0

Атмосфера Урана

Атмосфера Урана по аналогии с оной у Сатурна, Юпитера включает в себя преимущественно такие вещества, как гелий, водород. В недрах космического объекта содержится внушительный объем воды, метана, аммиака, как и у Нептуна (это и есть отличительные черты данных планет Солнечной системы). Обратная ситуация складывается в верхних атмосферных слоях. В них присутствует очень малое количество веществ, обладающих массой больше чем у гелия и водорода.




Атмосфера Урана среди атмосфер прочих планет, относящихся к Солнечной системе, является самой холодной. Ее минимальный температурный режим составляет 49 градусов по Кельвину. Современные ученые разделяют ее на три основных части (слоя):

  • тропосфера – пребывает в диапазоне высот от -300 до +50 км (нулевое значение имеет условная граница, в рамках которой давление равно 1 бар) и в промежутке отметок давления от 100 до 0,1 бар;
  • стратосфера покрывает участок между высотами от 50 до 4000 км и давлениями от 0,1 до 10 в минус десятой степени бар;
  • экзосфера начинается на высоте в 4000 км и длится огромное количество километров (до нескольких радиусов планеты), при этом давление подходит к нулю.

Атмосфера Урана в сравнении с Землей мезосферой не наделена. Далее будут изучены исторические факты, связанные с космическим объектом – его открытием и изучением.

Изображение в естественных цветах (слева) и на более коротких волнах (справа), позволяющие различить облачные полосы и атмосферный «капюшон» (снимок «Вояджера-2»)

Изображение в естественных цветах (слева) и на более коротких волнах (справа), позволяющие различить облачные полосы и атмосферный «капюшон» (снимок «Вояджера-2»)

История открытия планеты

Это 7-я планета от Солнца. Первооткрывателем этого сферического тела является Уильям Гершель. Произошло сие событие по завершении 18-го столетия. Ученый для своих открытий использовал телескоп (впервые), что и помогло ему прийти к определенным выводам. До того времени ученые думали, что Уран – звезда. В своих научных заметках Гершель не раз сравнивал Уран с кометой, однако позже пришел к другому итогу, заявив, что Уран – планета, относящаяся к Солнечной системе.

После того как все гипотезы были подтверждены и обнародованы, открытие стало масштабным событием. Однако в то непростое время атмосфера Урана не была изучена настолько подробно, как сейчас. Сегодня есть данные о том, что орбита планеты является наибольшей во всей Солнечной системе. Период оборота вокруг нашего небесного светила равен 84 года на Земле. А вокруг собственной оси шар делает полный оборот всего за 17 часов. Это наделяет атмосферный слой, состоящий из крайне тяжелых газов, высокой плотностью.

Историческая справка о появлении атмосферы





Среди прогрессивных научных специалистов бытует мнение, что внешний вид планеты и его физические свойства зависят от особенностей ядра. Немаловажную роль играет и история его формирования. В сравнении с характеристиками самой планеты ядро является чрезмерно малым по объему и массе. Поэтому оно не может служить в качестве источника магнитного поля или энергетического ресурса.

Атмосфера Урана по своему качественному составу не подлежит сравнению с оными у Юпитера, Сатурна, даже, невзирая на то, что все эти космические тела относятся к одной и той же категории. Связано это с тем, что изучаемый шар целиком и полностью окружен ледяными газами, метановыми облаками и другими тяжелыми веществами. А легкие газы, например, гелий и водород, хоть и присутствуют в атмосферных слоях, но в незначительной концентрации. Поэтому за основу атмосферы следует принимать тяжелые химические компоненты.

Первый атмосферный вихрь, замеченный на Уране. Снимок получен «Хабблом»

Первый атмосферный вихрь, замеченный на Уране. Снимок получен «Хабблом»

Облака

Атмосфера Урана наделена целыми четырьмя облачными слоями:

  • метановые облака (встречаются на границе давления 1,2 бар);
  • сероводородные облака и аммиачные (находятся на рубеже давлений 3-10 бар и в условиях температуры 100К);
  • гидросульфидно-аммониевые облака (простираются в слоях давления 20-40 бар);
  • водяные (кристаллические) находятся в слое с давлением 50 бар.
    Всего два облачных слоя находятся в доступе взгляда наблюдателя. Присутствие остальных слоев – лишь теория, не имеющая под собой практического обоснования.

Итоги наблюдения за планетой

Атмосфера Урана располагается над поверхностью планеты. Под ней понимают часть газовой оболочки, которая имеет наибольшую удаленность от ядра и является доступной для наблюдения посредством оптических телескопов. Для исследовательских мероприятий, проводимых на расстоянии (дистанционно), доступными считаются слои глубиной до 300 км, где преобладает давление 100 бар, а температурный показатель равен 320К.



Историческая картина, связанная с наблюдениями за планетой, полна тайн и разочарований. Было выяснено одно: планета представляет собой слабое космическое тело с видимым угловым диаметром, не превышающим отметку в 4 единицы. Впервые атмосфера Урана подверглась наблюдениям соответственно в 1869 и 1871 годах. Имя первого открывателя – А. Секки, а второй ученый – У. Хаггинс. Именно ими были обнаружены темные полосы непонятного происхождения.

Но найти какие-либо линии спектра, имеющие соответствие свету солнца, специалисты так и не сумели. В 1889 г. их представлениям были присвоены некоторые опровержения. С тех самых пор природа этих полосок оставалась не изученной. Изменения произошли лишь в 40-х годах прошлого столетия.

Состав Урана

Состав Урана

Вплоть до 1986 г. считалось, что метан и водород – единственные вещества, присутствующие в атмосферном слое планетарного объекта. Однако с 1967 г. было проведено немало детальных наблюдений, позволивших получить общие представления о приблизительном тепловом балансе, которым наделен состав атмосферы Урана. Было обнаружено, что тепловые источники, присутствующие изнутри, почти не оказывают воздействия на температурный режим атмосферы, а нагревание происходит исключительно за счет солнечного излучения.

В 1986 г. планета была посещена аппаратом под названием «Вояджер-2». Устройство пролетало на максимально близкой дистанции от космического объекта, и им впервые в истории были получены картинки, на которых изображен спектр атмосферы вблизи. Проведенные аналитические работы подтвердили следующее:

  • состав атмосферы Урана – преимущественно водород (на 72%);
  • также в нем присутствует гелий – 26%;
  • на метан приходится лишь 2%.

Тем временем освещенная часть объекта вследствие проведения экспериментов проявила себя вполне спокойно, т. е. никаких крупных образований обнаружено не было. Т. к. на другой стороне тела царила «полярная ночь», определить ее состояние было невозможно. Исследования повторились и в 1990-м, 2000-м году. В качестве корабля использовалось устройство «Хаббл», а также несколько наземных телескопов с адаптивными оптическими приспособлениями. Это привело к возможности изучения учеными скорости ветра на планете, а также дало шансы на измерение атмосферной динамики.



Вывод-заключение

Существование планеты доказано в силу присутствия на ней атмосферного слоя. Базовая составляющая – оболочка из воздуха. У ядра наблюдается ее существенное нагревание, в то время как в крайних слоях происходит быстрое остывание. В настоящее время планету принято считать безжизненной в связи с отсутствием на ней основных веществ – воды и кислорода. Но ученые не бросают надежду на то, что однажды льды превратятся в океаническую массу, в которой непременно зародятся новые формы жизни, и появится почва для новых исследований.

Не забывайте делиться. Спасибо.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *