Ученые объяснили, почему Уран вращается «лежа на боку. Какая планета вращается лежа на боку Планета которая вращается лежа на боку

Уран - седьмая по порядку от Солнца планета Солнечной системы. По диаметру он почти вчетверо больше Земли. Он очень далёк от Солнца и освещён сравнительно слабо. Уран был открыт английским учёным В. Гершелем в 1781 г. Какие-либо детали на поверхности Урана различить не удаётся из-за малых угловых размеров планеты в поле зрения телескопа. Это затрудняет его исследования, в том числе и изучение закономерностей вращения. По-видимому, Уран (в отличие от всех других планет) вращается вокруг своей оси как бы лёжа на боку. Такой наклон экватора создаёт необычные условия освещения: на полюсах в определённый сезон солнечные лучи падают почти отвесно, а полярный день и полярная ночь охватывают (попеременно) всю поверхность планеты, кроме узкой полосы вдоль экватора. Так как Уран обращается по орбите вокруг Солнца за 84 года, то полярный день на полюсах продолжается 42 года, затем сменяется полярной ночью такой же продолжительности. Лишь в экваториальном поясе Урана Солнце регулярно восходит и заходит с периодичностью равномерного осевого вращения планеты.

Даже в тех участках, где Солнце расположено в зените, температура на Уране (точнее на видимой поверхности облаков) составляет около -215 5о С. В таких условиях некоторые газы замерзают. В составе атмосферы Урана по спектроскопическим наблюдениям найдены водород и небольшая примесь метана. В относительно большом количестве есть, по косвенным признакам, гелий. Как и другие планеты-гиганты, Уран имеет такой состав, вероятно, почти до самого центра. Однако средняя плотность Урана (1,58г/см 53 0) несколько больше, чем плотность Сатурна и Юпитера, хотя вещество в недрах этих гигантов сжато гораздо сильнее, чем на Уране. Такую плотность Урана можно объяснит предположением о повышенном содержании гелия или существованием в недрах Урана ядра из тяжелых элементов.

УРАН: ВОКРУГ СОЛНЦА

«ЛЁЖА НА БОКУ».

В XVIII в. границей Солнечной системы считался Сатурн. Никому и в голову не приходило, что за ним скрывается ещё одна, неведомая планета. 13 марта 1781 году новую планету – УРАН – открыл учитель музыки из Англии Уильям Гершель , до этого совершенно неизвестный в астрономическом мире. Заметив в свой телескоп светлый диск, движущийся по небу, Гершель принял его за комету и сообщил об открытом небесном теле профессиональным астрономам в Гринвич. Довольно быстро выяснилось, что это новая планета, и весть об открытии облетела всю Европу. Название планете-гиганту дал немецкий астроном Иоганн Боде.

К
огда о Земле говорят «голубая планета» - это ласковое преувеличение. По-настоящему голубой планетой оказался далёкий УРАН.

Сравнение УРАНА и ЗЕМЛИ.

Причина такого цвета кроется в составе атмосферы Урана и её температуре. При морозе (-218 градусов) в верхних слоях водородно-гелиевой атмосферы сконденсировалась и теперь постоянно присутствует метановая дымка. Метан хорошо поглощает красные лучи и отражает голубые и зелёные. Поэтому Уран и приобрёл красивый аквамариновый цвет.

Атмосфера Урана мощная, толщиной не менее 8000 км и состоит примерно из 83% водорода, 15% гелия и 2% метана.

Планета едва видна невооружённым глазом в очень ясные ночи, её нетрудно обнаружить в хороший наземный телескоп. Радиус огромен (диаметр 51 800 км): более 25 000 км, в 4 раза больше радиуса Земли. Масса Урана (8,7 x 10 25) в 14,5 раза больше массы Земли. Плотность – 1710 кг/м 3 . Наклон орбиты – 0,77 градусов, а период обращения вокруг Солнца составляет 84,01 года.

Данные, полученные с «Вояджера-2», показали, что планета имеет небольшое твёрдое железно-каменное ядро, над которым сразу начинается плотная атмосфера.

Внутреннее строение УРАНА.

