Uránusz | |||||||||
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
Bolygó | |||||||||
A Voyager 2 (1986) természetes színes képe | |||||||||
Nyítás | |||||||||
Felfedező | William Herschel | ||||||||
A felfedezés helye | Bath , Egyesült Királyság | ||||||||
nyitás dátuma | 1781. március 13 | ||||||||
Észlelési módszer | közvetlen megfigyelés | ||||||||
Orbitális jellemzők | |||||||||
Korszak : J2000 | |||||||||
Napközel |
2 748 938 461 km 18 375 518 63 AU |
||||||||
Aphelion |
3 004 419 704 km 20 083 305 26 AU |
||||||||
főtengely ( a ) |
2 876 679 082 km 19 229 411 95 AU |
||||||||
Orbitális excentricitás ( e ) | 0,044405586 | ||||||||
sziderikus időszak |
30 685,4 földi nap vagy 84,01 év [1] |
||||||||
A keringés szinodikus időszaka | 369,66 nap [2] | ||||||||
Keringési sebesség ( v ) | 6,81 km/s [2] | ||||||||
Átlagos anomália ( M o ) | 142,955717° | ||||||||
dőlés ( i ) |
0,772556° 6,48° a napegyenlítőhöz képest |
||||||||
Növekvő csomópont hosszúság ( Ω ) | 73,989821° | ||||||||
Periapszis argumentum ( ω ) | 96,541318° | ||||||||
Kinek a műholdja | Nap | ||||||||
műholdak | 27 | ||||||||
fizikai jellemzők | |||||||||
poláris összehúzódás | 0,02293 | ||||||||
Egyenlítői sugár | 25 559 km [3] [4] | ||||||||
Poláris sugár | 24 973 km [3] [4] | ||||||||
Közepes sugár | 25 362 ± 7 km [5] | ||||||||
Felületi terület ( S ) | 8,1156⋅10 9 km² [4] [6] | ||||||||
kötet ( V ) | 6,833⋅10 13 km³ [4] [7] | ||||||||
Tömeg ( m ) |
8,6813⋅10 25 kg [7] 14,54 Föld |
||||||||
Átlagsűrűség ( ρ ) _ | 1,27 g/cm³ [2] [4] | ||||||||
Gravitációs gyorsulás az egyenlítőn ( g ) | 8,87 m/s² ( 0,886 g ) | ||||||||
Második menekülési sebesség ( v 2 ) | 21,3 km/s [2] [4] | ||||||||
Egyenlítői forgási sebesség |
2,59 km/s 9324 km/h |
||||||||
Forgási periódus ( T ) |
0,71833 nap 17 óra 14 perc 24 mp |
||||||||
Tengelydőlés | 97,77° [3] | ||||||||
Jobb felemelkedés északi pólus ( α ) |
17 óra 9 perc 15 s 257,311° [3] |
||||||||
Északi-sark deklinációja ( δ ) | −15,175° [3] | ||||||||
Albedo |
0,300 ( kötvény ) 0,51 ( geom. ) [2] |
||||||||
Látszólagos nagyságrend | 5,9 [8] - 5,32 [2] | ||||||||
Abszolút nagyságrend | -6.64 | ||||||||
Szögletes átmérő | 3,3"-4,1" [2] | ||||||||
Hőfok | |||||||||
|
|||||||||
szint 1 bar |
|
||||||||
0,1 bar (tropopauza) |
|
||||||||
Légkör | |||||||||
Összetett:
|
|||||||||
Médiafájlok a Wikimedia Commons oldalon | |||||||||
Információ a Wikidatában ? |
Az Uránusz a Naprendszer bolygója, a Naptól való távolságban a hetedik, átmérőjét tekintve a harmadik és tömegét tekintve a negyedik. William Herschel angol csillagász fedezte fel 1781 -ben, és a görög égbolt istenéről, Uránuszról nevezték el .
Az Uránusz lett az első bolygó, amelyet a modern időkben és egy távcső segítségével fedeztek fel [11] . William Herschel fedezte fel 1781. március 13-án [12] , ezzel az ókor óta először tágította ki a naprendszer határait az ember szemében. Annak ellenére, hogy az Uránusz néha szabad szemmel is látható, a korábbi megfigyelők egy halvány csillagnak tévesztették [13] .
A főként hidrogénből és héliumból álló Szaturnusz és Jupiter gázóriásokkal ellentétben az Uránusz belében és a Neptunuszhoz hasonlóan nincs fémes hidrogén , de sok jég van a magas hőmérsékletű módosulataiban. Emiatt a szakértők ezt a két bolygót a „ jégóriások ” külön kategóriába sorolták . Az Uránusz légkörének alapja a hidrogén és a hélium . Ezenkívül metán és más szénhidrogének nyomait, valamint jégfelhőket, szilárd ammóniát és hidrogént találtak benne . Ez a leghidegebb bolygó légkör a Naprendszerben , minimális hőmérséklete 49 K (-224 ° C ). Úgy gondolják, hogy az Uránusz összetett réteges felhőszerkezettel rendelkezik, ahol a víz az alsó réteg, a metán pedig a felső réteg [10] . Az Uránusz belseje főleg jégből és sziklákból áll .
Csakúgy, mint a Naprendszer gázóriásai , az Uránusznak is van egy gyűrűrendszere és egy magnetoszféra , és ezen kívül 27 műholdja . Az Uránusz térbeli orientációja eltér a Naprendszer többi bolygójától - forgástengelye mintegy "oldalán" fekszik a bolygó Nap körüli forgási síkjához képest . Ennek eredményeként a bolygó felváltva fordul a Nap felé az északi pólussal, majd a déli, majd az egyenlítő, majd a középső szélességekkel.
1986- ban az amerikai Voyager 2 űrszonda közeli képeket továbbított az Uránuszról a Földre. A látható spektrumban "kifejezhetetlen" bolygót mutatnak felhősávok és légköri viharok nélkül, ami más óriásbolygókra jellemző [14] . Jelenleg azonban a földi megfigyelések képesek voltak felfedezni az évszakos változások jeleit és a bolygó időjárási aktivitásának növekedését, amelyet az Uránusz napéjegyenlőségéhez közeledve okozott. A szél sebessége az Uránuszon elérheti a 250 m/s-t (900 km/h) [15] .
Az emberek már William Herschel előtt is megfigyelték az Uránuszt , de általában összetévesztik egy csillaggal . Ennek a ténynek a legkorábbi dokumentált bizonyítékának John Flamsteed angol csillagász feljegyzései tekinthetők, aki 1690 - ben legalább 6 alkalommal figyelte meg , és a Bika csillagkép 34. csillagaként regisztrálta . 1750 és 1769 között Pierre Charles Le Monier francia csillagász 12 alkalommal figyelte meg az Uránuszt [16] . Összesen 21 alkalommal figyelték meg az Uránuszt 1781 előtt [17] .
A felfedezés során Herschel részt vett a csillagok parallaxisának megfigyelésében egy saját tervezésű távcsővel [18] , és 1781. március 13-án látta először ezt a bolygót a New King Street 19. szám alatti háza kertjéből ( Bath Somerset , Egyesült Királyság ) [19] [20] , a következő bejegyzést teszi naplójába [21] :
A ζ Bika melletti kvartilisben... Vagy egy ködös csillag, esetleg egy üstökös.
Eredeti szöveg (angol)[ showelrejt] A ζ Tauri melletti kvartilisben… vagy ködös csillag, vagy esetleg üstökös.Március 17-én egy újabb bejegyzés jelent meg a folyóiratban [21] :
Egy üstököst vagy egy ködcsillagot kerestem, és kiderült, hogy üstökös, mert helyzetet változtatott.
