PLANET URAN

Send

Uran, koji je ime dobio po grčkom Bogu neba, plinski je gigant i sedmi je planet od našeg Sunca. To je ujedno i treća najveća planeta u našem Sunčevom sustavu, koja se nalazi iza Jupitera i Saturna. Poput svojih kolega plinskih divova, on ima mnogo mjeseca, prstenasti sustav, a sastoji se prvenstveno od plinova za koje se vjeruje da okružuju čvrstu jezgru.

Iako se to može vidjeti golim okom, spoznaja da je Uran planeta bila je relativno nedavna. Iako postoje naznake da je nekoliko puta uočen tokom posljednje dvije tisuće godina, tek je u 18. stoljeću prepoznato to što jest. Od tog vremena postaju poznati puni opsezi mjesečevih planeta, prstenasti sustav i tajanstvene prirode.

Otkrivanje i imenovanje:

Poput pet klasičnih planeta - Merkur, Venera, Mars, Jupiter i Saturn - Uran se može vidjeti bez pomoći teleskopa. Ali zbog svoje prigušenosti i spora orbita, drevni astronomi vjerovali su da je to zvijezda. Najranije poznato promatranje obavio je Hipparchos, koji ga je zabilježio kao zvijezdu u svom katalogu zvijezda 128. godine prije Krista - opažanja koja su kasnije uključena u Ptolomejeve Almagest.

Najranije definitivno viđenje Urana dogodilo se 1690. godine, kada ga je engleski astronom John Flamsteed - prvi Astronom Royal Royal - uočio najmanje šest puta i katalogizirao kao zvijezdu (34 Tauri). Francuski astronom Pierre Lemonnier također ga je promatrao najmanje dvanaest puta između godina 1750. i 1769. godine.

Međutim, to je Sir William Herschel, promatranje Urana 13. ožujka 1781., započelo postupak njegove identifikacije kao planete. Tada ga je izvijestio kao promatranje kometa, ali potom se uključio u niz promatranja pomoću teleskopa vlastitog dizajna kako bi izmjerio njegov položaj u odnosu na zvijezde. Kad je o tome izvijestio Kraljevsko društvo, tvrdio je da je to kometa, ali ih je implicitno usporedio s planetom.

Nakon toga, nekoliko astronoma počelo je istraživati mogućnost da je Herschelov "komet" u stvari planet. Među njima je bio i ruski astronom Anders Johan Lexell, koji je prvi izračunao njegovu gotovo kružnu orbitu, zbog čega je zaključio da je ipak planet. Berlinski astronom Johann Elert Bode, član "Ujedinjenog astronomskog društva", složio se s tim nakon što je napravio slična promatranja njegove orbite.

Ubrzo je status Urana kao planeta postao znanstveni konsenzus, a do 1783. godine Herschel je to priznao i Kraljevskom društvu. Kao priznanje za svoje otkriće, engleski kralj George III dao je Herschelu godišnju stipendiju od 200 funti pod uvjetom da se preseli u Windsor kako bi kraljevska obitelj mogla pogledati kroz njegove teleskope.

U čast svog novog zaštitnika, William Herschel odlučio je imenovati svoje otkrićery Georgium Sidus ("George's Star" ili "Georges Planet"). Izvan Britanije ovo ime nije bilo popularno, a ubrzo su predložene i alternative. Među njima je bio francuski astronom Jerome Lalande koji je predložio da se to pozove Hershel u čast svog otkrića, a švedski astronom Erik Prosperin predložio je ime Neptun.

Johann Elert Bode predložio je ime Uran, latinizirana verzija grčkog boga neba, Ouranos. To se ime činilo prikladnim, s obzirom na to da je Saturn dobio ime po mitskom ocu Jupiteru, pa bi ovaj novi planet trebao dobiti ime po mitskom ocu Saturna. Konačno, Bodeov prijedlog postao je najkorišteniji i postao je univerzalan do 1850.

Vera, masa i orbita Urana:

S srednjim polumjerom od oko 25.360 km, obujmom 6.833 × 10¹³ km³, i masa 8,68 × 10²⁵ kg, Uran je približno 4 puta veći od Zemlje i 63 puta veći od njegovog volumena. Međutim, kao plinski div, njegova gustoća (1,27 g / cm)³) znatno je niži; stoga je samo 14,5 masivan koliko i Zemlja. Njegova niska gustoća također znači da je treći najveći plinski gigant i najmanje masivan (zaostaje za Neptunom od 2,6 mase Zemlje).

