Uran — siódma planeta Układu Słonecznego
Uran to lodowy olbrzym siódma od Słońca. Artykuł przedstawia budowę, atmosferę, nachylenie osi, pierścienie, księżyce, historię odkrycia i misje badawcze.
Przegląd
Uran jest siódmą planetą od Słońca i jednym z dwóch tzw. „lodowych olbrzymów” w Układzie Słonecznym. Widoczny jako bladoniebieska tarcza dzięki obecności metanu w atmosferze, zajmuje miejsce po Saturnie i przed Neptunem pod względem rozmiaru. Odległość planety od Słońca wynosi około 2,8 miliarda kilometrów, a pełen obrót wokół własnej osi zajmuje jej nieco ponad 17 godzin, natomiast rok uraniański trwa około 84 lat ziemskich.
Galeria obrazów
10 ObrazyBudowa i wnętrze
Struktura Urana różni się od większych gazowych olbrzymów: planetę tworzą warstwy gazów i „lodów” — mieszaniny wody, amoniaku i metanu w stanie ciekłym lub nadkrytycznym. Zewnętrzną otoczkę stanowi dominująca mieszanina wodoru i helu z dodatkiem metanu, który pochłania czerwone składowe światła, nadając planecie charakterystyczny kolor. Prawdopodobnie Uran ma stosunkowo małe, skaliste jądro, otoczone gęstszą warstwą bogatą w cięższe pierwiastki; wewnętrzna temperatura może osiągać tysiące stopni Celsjusza.
Atmosfera, pogoda i magnetosfera
W górnych warstwach atmosfery panują bardzo niskie temperatury — wartości bliskie minus dwustu stopni Celsjusza. Pomimo niskich temperatur Uran odznacza się sezonowymi i lokalnymi zjawiskami pogodowymi: silnymi wiatrami, gwałtownymi chmurami i burzami obserwowanymi podczas przelotów sond. Magnetosfera Urana jest nieregularna i silnie przesunięta względem osi planetarnej, co sprawia, że pole magnetyczne zachowuje się nietypowo w porównaniu do Ziemi czy Jowisza.
Oś obrotu, pory roku i oświetlenie
Najbardziej charakterystyczną cechą Urana jest niezwykłe nachylenie osi obrotu — planeta „leży na boku”, co powoduje ekstremalne pory roku. Każde z biegunów może przez długi czas pozostawać skierowane w stronę Słońca lub w cień, a pełny cykl sezonowy trwa około 21 lat ziemskich. Skutki tego nachylenia wpływają na rozmieszczenie ciepła i dynamikę atmosfery.
Księżyce, pierścienie i eksploracja
Uran posiada pięć większych księżyców oraz liczne mniejsze satelity, wszystkie o różnych powierzchniach i historii geologicznej. Planeta otoczona jest też systemem cienkich, ciemnych pierścieni odkrytych w XX wieku. Najważniejszym źródłem bezpośrednich informacji o Uranie pozostaje przelot sondy Voyager 2 w 1986 roku, który dostarczył obrazów księżyców, potwierdził obecność pierścieni i zmierzył własności pola magnetycznego.
Odkrycie i nazwa
Uran został odkryty w 1781 roku przez Williama Herschela; wcześniej był widziany przez obserwatorów, którzy mylnie traktowali go za gwiazdę. Nazwa pochodzi od greckiego tytana personifikującego niebo. Odkrycie Urana rozszerzyło wiedzę o Układzie Słonecznym i zapoczątkowało badania planet poza orbitą Saturna.
Znaczenie naukowe i ciekawostki
- Uran odgrywa ważną rolę w zrozumieniu różnic między „gazowymi” a „lodowymi” olbrzymami oraz ewolucji planet w protoplanetarnych dyskach.
- Jego nietypowe pole magnetyczne i oś obrotu stanowią przedmiot intensywnych modeli teoretycznych.
- Do tej pory tylko jedna sonda odwiedziła Uran, dlatego planeta pozostaje atrakcyjnym celem przyszłych misji badawczych.