Eredeti szöveg (angol)[ showelrejt] Megkerestem az üstököst vagy a ködcsillagot, és megállapítottam, hogy ez egy üstökös, mert megváltoztatta a helyét.Március 22-én olvasták fel Sir William Watsonnak írt levelét először a Royal Societyben [22] . Még három levél következett (március 29., április 5. és április 26.), amelyben továbbra is megemlítve, hogy üstököst fedezett fel , az újonnan felfedezett objektumot bolygókkal hasonlította össze [23] :
Először figyeltem meg ezt az üstököst 227-szeres nagyítással. Az a tapasztalatom, hogy a csillagok átmérője a bolygókkal ellentétben nem változik arányosan nagyobb nagyítási teljesítményű lencsék használatakor; így 460-as és 932-es nagyítású lencséket használtam, és azt tapasztaltam, hogy az üstökös mérete az optikai nagyítás erejének változásával arányosan nőtt, ami arra utal, hogy nem csillagról van szó, mivel az összehasonlításra vett csillagok mérete nem változott . Sőt, a fényességénél nagyobb nagyításnál az üstökös homályossá, nehezen láthatóvá vált, míg a csillagok fényesek és tiszták maradtak – ezt több ezer megfigyelésemből tudtam. Az ismételt megfigyelés megerősítette feltételezéseimet: valóban üstökös volt.
Eredeti szöveg (angol)[ showelrejt] Amikor először láttam az üstököst, az erőm 227 volt. Tapasztalatból tudom, hogy az állócsillagok átmérője nincs arányosan megnagyobbítva nagyobb erőkkel, mint a bolygóké; ezért most a hatványokat 460-ra és 932-re tettem, és megállapítottam, hogy az üstökös átmérője az erővel arányosan nőtt, ahogy annak lennie kellene, feltételezve, hogy nem állócsillag, míg a csillagok átmérője amelyeket összehasonlítottam nem ugyanabban az arányban növelték. Az üstökös, amelyet sokkal nagyobbra nagyítottak, mint amennyit a fénye is beengedne, homályosnak és rosszul meghatározottnak tűnt ezekkel a nagyhatalmakkal, miközben a csillagok megőrizték azt a fényt és megkülönböztethetőséget, amelyet sok ezer megfigyelés alapján tudtam, hogy meg is őriznek. A folytatás megmutatta, hogy feltételezéseim megalapozottak voltak, és ez az üstökös, amelyet mostanában megfigyeltünk.Április 23-án Herschel választ kapott Royal Nevil Maskelyne csillagásztól , amely a következőképpen hangzott [24] :
Nem tudom minek nevezzem. Ez lehet egy közönséges bolygó, amely szinte körpályán kering a Nap körül, vagy egy üstökös, amely egy nagyon megnyúlt ellipszis mentén mozog. Még nem láttam se fejet, se üstökösfarkot.
Eredeti szöveg (angol)[ showelrejt] Nem tudom minek nevezzem. Ugyanolyan valószínű, hogy egy szabályos bolygó, amely a Naphoz közel körkörös pályán mozog, mint egy üstökös, amely egy nagyon excentrikus ellipszisben mozog. Még nem láttam se kómát, se farkat.Míg Herschel még mindig óvatosan üstökösként írta le az objektumot, más csillagászok gyanították, hogy valami más objektumról van szó. Andrej Ivanovics Leksel orosz csillagász megállapította, hogy a Föld és az objektum távolsága 18-szor haladja meg a Föld és a Nap távolságát (csillagászati egység), és megjegyezte, hogy nincs egyetlen üstökös sem 4 csillagászati egységnél nagyobb perihélium távolsággal. (jelenleg ilyen objektumok ismertek) [25] . A berlini csillagász , Johann Bode a Herschel által felfedezett objektumot "mozgó csillagnak, amely bolygónak tekinthető, a Szaturnusz pályáján kívül kering" [26] , és arra a következtetésre jutott, hogy ez a pálya sokkal inkább hasonlít bolygóra, mint üstökösre. [27] . Hamar kiderült, hogy az objektum valóban egy bolygó. 1783- ban maga Herschel jelentette be e tény felismerését a Royal Society elnökének, Joseph Banksnek [28] :
Európa legkiválóbb csillagászainak megfigyelései bebizonyították, hogy az üstökös, amelyre 1781 márciusában megtiszteltetés volt rámutatni, egy bolygó a Naprendszerünkben .
Eredeti szöveg (angol)[ showelrejt] A legkiválóbb európai csillagászok megfigyelése alapján úgy tűnik, hogy az új csillag, amelyet 1781 márciusában ért a megtiszteltetés, hogy rámutassam nekik, Naprendszerünk elsődleges bolygója.Szolgálataiért Herschelt 200 GBP élethosszig tartó ösztöndíjban részesítette III. György király azzal a feltétellel, hogy Windsorba költözik, hogy a királyi család távcsövein keresztül nézhessen [29] .
Nevil Maskelyne levelet írt Herschelnek, és arra kérte, tegyen szívességet a csillagászati közösségnek, nevezzen meg egy bolygót, amelynek felfedezése teljes mértékben ennek a csillagásznak köszönhető [30] . Herschel válaszul azt javasolta, hogy a bolygót nevezzék el "Georgium Sidus"-nak (latinul "György csillaga"), vagy György bolygónak, III. György királyról [31] . Döntését Joseph Banksnek írt levelében indokolta [28] :
A dicső ókorban a bolygók a Merkúr, Vénusz, Mars, Jupiter és Szaturnusz nevet kapták a mitikus hősök és istenségek tiszteletére. Felvilágosult filozófiai korunkban furcsa lenne visszatérni ehhez a hagyományhoz, és az újonnan felfedezett égitestet Junónak , Pallasnak , Apollónak vagy Minervának nevezni . Bármilyen incidens vagy figyelemre méltó esemény megbeszélésekor az első dolog, amit figyelembe veszünk, hogy pontosan mikor történt. Ha a jövőben azon tűnődünk, hogy mikor fedezték fel ezt a bolygót, erre a kérdésre a jó válasz a következő lenne: "III. György uralkodása alatt."
Eredeti szöveg (angol)[ showelrejt] Az ókor mesés korszakában a Merkúr, Vénusz, Mars, Jupiter és Szaturnusz elnevezéseket adták a bolygóknak, mint fő hőseik és istenségeik nevét. A jelenlegi filozófiaibb korszakban aligha lenne megengedhető, hogy ugyanahhoz a módszerhez folyamodjunk, és Junónak, Pallasnak, Apollónak vagy Minervának nevezzük új mennyei testünk nevére. Egy adott esemény vagy figyelemre méltó esemény első megfontolása a kronológiája: ha egy jövőbeni korban meg kell kérdezni, mikor fedezték fel ezt az utoljára talált bolygót? Nagyon kielégítő válasz lenne azt mondani: "Harmadik György király uralkodása alatt."Joseph Lalande francia csillagász azt javasolta, hogy a bolygót felfedezőjének tiszteletére nevezzék el: "Herschel" [32] . Más neveket is javasoltak: például Cybele , azon név után, amely az ókori mitológiában Szaturnusz isten felesége volt [17] . Johann Bode német csillagász volt az első tudós, aki javaslatot tett az Uránusz bolygó elnevezésére, a görög panteonból származó égisten tiszteletére. Ezt azzal indokolta, hogy "mivel a Szaturnusz a Jupiter atyja volt, az új bolygót a Szaturnusz apjáról kell elnevezni" [29] [33] [34] . Az Uránusz bolygó legkorábbi hivatalos neve egy 1823 -as tudományos munkában található , már egy évvel Herschel halála után [35] [36] . A korábbi „Georgium Sidus” vagy „George” név már nem volt elterjedt, bár az Egyesült Királyságban csaknem 70 éve használták [17] . Végül a bolygót csak azután kezdték Uránusznak nevezni, hogy az Őfelsége Tengerészeti Almanach "HM Nautical Almanach Office" kiadója 1850 -ben maga is rögzítette ezt a nevet a listáiban [33] .