Varijacija Uranove udaljenosti od Sunca je također veća od bilo koje druge planete (ne uključuje patuljaste planete ili plutoide). Udaljenost plinova diva od Sunca varira od 18,28 AU (2,735,118,100 km) u periheliju do 20,09 AU (3,006,224,700 km) u afeliju. Na prosječnoj udaljenosti od 3 milijarde kilometara od Sunca, Uranu je potrebno otprilike 84 godine (ili 30.687 dana) da ispuni jednu orbitu Sunca.

Period rotacije unutrašnjosti Urana je 17 sati, 14 minuta. Kao i kod svih planeta divova, i njegova gornja atmosfera doživljava snažne vjetrove u smjeru rotacije. Na nekim zemljopisnim širinama, poput oko 60 stupnjeva prema jugu, vidljiva obilježja atmosfere kreću se mnogo brže, čineći potpunu rotaciju za samo 14 sati.

Jedna jedinstvena značajka Urana je da se rotira na svojoj strani. Dok su svi planeti Sunčevog sustava u određenoj mjeri nagnuti na svoje osi, Uran ima najekstremniji aksijalni nagib od 98 °. To dovodi do radikalnih sezona koje planeta proživljava, a da ne spominjemo neobičan ciklus dan i noć na polovima. Na ekvatoru Uran doživljava normalne dane i noći; ali na polovima svaki doživljaj 42 zemaljske godine dana, a zatim 42 godine noći.

Uranov sastav:

Standardni model Uranove strukture sastoji se od tri sloja: kamenita jezgra (silikat / željezo-nikal) u sredini, ledeni plašt u sredini i vanjska ovojnica plinovitog vodika i helija. Otprilike poput Jupitera i Saturna, vodik i helij čine većinu atmosfere - otprilike 83% i 15% -, ali samo mali dio ukupne mase planeta (od 0,5 do 1,5 mase Zemlje).

Treći najbogatiji element je metan led (CH⁴), koja čini 2,3% njezinog sastava i koja čini akvamarin ili plavu boju u planeti. U stratosferi Urana nalaze se i tragovi različitih ugljikovodika, za koje se pretpostavlja da nastaju iz fotolize metana i ultraljubičastog zračenja. Uključuju etan (C₂H₆), acetilen (C₂H₂), metilacetilen (CH₃C₂H) i diacetilen (C₂HC₂H).

Uz to, spektroskopija je otkrila ugljični monoksid i ugljični dioksid u Uranovoj gornjoj atmosferi, kao i prisutnost ledenih oblaka vodene pare i drugih hlapljivih sastojaka, poput amonijaka i sumporovodika. Zbog toga se Uran i Neptun smatraju zasebnom klasom planeta divova - poznatih kao "ledeni divovi" - jer se uglavnom sastoje od težih isparljivih tvari.

Leden plašt nije u stvari sastavljen od leda u uobičajenom smislu, već od vruće i guste tekućine koja se sastoji od vode, amonijaka i drugih hlapljivih sastojaka. Ova tekućina, koja ima veliku električnu vodljivost, ponekad se naziva i vodeno-amonijak ocean.

Jezgra Urana relativno je mala, s masom od samo 0,55 mase Zemlje i polumjerom manjim od 20% ukupne veličine planeta. Ogrtač sadrži njegov najveći dio, s oko 13,4 mase Zemlje, a gornja atmosfera je relativno neznatna, teži oko 0,5 mase Zemlje i proteže se do posljednjih 20% Uranovog radijusa.

Gustoća jezgre Urana procjenjuje se na 9 g / cm³, s tlakom u središtu od 8 milijuna bara (800 GPa) i temperaturom od oko 5000 K (što je usporedivo s površinom Sunca).

Uranova atmosfera:

Kao i na Zemlji, atmosfera Urana razbijena je u slojeve, ovisno o temperaturi i pritisku. Kao i drugi plinski divovi, tako i planeta nema čvrstu površinu, a znanstvenici površinu definiraju kao područje u kojem atmosferski tlak prelazi jednu bar (tlak koji se nalazi na Zemlji na razini mora). Sve što je dostupno daljinskim senzorima - koje se protežu do otprilike 300 km ispod razine 1 bara - također se smatra atmosferom.