У Урана почти такое же сильное магнитное поле, как у Земли, только конфигурация его необычна: магнитный полюс отклоняется от географического почти на 60 градусов. Так что компас там не будет указывать на географический полюс.

Звёздные сутки Урана длятся 17 часов 14 минут. Планета вращается, как говорят, «лёжа на боку» (даже слегка «вниз головой»): наклон её оси вращения 98 градусов. У большинства планет ось вращения почти перпендикулярна плоскости эклиптики, но ось Урана почти параллельна этой плоскости.

Уран получает почти в 400 раз меньше света, чем наша планета. Это соответствует освещённости на Земле сразу после захода Солнца, в начале сумерек.

Под газовой оболочкой должен располагаться плотный океан из воды, аммиака и метана с температурой поверхности 2200 градусов. Атмосферное давление на уровне океана – 200 тыс. земных атмосфер. Температура в ядре достигает 7000 градусов, а давление – 6 млн атмосфер.

КОЛЬЦА УРАНА.

Новая эпоха в истории изучения системы Урана началась 10 марта 1977 года. В тот день Уран, двигаясь по небу, закрывал своим диском довольно яркую звезду. Приборы зарегистрировали девять «миганий» звезды до, а затем и после покрытия её планетой. Так были открыты 9 плотных, узких и далеко отстоящих друг от друга угольно-чёрных колец Урана.

Впоследствии наблюдалось свыше 200 покрытий звёзд Ураном, в результате которых изучены свойства и уточнены радиусы его колец.

Кольца представляют собой набор из девяти чёрных «паутинок». Радиусы их орбит лежат в пределах 40-50 тыс. км, а ширина лишь 1-10 км, и только внешнее кольцо в самой широкой части достигает 96 км. Каждое кольцо шире всего в той части, которая наиболее удалена от планеты. Толщина же их, как и колец Сатурна, исчисляется десятками метров.

К
ольца обладают небольшой эллиптичностью и наклонением к экваториальной плоскости Урана. Они имеют чёткие края, и каждое кольцо движется практически как единое целое. Область между плотными кольцами заполнена прозрачным слоем мелкой пыли.

СПУТНИКИ УРАНА .

До начала космической эры было открыто лишь 5 спутников Урана. Ещё десять было обнаружено в 1986 г. с помощью «Вояджера-2».После 1997 года астрономы открывают новые спутники с помощью наземных телескопов.

Всего открыт 21 спутник.

В
системе спутников Урана объекты называют в честь героев пьес Шекспира.

Крупные спутники -– ТИТАНИЯ, ОБЕРОН, АРИЭЛЬ, УМБРИЭЛЬ.

Два самых далёких спутника – ОБЕРОН и ТИТАНИЯ , открытые Гершелем, - расположены на расстояниях 582,6 и 435, 8 млн км от планеты. Они почти близнецы. Диаметр ОБЕРОНА – 1520 км, а ТИТАНИИ – 1580 км. Их радиусы приблизительно вдвое меньше радиуса Луны.

В
нешний – ОБЕРОН – обладает древней ледяной поверхностью, сильно изрытой метеоритными кратерами.

Спутник ОБЕРОН.

На ТИТАНИИ кроме многочисленных кратеров есть сетка крупных тектонических разломов и признаки древнего вулканизма. Стены некоторых каньонов кажутся светлыми, так как покрыты льдом.

Спутник ТИТАНИЯ.

Два следующих спутника – УМБРИЭЛЬ и АРИЭЛЬ – открыты английским астрономом У. Ласселлом в 1851 г. с помощью мощного телескопа, построенного им на острове Мальта. Эти небесные тела имеют почти одинаковый размер: УМБРИЭЛЬ диаметром 1170 км обращается вокруг Урана на расстоянии 265 тыс. км; АРИЭЛЬ диаметром 1160 км движется по орбите радиусом 191 тыс. км.

УМБРИЭЛЬ –самый тёмный спутник системы Урана, отражающий всего 19% падающего на него света, с безликой, сильно кратерированной поверхностью.

Спутник УМБРИЭЛЬ.

АРИЭЛЬ – самый светлый, он отражает 40% солнечного света. На его поверхности сохранились следы крупномасштабных геологических движений и явные признаки древнего вулканизма. Большие кратеры почти отсутствуют

Спутник АРИЭЛЬ .

