом!) состоит примерно из 83% водорода, 15% гелия и 2% метана.

Подобно другим газовым планетам, Уран имеет полосы облаков, которые очень быстро перемещаются. Но они чрезвычайно плохо различимы и видимы только на снимках с большим разрешением, сделанные “Вояджером-2” . Последние наблюдения с HST позволили рассмотреть большие облака.

Есть предположение о том, что эта возможность появилась в связи с сезонными эффектами, ведь как не трудно сообразить, зима от лета на Уране сильно разняться: целое полушарие зимой на несколько лет прячется от Солнца! Хотя, Уран получает в 370 раз меньше тепла от Солнца, чем Земля, так что летом там тоже не бывает жарко.

К тому же, Уран излучает тепла не больше, чем получает от Солнца, следовательно, он холоден внутри?

Кроме того, оказывается, что Уран не имеет твердого ядра, и вещество более или менее единообразно распространено по всему объему планеты. Это отличает Уран (да и Нептун тоже) от его более крупных родственников. Возможно, эта обедненность легкими газами — следствие недостаточной массы зародыша планеты, и в ходе образования, Уран не смог удержать возле

себя большее количество водорода и гелия. А может быть, в этом месте зарождающейся планетной системы вовсе не было столько легких газов, что, конечно, в свою очередь, тоже требует объяснений. Как видно, ответы на вопросы, связанные с Ураном, могут пролить свет на судьбу всей Солнечной системы!

Как и у других планет-гигантов, в атмосфере Урана обнаружены вихри, струйные течения, пятна, но их гораздо меньше чем у других. Циркуляция атмосферы происходит в высоких широтах с большей скоростью, чем у экватора. Ветры в средних широтах на Уране перемещают облака в тех же направлениях, что и на Земле. Эти ветры дуют со скоростью от 40-а до 160-ти метров в секунду.

Уран – один из четырех “газовых гигантов” Солнечной системы. Его экваториальный радиус почти в четыре раза, а масса в 14,6 раза больше, чем у Земли. Сжатие поверхности составляет почти сороковую часть (650км). При этом средняя плотность Урана в 4,38 раза меньше, чем плотность Земли.

Относительно малая плотность типична для планет-гигантов: в процессе формирования из газово-пылевого протопланетного облака наиболее легкие компоненты (в первую очередь, водород и гелий) стали для них основным «строительным материалом», тогда как планеты земной группы включают заметную долю более тяжелых элементов.

Уран получает в 370 раз меньше тепла от Солнца, чем Земля и в отличии от других планет-гигантов излучает тепла не больше, чем получает от Солнца, следовательно и скорее всего, он холоден внутри.

Источник: http://kosmos.bobrodobro.ru/1342

Уран

Уран – седьмая по порядку от Солнца планета Солнечной системы. Уран относится к число газообразных планет – гигантов типа Юпитера. Хотя теоретический эту планету можно видеть невооруженным глазом, она была открыта лишь в XVIII в.

Открытие Урана

В ночь на 13 марта 1781г. Уильям Гершель вёл наблюдение при помощи специального оборудования за созвездием Близнецов. Он обратил внимание на звезду, которая находилась вместе, где в принципе её не должно быть.

Небесное тело, которое заметил известный астроном, не имело характерных для звезды черт, например, не было остроконечным, а имело форму диска. Наблюдая в течении нескольких ночей за этой частью неба, Гершель сделал вывод, что объект медленно движется по отношению к звёздам.

Вначале учёный решил, что речь идёт о комете, но кометы более светлые и не имеют резких очертаний. Это небесное тело было достаточно ярким и чётким.

Новость быстро распространилась среди европейских астрономов и математиков. Учёные приступили к расчётам приблизительных размеров объекта и его орбиты. В мае 1781 г. все были убеждены в том, что сорокадвухлетний Гершель открыл седьмую планету.

Уже по первым результатам стало ясно, что речь идёт о небесном теле, находящимся на очень большой удалённости от Солнца и дальше от нашей планеты, чем Сатурн. Открытие Урана расширило границы Солнечной системы в понимании человека.

Характерная особенность Урана

Уран – единственная планета Солнечной системы, ось вращения которой настолько наклонена, что располагается почти параллельно плоскости эклиптики. Северный полюс находится под орбитальной плоскостью.

Наблюдателю с Земли полюса планеты видимы наполовину в течении 42 лет.

Объяснения столь необычного положения планеты пока не найдено, но согласно довольно распространенной гипотезе – это результат столкновения с каким-то небесным телом.

Уран и “Вояджер”

В январе 1986 г. автоматическая межпланетная станция “Вояджер-2” провела в относительной близости от Урана несколько часов.

Хотя в распоряжении “Вояджера” времени было немного, АМС получила большой объём информации, значительно расширившей границы знания о планете.

Полученные фотографические данные подтвердили наличие спорадический облачных образований и густого тумана с содержанием метана, входящего в состав верхних слоёв атмосферы.

“Вояджер” запечатлел и изображения спутников Урана. Кроме пяти известных были определены ещё 10.

Траектория полёта “Вояджера” проходила примерно в 30 000 км от поверхности Миранды, была сфотографирована местность протяжённостью до 1 км.

По своему внутреннему строению Уран практический идентичен другим газообразным планетам гигантам. Плотность почти такая же, как и у Юпитера, но из-за меньшей массы в недрах планеты не сформировался жидкий металлический водород.

Под внешним слоем, состоящим из водорода и гелия, находится зона с высоким содержанием аммиака, метана и других составляющих с углеродом, азотом, а также молекулярным водородом и гелием. В центре планеты располагается каменистое ядро.

Атмосфера

Уран представляется наблюдателю в виде диска правильной формы в сине-зелёных тонах, изредка пересекающихся беловатыми облаками.

Цвет планеты объясняется тем, что водород и метан поглощают красный и инфракрасный спектры, синий и зелёный остаются.

Редкие облачные образования и ветры средних широт планеты движутся со скоростью 600 км/ч по направлению параллелей, т.е. по ходу вращения планеты.

Ветры, формирующиеся на малых широтах, более слабые: их скорость около 360 км/ч, и движутся они в направлении, противоположном вращению планеты. Магнитное поле Урана довольно сильное и имеет необычную особенность: магнитная ось не только не совпадает с осью вращения, но и угол между этими осями очень большой – около 55°.

Среди всех газообразных планет только Уран имеет диск правильной формы и слабую атмосферную активность. Это можно объяснить тем, что только 30% тепла выделяется из недр планеты, остальные 70% полученные благодаря солнечной радиации. У других планет, наоборот, основная часть тепла излучается из недр.

Вполне возможно, что во время начальной стадии формирования планеты Уран утратил большую часть внутренних источников тепла.

Источник: http://space-my.ru/solnechnaya-sistema/planeti/yran

Ссылка на основную публикацию