Aurinkokunnan tutkimukset, jotka toteutettiin 1900-luvun viimeisellä neljänneksellä, antoivat tieteelle useita yllättäviä löytöjä. Uusien tehokkaiden astrofysiikan optisten kaukoputkien avulla ydinalan tutkijat, muiden tieteenalojen ja teknologian edustajat pystyivät saamaan arvokasta tieteellistä tietoa lähitilasta. Avaruusautomaattisten koettimien lentojen ansiosta ihmiskunnalle tuli tiedossa mielenkiintoisia tosiasioita tähtimme rakenteen ja rakenteen suhteen. Lopuksi tiedemaailma on onnistunut saamaan tietoa siitä, miten Uranus planeetta näyttää, mitä Neptunus edustaa ja mitä aurinkokunnan todelliset mitat ovat.
Aurinkokunnan hämmästyttävä planeetta
Maapallon lähiympäristön tutkiminen kaukoputken kautta on helppo saavuttaa virheellinen mielipide - aurinkokunta on yksinkertaisin heliosentrinen mekanismi, jossa kaikki muut avaruusalukset ja -objektit noudattavat fysiikan ja matematiikan tunnettuja lakeja. Itse asiassa kaikki ei ole niin yksinkertaista kuin ensi silmäyksellä. Kukin taivaallinen kehomme lähimmässä avaruudessa elää omaa elämäänsä, sillä on omat ominaisuutensa ja se ei ole aivan kuin sen naapurit. Voimakas esimerkki tästä on maanpäälliset planeetat, joiden joukossa vain maapallolla ja Marsilla voidaan venyttää yhdellä rivillä.
Tilanne on samanlainen toisen planeettaryhmän - kaasu-jättiläisten - kanssa, jotka kulkevat auringon ympäri ulkokehässä. Jos Jupiterilla ja Saturnilla on samanlaiset astrofyysiset parametrit ja ominaisuudet, Uranus näyttää taustaltaan "mustalta lampaalta". Ulkoisesta samankaltaisuudesta ja samasta rakenteesta huolimatta Uranus on ainoa tähtijärjestelmän planeetta, jolla on epätavallinen asema. Tällaisen taivaallisen ruumiin Uranuksen ominaispiirre on seuraava näkökohta. Planeetta ei vain tee mitattu ajaa heliocentrinen kiertoradalla, mutta rullaa kuin biljardipallo ympäri aurinkoa. Yksinkertaisesti sanottuna planeetta sijaitsee vain sen puolella ja rullaa sen kiertoradan suuntaan. Tämä käyttäytyminen ei ole vain tyypillistä kahdelle muulle aurinkokunnan kaasu-jättiläiselle - Jupiter ja Saturnus, Uranuksen pyörimisakselin sijainti suhteessa sen kiertoradan tasoon näyttää epätavalliselta.
Jos puhumme siitä, kuinka pitkälle Uranin päiväntasaaja on kallistettu kiertoradan tasoon, tämä arvo on 97,86⁰. Esimerkiksi maapallolla ja Marsilla on ekvivalentin kaltevuuskulma 23,45 ja 25,19 asteen kiertoradalle. Päiväntasaaja Mercurussa ja Jupiterissa on lähes kohtisuorassa kiertoradalle. Uranus sijaitsee sen puolella ja pyörii taaksepäin. Tällainen akselin asento näyttää tieteelliseltä kannalta järjetöntä, koska auringon seitsemännessä planeetassa päivän ja yön muutos havaitaan vain planeettakiekon kapealla sektorilla. Kaukaisen Auringon auringonnousu ja auringonlasku tapahtuu Uranuksen horisontissa lähes yhtä paljon kuin polaarisilla leveysasteilla maan päällä. Tämän planeetan pyörimisakselin tämän aseman takia on utelias hetki - Uranian vuoden keston ero pylväillä ja päiväntasaajalla. Planeetan napat täyttävät päivän ja yön kerran 42 maapallon vuoden aikana, mutta päiväntasaajalla vuosi pidentyy täsmälleen kahdesti ja on 84 maan vuotta.
Planeetan pyörimisakselin ja seitsemännen planeetan magneettikentän luonne. Toisin kuin muut aurinkokunnan taivaankappaleet, Uranuksen magneettikenttä pyörii yhdessä planeetan kanssa jatkuvasti muuttuvilla magneettipylväillä. Toisin sanoen Uranuksen planeetan magneettikenttä avautuu ja sulkeutuu säännöllisesti. Jos tämä tapahtuisi maapallolla, olisimme olleet odotettavissa joka päivä planeettakatastrofi.
Seitsemännen planeetan löytäminen
Kolmannen kaasugigaanin löytämisen tarina liittyy täysin englantilaisen William Herschelin nimiin. Vuonna 1781 englantilainen löysi uuden taivaankappaleen, joka oli alun perin väärässä komeetassa, joka vieraili aurinkokunnassa. Astronomi William Herschel päätti kuitenkin jonkin ajan kuluttua tutkia auringon kiertoradan kohteen ominaisuuksia luokittelemalla sen seitsemänneksi planeetaksi. Tämä tapahtuma on tullut tähtitieteeksi tähtitieteessä. Ensimmäistä kertaa instrumentaalisesti ihminen onnistui löytämään planeetan, jonka olemassaolo oli aiemmin tuntematon. Tähän asti tähtitieteilijät luottivat kuuden planeetan olemassaoloon, kun he ottivat Uranuksen tähtiä. Ajatus aurinkokunnan koosta rajoittui Saturnuksen kiertoradalle.
Englantilainen ehdotti löytäjänä seitsemännen planeetan nimeämistä englantilaisen hallitsijan - "George's star" - kunniaksi. Tämä nimi ei sopinut kuninkaallisen tähtitieteellisen observatorion jäsenten makuun, joka päätti antaa uudelle planeetalle Uranuksen nimen taivaallisen pallon muinaisen kreikkalaisen jumalallisen symbolin kunniaksi. Tämän jälkeen, kun Herschel havaitsi Uranuksen liikettä, havaittiin tämän taivaankappaleen käyttäytymisen erityispiirre kiertoradalla. Seitsemäs planeetta liikkui epätasaisesti kiertoradalla, joka nyt kiihtyi ja hidasti sen liikettä. Jo Herschelin kuoleman jälkeen muut tähtitieteilijät, englantilainen Adams ja ranskalainen Laverye olettivat, että Uranuksen takana on toinen suuri taivaankappale, jonka painovoima vaikuttaa kolmannen kaasu-jättiläisen käyttäytymiseen. Myöhemmät matemaattiset laskelmat vahvistivat olettamuksen oikeellisuuden, joka mahdollisti vuonna 1846 selvittää aurinkokunnan viimeisen, kahdeksannen Neptunuksen planeetan.
Siten Uranuksen löytäminen merkitsi ketjureaktiota tieteellisessä maailmassa, mikä johti planeettajärjestelmän rajojen laajentumiseen. Uranuksen jälkeen saimme Neptunuksen ja Pluton - esineet, jotka löydettiin matemaattisilla laskelmilla.
Astrofyysiset ominaisuudet: lyhyt kuvaus Uranuksesta
Huolimatta ulkoisesta samankaltaisuudesta aurinkokunnan kahden ensimmäisen kaasun jättiläisen kanssa, seitsemäs planeetta eroaa merkittävästi Jupiterista ja Saturnusta. Toisin kuin Jupiter ja Saturnus, joita voidaan katsoa melko hyvin teleskoopilla, linssin uraani näyttää pieneltä tähdeltä. Tämä johtuu valtavasta etäisyydestä, joka erottaa tämän kaukaisen maailman planeetastamme.
Maapallon horisontissa kolmas jättiläinen on tuskin havaittavissa, mikä edustaa hämärää, jonka kirkkaus vaihtelee välillä 5,9 - 5,32. Tarkkailemalla kaukoputkessa, joka on kaukaisen, vaaleansinisen värin tähden, tähtitieteilijät ovat pitkään miettineet, mikä väri seitsemäs planeetta todella on. Tutkijat saivat vastauksen tähän kysymykseen vasta vuonna 1986, jolloin Voyager-2-avaruusanturi lensi 80 000 kilometriä. kaukaisesta planeetasta. Tuloksena saadut kuvat näyttivät vaalean sinisenä, tuskin metallinen sävy, planeettakiekko.
Etäisyys auringosta on keskimäärin 2 876 679 082 km. Uranus kulkee tähtijärjestelmän keskellä melkein ellipsissä kiertoradalla, jossa on pieni epäkeskisyys (e), joka on 0,46. Taivaankappaleen kiertokaudella keskustan tähden ympärillä on 30 685 maapäivää tai 84 vuotta. Tämän planeetan liikkumisnopeus on alhainen - vain 6,8 kilometriä sekunnissa. Vain Neptune liikkuu avaruudessa jopa pienemmällä kiertonopeudella - 5,4 km / s.
Jos puhumme siitä, kuinka paljon aikaa kuluu maasta kolmanteen jättiläinen planeetalle, voit luottaa saman automaattisen Voyager 2 -koneen lentotietoihin, jotka lentivät Uraaniin lähes 9 vuotta. Tämä on toistaiseksi ainoa tehtävä, joka mahdollisti maallikoiden saada ideoita tästä kaukaisesta esineestä ja sen ympäristöstä.
Huolimatta vaatimattomasta koostaan yötaivaalla, todellisuudessa Uranuksen koko on vaikuttava. Tämän jättiläisen planeetan levyn halkaisija on 50 724 km. Tämä ei tietenkään ole niin paljon kuin Jupiter ja Saturnus, joiden halkaisijat ovat vastaavasti 140 tuhatta kilometriä ja 116 tuhatta kilometriä. Tämä on kuitenkin tarpeeksi, kun aurinkokunnan seitsemäs planeetta pitää tiukasti kolmannen sijainnin.
Vaikuttava tarkkailija ja tämän taivaankappaleen massa. Uraani on 14,5 kertaa suurempi kuin Maa ja painaa 8,6832 · 1025 kg. Vaaleansininen jättiläinen menettää massansa vuoksi vain Jupiterin ja Saturnuksen. Jopa Uranuksen kaukaisella satelliitilla, Neptunuksen planeetalla, on suuri massa. Etäisen taivaankappaleen suhteellinen vaaleus johtuu sen koostumuksesta. Toisin kuin kaksi muuta planeetta Jupiter ja Saturnus, jossa irtotavaraa edustaa puoliliemi ja metalloitu vety ja helium, Uranus edustaa valtavaa jääpalloa, jonka pyörimisnopeus on oman akselinsa 2,29 m / s.
Seitsemännen planeetan ja sen ilmakehän koostumus
Jää Uraanissa on erilaisia korkean lämpötilan muutoksia. Kiinteässä, jäisessä tilassa on jäädytettyä ammoniakkia, vesijäätä ja metaania. Jäämän luonteen vuoksi seitsemäs planeetta siirtyi astrofysiikan ammattilaisille jään jättiläisten luokkaan. Jääpallon tiheys on merkityksetön, lähes kolme kertaa pienempi kuin maapallon tiheys ja se on 1,27 g / cm3. Suuren massan ja orbitaaliparametriensa ansiosta gravitaatiovoimat ovat kuitenkin uraanissa melko vahvoja. Vapaan pudotuksen kiihtyminen jään jättiläisessä on lähes identtinen maan kanssa ja on 8,87 m / s2.
Utelias rakenne kaukaisesta planeetasta, joka näyttää tältä:
- kiinteä kiviydin;
- jäämantti;
- kuvitteellinen pinta;
- alempi ilmakehä (stratosfääri ja troposfääri);
- planeettakruunu.
Taivaankappaleen pintaa edustavat vedyn ja heliumin yhdisteet, jotka ovat kaasumaisessa tilassa. Maapallon ilmapiiri sisältää metaania, jonka ansiosta Uraanilla on tyypillinen vaaleansininen sävy. Sen pitoisuus pienenee korkeudessa, jossa metaani jäätyy äärimmäisen alhaisista lämpötiloista, jolloin jää tilaa vetyä ja heliumia varten. Seitsemännen planeetan ilmakehän tarkka kemiallinen koostumus ei ole täysin tiedossa, mutta spektrin perusteella ilmakehä on pääasiassa vety, se sisältää myös hiilivetyyhdisteitä, jotka ovat seurausta aurinkosäteilystä metaanimolekyyleissä. Jäägigantin ilmakehän kerrokset eroavat paksuudesta ja lämpötilasta. Ylin kerros on ilmakehän korona, joka ulottuu kauas planeetasta 8 000 km: n etäisyydelle. Alemmat kerrokset ovat stratosfääri ja troposfääri, jossa alhaiset lämpötilat ovat vallitsevia. 50-300 km: n korkeudessa. pinnalta on pilvikerros, joka koostuu vesihöyrystä, ammoniakkikiteistä ja metaanista. Tämän alueen lämpötilat saavuttavat 227-250 astetta, miinusmerkillä.
johtopäätös
Tiedot, joita tiedemiehet ovat tänään kolmannesta jättiläinen planeetasta, ovat erittäin rajalliset. Tämä johtuu Uranuksen sijainnista. Astrofysiikka ja tutkijat keskittyivät Jupiterin ja Saturnuksen sekä aurinkokunnan äärimmäisten alueiden tutkimukseen. Uranus, joka sijaitsee tämän taivaankappaleiden keskellä, oli koko ajan poissa tutkimusohjelmista. Voyager 2: n avaruusalusta on toistaiseksi tullut ainoa alus, joka on saavuttanut kaukaisen planeetan läheisyyden ja tarjoaa ensimmäisen dokumentti-informaation Uranus-planeetasta, sen ilmakehän ja ympäristön koostumuksesta.
Kuten kaikki muutkin kaasun jättiläiset, joilla on oma taivaankappaleidensa järjestelmä, tutkijat löysivät uraanikoristeen - renkaiden järjestelmän. Uranus-planeetan löydetyt ja satelliitit, joista tänään on 27 kappaletta. Hubble-teleskoopin avulla vuonna 2005 oli mahdollista tutkia yksityiskohtaisesti viisi suurinta Uranus-satelliittia - nämä ovat Miranda, Ariel, Umbriel, Titania ja Oberon. Seuraava kaukaisen planeetan ja sen satelliittien tutkimus antaa luultavasti uutta ja hyödyllistä tietoa tiedemiehille, mutta lähitulevaisuudessa lähetyksiä tähän aurinkokunnan osaan ei ole suunniteltu.