Az Uránusz az egyetlen nagy bolygó, amelynek neve nem a római , hanem a görög mitológiából származik . Az "Uránusz" szóból származó melléknév az "uráni" szó. Az Uránusz csillagászati szimbóluma " " a Mars és a Nap szimbólumainak hibridje . Ennek az az oka, hogy az ókori görög mitológiában az Uránusz-az ég a Nap és a Mars együttes erejében áll [37] . Az Uránusz asztrológiai szimbólumát, amelyet Lalande javasolt 1784-ben, maga Lalande magyarázta Herschelnek írt levelében [32] :
Ez egy földgömb, a tetején a neved első betűje.
Eredeti szöveg (fr.)[ showelrejt] un globe surmonté par la première lettre de votre nom [32] .Kínai , japán , vietnami és koreai nyelven a bolygó nevét szó szerint "az égi király csillaga/bolygója"-nak fordítják [38] [39] .
A bolygó átlagos távolsága a Naptól 19,1914 AU. (2,8 milliárd km). Az Uránusz teljes Nap körüli keringésének periódusa 84 földi év . Az Uránusz és a Föld távolsága 2,6 és 3,15 milliárd km között változik [40] . A pálya fél-főtengelye 19,229 AU. , vagyis körülbelül 3 milliárd km. A napsugárzás intenzitása ilyen távolságban a Föld keringési pályáján mért érték 1/400-a [41] . Az Uránusz pályájának elemeit először 1783 -ban Pierre-Simon Laplace francia csillagász számította ki [25] , de idővel ellentmondásokra derült fény a bolygó számított és megfigyelt helyzetében. 1841- ben a brit John Couch Adams volt az első, aki felvetette, hogy a számítási hibákat egy fel nem fedezett bolygó gravitációs hatása okozza. 1845-ben a francia matematikus , Urbain Le Verrier önálló munkába kezdett az Uránusz pálya elemeinek kiszámítására, és 1846. szeptember 23-án Johann Gottfried Galle felfedezett egy új bolygót, amelyet később Neptunnak neveztek el , majdnem ugyanazon a helyen, amelyet Le Verrier jósolt. [42] . Az Uránusz tengelye körüli forgási ideje 17 óra 14 perc. Más óriásbolygókhoz hasonlóan azonban az Uránusz felső atmoszférájában is nagyon erős forgási irányú szelek fújnak, amelyek elérik a 240 m/s sebességet. Így a déli szélesség 60°-án néhány látható légköri elem mindössze 14 óra alatt kering a bolygó körül [43] .
Az Uránusz egyenlítői síkja 97,86°-os szögben hajlik a keringési síkjához - vagyis a bolygó visszafelé forog , "enyhén fejjel lefelé az oldalán fekszik". Ez oda vezet, hogy az évszakok változása teljesen másképpen történik, mint a Naprendszer többi bolygóján. Ha más bolygók a forgó csúcsokhoz hasonlíthatók, akkor az Uránusz inkább egy guruló golyóhoz hasonlít. Az ilyen rendellenes forgást általában azzal magyarázzák, hogy az Uránusz és egy nagy planetezimál ütközik kialakulásának korai szakaszában [44] . A napfordulók pillanataiban a bolygó egyik pólusa a Nap felé irányul. Csak az Egyenlítő közelében lévő keskeny sávban tapasztalható gyors változás a nappal és az éjszaka között; ugyanakkor a Nap ott nagyon alacsonyan helyezkedik el a horizont felett – akárcsak a Föld sarki szélességein. Fél év (uráni) után a helyzet az ellenkezőjére változik: a másik féltekén jön a "sarki nap". 42 földi év minden pólusa sötétben van – és további 42 évig a Nap fénye alatt [45] . A napéjegyenlőség pillanataiban a Nap az Uránusz egyenlítője előtt áll, ami ugyanazt a nappal és éjszaka változását adja, mint más bolygókon. A következő napéjegyenlőség az Uránuszon 2007. december 7- én volt [46] [47] .
északi félteke | Év | Déli félteke |
---|---|---|
Téli napforduló | 1902, 1986 | Nyári napforduló |
A tavaszi napéjegyenlőség | 1923, 2007 | őszi napéjegyenlőség |
Nyári napforduló | 1944, 2028 | Téli napforduló |
őszi napéjegyenlőség | 1965, 2049 | A tavaszi napéjegyenlőség |
Ennek a tengelyirányú dőlésnek köszönhetően az Uránusz sarki régiói több energiát kapnak a Naptól az év során, mint az egyenlítőiek. Az Uránusz azonban melegebb az egyenlítői régiókban, mint a sarki régiókban. Az energia ilyen újraelosztását okozó mechanizmus továbbra is ismeretlen.
Az Uránusz forgástengelyének szokatlan helyzetére vonatkozó magyarázatok szintén a hipotézisek birodalmába tartoznak, bár az általános vélekedés szerint a Naprendszer kialakulása során egy nagyjából Föld méretű protobolygó az Uránuszba csapódott és megváltoztatta a tengelyét. forgatás [48] . Sok tudós nem ért egyet ezzel a hipotézissel, mivel nem tudja megmagyarázni, hogy az Uránusz holdjainak egyike sem rendelkezik ugyanolyan ferde pályával. Felmerült egy hipotézis, miszerint a bolygó forgástengelyét évmilliók alatt megrázta egy nagy műhold, amely később elveszett [49] .
Az amerikai Maryland Egyetem csillagászai magyarázatot javasoltak arra, hogy az Uránusz miért forog 98 fokos szögben az óramutató járásával megegyezően a tengelye körül. Az anomália oka egy óriási gyűrűrendszer múltbeli jelenléte lehet [50] .
A Voyager 2 1986 - os első Uránuszlátogatásakor az Uránusz déli pólusa a Nap felé fordult. Ezt a pólust „délinek” nevezik. A Nemzetközi Csillagászati Unió által jóváhagyott definíció szerint a déli pólus az, amely a Naprendszer síkjának egy bizonyos oldalán helyezkedik el (a bolygó forgási irányától függetlenül) [51] [52] . Néha más konvenciót is alkalmaznak, amely szerint az északi irányt a forgásirány alapján határozzák meg a jobbkéz szabály szerint [53] . E meghatározás szerint az 1986-ban kivilágított oszlop nem déli, hanem északi. Patrick Moore csillagász a következő tömören kommentálta ezt a problémát: „Válassz bármelyiket” [54] .
1995 és 2006 között az Uránusz látszólagos magnitúdója +5,6 m és +5,9 m között ingadozott , vagyis a bolygó szabad szemmel is látható volt képességei határán (kb. +6,0 m ) [8] . A bolygó szögátmérője 3,4 és 3,7 ívmásodperc között volt (összehasonlításképpen: Szaturnusz: 16-20 ívmásodperc, Jupiter: 32-45 ívmásodperc [8] ). Tiszta, sötét égbolt mellett az oppozícióban lévő Uránusz szabad szemmel látható, távcsővel pedig még városi területeken is megfigyelhető [55] . A 15-23 cm lencseátmérőjű nagy amatőr teleszkópokban az Uránusz halványkék korongként látható, széle felé határozottan sötétedéssel. A nagyobb, 25 cm-nél nagyobb lencseátmérőjű teleszkópokban a felhők megkülönböztethetők, és nagy műholdak ( Titania és Oberon ) láthatók [56] .
