Studies van het zonnestelsel, uitgevoerd in het laatste kwart van de 20ste eeuw, gaven de wetenschap een aantal verrassende ontdekkingen. Met behulp van nieuwe krachtige optische telescopen van astrofysica konden nucleaire wetenschappers, vertegenwoordigers van andere takken van wetenschap en technologie onschatbare wetenschappelijke gegevens over de nabije ruimte verkrijgen. Dankzij de automatische ruimtevluchten konden interessante feiten over de samenstelling en structuur van het planetaire systeem van onze ster bekend worden bij de mensheid. Ten slotte is de wetenschappelijke wereld erin geslaagd informatie te krijgen over hoe de planeet Uranus eruit ziet, wat Neptunus vertegenwoordigt en wat de ware dimensies van het zonnestelsel zijn.
De meest verbazingwekkende planeet van het zonnestelsel
Het verkennen van de nabije ruimte door een telescoop, het is gemakkelijk om tot een onjuiste mening te komen - het zonnestelsel is het eenvoudigste heliocentrisch mechanisme waarin alle andere ruimtelichamen en objecten de bekende wetten van natuurkunde en wiskunde gehoorzamen. In feite is alles niet zo eenvoudig als het lijkt op het eerste gezicht. Elk hemellichaam in onze dichtstbijzijnde ruimte leeft zijn eigen leven, heeft zijn eigen kenmerken en lijkt niet veel op zijn buren. Een levendig voorbeeld hiervan zijn de aardse planeten, waarvan alleen de aarde en Mars met een rek in een rij kunnen worden geplaatst.
De situatie is vergelijkbaar met een andere groep planeten - gasreuzen - die in een buitenste cirkel rond de zon rennen. Als Jupiter en Saturnus vergelijkbare astrofysische parameters en kenmerken hebben, lijkt Uranus op hun achtergrond op het 'zwarte schaap'. Ondanks de externe gelijkenis en dezelfde structuur, is Uranus de enige planeet van ons sterrenstelsel, die een ongebruikelijke positie inneemt. Het specifieke kenmerk van zo'n hemellichaam als Uranus is het volgende aspect. De planeet maakt niet alleen een afgemeten hardloop in een heliocentrische baan, maar rolt als een biljartbal rond de zon. Simpel gezegd, de planeet ligt eenvoudig op zijn kant en rolt in de richting van zijn baan. Dit gedrag is niet alleen niet typerend voor de twee andere gasreuzen van het zonnestelsel - Jupiter en Saturnus, de positie van de rotatie-as van Uranus ten opzichte van het vlak van zijn baan lijkt ongebruikelijk.
Als we praten over hoe ver de evenaar van Uranus naar het vlak van zijn baan is gekanteld, is deze waarde 97,86⁰. De aarde en Mars hebben bijvoorbeeld een evenwijdige hellingshoek ten opzichte van het vlak van de vlakte van respectievelijk 23.45 en 25.19 graden. De evenaar bij Mercurius en bij Jupiter staat bijna loodrecht op het vlak van de omloop. Uranus ligt op zijn kant en draait retrograde. Een dergelijke positie van de as ziet er vanuit een wetenschappelijk oogpunt als onzin uit, aangezien de zevende planeet van de zon de dag en nacht alleen in een smal gebied van de planetaire schijf verandert. De zonsopkomst en zonsondergang van de verre zon vindt bijna net zoveel plaats aan de horizon van Uranus als op de polaire breedtegraden op aarde. Vanwege deze positie van de draaiingsas van de planeet is er een merkwaardig moment - het verschil in de duur van het Uraniaanse jaar aan de polen en aan de evenaar. De polen van de planeet ontmoeten elkaar één keer in de loop van 42 aardse jaren, maar op de evenaar wordt het jaar precies twee keer verlengd en is het 84 aardse jaren.
De positie van de rotatieas van de planeet en de aard van het magnetisch veld van de zevende planeet. In tegenstelling tot andere hemellichamen van het zonnestelsel, roteert het magnetische veld van Uranus samen met de planeet zelf, constant veranderende magnetische polen. Met andere woorden, het magnetische veld van de planeet Uranus opent en sluit periodiek. Als dit op aarde zou gebeuren, zouden we elke dag worden verwacht door een planetaire catastrofe.