Przydatne odnośniki
- Ogólny przegląd Urana
- Uran i jego miejsce względem Słońca
- Uran w kontekście Układu Słonecznego
- Kategoria: lodowe olbrzymy
- Skład: lód i związki lotne
- Gazy w atmosferze Urana
- Stany skupienia i ciekłe warstwy
- Metale i materiał wewnętrzny
- Atmosfera Urana — warstwy
- Wodór w atmosferze
- Hel jako składnik atmosfery
- Metan i jego wpływ na kolor
- Temperatura planetarna
- Wartości temperaturowe
- Przeliczniki jednostek temperatury
- Skale temperatury (K)
- Nachylenie osi obrotu
- Oś obrotu i konsekwencje
- Księżyce Urana — przegląd
- System pierścieni
- Odległość od Słońca
- Orbita Urana
- Długość dnia uranańskiego
- Rok na Uranie
- Historia odkrycia 1781
- Widoczność gołym okiem
- Wczesne obserwacje (Flamsteed)
- Pochodzenie nazwy: Uran
- Mitologia i nazewnictwo
- Dalsze czytanie i zasoby
Księżyce
Poszukiwania
W 1986 roku, Voyager 2 NASA odwiedził Uran. Jest to jedyna sonda kosmiczna, która próbowała zbadać planetę z niewielkiej odległości.
Chmury
Uran jest pokryty niebieskimi chmurami. Górne chmury, wykonane z metanu, są trudne do zauważenia. Dolne chmury są uważane za zamarzniętą wodę. Są też gwałtowne burze. Prędkość wiatru może osiągać 250 metrów na sekundę (900 km/h; 560 mph). Naukowcy badają chmury, aby spróbować zrozumieć burze na planecie.
Pierścienie
Planeta Uran posiada system składający się z 13 pierścieni, który jest znacznie mniejszy niż pierścienie Saturna, ale większy niż pierścienie wokół Jowisza i Neptuna. Pierścienie Urana zostały odkryte w 1977 roku. Ponad 200 lat temu William Herschel również zgłosił obserwację pierścieni, ale współcześni astronomowie nie wierzą, że je widział, ponieważ są bardzo ciemne i słabe. Dwa dodatkowe pierścienie zostały odkryte w 1986 r. na zdjęciach wykonanych przez Voyagera 2, a dwa zewnętrzne w latach 2003-2005 przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a. Pierścienie te prawdopodobnie składają się głównie z zamarzniętej wody.
Pierścienie Urana uważa się za stosunkowo młode, nie starsze niż 600 milionów lat. System pierścieni uranańskich prawdopodobnie rozpoczął się od zderzeniowej fragmentacji księżyców, które kiedyś istniały wokół planety. Po zderzeniu, księżyce prawdopodobnie rozpadły się na wiele cząstek, które przetrwały jako wąskie, optycznie gęste pierścienie tylko w strefach o maksymalnej stabilności.
Ogólne właściwości
System pierścieniowy Urana ma trzynaście różnych pierścieni. W celu zwiększenia odległości od planety są one: 1986U2R/ζ, 6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, λ, ε, ν, μ pierścienie. Można je podzielić na trzy grupy: dziewięć wąskich pierścieni głównych (6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, ε), dwa pierścienie pyłowe (1986U2R/ζ, λ) oraz dwa pierścienie zewnętrzne (μ, ν). Pierścienie Urana składają się głównie z makroskopijnych cząstek i niewielkiej ilości pyłu, chociaż wiadomo, że pył występuje w 1986U2R/ζ, η, δ, λ, ν i μ pierścieni.
Oprócz tych dobrze znanych pierścieni, między nimi mogą znajdować się liczne optycznie cienkie pasma kurzu i słabe pierścienie. Te słabe pierścienie i opaski pyłu mogą istnieć tylko tymczasowo. Niektóre z nich stały się widoczne w 2007 r. podczas serii przejazdów płaszczyznowych pierścieni. Kilka pasm kurzu pomiędzy pierścieniami zostało zaobserwowanych w geometrii rozpraszania w przód przez Voyagera 2. Wszystkie pierścienie Urana wykazują azymutalne wahania jasności.
Pierścienie są wykonane z bardzo ciemnego materiału. Pierścienie są lekko czerwone w ultrafiolecie i widoczne części widma oraz szare w bliskiej podczerwieni. Nie wykazują one żadnych rozpoznawalnych cech spektralnych. Skład chemiczny cząstek pierścieni nie jest znany. Nie mogą być one jednak wykonane z czystego lodu wodnego jak pierścienie Saturna, ponieważ są zbyt ciemne, ciemniejsze niż wewnętrzne księżyce Urana. To pokazuje, że są one prawdopodobnie mieszaniną lodu i ciemnego materiału. Charakter tego materiału nie jest jasny, ale mogą to być związki organiczne znacznie przyćmione przez naładowane promieniowanie cząsteczek z magnetosfery uranu. Cząstki pierścieni mogą składać się z mocno przetworzonego materiału, który początkowo był podobny do materiału z wewnętrznych księżyców.
System pierścieniowy Urana jako całość różni się albo od słabo zakurzonych pierścieni Jowisza, albo od szerokich i złożonych pierścieni Saturna, z których niektóre składają się z bardzo jasnego materiału - lodu wodnego. Istnieją jednak podobieństwa z niektórymi częściami tego ostatniego układu pierścieniowego; pierścień Saturna F i pierścień ε są wąskie, stosunkowo ciemne i są pasteryzowane przez parę księżyców. Nowo odkryte zewnętrzne pierścienie Urana są podobne do zewnętrznych pierścieni G i E Saturna. Wąskie pierścienie istniejące w szerokich pierścieniach Saturna również przypominają wąskie pierścienie Urana. Ponadto, pasma pyłowe obserwowane pomiędzy głównymi pierścieniami Urana mogą być podobne do pierścieni Jowisza. Natomiast układ pierścieni neptuna jest dość podobny do układu Urana, choć jest mniej skomplikowany, ciemniejszy i zawiera więcej pyłu. Pierścienie neptuna są również położone dalej od planety.



Orbita i obrót
Uran obraca się wokół Słońca raz na 84 lata na Ziemi. Jego średnia odległość od Słońca wynosi około 3 mld km (około 20 UA). Natężenie światła słonecznego na Uranie wynosi około 1/400 tego na Ziemi. Jego elementy orbitalne zostały po raz pierwszy obliczone w 1783 roku przez Pierre'a-Simona Laplace'a. Z czasem zaczęły się pojawiać rozbieżności między przewidywanymi i obserwowanymi orbitami, a w 1841 roku John Couch Adams po raz pierwszy zaproponował, że różnice mogą być spowodowane holowaniem grawitacyjnym niewidzialnej planety. W 1845 roku Urbain Le Verrier rozpoczął własne, niezależne badania orbity Urana. 23 września 1846 roku Johann Gottfried Galle znalazł nową planetę, nazwaną później Neptunem, niemalże na pozycji przewidzianej przez Le Verriera.
Okres obrotu wnętrza Urana wynosi 17 godzin, 14 minut, zgodnie z ruchem wskazówek zegara (wstecznym). Jak na wszystkich olbrzymich planetach, jego górna atmosfera doświadcza bardzo silnych wiatrów w kierunku rotacji. Na niektórych szerokościach geograficznych, np. na około dwóch trzecich drogi od równika do bieguna południowego, widoczne cechy atmosfery poruszają się znacznie szybciej, co powoduje, że pełna rotacja trwa zaledwie 14 godzin.
Powiązane strony
- Lista planet
Pytania i odpowiedzi
P: Z czego zbudowany jest Uran?
O: Uran jest zbudowany z lodu, gazów i płynnego metalu.
P: Jakie gazy znajdują się w atmosferze Urana?
O: Atmosfera Urana zawiera wodór (1H), hel (2He) i metan.
P: Jak gorące jest jądro Urana?
O: Małe stałe jądro Urana ma prawdopodobnie temperaturę około 4.730°C (8.540°F; 5.000K).
P: Ile księżyców ma Uran?
O: Uran ma pięć dużych księżyców i wiele małych.
P: Czy ma jakieś pierścienie?
O: Tak, ma mały system 13 pierścieni planetarnych.
P: Jak daleko od Słońca znajduje się Uran?
O: Odległość między Uranem a Słońcem wynosi około 2,8 miliarda kilometrów.
P: Kiedy odkryto tę planetę? O: Uran został odkryty w 1781 roku.
Powiązane artykuły
Autor
AlegsaOnline.com Uran — siódma planeta Układu Słonecznego Leandro Alegsa
URL: https://pl.alegsaonline.com/art/103541
Źródła
- zenodo.org : record/ 1230972#.Xcgi81f7SUk
- doi.org : 10.1007/978-1-4020-5544-7_18
- nineplanets.org : "Uranus"
- windows.ucar.edu : "Uranus Clouds, overview"
- space.com : "SPACE.com -- New Images Reveal Clouds on Planet Uranus"
- nature.com : "The rings of Uranus"
- ui.adsabs.harvard.edu : 1986Sci...233...43S
- doi.org : 10.1126/science.233.4759.43
- pubmed.ncbi.nlm.nih.gov : 17812889
- hubblesite.org : "NASA's Hubble discovers new rings and moons around Uranus"
- adsabs.harvard.edu : "The dark side of the rings of Uranus"
- doi.org : 10.1126/science.1148103
- pubmed.ncbi.nlm.nih.gov : 17717152
- adsabs.harvard.edu : "Near-Infrared absolute photometric imaging of the Uranian system"
- doi.org : 10.1006/icar.1998.5894