Az Uránusz a legkisebb tömegű a Naprendszer óriásbolygói közül, 14,5-szer nehezebb, mint a Föld, méretében körülbelül 4-szer haladja meg. Az Uránusz 1,27 g/cm 3 sűrűsége a második helyre teszi a Szaturnusz után a Naprendszer legkevésbé sűrű bolygói között [57] . Annak ellenére, hogy az Uránusz sugara valamivel nagyobb, mint a Neptunusz sugara , tömege valamivel kisebb [3] , ami azt a hipotézist bizonyítja, hogy főleg különféle jégekből áll - víz, ammónia és metán [9] . Tömegük különböző becslések szerint 9,3 és 13,5 földtömeg között mozog [9] [58] . A hidrogén és a hélium a teljes tömegnek csak kis részét teszi ki (0,5 és 1,5 földtömeg között [9] ); a fennmaradó rész (0,5-3,7 földtömeg [9] ) sziklákra esik (amelyekről úgy tartják, hogy a bolygó magját alkotják).
Az Uránusz Standard Modellje feltételezi, hogy az Uránusz három részből áll: középen - egy kőmagból, középen - egy jéghéjból, kívül - egy hidrogén-hélium légkörből [9] [59] . A mag viszonylag kicsi, tömege körülbelül 0,55–3,7 Földtömeg, sugara pedig az egész bolygóé 20%-a. A köpeny (jég) alkotja a bolygó nagy részét (a teljes sugár 60%-a, legfeljebb 13,5 Földtömeg). A mindössze 0,5 földtömegű (más becslések szerint 1,5 földtömegű) légkör az Uránusz sugarának több mint 20%-át teszi ki [9] [59] . Az Uránusz középpontjában a sűrűségnek 9 g/cm3 -re kell nőnie , a nyomásnak 5000 K hőmérsékleten el kell érnie a 8 millió bar -t (800 GPa ) [58] [59] . A jéghéj valójában nem jég a szó általánosan elfogadott értelmében, mivel egy forró és sűrű folyadékból áll, amely víz , ammónia és metán keveréke [9] [59] . Ezt az elektromosan erősen vezető folyadékot néha „vízi ammónia-óceánnak” nevezik [60] . Az Uránusz és a Neptunusz összetétele nagymértékben eltér a Jupitertől és a Szaturnusztól a gázok felett túlsúlyban lévő „jégek” miatt, ami indokolja, hogy az Uránusz és a Neptunusz a jégóriások kategóriájába kerüljön .
Bár a fent leírt modell a legelterjedtebb, nem ez az egyetlen. A megfigyelések alapján más modellek is építhetők - például ha jelentős mennyiségű hidrogén és kőzetanyag keveredik a jégköpenyben, akkor kisebb lesz a jég össztömege, és ennek megfelelően a hidrogén, ill. kőzetanyag magasabb lesz [58] . Jelenleg a rendelkezésre álló adatok nem teszik lehetővé, hogy megállapítsuk, melyik modell a helyes. A folyékony belső szerkezet azt jelenti, hogy az Uránusznak nincs szilárd felülete, mivel a gáznemű légkör zökkenőmentesen alakul át folyékony rétegekké [9] . A kényelem kedvéért azonban úgy döntöttek, hogy feltételesen egy lapos forgásgömböt vesznek „felületnek”, ahol a nyomás 1 bar. Ennek a lapos szferoidnak az egyenlítői és poláris sugara 25559 ± 4 és 24973 ± 20 km. A cikk további részében ezt az értéket az Uránusz magassági skála nulla értékének tekintjük [3] .
Az Uránusz belső hője jóval kisebb, mint a Naprendszer többi óriásbolygójának [61] [62] . A bolygó hőárama nagyon alacsony, ennek oka jelenleg nem ismert. A méretében és összetételében az Uránuszhoz hasonló Neptunusz 2,61-szer több hőenergiát sugároz az űrbe, mint amennyit a Naptól kap [62] . Az Uránusznak viszont nagyon kevés, ha egyáltalán van túlzott hősugárzása. Az Uránusz hőárama 0,042-0,047 W /m 2 , és ez az érték kisebb, mint a Földé (~0,075 W /m 2 ) [63] . A távoli infravörös mérések kimutatták, hogy az Uránusz csak 1,06 ± 0,08 (98-114%-át) bocsát ki a Naptól kapott energiának [10] [63] . Az Uránusz tropopauzájában mért legalacsonyabb hőmérséklet 49 K (−224 °C), ami a Naprendszer leghidegebb bolygójává teszi a bolygót – még a Neptunusznál is hidegebb [10] [63] .
Két hipotézis próbálja megmagyarázni ezt a jelenséget. Ezek közül az első azt állítja, hogy egy protobolygó állítólagos ütközése az Uránusszal a Naprendszer kialakulása során, ami a forgástengelyének nagy megdöntését okozta, az eredetileg rendelkezésre álló hő eloszlásához vezetett [64] . A második hipotézis szerint az Uránusz felső rétegeiben van egy bizonyos réteg, amely megakadályozza, hogy a magból származó hő elérje a felső rétegeket [9] . Például, ha a szomszédos rétegek eltérő összetételűek, a konvektív hőátadás a magtól felfelé nehézkes lehet [10] [63] .
A bolygó túlzott hősugárzásának hiánya jelentősen megnehezíti belső hőmérsékletének meghatározását, azonban ha feltételezzük, hogy az Uránusz belsejében a hőmérsékleti viszonyok közel állnak a többi óriásbolygóéhoz, akkor a folyékony víz létezése lehetséges ott , és ezért az Uránusz a Naprendszer azon bolygói közé tartozhat, ahol lehetséges az élet [65] .
Az Uránusz gyengén kifejeződő gyűrűrendszerrel rendelkezik, nagyon sötét részecskékből áll, amelyek átmérője mikrométertől a méter töredékéig terjed [14] . Ez a második felfedezett gyűrűrendszer a Naprendszerben (az első a Szaturnusz gyűrűrendszere volt ) [66] . Jelenleg az Uránusznak 13 gyűrűje ismert, amelyek közül a legfényesebb az ε (epszilon) gyűrű. Az Uránusz gyűrűi valószínűleg nagyon fiatalok - ezt jelzik a köztük lévő hézagok, valamint az átlátszóságuk különbségei. Ez arra utal, hogy a gyűrűk nem a bolygóval együtt keletkeztek. Valószínűleg korábban a gyűrűk az Uránusz egyik műholdja volt, amely vagy egy bizonyos égitesttel való ütközéskor, vagy árapály-erők hatására összeomlott [66] [67] .