В 1948 году американский астроном Джерард Койпер впервые наблюдал пятый спутник Урана – МИРАНДУ , находящуюся на расстоянии 130 тыс. км от планеты. Это небольшой спутник (диаметр 470 км) с интереснейшими следами неожиданно бурного геологического прошлого: обширные бороздчатые области напоминают вспаханные поля.

На Миранде обнаружены гигантские каньоны глубиной несколько километров.

МИРАНДА – спутник Урана.

Объект наблюдают с Земли, он выглядит как неяркая звезда. Английский астроном Вильям Гершель открыл объект с помощью телескопа в 1781 году, изучая околосолнечный космос. Вначале астрономы считали, что это комета. Уран находится на 7-й орбите от Солнца, на расстоянии 19,2 астрономических единиц. Астрономическая единица – расстояние от Земли до Солнца.

Кратко о планете

Уран и сейчас малоизученный. Только в 1986 году человечество увидело объект «вблизи» благодаря снимкам, сделанных американским аппаратом «Вояджер 2». Аппарат только пролетал мимо, поэтому передал на Землю небольшой объем информации. Разработаны новые программы по изучению планеты, запланированные на 20-е гг. текущего столетия.

Астрономы распредели планеты по группам. Уран – «ледяной гигант», который нельзя путать с «газовым гигантом». Он 4-й по размерам в сравнении с другими космическими телами, вращающихся вокруг Солнца. Недра состоят из горных пород и замерзших газов. В атмосфере обнаружены метан, аммиак, водород. Поверхность не твердая, а газообразная.

Вокруг космического объекта сформировались кольца из газов и льда, которые хорошо видны в мощный телескоп. Ученые считают, что они образовались после возникновения самой планеты. Зафиксировано 27 спутников, но астрономы заявляют, что урановые луны открыты не все.

Причины такого движения

Отвечая на вопрос какая планета вращается, лежа на боку стоить внимательней присмотреться к небесному телу. Так, главное отличие Урана от других планет Солнечной системы – наклон оси. Это расстояние в градусах от условной линии, проведенной через экватор и плоскость орбиты. Он составляет 97,86°С. Тело лежит на боку и в таком положении вращается вокруг Солнца. Уран катится по орбите, как мяч, а движение других планет напоминает обороты вращающегося волчка.

Уран – космическое тело, движущееся ретроградно. Термин обозначает, что, если наблюдать за ним с Земли, оно движется на запад с востока – визуально назад по отношению к Солнцу.

Еще одна загадка, связанная, по мнению ученых, с наклоном оси – холод на поверхности. Учитывая местоположение, температура на поверхности и в атмосфере должна быть выше нептунианской. Однако Нептун, находящийся на 8-й орбите, теплее.

Наклон оси обуславливает смену дня и ночи на планете:

• Сутки составляют чуть более 17 часов.
• Световой режим обусловлен положением полюсов планеты.
• При солнцестоянии в Южном полушарии полярный день длится 42 года, а в Северном в этот момент – полярная ночь.
• День и ночь в полушариях меняются каждые полгода.
• В точках равноденствия сутки идентично земным.
• Полный оборот вокруг Солнца объект делает за 84,3 г. (в земном измерении) что послужило причиной наклона Урана.

Версии ученых

Главная версия, почему Уран лежит на боку, высказанная астрономами – столкновение с протопланетой, произошедшее при формировании нашей системы 4 млрд лет назад.
Ученые из английского Университета Дарема провели серию исследований для выяснения этого вопроса. Они сделали 50 компьютерных симуляций. Результаты подтвердили предположение, что на этапе зарождения Солнечной системы Уран мог столкнуться с космическим объектом массой в 2 раза большим, чем Земля. Катаклизм «перевернул» планету на бок, в этом положении она находится и теперь. Выделившиеся газы образовали кольца и спутники.

Ось могла сместиться без удара во время нестабильности – считают другие ученые. Теория под названием «модели Ниццы» описывают иную картину формирования Солнечной системы.

Уран: вокруг солнца "Лежа на боку"

В XVIII в. границей Солнечной системы считался Сатурн, известный с незапамятных времён. Никому и в голову не приходило, что за ним скры-вается ещё одна, неведомая планета. 13 марта 1781 г. новую планету - Уран - открыл учитель музыки из Англии Уильям Гершель, до этого совершенно неизвестный в астрономическом мире.

Заметив в свой телескоп светлый диск, движущийся по небу, Гершель принял его за комету и сообщил об открытом небесном теле профессио-нальным астрономам в Гринвич. До-вольно быстро выяснилось, что это новая планета, и весть об открытии облетела всю Европу. Любопытно, что знаменитый немецкий астроном Иоганн Боде, со-ставляя извещение об этом уникаль-ном факте, даже не знал, как пишется имя первооткрывателя, и привёл не-сколько его вариантов, взятых из разных источников. После открытия Урана (название дано Боде) Гершель стал широко известен, был избран членом Лондонского королевского общества и получил должность при-дворного астронома. За последующие 40 лет он сделал множество замеча-тельных открытий, в частности впервые наблюдал два крупнейших спутника Урана (1787 г.) и два спутника Сатурна (1789 г.). Но главным его открытием всётаки остался Уран, вдвое расширивший границы известной Солнечной системы.

Когда о Земле говорят "голубая планета" - это ласковое преувеличение. Основная её палитра включает белый (облака, льды), жёлто-коричневый (суша) и свинцово-серый (океан) цвета. По-настоящему голубой плане-той оказался далёкий Уран!

Причина этого кроется в составе атмосферы Урана и её температуре. При морозе (-218 °С) в верхних сло-ях водородно-гелиевой атмосферы сконденсировалась и теперь постоянно присутствует метановая дымка. Метан хорошо поглощает красные лучи и отражает голубые и зелёные. Поэтому Уран и приобрёл красивый аквамариновый цвет.

Типичные для Юпитера и Сатурна белые аммиачные облака на Уране сформировались в нижних слоях атмосферы и поэтому не видны. Лишь на низких широтах было замечено несколько светлых облаков. По их движению скорость ветра на больших высотах оценивалась в 100 м/с. Никаких других структур на однородном диске Урана не найдено - все атмосферные течения скрыты метановой дымкой. В верхней атмосфере Урана на-блюдаются различные "электросияния", подобные земным полярным сияниям. Их вызывают потоки элементарных частиц (протонов, элек-тронов), бомбардирующих газовую оболочку планеты. Сияния подобного рода типичны для планет-гигантов из-за их сильного магнитного поля.

У Урана почти такое же сильное магнитное поле, как у Земли, только конфигурация его необычна: маг-нитный полюс отклоняется от гео-графического почти на 60°. Так что компас там не будет указывать на географический полюс. А самая при-мечательная особенность этой пла-неты заключается в том, что она вращается "лёжа на боку" (даже слег-ка "вниз головой")-, наклон её оси вращения 98°.

Уран получает почти в 400 раз меньше света, чем наша планета. Для чувствительного человеческого глаза это соответствует освещённости на Земле сразу после захода Солнца, в начале сумерек. Для сравнения можно добавить, что освещённость на Уране в 1000 раз больше, чем в ясную ночь полнолуния на Земле.

Уран - седьмая планета в Солнечной системе и третий по счету газовый гигант. Планета является третьей по величине и четвертой по массе, а свое название получила в честь отца римского бога Сатурна.

Именно Уран удостоился чести быть первой планетой, открытой в современной истории. Однако на самом деле, его первоначальное открытие его как планеты фактически не происходило. В 1781 году астроном Уильям Гершель при наблюдении звезд в созвездии Близнецов, заметил неких дискообразный объект, который он поначалу записал в разряд комет, о чем и сообщил в Королевское научное сообщество Англии. Однако позже самого Гершеля озадачил тот факт, что орбита объекта оказалась практически круглой, а не эллиптической, как это бывает у комет. И только когда это наблюдения было подтверждено другими астрономами, Гершель пришел к выводу, что на самом деле открыл планету, а не комету, и открытие, наконец, получило широкое признание.

После подтверждения данных о том, что обнаруженный объект является планетой, Гершель получил необыкновенную привилегию - дать ей свое название. Не долго думая, астроном выбрал имя короля Англии Георга III и назвал планету Georgium Sidus, что в переводе означает «Звезда Георга». Однако название так и не получило научного признания и ученые, в большинстве своем, пришли к выводу, что лучше придерживаться определенной традиции в названии планет Солнечной системы, а именно называть их в честь древнеримских богов. Так Уран получил свое современное название.

В настоящее время единственной планетарной миссией, которой удалось собрать сведения про Уран, является Voyager 2.

Эта встреча, которая произошла в 1986 году, позволила ученым получить достаточно большое количество данных о планете и сделать множество открытий. Космический корабль передал тысячи фотографий Урана, его спутников и колец. Несмотря на то, что многие фотографии планеты не отобразили практически ничего, кроме сине-зеленого цвета, который можно было наблюдать и с наземных телескопов, другие изображения показали наличие десяти ранее неизвестных спутников и двух новых колец. На ближайшее будущее никаких новых миссий к Урану не запланировано.

Из-за темно-синего цвета Урана атмосферную модель планеты оказалось составить гораздо сложнее, нежели модели того же или даже . К счастью, снимки, полученные с космического телескопа «Хаббл» позволили получить более широкое представление. Более современные технологии визуализации телескопа дали возможность получить гораздо более детальные снимки, нежели чем у Voyager 2. Так благодаря фотографиям «Хаббл» удалось выяснить, что на Уране существуют широтные полосы как и на других газовых гигантах. Кроме того, скорость ветров на планете может достигать более 576 км / час.

Считается, что причиной появления однообразной атмосферы является состав самого верхнего ее слоя. Видимые слои облаков состоят в основном из метана, который поглощает эти наблюдаемые длины волн, соответствующие красному цвету. Таким образом, отраженные волны представлены в виде синего и зеленого цветов.

Под этим наружным слоем метана, атмосфера состоит из примерно 83% водорода (H2) и 15% гелия, где присутствует определенное количество метана и ацетилена. Подобный состав аналогичен другим газовым гигантам Солнечной системы. Однако атмосфера Урана резко отличается в другом отношении. В то время как у атмосферы у Юпитера и Сатурна в основном газообразные, атмосфера Урана содержит гораздо больше льда. Свидетельством тому являются экстремально низкие температуры на поверхности. Учитывая тот факт, что температура атмосферы Урана достигает -224 °С, ее можно назвать самой холодной из атмосфер в Солнечной системе. Кроме того, имеющиеся данные указывают на то, что такая крайне низкая температура присутствует практически вокруг всей поверхности Урана, даже на той стороне которая не освещается Солнцем.

Уран, по мнению планетологов, состоит из двух слоев: ядра и мантии. Современные модели позволяют предположить, что ядро в основном состоит из камня и льда и примерно в 55 раз превышает массу . Мантия планеты весит 8,01 х 10 в степени 24 кг., или около 13,4 масс Земли. Кроме того, мантия состоит из воды, аммиака и других летучих элементов. Основным отличием мантии Урана от Юпитера и Сатурна является то, что она ледяная, пусть и не в традиционном смысле этого слова. Дело в том, что лед очень горячий и толстый, а толщина мантии составляет 5,111 км.

Что самое удивительное в составе Урана и то, что отличает его от других газовых гигантов нашей звездной системы, является то, что он не излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Учитывая тот факт, что даже , который очень близок по размеру к Урану, производит примерно в 2,6 раза больше тепла, чем получает от Солнца, ученые сегодня очень заинтригованы в столь слабой мощности генерируемой Ураном энергии. На данный момент существует два объяснения данному явлению. Первая указывает на то, что Уран подвергся воздействию объемного космического объекта в прошлом, что привело к потере большей части внутреннего тепла планеты (полученной во время формирования) в космическое пространство. Вторая теория утверждает, что внутри планеты существует некий барьер, который не позволяет внутреннему теплу планеты вырваться на поверхность.

