Ура́н — планета Сонечнай сістэмы, сёмая па аддаленасці ад Сонца, трэцяя па дыяметры і чацвёртая па масе. Была адкрыта ў 1781 годзе англійскім астраномам Уільямам Гершэлем і названа ў гонар грэчаскага бога неба Урана, бацькі Кронаса (у рымскай міфалогіі Сатурна) і, адпаведна, дзеда Зеўса (у рымлян — Юпітэра).
Уран стаў першай планетай, адкрытай у Новы час і пры дапамозе тэлескопа. Яго адкрыў Уільям Гершэль 13 сакавіка 1781 г., тым самым упершыню з часоў антычнасці пашырыўшы ўяўленні пра межы Сонечнай сістэмы. Нягледзячы на тое, што часам Уран бачны няўзброеным вокам, больш раннія назіральнікі прымалі яго за цьмяную зорку.
У адрозненне ад газавых гігантаў — Сатурна і Юпітэра, якія складаюцца ў асноўным з вадароду і гелію, у нетрах Урана і падобнага з ім Нептуна адсутнічае металічны вадарод, але затое шмат лёду ў яго высокатэмпературных мадыфікацыях. Па гэтай прычыне спецыялісты выдзелілі гэтыя дзве планеты ў асобную катэгорыю «ледзяных гігантаў». Аснову атмасферы Урана складаюць вадарод і гелій. Акрамя таго, у ёй выяўленыя сляды метану і іншых вуглевадародаў, а таксама аблокі з лёду, цвёрдага аміяку і вадароду. Гэта самая халодная планетная атмасфера Сонечнай сістэмы з мінімальнай тэмпературай у 49 К (-224 °C). Мяркуюць, што Уран мае складаную слаістую структуру аблокаў, дзе вада складае ніжні слой, а метан — верхні. У адрозненне ад Нептуна, нетры Урана складаюцца ў асноўным з ільдоў і горных парод.
Гэтак жа, як і ў іншых газавых гігантаў Сонечнай сістэмы, ва Урана ёсць сістэма кольцаў і магнітасфера, а акрамя таго, 27 спадарожнікаў. Арыентацыя Урана ў прасторы адрозніваецца ад астатніх планет Сонечнай сістэмы — яго вось кручэння ляжыць нібы «на баку» адносна плоскасці абарачэння гэтай планеты вакол Сонца. У выніку, планета бывае павернута да Сонца папераменна то паўночным полюсам, то паўднёвым, то экватарам, то сярэднімі шыротамі.
У 1986 годзе амерыканскі касмічны апарат «Вояджэр-2» перадаў на Зямлю здымкі Урана з блізкай адлегласці. На іх відаць «невыразная» ў бачным спектры планета без хмарных палос і атмасферных штормаў, характэрных для іншых планет-гігантаў. Аднак у цяперашні час наземнымі назіраннямі ўдалося распазнаць прыкметы сезонных змяненняў і павелічэння пагоднай актыўнасці на планеце, выкліканых набліжэннем Урана да пункта свайго раўнадзенства. Хуткасць вятроў на Уране можа дасягаць 250 м/с (900 км/г).
Адкрыццё планеты
Уран назіралі ў начным небе і раней: яшчэ 1690-х гадах астраномы адзначалі яго на сваіх картах, але лічылі зоркай.
13 сакавіка 1781 года размяшчэнне зорак у сузор’і Цяльца вывучаў ужо Уільям Гершэль, але і ён не змог вызначыць сапраўдную прыроду знойдзенага аб’екта і вырашыў, што гэта камета. Астраномы пачалі вывучаць паведамленне Гершэля і прыйшлі да высновы, што гэта новая планета, якая размяшчаецца пасля Сатурна. Уран стаў першай планетай, выяўленай праз аптычны тэлескоп.История открытия УранаЛедяной гигант. Как открыли Уран.
Назва
Зноў адкрытае нябеснае цела Гершэль беспаспяхова прапанаваў назваць «Зоркай Георга» ў гонар англійскага караля таго часу Георга III. Аднак, замест гэтага планета ў канчатковым выніку атрымала імя ў гонар грэчаскага Бога неба Урана, які таксама быў бацькам Кронаса (альбо Сатурна ў рымскай міфалогіі). Уран — адзіная планета, чыя назва прыйшла з старажытнагрэцкай міфалогіі, астатнія планеты былі названыя ў гонар персанажаў з старажытнарымскіх міфаў.
Прыметнікам, вытворным ад «Урана», лічыцца слова «ураніянскі». Астранамічны сімвал «», які абазначае Уран, з’яўляецца гібрыдам сімвалаў Марса і Сонца. Прычынай гэтага называецца тое, што ў старажытнагрэчаскай міфалогіі Уран-неба знаходзіцца пад аб'яднанаю ўладаю Сонца і Марса. Астралагічны сімвал Урана «», прапанаваны Лаландам к 1784 годзе, сам Лаланд тлумачыў у лісце да Гершэля наступным чынам:
Гэта зямны шар, увянчаны першай літарай Вашага імені.
У кітайскай, японскай, в'етнамскай і карэйскай мовах назва планеты перакладаецца літаральна як «Зорка/Планета Нябеснага Цара».
Арбіта і вярчэнне
Сярэдняя аддаленасць планеты ад Сонца складае (2,8 млрд км). Перыяд поўнага абароту Урана вакол Сонца складае 84 зямныя гады. Адлегласць паміж Уранам i Зямлёй змяняецца ад 2,7 да 2,85 млрд кмUranus/Earth Comparison. Вялікая паўвось арбіты роўная 19,229 а. а., або каля 3 млрд км. Інтэнсіўнасць сонечнага выпраменьвання на такой адлегласці складае 1/400 ад значэння на арбіце Зямлі. Упершыню элементы арбіты Урана былі вылічаныя ў 1783 годзе французскім астраномам П’ерам-Сімонам Лапласам, аднак з часам былі выяўленыя неадпаведнасці разліковых і назіраных становішчаў планеты. У 1841 брытанец Джон Каўч Адамс першым выказаў здагадку, што памылкі ў разліках выкліканыя гравітацыйным уздзеяннем яшчэ не адкрытай планеты. У 1845 годзе французскі матэматык Урбэн Левер'е пачаў незалежную працу па вылічэнні элементаў арбіты Урана, а 23 верасня 1846 Ёхан Готфрыд Гале выявіў новую планету, пазней названую Нептунам, амаль на тым жа месцы, якое прадказаў Левер'е. Перыяд кручэння Урана вакол сваёй восі складае 17 гадзін 14 хвілін. Аднак, як і на іншых планетах-гігантах, у верхніх слаях атмасферы Урана дзьмуць вельмі моцныя вятры ў кірунку кручэння, якія дасягаюць хуткасці 240 м/c. Такім чынам, каля 60 градусаў паўднёвай шыраты некаторыя бачныя атмасферныя дэталі робяць абарот вакол планеты ўсяго за 14 гадзін.
Нахіл восі кручэння
Плоскасць экватара Урана нахілена да плоскасці яго арбіты пад вуглом 97,86° — гэта значыць планета круціцца . Гэта прыводзіць да таго, што змена часоў года адбываецца зусім не так, як на іншых планетах Сонечнай сістэмы. Калі іншыя планеты можна параўнаць з ваўчкамі, то Уран больш падобны на мяч, які коціцца. Такое анамальнае кручэнне звычайна тлумачаць сутыкненнем Урана з вялікай планетазімаллю на раннім этапе яго фарміравання. У моманты сонцастаяння адзін з полюсаў планеты аказваецца накіраваным на Сонца. Толькі ў вузкай палосцы каля экватара адбываецца хуткая змена дня і ночы; пры гэтым Сонца там размешчана вельмі нізка над гарызонтам — як у зямных палярных шыротах. Праз паўгода (ураніянскага) сітуацыя мяняецца на процілеглую: «палярны дзень» надыходзіць у іншым паўшар'і. Кожны полюс 42 зямныя гады знаходзіцца ў цемры — і яшчэ 42 гады пад святлом Сонца. У моманты раўнадзенства Сонца стаіць «перад» экватарам Урана, што дае такую ж змену дня і ночы, як на іншых планетах. Чарговае раўнадзенства на Уране наступіла 7 снежня 2007 года .
Паўночнае паўшар’е Год Паўднёвае паўшар’еЗімняе сонцастаянне1902, 1986Летняе сонцастаяннеВясенняе раўнадзенства1923, 2007Асенняе раўнадзенстваЛетняе сонцастаянне1944, 2028Зімняе сонцастаяннеАсенняе раўнадзенства1965, 2049Вясенняе раўнадзенства
Тлумачэнні незвычайнага нахілу восі кручэння Урана таксама пакуль застаюцца толькі гіпотэзамі, хоць звычайна лічыцца, што пры фарміраванні Сонечнай сістэмы протапланета памерам прыкладна з Зямлю ўрэзалася ва Уран і змяніла яго вось кручэння. Многія навукоўцы не згодныя з дадзенай гіпотэзай, бо яна не можа растлумачыць, чаму ні адзін са спадарожнікаў Урана не валодае такой жа нахільнай арбітай. Была прапанавана гіпотэза, што вось вярчэння планеты за мільёны гадоў расхістаў буйны спадарожнік, пасля згубленыПравда. Ru Наука и техника..
Падчас першага наведвання Урана «Вояджэрам-2» у 1986 годзе паўднёвы полюс Урана быў павернуты да Сонца. Паводле азначэння, ухваленага Міжнародным астранамічным саюзам, паўднёвы полюс — той, які знаходзіцца з пэўнага боку плоскасці Сонечнай сістэмы (незалежна ад кірунку кручэння планеты). Часам выкарыстоўваюць іншае пагадненне, згодна з якім кірунак на поўнач вызначаецца зыходзячы з кірунку кручэння па правілу правай рукі. Па такім азначэнні полюс, які асвячаўся Сонцам у 1986 годзе, не паўднёвы, а паўночны. Астраном пракаменціраваў гэтую праблему наступным лаканічным чынам: «Выбірайце любы».
Бачнасць
З 1995 па 2006 год бачная зорная велічыня Урана вагалася паміж +5,6m і +5,9m, г. зн. планета была бачная няўзброеным вокам на мяжы яго магчымасцей (прыблізна +6,0m)). Вуглавы дыяметр планеты быў у прамежку паміж 3,4 і 3,7 вуглавымі секундамі (для параўнання: Сатурн: 16-20 вуглавых секунд, Юпітэр: 32-45 вуглавых секунд). Пры чыстым цёмным небе Уран ў процістаянні бачны няўзброеным вокам, а з біноклем яго можна назіраць нават у гарадскіх умовах. У вялікія аматарскія тэлескопы з дыяметрам аб’ектыва ад 15 да 23 см Уран бачны як бледна-блакітны дыск з відавочна выяўленым пацямненнем ля краю. У большыя тэлескопы з дыяметрам аб'ектыва больш за 25 см можна распазнаць воблакі і ўбачыць буйныя спадарожнікі (Тытанію і Аберон).
Фізічныя характарыстыкі
Унутраная структура
Уран цяжэйшы за Зямлю ў 14,5 разоў, што робіць яго найменш масіўнай з планет-гігантаў Сонечнай сістэмы. Шчыльнасць Урана, роўная 1,270 г/см³, ставіць яго на другое (пасля Сатурна) месца сярод найменш шчыльных планет Сонечнай сістэмы. Нягледзячы на тое, што радыус Урана трохі большы за радыус Нептуна, яго маса некалькі меншая, што сведчыць на карысць гіпотэзы, паводле якой ён складаецца ў асноўным з розных ільдоў — воднага, аміячнага і метанавага. Іх маса, паводле розных ацэнак, складае ад 9,3 да 13,5 зямных мас. Вадарод і гелій складаюць толькі малую частку ад агульнай масы (паміж 0,5 і 1,5 зямных мас); астатняя доля (0,5 — 3,7 зямных мас) прыпадае на горныя пароды (якія, як мяркуюць, складаюць ядро планеты).
Згодна са стандартнай мадэллю Урана мяркуюць, што Уран складаецца з трох частак: у цэнтры — каменнае ядро, у сярэдзіне — ледзяная абалонка, звонку — вадародна-геліевая атмасфера. Ядро з’яўляецца адносна маленькім, з масай прыблізна ад 0,55 да 3,7 зямных мас і з радыусам ў 20 % ад радыуса ўсёй планеты. Мантыя (льды) складае большую частку планеты (60 % ад агульнага радыуса, да 13,5 зямных мас). Атмасфера пры масе, якая складае ўсяго 0,5 зямных мас (ці, па іншых ацэнках, 1,5 зямной масы), распасціраецца на 20 % радыуса Урана. У цэнтры Урана шчыльнасць павінна павышацца да 9 г/см³, ціск павінен дасягаць 8 млн бараў (800 гПа) пры тэмпературы ў 5000 К. Ледзяная абалонка фактычна не з’яўляецца ледзяной у агульнапрынятым сэнсе гэтага слова, бо складаецца з гарачай і шчыльнай вадкасці, якая з’яўляецца сумессю вады, аміяку і метану. Гэтую вадкасць, якая валодае высокай электраправоднасцю, часам называюць «акіянам воднага аміяку». Састаў Урана і Нептуна моцна адрозніваецца ад саставу Юпітэра і Сатурна дзякуючы «льдам», якія пераважаюць над газамі, апраўдваючы аднясенне Урана і Нептуна ў катэгорыю .
Нягледзячы на тое, што апісаная вышэй мадэль найбольш распаўсюджаная, яна не з’яўляецца адзінай. На падставе назіранняў можна таксама пабудаваць і іншыя мадэлі — напрыклад, у выпадку калі істотная колькасць вадароднага і скальнага матэрыялу змешваецца ў ледзяной мантыі, то агульная маса льдоў будзе ніжэйшая, і адпаведна, поўная маса вадароду і скальнага матэрыялу — вышэйшая. У цяперашні час даступныя дадзеныя не дазваляюць вызначыць, якая мадэль правільнейшая. Вадкая ўнутраная структура азначае, што ва Урана няма ніякай цвёрдай паверхні, бо газападобная атмасфера плаўна пераходзіць у вадкія слаі. Аднак, дзеля зручнасці за «паверхню» было вырашана ўмоўна прыняць сплюшчаны сфероід, дзе ціск роўны аднаму бару. Экватарыяльны і палярны радыус гэтага прыплюснутага сфероіда складаюць 25559±4 і 24973±20 км. Далей у артыкуле гэтая велічыня і будзе прымацца за нулявы адлік для шкалы вышынь Урана.
Унутранае цяпло