1789-ben William Herschel azt állította, hogy látta a gyűrűket, de ez a jelentés kétesnek tűnik, mivel ezt követően további két évszázadig egyetlen más csillagász sem tudta észlelni őket. Egy gyűrűrendszer jelenlétét az Uránuszban hivatalosan csak 1977. március 10-én erősítették meg James L. Eliot ( James L. Elliot ), Edward W. Dunham ( Edward W. Dunham ) és Douglas J. Mink ( Douglas J ) amerikai tudósok. Mink ), a Kuiper Obszervatórium fedélzeti segítségével . A felfedezés véletlenül történt – a felfedezők egy csoportja azt tervezte, hogy megfigyeléseket végezzen az Uránusz légköréről, miközben a SAO 158687 csillagot lefedte az Uránusszal . A kapott információkat elemezve azonban már az Uránusz befedése előtt megállapították a csillag gyengülését, és ez egymás után többször előfordult. Ennek eredményeként az Uránusz 9 gyűrűjét fedezték fel [68] . Amikor a Voyager 2 űrszonda az Uránusz közelébe érkezett, a fedélzeti optika segítségével további 2 gyűrűt sikerült kimutatni, így az ismert gyűrűk száma összesen 11-re nőtt [14] . 2005 decemberében a Hubble Űrteleszkóp további 2 eddig ismeretlen gyűrű felfedezését tette lehetővé. Kétszer olyan messze vannak egymástól, mint a korábban felfedezett gyűrűk, ezért gyakran „az Uránusz külső gyűrűrendszerének” nevezik őket. A gyűrűk mellett a Hubble két eddig ismeretlen kis műhold felfedezésében is segített, amelyek közül az egyik ( Mab ) a legkülső gyűrű körül kering. Az utolsó két gyűrűvel együtt az Uránusz gyűrűinek száma összesen 13 [69] . 2006 áprilisában a hawaii Keck Obszervatórium által az új gyűrűkről készített képek lehetővé tették a külső gyűrűk színének megkülönböztetését. Az egyik piros, a másik (a legkülső) kék [70] [71] . Úgy gondolják, hogy a külső gyűrű kék színe annak a ténynek köszönhető, hogy a Mab felszínéről származó kis vízjég részecskéiből áll [70] [72] . A bolygó belső gyűrűi szürkének tűnnek [70] .
Az Uránusz felfedezőjének, William Herschelnek a műveiben a gyűrűk első említése egy 1789. február 22-i bejegyzésben található . A megfigyelésekhez fűzött jegyzetekben megjegyezte, hogy gyűrűk jelenlétére utalt az Uránuszban [73] . Herschel a vörös színükre is gyanakodott (amit 2006-ban a Keck Obszervatórium megfigyelései is megerősítettek az utolsó előtti gyűrűre vonatkozóan). Herschel feljegyzései 1797-ben kerültek be a Journal of the Royal Society folyóiratba. Ezt követően azonban csaknem két évszázadon át - 1797 és 1979 között - a gyűrűk egyáltalán nem szerepeltek a szakirodalomban, ami természetesen jogot ad a tudós tévedésének gyanújára [74] . Mindazonáltal a Herschel által látottak kellően pontos leírása nem adott okot arra, hogy egyszerűen figyelmen kívül hagyjuk megfigyeléseit [70] .
Amikor a Föld keresztezi az Uránusz gyűrűinek síkját, azok élükön látszanak. Ez például 2007-2008 - ban volt [ 75] .
A Voyager 2 feltárása előtt nem végeztek méréseket az Uránusz mágneses teréről. Mielőtt a jármű 1986 -ban az Uránusz körüli pályára érkezett , azt feltételezték, hogy követni fogja a napszél irányát . Ebben az esetben a geomágneses pólusoknak egybe kell esniük a földrajzi pólusokkal, amelyek az ekliptika síkjában helyezkednek el [76] . A Voyager 2 mérései lehetővé tették egy nagyon specifikus mágneses tér észlelését az Uránusz közelében, amely nem a bolygó geometriai középpontjából irányul, és a forgástengelyhez képest 59 fokkal meg van dőlve [76] [77] . Valójában a mágneses dipólus a bolygó középpontjától a déli pólus felé tolódik el a bolygó sugarának körülbelül 1/3-ával [76] . Ez a szokatlan geometria nagyon aszimmetrikus mágneses teret eredményez, ahol a felületi erősség a déli féltekén akár 0,1 gauss is lehet , míg az északi féltekén akár 1,1 gauss is [76] . A bolygó átlagában ez a szám 0,23 gauss [76] (összehasonlításképpen a Föld mágneses tere mindkét féltekén azonos, a mágneses egyenlítő pedig megközelítőleg megfelel a "fizikai egyenlítőnek" [77] ). Az Uránusz dipólusmomentuma 50-szer haladja meg a Földét [76] [77] . Az Uránusz mellett a Neptunuszban is megfigyelhető egy hasonló eltolt és "billent" mágneses tér [77] – ezzel kapcsolatban feltételezik, hogy az ilyen konfiguráció a jégóriásokra jellemző. Az egyik elmélet azzal magyarázza ezt a jelenséget, hogy a földi bolygók és más óriásbolygók mágneses tere a központi magban, míg a „jégóriások” mágneses tere viszonylag sekély mélységben, például az óceánban jön létre. folyékony ammóniából, vékony konvektívben a folyékony belsőt körülvevő héj stabil réteges szerkezettel [60] [78] .
A magnetoszféra általános szerkezetét tekintve azonban az Uránusz hasonló a Naprendszer többi bolygójához. Létezik egy íjsokk, amely az Uránusztól 23 sugárnyi távolságra helyezkedik el, és egy magnetopauza (18 uránuszsugárnyi távolságra). Vannak kifejlesztett mágneses farok és sugárzási övek [76] [77] [79] . Összességében az Uránusz a magnetoszféra szerkezetében különbözik a Jupitertől, és inkább a Szaturnuszra emlékeztet [76] [77] . Az Uránusz mágneses farka a bolygó mögött több millió kilométeren át húzódik, és a bolygó forgása következtében farokcsapdá hajlik [76] [80] . Az Uránusz magnetoszférája töltött részecskéket tartalmaz: protonokat , elektronokat és kis mennyiségű H 2 + -iont [77] [79] . A kutatás során nem találtak nehezebb ionokat. E részecskék közül sok minden bizonnyal az Uránusz forró termoszférájából származik [79] . Az ionok és az elektronok energiája elérheti a 4, illetve az 1,2 megaelektronvoltot (MeV) [79] . Az alacsony energiájú ionok (azaz 0,001 MeV-nál kisebb energiájú ionok) sűrűsége a belső magnetoszférában körülbelül 2 ion köbcentiméterenként [81] . Az Uránusz magnetoszférájában fontos szerepet játszanak a műholdak, amelyek nagy üregeket képeznek a mágneses térben [79] . A részecskeáram elég nagy ahhoz, hogy körülbelül 100 000 év alatt elsötétüljön a holdak felszíne [79] . Ez lehet az oka a műholdak és az Uránusz gyűrűinek részecskéinek sötét elszíneződésének [67] . Az Uránusznak jól fejlett aurórái vannak, amelyek mindkét sarki pólus körül fényes ívekként láthatók [82] . A Jupiterrel ellentétben azonban az Uránuszon az aurorák nem jelentősek a termoszféra energiaegyensúlya szempontjából [83] .
Bár az Uránusznak nincs szilárd felülete a szó szokásos értelmében, a gázhéj legtávolabbi részét általában légkörének nevezik [10] . Úgy tartják, hogy az Uránusz atmoszférája a külső rétegtől 300 km távolságra kezdődik, 100 bar nyomáson és 320 K hőmérsékleten [84] . A "légköri korona" a "felszín" sugarának kétszeresére terjed ki 1 bar nyomással [85] . A légkör feltételesen 3 részre osztható: troposzféra (-300-50 km; nyomás 100-0,1 bar), sztratoszféra (50-4000 km; nyomás 0,1-10 -10 bar) és termoszféra / légköri korona (4000 ) -50000 km-re a felszíntől) [10] . Az Uránusznak nincs mezoszférája .
Az Uránusz légkörének összetétele jelentősen eltér a bolygó többi részének összetételétől a magas hélium- és molekuláris hidrogéntartalom miatt [10] . A hélium móltörtje (vagyis a hélium atomok számának az összes atom és molekula számához viszonyított aránya) a felső troposzférában 0,15 ± 0,03, és 0,26 ± 0,05 tömeghányadnak felel meg [10] [63] [86] . Ez az érték nagyon közel áll a hélium protostelláris tömeghányadához (0,275 ± 0,01) [87] . A hélium nem lokalizálódik a bolygó közepén, ami más gázóriásokra jellemző [10] . Az Uránusz légkörének harmadik összetevője a metán (CH 4 ) [10] . A metánnak jól látható abszorpciós sávjai vannak a látható és a közeli infravörös spektrumban. A molekulák számát tekintve 2,3% (1,3 bar nyomásszint mellett) [10] [88] [89] . Ez az arány jelentősen csökken a magassággal, mivel a rendkívül alacsony hőmérséklet a metán "kifagyását" okozza [90] . A metán jelenléte, amely elnyeli a fényt a spektrum vörös részén, adja a bolygó zöld-kék színét [91] . A kevésbé illékony vegyületek, például az ammónia, a víz és a hidrogén-szulfid mennyisége a mély légkörben kevéssé ismert [10] [92] . Ezen kívül etán (C 2 H 6 ), metil-acetilén (CH 3 C 2 H) és diacetilén (C 2 HC 2 H) [90] [93] [94] nyomait találták az Uránusz felső rétegeiben . Úgy gondolják, hogy ezek a szénhidrogének a metán nap ultraibolya sugárzás általi fotolízisének termékei [95] . A spektroszkópia vízgőz , szén-monoxid és szén-dioxid nyomokat is talált . Valószínűleg külső forrásokból (például elhaladó üstökösökből ) esnek az Uránuszra [93] [94] [96] .
A troposzférát , a légkör legalacsonyabb és legsűrűbb részét a magassággal együtt járó hőmérséklet csökkenés jellemzi [10] . A hőmérséklet a troposzféra legalján (300 km mélységben) lévő 320 K-ről 50 km magasságban 53 K-re esik [84] [89] . A hőmérséklet a troposzféra legfelső részén (tropopauza) a szélességtől függően 57-49 K között változik [10] [61] . A tropopauza felelős a bolygó infravörös sugárzásának nagy részéért (a spektrum távoli infravörös részén), és lehetővé teszi a bolygó effektív hőmérsékletének (59,1 ± 0,3 K) meghatározását [61] [63] . A troposzféra összetett szerkezetű: feltehetően a vízfelhők nyomása 50-100 bar, az ammónium-hidrogén-szulfid-felhők - 20-40 bar, az ammónia- és hidrogén-szulfid-felhők - a 3-50 bar nyomástartományban lehetnek. 10 bar. A metánfelhők 1 és 2 bar között helyezkedhetnek el [10] [84] [88] [97] . A troposzféra nagyon dinamikus része a légkörnek, jól láthatóak benne az évszakos változások, a felhőzet és az erős szél [62] .
A tropopauza után kezdődik a sztratoszféra , ahol a hőmérséklet nem csökken, hanem éppen ellenkezőleg, a magassággal nő: a tropopauza 53 K-ről 800–850 K-re (520 °C) [98] a fő részében. termoszféra [85] . A sztratoszféra felmelegedését a nap infravörös és ultraibolya sugárzásának a metán és a metán fotolízise következtében képződő egyéb szénhidrogének általi elnyelése okozza [90] [95] . Emellett a sztratoszférát a termoszféra is felmelegíti [82] [99] . A szénhidrogének viszonylag alacsony, 100–280 km-es réteget foglalnak el a 10–0,1 millibar tartományban, a hőmérsékleti határok pedig 75–170 K között vannak [90] . A leggyakrabban előforduló szénhidrogének - acetilén és etán - ezen a területen a hidrogénhez viszonyítva 10 -7 , amelyek koncentrációja itt közel van a metán és a szén-monoxid koncentrációjához [90] [93] [96] . A nehezebb szénhidrogének, szén-dioxid és vízgőz esetében ez az arány három nagyságrenddel kisebb [93] . Az etán és az acetilén a hidegebb, alsó sztratoszférában és a tropopauzában kondenzálódik, ködöket képezve [95] . A szénhidrogének koncentrációja azonban e ködök felett sokkal kisebb, mint más óriásbolygókon [90] [82] .
A légkör felszíntől legtávolabbi részei, a termoszféra és a korona hőmérséklete 800-850 K [10] [82] , de ennek a hőmérsékletnek az okai máig tisztázatlanok. Sem a nap ultraibolya sugárzása (sem közeli, sem távoli ultraibolya spektrum), sem az aurorák nem tudják biztosítani a szükséges energiát (bár a felső sztratoszférában lévő szénhidrogének hiánya miatti rossz hűtési hatékonyság hozzájárulhat [85] [82] ). A molekuláris hidrogén mellett a termoszféra nagyszámú szabad hidrogénatomot tartalmaz. Kis tömegük és magas hőmérsékletük magyarázatot adhat arra, hogy a termoszféra miért terjed 50 000 km-re (két bolygósugár) [85] [82] . Ez a kiterjesztett korona az Uránusz egyedülálló tulajdonsága [82] . Ő az oka annak, hogy a gyűrűiben alacsony a por [85] . Az Uránusz termoszférája és a sztratoszféra felső rétege alkotja az ionoszférát [89] , amely 2000 és 10000 km közötti magasságban helyezkedik el [89] . Az Uránusz ionoszférája sűrűbb, mint a Szaturnuszé és a Neptunuszé, valószínűleg a felső sztratoszféra alacsony szénhidrogén-koncentrációja miatt [82] [100] . Az ionoszférát főként a nap ultraibolya sugárzása tartja fenn, sűrűsége a naptevékenységtől függ [101] . Az aurorák itt nem olyan gyakoriak és jelentősek, mint a Jupiteren és a Szaturnuszon [82] [83] .
Az Uránusz légköre szokatlanul nyugodt más óriásbolygók légköréhez képest, még a Neptunuszhoz képest is, amely összetételében és méretében is hasonlít az Uránuszhoz [62] . Amikor a Voyager 2 megközelítette az Uránust, csak 10 felhősáv volt látható a bolygó látható részén [14] [102] . A légkör ilyen nyugalma a rendkívül alacsony belső hővel magyarázható. Sokkal kisebb, mint a többi óriásbolygóé. Az Uránusz tropopauzájában mért legalacsonyabb hőmérséklet 49 K (−224 °C), ami miatt a bolygó a leghidegebb a Naprendszer bolygói között – még hidegebb a Naptól távolabbi Neptunuszhoz és Plútóhoz képest [10] [63 ] ] .
A Voyager 2 1986-os felvételei azt mutatták, hogy az Uránusz látható déli féltekéje két régióra osztható: egy fényes "sarki búra" és kevésbé fényes egyenlítői zónákra [14] . Ezek a zónák –45°-os szélességi körön határosak. A -45° és -50° közötti keskeny sáv, amelyet déli "gyűrűnek" neveznek, a félteke és általában a látható felület legszembetűnőbb jellemzője [14] [103] . A "burkolat" és a gyűrű feltehetően 1,3-2 bar nyomástartományban helyezkednek el, és sűrű metánfelhők [104] .
A Voyager 2 a „déli sarki nyár” idején megközelítette az Uránust, és nem tudta rögzíteni az északi sarkkört. Azonban a 21. század elején , amikor az Uránusz északi féltekéjét a Hubble Űrteleszkópon és a Keck Obszervatórium távcsövéin keresztül figyelték meg , a bolygó ezen részén nem találtak „búrát” vagy „gyűrűt” [103]. . Így az Uránusz szerkezetében egy másik aszimmetria is megfigyelhető, különösen világos a déli pólus közelében, és egyenletesen sötét a "déli gyűrűtől" északra eső területeken [103] .
Az atmoszféra nagy léptékű sávos szerkezetén kívül a Voyager 2 10 kis fényes felhőt észlelt, amelyek többsége a "déli gyűrűtől" több fokkal északra volt megfigyelhető [14] ; minden más tekintetben az Uránusz „dinamikusan halott” bolygónak tűnt. Az 1990-es években azonban jelentősen megnőtt a rögzített fényes felhők száma, és a legtöbbet a bolygó északi féltekén találták meg, amely ekkor vált láthatóvá [62] . Ennek első magyarázata (a világos felhőket az északi féltekén könnyebben látni, mint a világosabb déli féltekén) nem erősítették meg. Eltérések vannak a két félteke felhőinek szerkezetében [105] : az északi felhők kisebbek, világosabbak és jobban megkülönböztethetőek [106] . Nyilvánvalóan magasabban helyezkednek el [106] . A felhők élettartama nagyon eltérő – a megfigyelt felhők egy része néhány óráig sem tartott, míg a déliek közül legalább egy megmaradt attól a pillanattól kezdve, hogy a Voyager 2 az Uránusz közelében repült [62] [102] . A Neptunusz és az Uránusz legújabb megfigyelései kimutatták, hogy sok hasonlóság van e bolygók felhői között [62] . Bár az Uránuszon nyugodtabb az idő, „sötét foltokat” (légköri örvényeket) észleltek rajta, csakúgy, mint a Neptunuszon – 2006-ban először észleltek és fényképeztek örvényt a légkörében [107] .
A különféle felhők követése lehetővé tette az Uránusz felső troposzférájában fújó zonális szelek meghatározását [62] . Az Egyenlítőnél a szelek retrográdak, vagyis a bolygó forgásával ellentétes irányba fújnak, sebességük (mivel a forgással ellentétes irányba mozog) –100 és –50 m/ s [62] [103] . A szél sebessége általában nullára csökken az Egyenlítőtől való távolság növekedésével ± 20°-ig, ahol szinte nincs szél. A szelek a bolygó forgási irányában kezdenek fújni egészen a sarkokig [62] . A szél sebessége növekedni kezd, maximumát a ±60°-os szélességi fokon éri el, a pólusokon pedig majdnem nullára csökken [62] . A szél sebessége a -40°-os szélességi körön 150 és 200 m/s között mozog, a további megfigyeléseket pedig hátráltatja a „déli gyűrű”, amely fényességével eltakarja a felhőket, és nem teszi lehetővé a délhez közelebb eső szélsebesség kiszámítását. Pólus. A bolygón megfigyelt maximális szélsebességet az északi féltekén a +50°-os szélességi fokon rögzítették, és több mint 240 m/s [62] [103] [108] .
2004 márciusa és májusa között egy rövid időszak alatt aktívabb felhőképződést figyeltek meg az Uránusz légkörében, hasonlóan a Neptunuszhoz [106] [109] . A megfigyelések akár 229 m/s (824 km/h) szélsebességet és tartós zivatarokat is feljegyeztek , amelyet "július negyediki tűzijátéknak" neveznek [102] . 2006. augusztus 23- án az Űrkutatási Intézet (Boulder, Colorado , USA ) és a Wisconsini Egyetem egy sötét foltot észlelt az Uránusz felszínén, amely lehetővé tette az évszakok változásával kapcsolatos ismeretek bővítését ezen a bolygón [107 ] . Nem pontosan ismert, hogy miért következik be ilyen aktivitásnövekedés – talán az Uránusz tengelyének „szélsőséges” dőlése „extrém” változáshoz vezet az évszakokban [47] [110] . Az Uránusz évszakos változásainak meghatározása csak idő kérdése, mert az első minőségi információt a légköréről kevesebb, mint 84 évvel ezelőtt szerezték meg (az "uráni év" 84 földi évig tart). A körülbelül fél urán éve (az 1950-es években) megkezdett fotometria két tartományban mutatta ki a bolygó fényességének változásait: a maximumok a napfordulóknak tulajdoníthatók, a minimumok pedig a napéjegyenlőségeknél [111] . Hasonló időszakos változást figyeltek meg a troposzféra mikrohullámú mérései miatt , amelyeket az 1960-as években kezdtek [112] . Az 1970-es években megjelent sztratoszférikus hőmérsékletmérések lehetővé tették a maximumok meghatározását a napfordulók idején (főleg 1986 -ban ) [99] . E változások többsége feltehetően a bolygó aszimmetriájának köszönhető [105] .
A tanulmányok azonban azt mutatják, hogy az Uránusz szezonális változásai nem mindig függenek a fent említett tényezőktől [110] . Az előző, 1944- es „északi napforduló” idején az Uránusz fénye megnövekedett az északi féltekén, ami azt mutatja, hogy nem volt mindig halvány [111] . A napforduló idején a Nap felé néző látható pólus fényessé válik, a napéjegyenlőség után pedig gyorsan elsötétül [110] . A vizuális és mikrohullámú mérések részletes elemzése kimutatta, hogy a fényesség növekedése nem mindig következik be a napforduló idején. Változások vannak a meridián albedóban is [110] . Végül az 1990-es években, amikor az Uránusz elhagyta a napfordulót, a Hubble Űrteleszkópnak köszönhetően észrevehető volt, hogy a déli félteke észrevehetően sötétedni kezdett, az északi félteke pedig kezdett világosabbá válni [104] , a szél sebessége megnőtt benne. és több volt a felhő [102 ] , de volt egy tendencia, hogy kitisztul [106] . A szezonális változásokat szabályozó mechanizmus még mindig nem ismert [110] . A nyári és a téli napforduló körül az Uránusz mindkét féltekéje napfényben vagy a világűr sötétjében van. Feltételezik, hogy a napsütötte területek tisztásai a köd és a metánfelhők lokális megvastagodásának köszönhetőek a troposzférában [104] . A -45° szélességi fokon lévő fényes gyűrű szintén metánfelhőkhöz kapcsolódik [104] . A déli poláris régió egyéb változásai az alsóbb rétegek változásaiból származhatnak. A bolygóról érkező mikrohullámú sugárzás intenzitásának változásait nagy valószínűséggel a mély troposzférikus keringés változásai okozzák, mert a vastag poláris felhők és köd zavarhatja a konvekciót [113] . Az őszi napéjegyenlőség közeledtével a hajtóerők megváltoznak, és újra végbemehet a konvekció [102] [113] .
Sok érv szól amellett, hogy a jég- és gázóriások közötti különbségek a Naprendszer kialakulása során keletkeztek [114] [115] . A Naprendszer a feltételezések szerint egy óriási, forgó gáz- és porgömbből, az úgynevezett protoszoláris ködből alakult ki . Ezután a labda összesűrűsödött, és korong keletkezett a Nappal a közepén [114] [115] . A hidrogén és a hélium nagy része a Nap képződésébe került. A porrészecskék pedig elkezdtek összegyűlni, hogy később protobolygókat képezzenek [114] [115] . Ahogy a bolygók növekedtek, némelyikük elég erős gravitációs mezőre tett szert ahhoz, hogy a maradék gázt köréjük koncentrálja. Tovább gyarapodtak, amíg el nem érték a határt, és exponenciálisan növekedtek. A jégóriásoknak ezzel szemben lényegesen kevesebb gázt sikerült befogadniuk – mindössze néhány földtömeget. Így tömegük nem érte el ezt a határt [114] [115] [116] . A Naprendszer kialakulására vonatkozó modern elméletek nehezen magyarázzák az Uránusz és a Neptunusz kialakulását. Ezek a bolygók túl nagyok ahhoz a távolsághoz, amilyen távolságra vannak a Naptól. Talán korábban közelebb voltak a Naphoz, de aztán valahogy megváltoztatták a pályájukat [114] . A bolygómodellezés új módszerei azonban azt mutatják, hogy az Uránusz és a Neptunusz valóban kialakulhatott jelenlegi helyükön, így e modellek szerinti tényleges méreteik nem akadályozzák a Naprendszer eredetelméletét [115] .