Pomoću ovih referentnih točaka Uranovu atmosferu možemo podijeliti u tri sloja. Prva je troposfera, između visine od -300 km ispod površine i 50 km iznad nje, gdje se tlakovi kreću od 100 do 0,1 bara (10 MPa do 10 kPa). Drugi sloj je stratosfera koja doseže između 50 i 4000 km i doživljava pritiske između 0,1 i 10^-10 bar (10 kPa do 10 µPa).

Troposfera je najgušći sloj u Uranovoj atmosferi. Ovdje se temperatura kreće od 320 K (46,85 ° C / 116 ° F) u podnožju (-300 km) do 53 K (-220 ° C / -364 ° F) na 50 km, s tim da je gornja regija najhladnija u sunčevom sustavu. Područje tropopauze odgovorno je za veliku većinu Uranovih toplinskih infracrvenih emisija, čime se određuje njegova efektivna temperatura od 59,1 ± 0,3 K.

Unutar troposfere nalaze se slojevi oblaka - vodeni oblaci pri najnižim pritiscima, a iznad njih su amonijevi hidrosulfidni oblaci. Slijede oblaci amonijaka i sumporovodika. Napokon su na vrhu ležali tanki metanski oblaci.

U stratosferi se temperature kreću od 53 K (-220 ° C / -364 ° F) na gornjoj razini do između 800 i 850 K (527 - 577 ° C / 980 - 1070 ° F) u dnu termosfere, velikim dijelom zahvaljujući zagrijavanju uzrokovanom sunčevim zračenjem. Stratosfera sadrži etanski smog koji može doprinijeti potamnjenjem planeta. Prisutni su i acetilen i metan, a ove izmaglice pomažu u zagrijavanju stratosfere.

Vanjski sloj, termosfera i korona, protežu se od 4.000 km do čak 50.000 km od površine. Ova regija ima jedinstvenu temperaturu od 800-850 (577 ° C / 1,070 ° F), iako znanstvenici nisu sigurni u razlog. Budući da je udaljenost od Urana od Sunca tako velika, količina topline koja dolazi iz njega nije dovoljna za stvaranje tako visokih temperatura.

Poput Jupitera i Saturna, Uranovo vrijeme slijedi sličan obrazac gdje se sustavi raščlanjuju u pojase koji se okreću oko planete, a vođeni unutarnjom toplinom koja se diže u gornju atmosferu. Kao rezultat toga, vjetrovi na Uranu mogu doseći i do 900 km / h (560 mph) stvarajući ogromne oluje poput one koju je uočio Hubble svemirski teleskop 2012. Slično Jupiterovoj Velikoj crvenoj mrlji, ovaj "Dark spot" bio je div oblak vrtloga koji je iznosio 1.700 kilometara na 3.000 kilometara (1.100 milja na 1.900 milja).

Uranovi Mjeseci:

Uran ima 27 poznatih satelita koji su podijeljeni u kategorije većih Mjeseca, unutarnjih Mjeseca i neredovitih Mjeseca (slično drugim plinskim divovima). Najveći Mjeseci Urana su, prema veličini, Miranda, Ariel, Umbriel, Oberon i Titania. Ti se Mjeseci kreću u promjeru i masi od 472 km i 6,7 × 10¹⁹ kg za Mirandu na 1578 km i 3,5 × 10²¹ kg za Titaniju. Svaka od tih mjeseci je posebno tamna, s niskom vezom i geometrijskim albedosima. Ariel je najsvjetliji dok je Umbriel najmračniji.

Smatra se da su svi veliki mjeseci Urana nastali u akrecijskom disku, koji je postojao oko Urana neko vrijeme nakon njegovog nastanka, ili je posljedica velikog utjecaja koji je pretrpio Uran početkom svoje povijesti. Svaka se sastoji od približno jednakih količina stijena i leda, osim Mirande koja je prvenstveno od leda.

Komponenta leda može sadržavati amonijak i ugljični dioksid, dok se vjeruje da se kameni materijal sastoji od ugljičnog materijala, uključujući organske spojeve (slične asteroidima i kometama). Smatra se da su njihove kompozicije diferencirane, s ledenim plaštem koji okružuje stjenovitu jezgru.

