Bilder tagna från Voyager 2-satelliten på det avlägsna 90-talet visade fantastiska resultat. Uranus mystiska grönaktiga atmosfär är allt som denna planet är gjord av, med undantag av en liten kärna av sten och metall. Faktum är att våra förfäder, som äger upptäckterna av solsystemets yttre planeter, var säkra på att alla, liksom jorden, har en yta, ett luftskal och underjordiska lager. Det visade sig att gasjättarna är berövade allt detta, eftersom de är representanter för planeternas tvåskiktsmodell.
Upptäcktshistorik och allmänna data om planeten
Uranus är den sjunde planeten när det gäller avstånd från solen. Det upptäcktes av William Herschel i slutet av 1700-talet, när han var den första att använda ett teleskop för astronomiska observationer. Innan dess trodde forskare länge att Uranus bara var en avlägsen, mycket ljus stjärna. Herschel själv, som gjorde anteckningar om denna himlakropp, jämförde den först med en komet, och kom senare till slutsatsen att detta kan vara en annan SS-planet. Naturligtvis, efter att ha bekräftat alla observationer, blev upptäckten en sensation. Men vid den tiden visste ingen vilken typ av atmosfär Uranus faktiskt hade.och vad är dess struktur. Vi vet nu att dess omloppsbana är en av de största i systemet. Planeten kretsar runt solen under 84 jordår. Samtidigt är dess rotationsperiod runt sin axel drygt 17 timmar. På grund av detta blir atmosfären i Uranus, som redan består av tunga gaser, otroligt tät och utövar ett enormt tryck på kärnan.
Historia om atmosfärens bildande
Man tror att Uranus utseende och fysiska data påverkas av dess kärna, såväl som processen för dess bildning. Jämfört med parametrarna för själva planeten (25 559 km - ekvatorialradien) är kärnan helt enkelt miniatyr. Därför ger den inte energi eller ett magnetfält, som i fallet med Jupiter, och värmer inte heller tillräckligt upp alla gaser som utgör Uranus atmosfär. Dess sammansättning kan i sin tur inte jämföras med sammansättningen av Jupiter eller Saturnus, även om alla dessa planeter ingår i samma kategori. Faktum är att Uranus är omgiven av isiga gaser, is i sina högsta modifikationer, moln av metan och andra tunga element. Lätta gaser som väte och helium finns i atmosfären endast i små mängder. Det finns två versioner av denna paradox. I enlighet med den första var kärnans storlek och gravitationskrafter vid tidpunkten för bildandet av SS för små för att attrahera lätta gaser. Den andra är att på den plats där Uranus bildades fanns det bara tunga kemiska komponenter, som blev grunden för planeten.
Närvaron av atmosfären, dess sammansättning
Uranus studerades först i detalj först efter resan med Voyager 2, som tog högupplösta bilder. De tillät forskare att fastställa den exakta strukturen på själva planeten, såväl som dess atmosfär. Så att säga, Uranus luftskal är uppdelat i tre delar:
- Troposfären ligger djupast. Trycket här ligger i intervallet från 100 till 0,1 bar, och höjden på detta lager överstiger inte 500 km från mantelns villkorsnivå.
- Stratosfären - atmosfärens lager i mitten. Upptar höjder från 50 till 4000 km.
- Exosfär. Uranus yttre atmosfär, där trycket tenderar till noll och lufttemperaturen är som lägst.
Alla dessa lager innehåller följande gaser i olika proportioner: helium, väte, metan, ammoniak. Det finns också vatten i form av olika modifieringar av is och ånga. Atmosfären i Uranus, vars sammansättning är jämförbar med Jupiters luftskal, är dock otroligt kall. Om luftmassorna i den största gasjätten värms upp maxim alt, så kyls de här till 50 kelvin och har därför en stor massa.
Troposphere
Det djupaste lagret av atmosfären beräknas nu endast teoretiskt, eftersom jordmännens teknologi ännu inte tillåter att nå det. Planetens stenkärna är omgiven av moln som består av iskristaller. De är tunga och sätter ett enormt tryck på planetens mitt. De följs av moln av ammoniumvätesulfid, sedan - luftformationer av vätesulfid och ammoniak. Den mest extrema delen av troposfären upptas av metanmoln, somtona planeten i samma gröna färg. Lufttemperaturen i troposfären anses vara den högsta på planeten. Den fluktuerar inom 200 K. På grund av detta tror vissa forskare att ett stort islager bildar planetens mantel. Men det här är bara en hypotes.
Stratosphere
Närvaron av Uranus atmosfär tillhandahålls av föreningar av tunga och lätta gaser, och deras syntes målar planeten i en grönaktig nyans. Alla dessa processer äger rum i mellanluftgapet, där ammoniak- och metanmolekyler möts med helium och väte. Iskristaller här tar på sig helt andra modifieringar än i troposfären, tack vare ammoniak absorberar de allt ljus som kommer från rymden. Vindhastigheten i stratosfären når 100 m / s, på grund av vilken alla moln snabbt ändrar sin position i rymden. Norrsken förekommer i stratosfären, dimma bildas ofta. Men det finns ingen nederbörd som snö eller regn.
Exosphere
Inledningsvis bedömdes Uranus atmosfär exakt efter dess yttre skal. Det är en tunn remsa av kristalliserat vatten som är höljt i starka vindströmmar och som är fokus för den lägsta temperaturen i solsystemet. Den består av lätta gaser (molekylärt väte och helium), medan metan, som finns i stora mängder i tätare lager, saknas här. Vindhastigheten i exosfären når 200 m/s, lufttemperaturen sjunker till 49 K. Det är därför planeten Uranus, vars atmosfär är såisig, har blivit den kallaste i vårt system, även jämfört med sin mer avlägsna granne, Neptunus.
Mysteriet med Uranus magnetfält
Alla vet mycket väl att den grönaktiga Uranus snurrar runt sin axel, liggande på sidan. Forskare tror att planeten vid tidpunkten för bildandet av SS kolliderade med en asteroid eller annan kosmisk kropp, som ändrade sin position och förvrängde magnetfältet. Från axeln som bestämmer norr och söder om planeten i förhållande till ekvatorn är den magnetiska axeln förskjuten med 59 grader. Detta skapar för det första en ojämn fördelning av gravitationen, och för det andra en ojämn spänning på norra och södra halvklotet. Ändå är det troligtvis denna mystiska position som ger närvaron av Uranus atmosfär och dess unika sammansättning. Runt kärnan hålls endast tunga gaser kvar, i mellanskikten - kristalliserat vatten. Om lufttemperaturen här var högre kanske Uranus skulle bli ett enormt hav, bestående av vanligt vatten, som är källan till liv.
Uranus absorberar allt och allt runt omkring
Som vi sa ovan är Uranus atmosfär fylld med en enorm mängd metan. Denna gas är ganska tung, eftersom den kan absorbera infraröda strålar. Det vill säga allt ljus som kommer från solen, från andra stjärnor och planeter, som rör vid Uranus atmosfär, förvandlas till en grönaktig nyans. Nyligen har forskare märkt att planeten också sväljer främmande gaser som finns i yttre rymden, vilket är paradox alt med dess svagamagnetiskt fält. Koldioxid och kolmonoxid hittades i sammansättningen av atmosfärens mellanlager. Man tror att de attraherades av planeten från passerande kometer.
Isvärlden i vårt system
De två yttersta planeterna i SS är Uranus och Neptunus. Båda kännetecknas av blåaktiga nyanser, båda är bildade av gaser. Atmosfären hos Uranus och Neptunus är praktiskt taget densamma, förutom proportionerna. Tyngdkraften och massan av kärnorna på båda planeterna är nästan densamma. De nedre lagren av atmosfären i Neptunus, liksom Uranus, bildas av kristalliserat vatten blandat med metan och vätesulfid. Här, nära kärnan, värmer isjättarna upp till 200 eller mer Kelvin och bildar därigenom ett eget magnetfält. Atmosfären i Uranus och Neptunus har samma mängd molekylärt väte i sin sammansättning - mer än 80 procent. Det yttre luftlagret av Neptunus kännetecknas också av starka vindar, men lufttemperaturen här är något högre - 60 K.
Slutsats
Närvaron av Uranus atmosfär säkerställer i princip existensen av denna planet. Luftskalet är den huvudsakliga beståndsdelen av Uranus. Den värms upp kraftigt nära kärnan, men kyler samtidigt så mycket som möjligt i de yttersta lagren. Än så länge är planeten livlös på grund av bristen på syre, såväl som flytande vatten. Men om temperaturen i kärnan börjar stiga, förutspår forskarna, kommer iskristallerna att förvandlas till ett enormt hav där nya livsformer kan uppstå.