27 természetes műholdat fedeztek fel az Uráni rendszerben [116] . Nevüket William Shakespeare és Alexander Pope [59] [117] műveiben szereplő szereplők neveiből választják ki . Öt fő műhold van: ezek a Miranda , Ariel , Umbriel , Titania és Oberon [59] . Az Uránusz műholdrendszere a gázóriások műholdrendszerei közül a legkisebb tömegű. Még ennek az öt műholdnak a teljes tömege sem éri el a Triton , a Neptunusz egyik műholdjának tömegét [57] . Az Uránusz legnagyobb holdja, a Titánia mindössze 788,9 km-es sugarú, ami kevesebb, mint a fele a Föld Holdjának sugarának , bár nagyobb, mint a Rheáé , a Szaturnusz második legnagyobb műholdjának . Minden hold albedója viszonylag alacsony – az Umbriel 0,20-tól az Ariel 0,35-ig [14] . Az Uránusz holdjai körülbelül 50:50 arányban jégből és kőzetből állnak, a jég tartalmazhat ammóniát és szén-dioxidot [67] [118] . A műholdak közül úgy tűnik, az Arielnek van a legfiatalabb felszíne: itt van a legkevesebb kráter. Umbriel felszíne a kráteresedés mértékéből ítélve nagy valószínűséggel a legrégebbi [14] [67] . Mirandán akár 20 kilométer mély kanyonok , teraszok és kaotikus táj található [14] . Az egyik elmélet ezt azzal magyarázza, hogy egyszer Miranda egy bizonyos égitesttel ütközött és szétesett, majd a gravitációs erők ismét "összegyűjtötték" [67] [119] .
dátum | Nyítás | Felfedező(k) |
---|---|---|
1781. március 13 | Uránusz | William Herschel |
1787. január 11 | Titánia és Oberon | William Herschel |
1789. február 22 | Herschel megemlíti az Uránusz gyűrűit | William Herschel |
1851. október 24 | Ariel és Umbriel | William Lassell |
1948. február 16 | Miranda | Kuiper |
1979. március 10 | Uránusz gyűrűrendszer | kutatócsoport fedezte fel |
1985. december 30 | Csomag | Sinnot és a Voyager 2 |
1986. január 3 | Júlia és Portia | Sinnot és a Voyager 2 |
1986. január 9 | Cressida | Sinnot és a Voyager 2 |
1986. január 13 | Desdemona , Rosalind és Belinda | Sinnot és a Voyager 2 |
1986. január 20 | Cordelia és Ophelia | Terril és Voyager 2 |
1986. január 23 | Bianka | Smith és a Voyager 2 |
1997. szeptember 6 | Caliban és Sycorax | kutatócsoport fedezte fel |
1999. május 18 | Perdita | Karkoshka és a Voyager 2 állomás (1986. január 18-ról készült) |
1999. július 18 | Setebos , Stefano és Prospero | kutatócsoport fedezte fel |
2001. augusztus 13 | Trinculo , Ferdinand és Francisco | kutatócsoport fedezte fel |
2003. augusztus 25 | Mab és Cupido | Showalter és Leeser |
2003. augusztus 29 | margarita | Sheppard és Jewitt |
2006. augusztus 23 | Az Uránusz sötét foltja | Űrtávcső. Hubble és egy kutatócsoport |
1986- ban a NASA Voyager 2 űrszondája egy elrepülési pálya mentén keresztezte az Uránusz pályáját, és 81 500 km-re haladt el a bolygó felszínétől. Ez az egyetlen látogatás az Uránusz környékén az űrhajózás történetében. A Voyager 2 1977 -ben indult , mielőtt elrepült volna az Uránusz mellett, felfedezte a Jupitert és a Szaturnuszt (és később a Neptunuszt). Az űrszonda az Uránusz atmoszférájának szerkezetét és összetételét tanulmányozta [89] , 10 új műholdat fedezett fel, tanulmányozta a 97,77°-os tengelyirányú gördülés okozta egyedi időjárási viszonyokat, és feltárta a gyűrűrendszert [14] [120] . Vizsgálták a mágneses teret és a magnetoszféra szerkezetét és különösen a keresztirányú forgás okozta "mágneses farkot" is. 2 új gyűrűt fedeztek fel és 5 legnagyobb műholdat fényképeztek le [14] [67] . A kínai űrügynökség 2030-ban tervezi elindítani a Tianwen-4 küldetést , melynek egyik feladata az Uránusz átrepülési pályáról történő tanulmányozása [121] .
Már 3 évvel a felfedezés után az Uránusz egy szatirikus pamflet színhelyévé vált [122] . Azóta Stanley Weinbaum , Ramsey Campbell , Larry Niven [123] , Szergej Pavlov , Georgij Gurevics és mások is belefoglalták sci-fi műveik történetébe [124] . Az Uránust választották az Utazás a hetedik bolygóra című film [124] helyszínéül , valamint az Űrőrjárat [125] és a Daleks főterv (a Doctor Who című tévésorozat egyik epizódja ) [126] kiválasztott epizódjaihoz . A bolygót számos képregény , anime és számítógépes játék is megemlíti .
Az asztrológiában az Uránuszt (szimbólum - ) tartják a Vízöntő jegy uralkodójának [127] . Lásd az Uránust az asztrológiában .
![]() | ||||
---|---|---|---|---|
Szótárak és enciklopédiák |
| |||
|
Uránusz | ||
---|---|---|
Az Uránusz holdjai | ![]() | |
Jellemzők | Uránusz gyűrűi | |
Nyítás | ||
Kutatás | ||
Uránusz trójaiak | 2011 QF99 | |
Egyéb |
|
Az Uránusz holdjai | |
---|---|
Csoportos felsorolás a pálya fél-nagy tengelyének növekvő sorrendjében | |
Belső műholdak | |
Nagy műholdak | |
Szabálytalan műholdak | |
Gyűrűk | Uránusz gyűrűi |
Az Uránusz feltárása űrhajóval | |
---|---|
Repülő | Voyager 2 (1986) |
Tervezett küldetések | Uranus Orbiter and Probe (2031) |
Lásd még | Uránusz Kutatás |
A félkövér betűtípus aktív AMC-ket jelöl |
Naprendszer | |
---|---|
![]() | |
Központi csillag és bolygók | |
törpebolygók | Ceres Plútó Haumea Makemake Eris Jelöltek Sedna Orc Quaoar Gun-gun 2002 MS 4 |
Nagy műholdak | |
Műholdak / gyűrűk | Föld / ∅ Mars Jupiter / ∅ Szaturnusz / ∅ Uránusz / ∅ Neptunusz / ∅ Plútó / ∅ Haumea Makemake Eris Jelöltek kardszárnyú delfin quawara |
Elsőként felfedezett aszteroidák | |
Kis testek | |
mesterséges tárgyak | |
Hipotetikus tárgyak |
|