Планета Уран. РЕАЛЬНАЯ ФИЗИКА. Глоссарий по физике

Планета Уран - седьмая по порядку от Солнца большая планета Солнечной системы. Среднее расстояние от Солнца 19,182 а. е. (2870 млн. км), эксцентриситет орбиты 0,0472: наклон плоскости орбиты к эклиптике (см. Координаты астрономические) 0°46,4'. Период обращения Урана вокруг Солнца 84,014 года. Ср. скорость движения по орбите 6,8 км/с. Радиус Урана 25400 км (3,98 земного), сжатие 1/17, масса 8,65^.10²⁵ кг (14,42 земной), ср. плотн, 1260 кг/м³, ускорение свободного падения на экваторе (за вычетом центробежного ускорения, равного 0,6 м/с ) близко к земному (9,8 м/с²), первая космич. скорость на Уране 15,6 км/с, вторая - 22 км/с. Период вращения Урана вокруг своей оси 17 ч 14,4 мин. Экватор планеты наклонён к плоскости орбиты на 98°, т. е. ось вращения почти совпадает с плоскостью эклиптики, направление вращения обратное. Поскольку орбиты спутников и колец Урана лежат почти в его экваториальной плоскости, то вся система Урана как бы "лежит на боку". Достаточно убедительной теории, объясняющей причину столь необычного расположения, пока не существует.

Уран находится на пределе видимости простым глазом и был первой планетой, открытой при помощи телескопа [У. Гершель (W. Herschel), 1781]. Детали на диске планеты при оптических наблюдениях уверенно не различаются, в том числе и на телевизионных изображениях, полученных при пролёте "Вояжера-2".

Относит, содержание соединений водорода с углеродом и азотом (СН₄ и NH₃) на Уране и Нептуне значит, больше, чем на Юпитере и Сатурне. Наряду с водой эти соединения (водно-аммиачные и метановые "льды") образуют протяжённую мантию Урана. Согласно моделям внутреннего строения (см. Планеты и спутники), у планеты есть также внутреннее ядро, образованное тяжёлой компонентой (кремний и металлы в соединении с кислородом), и относительно небольшая внешняя оболочка, состоящая из молекулярного водорода с примесью гелия. Твёрдой поверхности Уран не имеет. Темп-pa и давление в центре планеты оцениваются соответственно значениями 10000-12000 К и 500- 600 ГПа. При этих и ещё меньших значениях в мантии не достигаются условия для перехода водорода в металлич. состояние, подобно тому как это имеет место на Юпитере.

Осн. компоненты самой внеш. части газовой оболочки Урана - атмосферы - водород, гелий и метан (относит, содержания соответственно 84, 14 и 2%). Относит, содержание гелия немного больше, чем на Юпитере, и примерно соответствует солнечному, углерода значительно больше. Большое содержание метана (до 0,3%), сильно поглощающего в красной части спектра, придаёт диску Урана характерную зеленоватую окраску. Из других более тяжёлых углеводородов уверенно отождествлены ацетилен и этан; содержание ацетилена не превышает 0,01%, а этана ~3-10^-6%. В спектре планеты присутствует также ряд неотождествлённых линий.

Солнечная постоянная (интегральный поток солнечного излучения, проходящий через перпендикулярную солнечным лучам площадку единичной площади на ср. расстоянии планеты от Солнца) на Уране 3,7 Вт/м², интегральное сферич. альбедо 0,4, эфф. температура 55 К. Эта темп-pa практически соответствует условиям теплового равновесия для получаемой Ураном величины солнечной энергии. Т. о., в отличие от других планет-гигантов (Юпитер, Сатурн, Нептун), на Уране вклад внутр. источника тепла незначителен, конвективный теплоперенос из недр неэффективен. Этот вывод подкрепляется и отсутствием заметного роста ярко-стной температуры в сантиметровом диапазоне с увеличением длины волны, что свидетельствует об отсутствии устойчивого возрастания температуры по мере проникновения в более глубокие атм. слои.

Вследствие уникального положения оси вращения сезонные изменения на Уране, происходящие с периодом 84 года, включают полное облучение одного из полюсов в солнцестояние и экватора в равноденствие. Однако на характер планетарной циркуляции осн. влияние оказывает собств. вращение планеты, вследствие чего на диске выявляется очень слабая полосчатая структура вблизи экваториальной плоскости на уровне видимых облаков. Низкая температура атмосферы на этом уровне ( -218°С) свидетельствует о том, что облака состоят из конденсир. аммиака. Метан также конденсируется в этой части атмосферы, но наблюдается лишь в виде надоблачной слабой дымки, более плотной вблизи полюсов. Уран обладает магн. полем, ср. напряжённость к-рого (приведённая к поверхности ср. радиуса) составляет 0,25 Гс. Ось магн. диполя отклонена от оси вращения на 55° и, кроме того, смещена от центра планеты на одну треть планетного радиуса. В результате магн. поле в зависимости от точки измерения на планете изменяется от 0,1 до 1,1 Гс. Особенности в расположении и ориентации магн. диполя относительно оси вращения создают уникальные эффекты в структуре магнитосферы и её взаимодействии с солнечной плазмой. Магнитосфера в осн. образована протонами и электронами, диссипиру-ющими из атмосферы планеты и захваченными магн. полем (см. также Магнитосферы планет).

При пролёте "Вояджера-2" у Урана кроме ранее известных 6 спутников открыто ещё 9. Ранее известные спутники (по мере удаления от планеты; в скобках указаны их радиусы): Миранда (243 км), Ариэль (580 км), Умбриэль (595 км), Титания (805 км), Оберон (775 км); 6-й спутник, расположенный внутри орбиты Миранды и открытый в 1985,- Пэк (85 км). Новые спутники, расположенные ещё ближе к планете и находящиеся в резонансном взаимодействии с кольцами Урана (также по мере возрастания радиального состояния): Корделия (20 км), Офелия (25 км), Бианка (25 км), Крессида (30 км), Дездемона (30 км), Джульетта (40 км), Порция (40 км), Розалинда (30 км), Белинда (30 км). Плоскости орбит всех спутников очень близки между собой и к плоскости экватора Урана. В 1977-81 по наблюдениям затмений звёзд при покрытии их планетой открыто 9 колец Урана.

е). В 1986 при пролёте "Вояжера-2" открыто 10-е кольцо, получившее обозначение 1986 U1R. Позднее были найдены свидетельства существования ещё одного, очень слабо различимого 11-го кольца. Кольца Урана подобны кольцам Сатурна, но ширина их гораздо меньше: самое узкое ~ 1 км, а наиболее широкое имеет (из-за влияния близлежащих спутников) переменную ширину от 22 до 93 км. Кроме того, в отличие от колец Сатурна, кольца Урана обладают крайне низкой отражат. способностью, что скорее сближает их по строению с кольцами Юпитера. Поэтому можно предполагать, что слагающие их частицы не ледяные и отличаются от материала поверхностей спутников. Все кольца лежат в плоскости, почти совпадающей с экватором Урана; из них

-практически круговые, у остальных колец есть заметный эксцентриситет (порядка 0,001; у

0,007). Скорость прецессии периапсиса (ближайшей к планете точки) колец от 1° до 3° в день. Радиусы колец и их ширина (указана в скобках):

Литература по планете Уран

Знаете ли Вы, что только в 1990-х доплеровские измерения радиотелескопами показали скорость Маринова для CMB (космического микроволнового излучения), которую он открыл в 1974. Естественно, о Маринове никто не хотел вспоминать. Подробнее читайте в FAQ по эфирной физике.