Орбита и вращение Урана

Само открытие Урана позволило ученым расширить радиус известной Солнечной системы почти в два раза. Это означает, что в среднем орбита Урана составляет около 2,87 х 10 в степени 9 км. Причиной столь огромного расстояния является длительность прохождения солнечного излучения от Солнца до планеты. Солнечному свету необходимо около двух часов и сорока минут чтобы достичь Урана, что почти в двадцать раз дольше, чем требуется солнечному свету для того, чтобы достигнуть Земли. Огромное расстояние влияет и на продолжительность года на Уране, он длится почти 84 земных года.

Эксцентриситет орбиты Урана составляет 0.0473, что лишь немногим меньше, чем у Юпитера - 0,0484. Данный фактор делает Уран четвертым из всех планет Солнечной системы по показателю круговой орбиты. Причиной столь небольшого эксцентриситета орбиты Урана является разница между его перигелием 2,74 х 10 в степени 9 км и афелием 3,01 х 109 км составляет всего 2,71 х 10 в степени 8 км.

Самым интересным моментом в процессе вращения Урана является положение оси. Дело в том, что ось вращения для каждой планеты, кроме Урана, примерно перпендикулярна их плоскости орбиты, однако ось Урана наклонена почти на 98°, что фактически означает, что Уран вращается на боку. Результатом такого положения оси планеты является то, что северный полюс Урана находится на Солнце половину планетарного года, а другая половина приходится на южный полюс планеты. Другими словами, дневное время на одном полушарии Урана длится 42 земных года, а ночное, на другом полушарии столько же. Причиной, по которой Уран «повернулся на бок», ученые опять же называют столкновение с огромным космическим телом.

Учитывая тот факт, что самыми популярными из колец в нашей Солнечной системе длительное время оставались кольца Сатурна, кольца Урана не удавалось обнаружить вплоть до 1977 года. Однако причина не только в этом, есть еще две причины столь позднего обнаружения: расстояние планеты от Земли и низкая отражательная способность самих колец. В 1986 году космический аппарат Voyager 2 смог определить наличия у планеты еще двух колец, помимо известных на то время. В 2005 году космический телескоп «Хаббл» заметил еще два. На сегодняшний день планетологам известно 13 колец Урана, самым ярким из которых является кольцо Эпсилон.

Кольца Урана отличаются от сатурнианских практически всем — от размеров частиц до из состава. Во-первых, частицы, составляющие кольца Сатурна маленькие, немногими больше, чем несколько метров в диаметре, тогда как кольца Урана содержат множество тел до двадцати метров в диаметре. Во-вторых, частицы колец Сатурна в основном состоят изо льда. Кольца Урана, тем не менее, состоят как изо льда так и значительной пыли и мусора.

Уильям Гершель открыл Уран в только 1781 году, так как планета была слишком тускла для того, чтобы ее могли заметить представители древних цивилизаций. Сам Гершель поначалу полагал, что Уран это комета, однако позже пересмотрел свое мнение и наука подтвердила планетарный статус объекта. Так Уран стал первой планетой, открытой в современной истории. Оригинальное название предложенное Гершелем было «Звезда Георга» — в честь короля Георга III, но научное сообщество не приняло его. Название «Уран» было предложено астрономом Иоганном Боде, в честь древнеримского бога Урана.
Уран делает оборот вокруг своей оси один раз за каждые 17 часов и 14 минут. Подобно , планета вращается в ретроградном направлении, противоположном направлению Земли и остальным шести планетам.
Считается, что необычный наклон оси Урана могло вызывать грандиозное столкновение с другим космическим телом. Теория состоит в том, что планета, размеры которой были предположительно с Землю резко столкнулась с Ураном, что сдвинуло его ось практически на 90 градусов.
Скорость ветра на Уране может достигать до 900 км в час.
Масса Урана составляет около 14,5 раз масс Земли, что делает его самым легким из четырех газовых гигантов нашей Солнечной системы.
Уран часто упоминается как «ледяной гигант». Помимо водорода и гелия в верхнем слое (как у других газовых гигантов), Уран также имеет ледяную мантию, которая окружает его железное ядро. Верхние слои атмосферы, состоят из аммиака и кристаллов ледяного метана, что дает Урану характерный бледно-голубой цвет.
Уран является второй наименее плотной планетой в Солнечной системе, после Сатурна.