Saules sistēmas pētījumi, kas veikti 20. gs. Pēdējā ceturksnī, deva zinātnei vairākus pārsteidzošus atklājumus. Ar jaunu, spēcīgu astrofizikas optisko teleskopu palīdzību, kodolzinātnieki, citu zinātnes un tehnoloģiju nozaru pārstāvji varēja iegūt nenovērtējamus zinātniskos datus par tuvāko telpu. Pateicoties kosmosa automātisko zondu lidojumiem, cilvēcei kļuva zināmi interesanti fakti par mūsu zvaigznes planētas sistēmas sastāvu un struktūru. Visbeidzot, zinātnes pasaulei ir izdevies iegūt informāciju par to, kā izskatās Urāns, kāda ir Neptūna un kādas ir patiesās Saules sistēmas dimensijas.
Visvairāk apbrīnojamo saules sistēmas planētu
Zemes telpas izpēte, izmantojot teleskopu, ir viegli nonākusi pie kļūdaina viedokļa - saules sistēma ir vienkāršākais heliocentriskais mehānisms, kurā visi citi kosmosa ķermeņi un priekšmeti ievēro zināmos fizikas un matemātikas likumus. Patiesībā viss nav tik vienkārši, kā šķiet pirmajā acu uzmetienā. Katrs debess ķermenis mūsu tuvākajā telpā dzīvo savu dzīvi, tam ir savas īpašības un tas nav līdzīgs tās kaimiņiem. Spilgts piemērs tam ir sauszemes planētas, kuru vidū tikai ar Zemi un Marsu var izstiepties vienā rindā.
Līdzīga situācija ir citai planētu grupai - gāzes gigāniem -, kas savu skrējienu ap Sauli ārējā aplī. Ja Jupiterei un Saturnam ir līdzīgi astrofiziskie parametri un raksturlielumi, tad Urāns savā fonā izskatās kā "melnās aitas". Neskatoties uz ārējo līdzību un to pašu struktūru, Urāns ir vienīgā mūsu zvaigznes sistēmas planēta, kas ieņem neparastu pozīciju. Šāda debess ķermeņa kā Urāna īpašā iezīme ir šāds aspekts. Planēta ne tikai izdara mērījumus heliocentriskā orbītā, bet arī apbrauc kā biljarda bumbu ap sauli. Vienkārši runājot, planēta vienkārši atrodas uz sāniem un ruļļos tās orbītā. Šī uzvedība ne tikai nav raksturīga diviem pārējiem Saules sistēmas gāzes milžiem - Jupiters un Saturns, Urāna rotācijas ass stāvoklis attiecībā pret tās orbīta plakni izskatās neparasts.
Ja mēs runājam par to, cik lielā mērā Urana ekvators ir noliekts tā orbīta plaknē, tad šī vērtība ir 97,86⁰. Piemēram, Zemes un Marsa ekvatora leņķis ir attiecīgi 23,45 un 25,19 grādu orbitālajā plaknē. Ekvators pie dzīvsudraba un Jupitera ir gandrīz perpendikulārs orbitālajai plaknei. Urāns atrodas uz sāniem un rotē atpakaļ. Šāda ass stāvoklis no zinātniskā viedokļa izskatās kā muļķības, jo septītajā planētas no Saules dienas un nakts maiņa ir novērojama tikai šaurā planētas diska sektorā. Tālās Saules saullēkts un saulriets notiek Urāna horizonts gandrīz tikpat daudz kā polārajos platumos uz Zemes. Šīs planētas rotācijas ass stāvokļa dēļ ir ziņkārīgs brīdis - atšķirība urāna gada ilgumā pie stabiem un ekvatora. Planētas satikšanās notiek dienā un naktī vienu reizi 42 Zemes gados, bet ekvatorā gads tiek pagarināts tieši divas reizes un ir 84 Zemes gadi.
Planētas rotācijas ass stāvoklis un septītās planētas magnētiskā lauka raksturs. Atšķirībā no citiem Saules sistēmas debess ķermeņiem, Urāna magnētiskais lauks rotē kopā ar pašu planētu, nemitīgi mainot magnētiskos stabus. Citiem vārdiem sakot, Urāna planētas magnētiskais lauks periodiski atveras un aizveras. Ja tas noticis uz Zemes, mēs katru dienu būtu gaidījuši planētu katastrofu.
Septītās planētas atklāšana
Stāsts par trešā gāzes gigāna atklāšanu ir pilnībā saistīts ar angļu valoda William Herschel nosaukumu. 1781. gadā anglis atklāja jaunu debess ķermeni, kas sākotnēji tika sajaukts ar komētu, kas apmeklēja Saules sistēmu. Tomēr pēc kāda laika, pēc tam, kad pētīja objekta īpašības orbītā ap sauli, astronoms Viljams Hersšels nolēma to klasificēt kā septīto planētu. Šis notikums ir kļuvis par astronomijas orientieri. Pirmo reizi instrumentālā veidā personai izdevās atrast planētu, kuras esamība iepriekš nebija zināma. Līdz šim astronomi paļāvās uz informāciju par sešu planētu esamību, ņemot Urānu kā zvaigzni. Saules sistēmas lieluma ideja aprobežojās ar Saturnas orbītu.
Anglis, kā atklājējs, ierosināja nosaukt septīto planētu par godu angļu monarham - "Džordža zvaigznei". Šis nosaukums neatbilda Karaļa astronomijas observatorijas locekļu gaumei, kas nolēma piešķirt jaunajai planētai Urāna nosaukumu, godinot seno grieķu dievišķo debess sfēras simbolu. Pēc tam, kad Hersčels novēroja Urāna kustību, tika atzīmēta šīs debess ķermeņa uzvedības īpatnība orbītā. Septītā planēta pārvietojās nevienmērīgi orbītā, tagad paātrinoties, pēc tam palēninot tās kustību. Jau pēc Herschela nāves citi astronomi, angliski Adams un francūzis Laverye uzskatīja, ka ir vēl viens liels debess ķermenis aiz Urāna, kura smagums ietekmē trešās gāzes gigants. Turpmākie matemātiskie aprēķini apstiprināja pieņēmuma pareizību, kas ļāva 1846. gadā atvērt Neptūna pēdējo astoto planētu Saules sistēmā.
Tādējādi Urana atklāšana radīja ķēdes reakciju zinātnes pasaulē, kā rezultātā tika paplašinātas planētas sistēmas robežas. Pēc Urāna, mēs saņēmām Neptūna un Plutona - objektus, kas atklāti matemātiskos aprēķinos.
Astrofiziskie raksturlielumi: īss Urāna planētas apraksts
Neskatoties uz ārējo līdzību ar pirmajiem diviem Saules sistēmas gāzes milžiem, septītā planēta būtiski atšķiras no Jupitera un Saturnas. Atšķirībā no Jupitera un Saturnas, ko var diezgan labi apskatīt ar teleskopu, Urāna objektīvā izskatās kā maza zvaigznīte. Tas ir saistīts ar milzīgo attālumu, kas atdala šo tālāko pasauli no mūsu planētas.
Zemes horizontā trešais gigants ir tikko pamanāms, pārstāvot tumšu zvaigzni, kuras spilgtums ir robežās no 5,9 līdz 5,32. Novērojot teleskopu, kas atrodas tālu no bāli zilas krāsas zvaigznes, astronomi jau sen ir prātojuši, kāda ir septītās planētas krāsa. Zinātnieki atbildi uz šo jautājumu saņēma tikai 1986. gadā, kad Voyager-2 kosmosa zonde lidoja 80 tūkstošus kilometru. no attālas planētas virsmas. Iegūtie attēli parādīja gaiši zilu, ar tikko metālu nokrāsu, planētu disku.
Attālums no Saules ir vidēji 2 876 679 082 km. Urāns liek braukt pa zvaigžņu centra centru gandrīz elipsveida orbītā ar nelielu ekscentriskumu (e), kas ir 0,46. Debess ķermeņa orbitālais periods ap centrālo zvaigzni ir 30 685 Zemes dienas vai 84 gadi. Šīs planētas kustības ātrums ir zems - tikai 6,8 kilometri sekundē. Tikai Neptūna pārvietojas kosmosā ar vēl zemāku orbitālā ātrumu - 5,4 km / s.
Ja mēs runājam par to, cik daudz laika nepieciešams, lai ceļotu no Zemes uz trešo milzu planētu, šeit jūs varat paļauties uz tās pašas automātiskās Voyager 2 mašīnas lidojuma datiem, kas gandrīz 9 gadus lidoja uz Urānu. Tas ir vienīgais uzdevums, kas ļāva zemeslodes gūt idejas par šo tālāko objektu un tā apkārtni.
Neskatoties uz tā nelielo izmēru nakts debesīs, patiesībā Urāna lielums ir iespaidīgs. Šī milzu planētas diska diametrs ir 50,724 km. Tas, protams, nav tik daudz kā Jupiters un Saturns, kuru diametrs ir attiecīgi 140 tūkstoši un 116 tūkstoši kilometru. Tomēr tas ir pietiekami, lai saules sistēmas septītā planēta stingri turētu trešo pozīciju.
Iespaidīgs novērotājs un šīs debess ķermeņa masa. Urāns ir 14,5 reizes smagāks par Zemi un sver 8,6832 · 1025 kg. Ar savu masu gaiši zilā gigants zaudē ne tikai Jupiteri un Saturnu. Pat tālu urānam Uranam, planētai Neptūnai, ir liela masa. Tālā debess ķermeņa relatīvais vieglums ir saistīts ar tā sastāvu. Atšķirībā no pārējām divām planētām Jupiters un Saturns, kur lielāko daļu pārstāv pusšķidrs un metālisks ūdeņradis un hēlijs, Urāna ir milzīga ledus bumba, kuras rotācijas ātrums ap savu asi ir 2,29 m / s.
Septītās planētas un tās atmosfēras sastāvs
Ledus uz Urāna ir dažādas augstas temperatūras izmaiņas. Cietā, ledus stāvoklī ir saldēts amonjaks, ūdens ledus un metāns. Ledainās dabas dēļ astrofiziķi septīto planētu pārvietoja uz ledus milzu kategoriju. Ledus lodes blīvums ir nenozīmīgs, gandrīz trīs reizes mazāks par Zemes planētas blīvumu un ir 1,27 g / cm3. Tomēr, ņemot vērā lielos masu un orbitālos parametrus, gravitācijas spēki Uranam ir diezgan spēcīgi. Brīvā kritiena paātrinājums ledus gigantā ir gandrīz identisks zemes slānim un sasniedz 8,87 m / s2.
Ziņotāka tāluma planētas struktūra, kas izskatās šādi:
- cietā akmens kodols;
- ledus apvalks;
- iedomātā virsma;
- apakšējā atmosfēra (stratosfēra un troposfēra);
- planētu vainagu.
Debess ķermeņa virsmu attēlo ūdeņraža un hēlija savienojumi, kas atrodas gāzveida stāvoklī. Planētas atmosfērā ir metāns, pateicoties kuram Urānam ir raksturīga gaiši zilā krāsa. Tā koncentrācija pazeminās augstumā, kur ārkārtīgi zemu temperatūru dēļ metāns sasalst, atstājot vietu ūdeņraža un hēlijam. Septītās planētas atmosfēras precīzs ķīmiskais sastāvs nav pilnībā zināms, bet spriežot pēc spektra, atmosfēra ir galvenokārt ūdeņradis, tajā ir arī ogļūdeņražu savienojumi, kas ir saules starojuma rezultāts uz metāna molekulām. Ledus milzu atmosfēras slāņi atšķiras biezumā un temperatūrā. Augstākais slānis ir atmosfēras korona, kas ir tālu no planētas līdz 8000 km attālumā. Apakšējie slāņi ir stratosfēra un troposfēra, kur dominē zemas temperatūras. 50-300 km augstumā. no virsmas ir mākoņu slānis, kas sastāv no ūdens tvaika, amonjaka kristāliem un metāna. Temperatūra šajā vietā sasniedz 227-250 grādus pēc Celsija ar mīnusa zīmi.
Secinājums
Informācija, ko zinātnieki šodien ir informējuši par trešo milzu planētu, ir ārkārtīgi ierobežota. Tas ir saistīts ar Urāna atrašanās vietu. Astrofiziķi un zinātnieki koncentrējās uz Jupitera un Saturnas izpēti un Saules sistēmas galējiem reģioniem. Urāns, kas atrodas šīs debess ķermeņu kopienas vidū, visu laiku bija ārpus pētniecības programmu redzesloka. Kosmosa kuģis "Voyager 2" līdz šim ir kļuvis par vienīgo kuģi, kas ir sasniedzis tālu planētas apkārtni, sniedzot pirmo dokumentālo informāciju par Uranu planētu, par tās atmosfēras un vides sastāvu.
Tāpat kā citas gāzes giganti, kuriem ir sava debess ķermeņu sistēma, zinātnieki atklāja urāna rotājumu - gredzenu sistēmu. Atklāti un satelīti no planētas Urāna, kas šodien ir 27 gabali. Ar Habla teleskopa palīdzību 2005. gadā bija iespējams detalizēti pārbaudīt piecus lielākos Urāna satelītus - tie ir Miranda, Ariels, Umbriels, Titānija un Oberons. Turpmākā tālvadības planēta un tās satelītu izpēte, iespējams, sniegs zinātniekiem jaunu un noderīgu informāciju, bet tuvākajā nākotnē misijas šajā Saules sistēmas daļā nav plānotas.
