Studie o sluneční soustavě, provedené v poslední čtvrtině 20. století, poskytly vědě řadu překvapivých objevů. S pomocí nových výkonných optických teleskopů astrofyzik, jaderní vědci, zástupci jiných oborů vědy a techniky byli schopni získat neocenitelné vědecké údaje o blízkém prostoru. Díky letům vesmírných automatických sondů se lidem seznámily zajímavé fakty o složení a struktuře planetárního systému naší hvězdy. Nakonec se vědeckému světu podařilo získat informace o tom, jak vypadá planeta Uran, jaký představuje Neptun a jaké jsou skutečné rozměry sluneční soustavy.
Nejúžasnější planeta sluneční soustavy
Zkoumáním prostoru v blízkosti Země prostřednictvím dalekohledu je snadné dospět k chybnému názoru - sluneční soustava je nejjednodušší heliocentrický mechanismus, ve kterém všechny ostatní vesmírné tělesa a objekty podléhají známým zákonům fyziky a matematiky. Ve skutečnosti není vše tak jednoduché, jak se zdá na první pohled. Každé nebeské tělo v našem nejbližším prostoru žije svůj vlastní život, má své vlastní vlastnosti a není příliš podobné svým sousedům. Živým příkladem toho jsou pozemské planety, mezi nimiž může být pouze jedna planeta Země a Mars v jedné řadě.
Situace je podobná s jinou skupinou planet - plynovými giganty - kteří se pohybují kolem Slunce ve vnějším kruhu. Pokud mají Jupiter a Saturn podobné astrofyzikální parametry a vlastnosti, pak Uran na jejich pozadí vypadá jako "černá ovce". Přes vnější podobnost a stejnou strukturu je Uran jedinou planetou našeho hvězdného systému, která zaujímá neobvyklou pozici. Specifickým rysem takového nebeského těla, jako je Uran, je následující aspekt. Planeta nedělá pouze měřený běh v heliocentrické oběžné dráze, ale rotuje se jako kulečník kolem slunce. Jednoduše řečeno, planeta prostě leží na své straně a rotuje ve směru její oběžné dráhy. Toto chování není jen typické pro dva další plynové obry Sluneční soustavy - Jupiter a Saturn, pozice osy otáčení Uranu vzhledem k rovině jeho orbity vypadá neobvykle.
Pokud hovoříme o tom, do jaké míry je rovník Uranu nakloněn k rovině jeho oběžné dráhy, pak tato hodnota je 97,86⁰. Například Země a Mars mají rovný úhel sklonu k orbitální rovině 23,45, respektive 25,19 stupňů. Rovník v Merkuru a Jupiteru je téměř kolmý na orbitální rovinu. Uran leží na boku a rotuje zpět. Taková poloha osí vypadá z vědeckého pohledu jako nesmysl, protože sedmá planeta od Slunce mění den a noc pouze v úzkém sektoru planetárního disku. Východ slunce a západ slunce vzdáleného Slunce se koná na obzoru Uranu téměř stejně jako v polárních zeměpisných šířkách na Zemi. Kvůli této poloze osy rotace planety je zvědavý okamžik - rozdíl v délce trvání Uranského roku u tyčí a na rovníku. Stožáry planety se setkají den a noc jednou za 42 let Země, ale na rovníku se rok prodlužuje přesně dvakrát a je 84 let Země.
Poloha osy rotace planety a povaha magnetického pole sedmé planety. Na rozdíl od jiných nebeských těles Sluneční soustavy se magnetické pole Uranu otáčí spolu s vlastní planetou, neustále se měnícími magnetickými póly. Jinými slovy, magnetické pole planety Uran se pravidelně otevírá a zavírá. Pokud se to stane na Zemi, očekávali bychom se každý den planetární katastrofou.
Objevování sedmé planety
Příběh o objevu třetího plynového giganta je napojen na jméno Angličana Williama Herschela. V roce 1781 objevil Angličan nové nebeské tělo, které bylo původně zaměněno za kometu, která navštívila solární systém. Nicméně po nějaké době, poté, co studoval vlastnosti objektu na oběžné dráze kolem Slunce, se astronom William Herschel rozhodl klasifikovat ji jako sedmou planetu. Tato událost se stala mezníkem v astronomii. Poprvé instrumentálním způsobem se člověk podařilo najít planetu, jejíž existence byla dosud neznámá. Až do tohoto okamžiku se astronomové spoléhali na informace o existenci šesti planet, přičemž Uran jako hvězdu. Myšlenka velikosti sluneční soustavy byla omezena na oběžnou dráhu Saturnu.
Angličan, jako objevitel, navrhl pojmenovat sedmou planetu na počest anglického monarchy - "Georgeova hvězda". Toto jméno neodpovídalo chuti členů Královské astronomické observatoře, která se rozhodla dát nové planetě jméno Uran, na počest starověkého řeckého božského symbolu nebeské sféry. Následně, když Herschel pozoroval pohyb Uranu, byla zaznamenána zvláštnost chování tohoto nebeského těla na oběžné dráze. Sedmá planeta se pohybovala nerovnoměrně na oběžné dráze, nyní urychluje a pak zpomaluje pohyb. Již po Herschelově smrti udělali jiní astronomové, Angličan Adams a Francouz Laverye předpoklad, že za Uránem je další velké nebeské tělo, jehož gravitace ovlivňuje chování třetího plynového obr. Následné matematické výpočty potvrdily správnost předpokladů, které v roce 1846 umožnily objevit poslední, osmou planetu sluneční soustavy, Neptun.
Objev Uranu tak vyvolal řetězovou reakci ve vědeckém světě, který vedl k rozšíření hranic planetárního systému. Po Uranu dostali Neptun a Pluto - objekty objevené matematickými výpočty.
Astrofyzikální charakteristiky: stručný popis planety Uran
Navzdory vnější podobnosti s prvními dvěma plynovými obři Sluneční soustavy se sedmá planeta výrazně liší od Jupitera a Saturnu. Na rozdíl od Jupitera a Saturnu, který lze pozorovat s dalekohledem, Uran v objektivu vypadá jako malá hvězdička. To je způsobeno obrovskou vzdáleností, která odděluje tento vzdálený svět od naší planety.
Na obzoru Země je třetí obor sotva znatelný, což představuje tlumenou hvězdu, jejíž jas se pohybuje v rozmezí od 5,9 do 5,32 magnitudes. Při pozorování v dalekohledu za vzdálenou hvězdou bledě modré barvy astronomové dlouho věděli, jaká je barva sedmé planety. Vědci dostali odpověď na tuto otázku teprve v roce 1986, kdy kosmická sonda Voyager-2 letěla na 80 tisíc kilometrů. z povrchu vzdálené planety. Výsledné snímky ukazovaly bledě modrou barvu s téměř kovovým odstínem, planetovým diskem.
Vzdálenost od Slunce je v průměru 2 876 679 082 km. Uran běží kolem středu hvězdného systému v téměř eliptické oběžné dráze s mírnou excentricitou (e), která je 0,46. Oběžné období nebeského těla kolem centrální hvězdy je 30685 dnů Země nebo 84 let. Rychlost pohybu této planety je nízká - pouze 6,8 kilometrů za sekundu. Pouze Neptune se pohybuje ve vesmíru s ještě nižšími otáčkami - 5,4 km / s.
Pokud mluvíme o tom, kolik času potřebujete pro cestu ze Země na třetí obří planetu, můžete se zde spolehnout na letové údaje stejného automatického stroje Voyager 2, který létal téměř 9 let do Uranu. To je zatím jediný úkol, který umožnil pozemšťanům získat představy o tomto vzdáleném objektu a jeho okolí.
Navzdory své skromné velikosti na noční obloze je ve skutečnosti velikost Uranu působivá. Průměr planetového disku tohoto obra je 50,724 km. To samozřejmě není tolik jako v Jupiteru a Saturnu, jejichž průměry jsou 140 tisíc km a 116 tisíc km. To ovšem stačí k tomu, aby sedmá planeta sluneční soustavy pevně držel třetí pozici.
Působivý pozorovatel a maso tohoto nebeského těla. Uran je 14,5krát těžší než Země a váží 8,6832 · 1025kg. Svojí hmotností ztrácí světle modrý obor nejen Jupiter a Saturn. Dokonce i vzdálený satelit Uranu, planety Neptun, má velkou hmotu. Relativní lehkost vzdáleného nebeského těla je dáno jeho složením. Na rozdíl od ostatních dvou planet Jupitera a Saturnu, kde je hlavní část reprezentována polotekutým a metalizovaným vodíkem a heliem, představuje Uran obrovskou ledovou kouli, která má rychlost otáčení okolo vlastní osy 2,29 m / s.
Složení sedmé planety a její atmosféra
Led na Uranu je řada vysokoteplotních úprav. V tuhém, ledovém stavu je zmrazen amoniak, vodní led a metan. Kvůli ledové přírodě byla sedmá planeta převedena astrofyziky do kategorie ledovců. Hustota ledové koule je nevýznamná, téměř trojnásobná hustota planety Země a je 1,27 g / cm3. Nicméně kvůli velkému hmotnostnímu a orbitálnímu parametru jsou gravitační síly na Uranu poměrně silné. Zrychlení volného pádu v ledovém obr je téměř totožné se zrychlením země a činí 8,87 m / s2.
Zvědavá struktura vzdálené planety, která vypadá takto:
- pevné kamenné jádro;
- ledový plášť;
- imaginární povrch;
- nižší atmosféra (stratosféra a troposféra);
- planetární koruna.
Povrch nebeského těla představují sloučeniny vodíku a helia, které jsou v plynném stavu. Atmosféra planety zahrnuje metan, díky němuž má Uran charakteristický světle modrý odstín. Jeho koncentrace klesá s nadmořskou výškou, kde díky extrémně nízkým teplotám zmrzne metan a zanechává prostor pro vodík a hélium. Přesné chemické složení atmosféry sedmé planety není zcela známé, ale podle spektra je atmosféra převážně vodíkem, obsahuje také uhlovodíkové sloučeniny, které jsou výsledkem slunečního záření na molekulách methanu. Vrstvy atmosféry ledového obra se liší tloušťkou a teplotou. Nejvyšší vrstva je atmosférická koruna, která se rozkládá daleko za planetu na vzdálenost 8 000 km. Spodní vrstvy jsou stratosférou a troposférou, kde převládají nízké teploty. V nadmořské výšce 50-300 km. z povrchu je vrstva mraků sestávající z vodní páry, krystalů amoniaku a methanu. Teploty v tomto místě dosahují 227-250 stupňů Celsia se značkou mínus.
Závěr
Informace, které mají dnes vědci o třetí obří planetě, jsou velmi omezené. To je způsobeno umístěním Uranu. Astrofyziky a vědci se zaměřili na studium Jupitera a Saturnu a extrémní oblasti sluneční soustavy. Uran, který se nachází uprostřed této komunity nebeských těles, byl po celou dobu mimo pozornost výzkumných programů. Kosmická loď "Voyager 2" se zatím stala jedinou lodí, která se dostala do blízkosti vzdálené planety a poskytla první dokumentární informace o planetě Uran, o složení její atmosféry a prostředí.
Stejně jako všichni ostatní plynoví giganti, kteří mají svůj vlastní systém nebeských těles, vědci objevili uranový ornament - systém prstenců. Objevil se a družice planety Uran, která dnes obsahuje 27 kusů. Pomocí Hubbleova dalekohledu v roce 2005 bylo možné podrobně prozkoumat pět největších satelitů Uranu - to jsou Miranda, Ariel, Umbriel, Titania a Oberon. Následná studie o vzdálené planetě a jejích družicích pravděpodobně poskytne vědcům nové a užitečné informace, avšak v blízké budoucnosti se misie do této části sluneční soustavy neplánují.