Ontdekking van de zevende planeet
Het verhaal van de ontdekking van de derde gasreus is volledig verbonden met de naam van de Engelsman William Herschel. In 1781 ontdekte de Engelsman een nieuw hemellichaam, dat oorspronkelijk werd aangezien voor een komeet die het zonnestelsel bezocht. Na enige tijd, na het bestuderen van de kenmerken van het object in een baan rond de zon, besloot astronoom William Herschel het als de zevende planeet te classificeren. Deze gebeurtenis is een mijlpaal in de astronomie geworden. Voor het eerst op een instrumentele manier, wist de mens een planeet te ontdekken, waarvan het bestaan voorheen onbekend was. Tot nu toe vertrouwden astronomen op informatie over het bestaan van zes planeten, waarbij ze Uranus als ster namen. Het idee van de grootte van het zonnestelsel was beperkt tot de baan van Saturnus.
De Engelsman, als ontdekker, stelde voor de zevende planeet te noemen ter ere van de Engelse monarch - "George's ster". Deze naam paste niet bij de smaak van de leden van het Koninklijk Astronomisch Observatorium, die besloten om de nieuwe planeet de naam Uranus te geven, ter ere van het oude Griekse goddelijke symbool van de hemelbol. Vervolgens, toen Herschel de beweging van Uranus waarnam, werd een bijzonderheid van het gedrag van dit hemellichaam in een baan waargenomen. De zevende planeet bewoog ongelijk in een baan, versnelde nu en vertraagde zijn beweging. Al na de dood van Herschel namen andere astronomen, de Engelsman Adams en de Fransman Laverye de veronderstelling dat er nog een ander groot hemellichaam achter Uranus zit, waarvan de zwaartekracht het gedrag van de derde gasreus beïnvloedt. Daaropvolgende wiskundige berekeningen bevestigden de juistheid van de aanname, die het in 1846 mogelijk maakte om de laatste, achtste planeet van het zonnestelsel, Neptunus, te ontdekken.
Aldus bracht de ontdekking van Uranus een kettingreactie in de wetenschappelijke wereld met zich mee, die resulteerde in de uitbreiding van de grenzen van het planetaire systeem. Na Uranus kregen we Neptunus en Pluto - objecten ontdekt door wiskundige berekeningen.
Astrofysische kenmerken: een korte beschrijving van de planeet Uranus
Ondanks de externe gelijkenis met de eerste twee gasreuzen van het zonnestelsel, verschilt de zevende planeet aanzienlijk van Jupiter en Saturnus. In tegenstelling tot Jupiter en Saturnus, die redelijk goed kunnen worden bekeken met een telescoop, lijkt Uranus in de lens op een kleine asterisk. Dit komt door de enorme afstand die deze verre wereld van onze planeet scheidt.
Aan de horizon van de aarde is de derde reus nauwelijks waarneembaar, wat neerkomt op een zwakke ster, waarvan de helderheid varieert in het bereik van 5,9 - 5,33 magnitudes. Terwijl ze in een telescoop achter een verre ster van lichtblauwe kleur observeerden, vroegen astronomen zich lange tijd af welke kleur de zevende planeet werkelijk is. Wetenschappers ontvingen het antwoord op deze vraag pas in 1986, toen de Voyager-2 ruimtesonde 80 duizend kilometer bereikte. van het oppervlak van een verre planeet. De resulterende afbeeldingen vertoonden een lichtblauw, met een nauwelijks metaalachtige tint, een planetaire schijf.
De afstand tot de zon is gemiddeld 2 876 679 082 km. Uranus maakt een serie rond het midden van het sterrensysteem in een bijna elliptische baan met een lichte excentriciteit (e), die 0,46 is. De omlooptijd van het hemellichaam rond de centrale ster is 30.685 aardse dagen of 84 jaar. De bewegingssnelheid van deze planeet is laag - slechts 6,8 kilometer per seconde. Alleen Neptunus beweegt in de ruimte met een nog lagere omloopsnelheid - 5,4 km / s.
Als we praten over hoeveel tijd het kost om van de aarde naar de derde gigantische planeet te reizen, kun je hier vertrouwen op de vluchtgegevens van dezelfde automatische Voyager 2-machine die bijna 9 jaar naar Uranus vloog. Dit is tot nu toe de enige missie die de aardbewoners in staat stelde ideeën op te doen over dit verre object en zijn omgeving.
Ondanks zijn bescheiden formaat aan de nachtelijke hemel, is de grootte van Uranus in werkelijkheid indrukwekkend. De diameter van de planetaire schijf van deze reus is 50.724 km. Dit is natuurlijk niet zo veel als in Jupiter en Saturnus, waarvan de diameters respectievelijk 140.000 km en 116 duizend km zijn. Dit is echter voldoende voor de zevende planeet van het zonnestelsel om de derde positie stevig vast te houden.
Indrukwekkende toeschouwer en de massa van dit hemellichaam. Uranium is 14,5 keer zwaarder dan de aarde en weegt 8,6832 · 1025 kg. Door zijn massa verliest de lichtblauwe reus niet alleen aan Jupiter en Saturnus. Zelfs de verre satelliet van Uranus, de planeet Neptunus, heeft een grote massa. De relatieve lichtheid van een ver hemellichaam is te wijten aan zijn samenstelling. In tegenstelling tot de andere twee planeten Jupiter en Saturnus, waar de bulk wordt gerepresenteerd door halfvloeibare en gemetalliseerde waterstof en helium, vertegenwoordigt Uranus een enorme ijsbal, die een rotatiesnelheid rond zijn eigen as van 2,29 m / s heeft.
De samenstelling van de zevende planeet en zijn atmosfeer
IJs op Uranus is een verscheidenheid aan modificaties bij hoge temperaturen. Er is bevroren ammoniak, waterijs en methaan in een vaste, ijzige toestand. Vanwege de ijzige aard werd de zevende planeet door astrofysici overgebracht naar de categorie ijsreuzen. De dichtheid van de ijsbal is niet significant, bijna drie keer minder dan de dichtheid van planeet Aarde en is 1,27 g / cm3. Vanwege de grote massa en de baanparameters zijn de zwaartekrachten echter behoorlijk sterk op Uranus. De versnelling van de vrije val in de ijsreus is bijna identiek aan die van de aarde en bedraagt 8,87 m / s2.
Curious-structuur van een verre planeet, die er als volgt uitziet:
- solide stenen kern;
- ijsmantel;
- denkbeeldig oppervlak;
- lagere atmosfeer (stratosfeer en troposfeer);
- planetaire kroon.
Het oppervlak van een hemellichaam wordt voorgesteld door verbindingen van waterstof en helium, die zich in een gasvormige toestand bevinden. De atmosfeer van de planeet omvat methaan, waardoor Uranus een karakteristieke bleekblauwe tint heeft. De concentratie neemt af met de hoogte, waar methaan bevriest als gevolg van extreem lage temperaturen, waardoor er ruimte is voor waterstof en helium. De exacte chemische samenstelling van de atmosfeer van de zevende planeet is niet volledig bekend, maar afgaand aan het spectrum is de atmosfeer voornamelijk waterstof, het bevat ook koolwaterstofverbindingen, die het resultaat zijn van zonnestraling op methaanmoleculen. De lagen van de atmosfeer van de ijsreus verschillen in dikte en temperatuur. De bovenste laag is de atmosferische corona, die zich ver voorbij de planeet uitstrekt tot een afstand van 8.000 km. De onderste lagen zijn de stratosfeer en de troposfeer, waar lage temperaturen heersen. Op een hoogte van 50-300 km. vanaf het oppervlak is een wolkenlaag bestaande uit waterdamp, ammoniakkristallen en methaan. De temperaturen op deze plaats bereiken 227-250 graden Celsius met een minteken.
conclusie
Informatie die wetenschappers vandaag hebben over de derde gigantische planeet is uiterst beperkt. Dit komt door de locatie van Uranus. Astrofysici en wetenschappers concentreerden zich op de studie van Jupiter en Saturnus en de extreme gebieden van het zonnestelsel. Uranus, gelegen in het midden van deze gemeenschap van hemellichamen, was de hele tijd uit het zicht van onderzoeksprogramma's. Het ruimtevaartuig "Voyager 2" is tot nu toe het enige schip dat de nabijheid van een verre planeet heeft bereikt en biedt de eerste documentaire informatie over de planeet Uranus, over de samenstelling van zijn atmosfeer en omgeving.
Net als alle andere gasreuzen, die hun eigen systeem van hemellichamen hebben, ontdekten de wetenschappers een uraniumornament - een ringensysteem. Ontdekt en satellieten van de planeet Uranus, die er vandaag 27 zijn. Met de hulp van de Hubble-telescoop in 2005 was het mogelijk om in detail de vijf grootste satellieten van Uranus te onderzoeken - dit zijn Miranda, Ariel, Umbriel, Titania en Oberon. Een vervolgstudie van een verre planeet en zijn satellieten zal waarschijnlijk nieuwe en nuttige informatie aan wetenschappers verschaffen, maar in de nabije toekomst zijn missies naar dit deel van het zonnestelsel niet gepland.