U slučaju Titanije i Oberona, vjeruje se da tekući vodeni okeani mogu postojati na granici jezgra / plašta. Njihove su površine također snažno kraterirane; ali u svakom je slučaju endogena ponovna rezidencija dovela do stupnja obnavljanja njihovih značajki. Čini se da Ariel ima najmlađu površinu s najmanje kratera za udarce, dok je Umbriel najstariji i najkrvaviji.

Glavne mjeseca Urana nemaju osjetnu atmosferu. Također, zbog svoje orbite oko Urana, doživljavaju ekstremne sezonske cikluse. Budući da Uran kruži oko Sunca gotovo na njegovoj strani, a velike mjesečeve kruže oko Zemljine ekvatorijalne ravnine, sjeverna i južna hemisfera doživljavaju produžena razdoblja dana i noći (42 godine).

Od 2008. poznato je da Uran posjeduje 13 unutarnjih mjeseci čija se orbita nalazi unutar Mirande. Oni su, prema udaljenosti od planeta: Cordelia, Ophelia, Bianca, Cressida, Desdemona, Juliet, Portia, Rosalind, Cupid, Belinda, Perdita, Puck i Mab. U skladu s imenovanjem Uranovih većih mjeseci, svi su dobili imena po likovima iz šekspirovskih predstava.

Sve unutarnje mjesece usko su povezane s Uranovim prstenastim sustavom, što je vjerojatno nastalo fragmentacijom jedne ili više malih unutarnjih mjeseci. Puck, na 162 km, najveći je od unutarnjih mjeseci Urana - i jedini kojeg je slikao Voyager 2 u svim pojedinostima - dok su Puck i Mab dva najudaljenija unutarnja satelita Urana.

Svi unutarnji mjeseci su tamni predmeti. Napravljeni su od vodenog leda zagađenog tamnim materijalom, koji je vjerojatno organski materijal obrađen Uranovim zračenjem. Sustav je također kaotičan i naizgled nestabilan. Računalne simulacije procjenjuju da bi se mogli dogoditi sudari, osobito između Desdemona i Cressida ili Julije u sljedećih 100 milijuna godina.

Od 2005. godine, poznato je i da Uran ima devet nepravilnih mjeseca koji orbitiraju na udaljenosti većoj od one Oberona. Sve nepravilne mjesečine vjerojatno su zarobljeni predmeti koje je Uran zarobio ubrzo nakon svog formiranja. Oni su, s obzirom na udaljenost od Urana: Francisco, Caliban, Stephano, Trincutio, Sycorax, Margaret, Prospero, Setebos i Ferdinard (još jednom, imenovani po likovima u Šekspirovim dramama).

Uranovi nepravilni Mjeseci kreću se u veličini od oko 150 km (Sycorax) do 18 km (Trinculo). S izuzetkom Margarete, svi kruže Uranom u retrogradnoj orbiti (što znači da kruže oko planeta u suprotnom smjeru od njezinog okretanja).

Uranov prstenasti sustav:

Poput Saturna i Jupitera, Uran ima prstenasti sustav. Međutim, ti su prstenovi sačinjeni od izrazito tamnih čestica koje se razlikuju u veličini od mikrometra do djelića metra - stoga nisu ni približno vidljivi kao Saturnovi. Trenutno je poznato trinaest različitih prstenova, najsvjetliji je epsilonski prsten. Uz iznimku dva vrlo uska, ti prstenovi obično mjere nekoliko kilometara u širinu.

Prstenovi su vjerojatno prilično mladi, a ne vjeruje se da su nastali s Uranom. Materija iz prstenova možda je jednom bila dio mjeseca (ili mjeseca) koji je bio razbijen udarima velike brzine. Od brojnih komada krhotina nastalih uslijed tih udara preživjelo je samo nekoliko čestica, u stabilnim zonama koje odgovaraju lokacijama sadašnjih prstenova.

Najranija poznata zapažanja prstenastog sustava dogodila su se 10. ožujka 1977. James L. Elliot, Edward W. Dunham i Jessica Mink pomoću Kuiper zračne opservatorije. Tijekom okultacije zvijezde SAO 158687 (poznate i kao HD 128598), razaznali su pet prstenova koji postoje unutar sustava oko planete, a primijetili su ih još četiri kasnije.

Prstenovi su izravno slikani kada Voyager 2 prošao je Uran 1986. godine, a sonda je uspjela otkriti dva dodatna prstena koji su slabili - čime je broj promatranih prstenova bio 11. U prosincu 2005. svemirski teleskop Hubble otkrio je par do tada nepoznatih prstenova, čime je ukupno bio 13. nalazi se dva puta dalje od Urana od ranije poznatih prstenova, otuda ih zovu i "vanjski" prstenasti sustav.

U travnju 2006. godine, slike novih prstenova Kezer opservatorija donijele su boje vanjskih prstenova: najudaljeniji je plavi, a drugi crveni. Suprotno tome, Uranovi su unutrašnji prstenovi sivi. Jedna hipoteza koja se odnosi na plavu boju vanjskog prstena jest da se on sastoji od sitnih čestica vodenog leda s površine Maba koje su dovoljno male da raspršuju plavu svjetlost.

Istraživanje:

Uran je samo jednom posjetio bilo koji svemirski brod: NASA-in Voyager 2 svemirska sonda, koja je letela pokraj planeta 1986. 24. siječnja 1986. Voyager 2 prešao je unutar 81.500 km površine planeta, poslavši natrag jedine bliske fotografije Urana ikada snimljenih. Voyager 2 a zatim nastavio bliski susret s Neptunom 1989. godine.

Mogućnost slanja Cassini svemirske letjelice od Saturna do Urana ocijenjene su tijekom faze planiranja proširenja misije 2009. Međutim, to nikada nije urodilo plodom, jer bi bilo potrebno dvadesetak godina za Cassini doći do uranskog sustava nakon odlaska iz Saturna.

U pogledu budućih misija, podneseno je više prijedloga. Na primjer, orbitarom i sondom Urana preporučen je desetletni istraživač planetarne znanosti 2013. - 2222. objavljen 2011. Ovaj prijedlog je predviđao lansiranje između 2020.-2023. I 13-godišnje krstarenje Uranom. U istraživanju je ocijenjen i novi Frontiers Uranus Orbiter, Slučaj orbitara Urana, Međutim, ova se misija smatra manje prioritetnom od budućih misija na Mars i Jovian System.

Znanstvenici iz svemirske znanstvene laboratorije Mullard u Velikoj Britaniji predložili su zajedničku NASA-ESA misiju za Uran poznatu kao Uran Pathfinder, Ta bi misija uključivala pokretanje misije srednje klase do 2022. godine, a procjenjuje se da njezin trošak iznosi 470 milijuna eura (~ 525 milijuna USD).

Još jedna misija Urana, zvana Herschel Orbital Reconnaissance Uranian System (HORUS), dizajnirao je Laboratorij primijenjene fizike sa Sveučilišta Johns Hopkins. Prijedlog je da se u orbiti nuklearnog pogona nalazi skup instrumenata, uključujući kameru za snimanje, spektrometre i magnetometar. Misija će krenuti u travnju 2021., a na Uran stići 17 godina kasnije.

2009. godine tim planetarnih znanstvenika iz NASA-inog laboratorija za mlazni pogon razvio je moguće nacrte za orbitaran Uran sa solarnim pogonom. Najpovoljniji pokretački prozor za takvu sondu bio bi u kolovozu 2018., s dolaskom na Uran u rujnu 2030. Znanstveni paket može uključivati magnetometre, detektor čestica i, možda, kameru za snimanje.

Dovoljno je reći da je Uran teška meta kada je u pitanju istraživanje, a njegova udaljenost učinila ga je postupkom promatranja prepoznajući to zbog onoga što je u prošlosti bilo problematično. I ubuduće, s većinom naše misije koja je bila fokusirana na istraživanje Marsa, Europe i asteroida gotovo Zemlje, izgleda da misija u ovu regiju Sunčevog sustava ne izgleda vrlo vjerojatno.

Ali proračunska se okruženja mijenjaju, kao i znanstveni prioriteti. A sa zanimanjem za eksplozivnost pojasa Kuiper zahvaljujući otkriću mnogih transneptunskih objekata posljednjih godina, posve je moguće da će znanstvenici zahtijevati postavljanje misije u vanjskom Sunčevom sustavu. Ako se dogodi, možda će biti moguće da Uran zamahne sondu, prikupi informacije i slike kako bi unaprijedio naše razumijevanje ovog "ledenog giganta".

Ovdje imamo mnogo zanimljivih članaka o Uranu u časopisu Space Magazine. Nadamo se da ćete na donjem popisu pronaći ono što tražite: