PLANET URAN

Send

Uran, ki je ime dobil po grškem bogu neba, je plinski velikan in sedmi planet od našega Sonca. Je tudi tretji največji planet v našem Osončju, ki se uvršča za Jupitrom in Saturnom. Tako kot njegovi plinski velikani ima veliko lune, obročni sistem in je sestavljen predvsem iz plinov, za katere se domneva, da obdajajo trdno jedro.

Čeprav je to mogoče videti s prostim očesom, je bilo spoznanje, da je Uran planet, razmeroma nedavno. Čeprav obstajajo znaki, da so ga v zadnjih dveh tisoč letih opazili večkrat, je bilo šele v 18. stoletju prepoznano po tem, kar je. Od takrat so bile znane vse lune planeta, sistem obročkov in skrivnostna narava planeta.

Odkritje in poimenovanje:

Tako kot pet klasičnih planetov - Merkur, Venero, Mars, Jupiter in Saturn - je Uran mogoče videti brez pomoči teleskopa. Toda zaradi svoje zatemnjenosti in počasne orbite so starodavni astronomi verjeli, da je zvezda. Najstarejše znano opazovanje je opravil Hipparchos, ki ga je zapisal kot zvezdo v svoj zvezdni katalog leta 128 pred našim štetjem - opažanja, ki so bila kasneje vključena v Ptolomejeve Almagest.

Najzgodnejše opazovanje Urana je bilo leta 1690, ko ga je angleški astronom John Flamsteed - prvi astronomski kraljevič - vsaj šestkrat opazil in ga označil za zvezdo (34 Tauri). Francoski astronom Pierre Lemonnier ga je med leti 1750 in 1769 opazoval vsaj dvanajstkrat.

Proces njegove identifikacije kot planeta je začel sir William William Herschel 13. marca 1781. Takrat je to prijavil kot opazovanje kometov, a je nato opravil vrsto opazovanj s teleskopom lastne zasnove, da bi meril njegov položaj glede na zvezde. Ko je o tem poročal The Royal Society, je trdil, da gre za komet, a ga je implicitno primerjal s planetom.

Nato je več astronomov začelo raziskovati možnost, da je Herschelov "komet" v resnici planet. Mednje je bil vključen ruski astronom Anders Johan Lexell, ki je bil prvi, ki je izračunal skoraj krožno orbito, zaradi česar je ugotovil, da gre za planet. Berlinski astronom Johann Elert Bode, član Združenega astronomskega društva, se je strinjal s tem, ko je podobno opazoval svojo orbito.

Kmalu je status Urana kot planeta postal znanstveni konsenz, do leta 1783 pa je to kraljevsko društvo priznal tudi sam Herschel. Kot priznanje njegovemu odkritju je angleški kralj George III. Dal Herschelu letno znesek v znesku 200 funtov, pod pogojem, da se preseli v Windsor, da bi kraljeva družina lahko pogledala skozi njegove teleskope.

V čast svojemu novemu pokrovitelju se je William Herschel odločil poimenovati njegovo odkritjery Georgium Sidus ("George's Star" ali "Georges Planet"). Zunaj Britanije to ime ni bilo priljubljeno, zato so bile kmalu predlagane druge možnosti. Med njimi je bil tudi francoski astronom Jerome Lalande, ki je predlagal, da ga pokličejo Hershel v čast svojega odkritja in švedski astronom Erik Prosperin predlagal ime Neptun.

Johann Elert Bode je predlagal ime Uran, latinizirana različica grškega boga neba, Ouranos. To ime se je zdelo primerno, glede na to, da je bil Saturn poimenovan po mitskem očetu Jupitru, zato bi ta novi planet moral dobiti ime po mitskem očetu Saturna. Konec koncev je Bodejev predlog najbolj razširjen in do leta 1850 postal univerzalen.

Velikost, masa in orbita Urana:

S povprečnim polmerom približno 25.360 km, prostornino 6.833 × 10¹³ km³, in masa 8,68 × 10²⁵ kg, Uran je približno 4-krat večji od Zemlje in 63-krat večji od njegove prostornine. Vendar je kot plinski velikan njegova gostota (1,27 g / cm)³) je bistveno nižja; zato je le 14,5 tako masiven kot Zemlja. Njegova nizka gostota pomeni tudi, da je tretji največji plinski gigant najmanj masiven (za Neptunom zaostaja za 2,6 zemeljske mase).

Nihanje oddaljenosti Urana od Sonca je tudi večje kot pri katerem koli drugem planetu (ne vključuje pritlikavih planetov ali plutoidov). Razdalja plinskega velikana od Sonca se v bistvu giblje od 18,28 AU (2735,118,100 km) pri periheliju do 20,09 AU (3,006,224,700 km) pri afeliju. Na povprečni razdalji 3 milijarde km od Sonca potrebuje Uran približno 84 let (ali 30.687 dni), da opravi eno samo orbito Sonca.

Obdobje vrtenja notranjosti Urana je 17 ur, 14 minut. Kot pri vseh orjaških planetih tudi njegova zgornja atmosfera doživlja močan veter v smeri vrtenja. Na nekaterih zemljepisnih širinah, na primer približno 60 stopinj proti jugu, se vidne značilnosti ozračja premikajo veliko hitreje, pri čemer se popolna rotacija izvede v samo 14 urah.

Ena posebnost Urana je, da se vrti na svoji strani. Medtem ko so vsi planeti Osončja do neke mere nagnjeni na svoje osi, ima Uran najbolj skrajni aksialni nagib 98 °. To vodi v radikalne letne čase, ki jih planet doživlja, da ne omenjam nenavadnega cikla dan in noč na polovicah. Na ekvatorju Uran doživi normalne dneve in noči; toda na drogovih je vsaka izkušnja 42 zemeljskih let na dan, ki ji sledi 42 let noči.

Uranova sestava:

Standardni model Uranove strukture je, da je sestavljen iz treh plasti: kamnito (silikatno / železo-nikelj) jedro v sredini, ledena prevleka v sredini in zunanja ovojnica plinastega vodika in helija. Tako kot Jupiter in Saturn vodik in helij predstavljata večino ozračja - približno 83% in 15% -, vendar le majhen del celotne mase planeta (od 0,5 do 1,5 mase Zemlje).

Tretji najbolj bogat element je metanski led (CH)⁴), ki predstavlja 2,3% njegove sestave in predstavlja barvo akvamarina ali svetlobe. Količine v ogljikovodikih v sledovih najdemo tudi v stratosferi Urana, ki naj bi nastala iz fotolize, ki jo povzroča metan in ultravijolično sevanje. Vključujejo etan (C₂H₆), acetilen (C₂H₂), metilacetilen (CH₃C₂H) in diacetilena (C₂HC₂H).

Poleg tega je spektroskopija odkrila ogljikov monoksid in ogljikov dioksid v Uranovi zgornji atmosferi ter prisotnost ledenih oblakov vodne pare in drugih hlapnih snovi, kot sta amoniak in vodikov sulfid. Zaradi tega Uran in Neptun veljata za poseben razred velikanskega planeta - znan kot "ledeni orjaški" - saj so sestavljeni predvsem iz težjih hlapnih snovi.

Ledeno plašč v resnici ni sestavljeno iz ledu v običajnem smislu, temveč iz vroče in goste tekočine, ki je sestavljena iz vode, amoniaka in drugih hlapnih snovi. To tekočino, ki ima visoko električno prevodnost, včasih imenujemo ocean-amoniak.

Jedro Urana je sorazmerno majhno, z maso le 0,55 zemeljske mase in polmerom, ki je manjši od 20% celotne velikosti planeta. Ogrinjalo obsega njegov večji del z okoli 13,4 zemeljske mase, zgornja atmosfera pa je relativno nepomembna, tehta približno 0,5 Zemljine mase in se razprostira na zadnjih 20% Uranovega polmera.

Uranova gostota jedra naj bi znašala 9 g / cm³, s pritiskom v središču 8 milijonov barov (800 GPa) in temperaturo približno 5000 K (kar je primerljivo s površino Sonca).

Uranova atmosfera:

Tako kot na Zemlji je tudi atmosfera Urana razdeljena na plasti, odvisno od temperature in tlaka. Tako kot drugi plinski velikani tudi planet nima trdne površine, zato znanstveniki površino definirajo kot območje, kjer atmosferski tlak presega en bar (tlak, ki ga najdemo na Zemlji na ravni morja). Vse, kar je dostopno zmogljivosti daljinskega zaznavanja - ki sega do približno 300 km pod nivojem 1 bar -, prav tako velja za ozračje.

S pomočjo teh referenčnih točk lahko Uranovo atmosfero razdelimo na tri plasti. Prva je troposfera, med nadmorsko višino -300 km pod površjem in 50 km nad njo, kjer se tlaki gibljejo od 100 do 0,1 bara (10 MPa do 10 kPa). Druga plast je stratosfera, ki doseže med 50 in 4000 km in doživlja pritiske med 0,1 in 10^-10 bar (10 kPa do 10 µPa).

Troposfera je najgostejša plast v Uranovi atmosferi. Tu se temperatura giblje od 320 K (46,85 ° C / 116 ° F) na dnu (-300 km) do 53 K (-220 ° C / -364 ° F) na 50 km, zgornja regija pa je najhladnejša v osončju. Območje tropopavze je odgovorno za veliko večino toplotnih infrardečih emisij Urana, s čimer je določena njegova efektivna temperatura 59,1 ± 0,3 K.

Znotraj troposfere so plasti oblakov - vodni oblaki pri najnižjih tlakih, nad njimi pa so amonijevi hidrosulfidni oblaki. Naslednji oblaki amonijaka in vodikovega sulfida. Končno so na vrhu ležali tanki metanski oblaki.

V stratosferi se temperature gibljejo od 53 K (-220 ° C / -364 ° F) na zgornji ravni do med 800 in 850 K (527 - 577 ° C / 980 - 1070 ° F) na dnu termosfere oz. zahvaljujoč segrevanju, ki ga povzroča sončno sevanje. Stratosfera vsebuje etanski smog, ki lahko prispeva k dolgočasnemu videzu planeta. Prisotna sta tudi acetilen in metan, ki te megle pomagajo pri segrevanju stratosfere.

Zunanja plast, termosfera in korona, segata od 4.000 km do višine 50.000 km. V tej regiji je enakomerna temperatura 800-850 (577 ° C / 1.070 ° F), čeprav znanstveniki niso prepričani v razlog. Ker je razdalja do Urana od Sonca tako velika, je količina toplote, ki prihaja iz njega, nezadostna za ustvarjanje tako visokih temperatur.

Tako kot Jupiter in Saturn tudi Uranovo vreme sledi podobnemu vzorcu, kjer se sistemi razdelijo na pasove, ki se vrtijo okoli planeta, ki jih poganja notranja toplota, ki se dviga v zgornjo atmosfero. Kot rezultat tega lahko vetrovi na Uranu dosežejo do 900 km / h (560 mph), kar ustvarja ogromne nevihte, kot je bila opažena s Hubblovim vesoljskim teleskopom leta 2012. Podobno kot Jupiterjeva velika rdeča točka, je bila ta "Temna točka" velikan oblačni vrtinec, ki je meril 1.700 kilometrov na 3.000 kilometrov (1.100 milj za 1.900 milj).

Uranove lune:

Uran ima 27 znanih satelitov, ki jih delimo v kategorije večjih lunov, notranjih lunov in nepravilnih lunov (podobno kot pri drugih plinskih velikankah). Največje lune Urana so po velikosti Miranda, Ariel, Umbriel, Oberon in Titania. Te lune se gibljejo v premeru in masi od 472 km in 6,7 × 10¹⁹ kg za Mirando na 1578 km in 3,5 × 10²¹ kg za Titanijo. Vsaka od teh lun je še posebej temna, z nizko vezjo in geometrijskimi albedami. Ariel je najsvetlejši, Umbriel pa najtemnejši.

Verjame se, da so vse velike lune Urana nastale v akrektorskem disku, ki je obstajal okoli Urana nekaj časa po nastanku, ali pa je bil posledica velikega vpliva, ki ga je Uran doživel zgodaj v svoji zgodovini. Vsak je sestavljen iz približno enakih količin kamnin in ledu, razen Mirande, ki je v glavnem iz ledu.

Sestavina ledu lahko vključuje amonijak in ogljikov dioksid, medtem ko je skalni material sestavljen iz ogljikovega materiala, vključno z organskimi spojinami (podobno kot asteroidi in kometi). Menijo, da so njihove skladbe različne, z ledenim plaščem, ki obdaja kamnito jedro.

V primeru Titanije in Oberona obstaja verjetnost, da lahko na meji jedra / plašč obstajajo tekoči vodni oceani. Njihove površine so tudi močno obložene; toda v vsakem primeru je endogena ponovna obdelava prinesla stopnjo obnove njihovih značilnosti. Zdi se, da ima Ariel najmlajšo površino z najmanj udarnimi kraterji, medtem ko je Umbriel najstarejši in najbolj zakrit.

Glavne lune Urana nimajo opaznega ozračja. Tudi zaradi svoje orbite okoli Urana doživijo ekstremne sezonske cikle. Ker Uran kroži okoli Sonca skoraj na svoji strani in velike lune krožijo okoli Uranove ekvatorialne ravnine, severna in južna polobla doživita daljša obdobja podnevi in ponoči (naenkrat 42 let).

Od leta 2008 je znano, da ima Uran 13 notranjih lun, katerih orbite ležijo v Mirandi. Ti so glede na oddaljenost od planeta: Cordelia, Ophelia, Bianca, Cressida, Desdemona, Juliet, Portia, Rosalind, Cupid, Belinda, Perdita, Puck in Mab. V skladu s poimenovanjem večjih lunov Urana so vsi poimenovani po likih iz Shakespearovih dram.

Vse notranje lune so tesno povezane z Uranovim obročnim sistemom, kar je verjetno nastalo zaradi drobljenja ene ali več majhnih notranjih lun. Puck, na 162 km, je največja notranja luna Urana - in edina, ki jo je posnel Voyager 2 v vseh podrobnostih - medtem ko sta Puck in Mab dva najbolj oddaljena notranja satelita Urana.

Vse notranje lune so temni predmeti. Narejeni so iz vodnega ledu, onesnaženega s temnim materialom, ki je verjetno organski materiali, predelani z Uranovim sevanjem. Sistem je tudi kaotičen in na videz nestabilen. Računalniške simulacije ocenjujejo, da lahko pride do trkov, zlasti med Desdemono in Cressido ali Julijo v naslednjih 100 milijonov let.

Od leta 2005 je znano tudi, da ima Uran devet nepravilnih lun, ki krožijo na veliko večji razdalji od Oberona. Vse nepravilne lune so verjetno ujeti predmeti, ki jih je Uran ujel kmalu po nastanku. Ti so, glede na oddaljenost od Urana: Francisco, Caliban, Stephano, Trincutio, Sycorax, Margaret, Prospero, Setebos in Ferdinard (še enkrat poimenovani po likih v Shakespearovih igrah).

Uranove nepravilne lune segajo od približno 150 km (Sycorax) do 18 km (Trinculo). Z izjemo Margarete, vsi obkrožijo Uran po retrogradni orbiti (kar pomeni, da krožijo po planetu v nasprotni smeri njegovega vrtenja).

Uranov sistem obročkov:

Tako kot Saturn in Jupiter ima tudi Uran obročni sistem. Vendar so ti obroči sestavljeni iz izredno temnih delcev, ki se po velikosti razlikujejo od mikrometrov do delca metra - zato niso niti približno tako opazni kot Saturnovi. Trenutno je znanih trinajst različnih obročev, najsvetlejši je obroč iz epsilona. In z izjemo dveh zelo ozkih, ti obroči običajno merijo nekaj kilometrov v širino.

Prstani so verjetno precej mladi in ne verjamemo, da so nastali z Uranom. Zadeva v obročih je morda nekoč bila del lune (ali lune), ki jo je pretrgala hitra hitrost. Od številnih koščkov, ki so nastali kot posledica teh udarcev, je preživelo le nekaj delcev v stabilnih conah, ki ustrezajo lokacijam sedanjih obročev.

Najstarejša znana opazovanja sistema obročev so bila 10. marca 1977 James L. Elliot, Edward W. Dunham in Jessica Mink s pomočjo Kuiperjevega observatorija v zraku. Med okultacijo zvezde SAO 158687 (znane tudi kot HD 128598) so zaznali pet obročev, ki obstajajo znotraj sistema okoli planeta, in opazili še štiri pozneje.

Prstani so bili neposredno posneti kdaj Voyager 2 je leta 1986 prešel Uran in sonda je lahko zaznala dva dodatna prstana - število opazovanih obročev je 11. decembra 2005 vesoljski teleskop Hubble odkril par prej neznanih obročev, tako da jih je bilo skupno 13. Največji se nahaja dvakrat dlje od Urana od prej znanih obročev, zato jih imenujemo "zunanji" obročni sistem.

Aprila 2006 so slike novih prstanov iz opazovalnice Keck prinesle barve zunanjih obročev: najbolj zunanji je modra, drugi pa rdeča. V nasprotju s tem so Uranovi notranji obroči sivi. Ena od hipotez v zvezi z modro barvo zunanjega obroča je, da je sestavljen iz majhnih delcev vodnega ledu s površine Maba, ki so dovolj majhni, da lahko razpršijo modro svetlobo.

Raziskovanje:

Uran je le enkrat obiskal nobeno vesoljsko plovilo: NASA Voyager 2 vesoljska sonda, ki je letala mimo planeta leta 1986. 24. januarja 1986 je dr. Voyager 2 prešel v 81.500 km površine planeta, tako da je poslal edine posnete fotografije, ki so bile kdajkoli posnete z Urana. Voyager 2 nato se je leta 1989 tesno srečal z Neptunom.

Možnost pošiljanja Cassini vesoljsko plovilo od Saturna do Urana je bilo ocenjeno med fazo načrtovanja podaljšanja misije leta 2009. Vendar se to nikoli ni uresničilo, saj bi trajalo približno dvajset let Cassini da pridemo do uranskega sistema po odhodu iz Saturna.

Glede prihodnjih misij je bilo podanih več predlogov. Na primer, orbitara in sonda Urana je bila priporočena v desetletni raziskavi planetarnih znanosti 2013–2022, objavljena leta 2011. Ta predlog je predvideval izstrelitev med leti 2020–2023 in trinajstletno križarjenje po Uranu. V študiji je bil ocenjen in priporočen novi mejni orkan Uranus, Primer za orkan Uran. Vendar pa ta misija velja za nižjo prednostno nalogo kot prihodnje misije na Mars in Jovian System.

Znanstveniki iz vesoljskega laboratorija Mullard v Veliki Britaniji so predlagali skupno misijo NASA-ESA za Uran, znano kot Uran Pathfinder. Ta misija bi vključevala začetek misije srednjega razreda do leta 2022, po ocenah pa naj bi bil njen strošek 470 milijonov EUR (~ 525 milijonov USD).

Še ena misija Urana, imenovana Herschel Orbital Reconnaissance of Uranian System (HORUS), je zasnoval laboratorij uporabne fizike z univerze Johns Hopkins. Predlog je za nuklearni orbiter, ki ima nabor instrumentov, vključno s kamero za slikanje, spektrometri in magnetometrom. Misija se bo začela aprila 2021, na Uran pa bi prispela 17 let pozneje.

Leta 2009 je skupina planetarnih znanstvenikov iz Nasinega laboratorija za reaktivni pogon v ZDA razvila možne zasnove za orbitov Uranusa s sončnim pogonom. Najbolj ugodno lansirno okno za takšno sondo bi bilo avgusta 2018, prihod Urana pa septembra 2030. Znanstveni paket lahko vključuje magnetometre, detektorje delcev in po možnosti tudi kamero za slikanje.

Dovolj je reči, da je Uran težka tarča, ko gre za raziskovanje, njegova oddaljenost pa je omogočila, da ga opazujemo in prepoznamo po tem, kar je bilo v preteklosti problematično. In v prihodnosti, ker se bo večina naše misije osredotočila na raziskovanje Marsa, Evrope in bližnjih Zemljinih asteroidov, se zdi, da misija na to območje Osončja ne bi bila zelo verjetna.

Toda proračunska okolja se spreminjajo, prav tako tudi znanstvene prioritete. In z zanimanjem za Kuiperjev pas, ki eksplodira po zaslugi odkritja številnih trans-neptunskih objektov v zadnjih letih, je povsem mogoče, da bodo znanstveniki zahtevali postavitev misije za zunanji osončje. Če se in kdaj zgodi, bo Uran lahko sondo zasukal in zbral informacije in slike, da bi pomagal razumeti tega "ledenega velikana".

Tu imamo v časopisu Space Magazine veliko zanimivih člankov o Uranu. Upamo, da boste na spodnjem seznamu našli tisto, kar iščete: