Imaginile luate de pe satelitul Voyager 2 în anii '90 ne-au arătat rezultate uimitoare. Atmosfera verzuie misterioasă a lui Uranus este tot din ce este făcută această planetă, cu excepția unui miez minuscul de piatră-metal. Cert este că strămoșii noștri, care dețin descoperirile planetelor exterioare ale sistemului solar, erau siguri că toate, ca și Pământul, au o suprafață, o înveliș de aer și straturi subterane. După cum s-a dovedit, giganții gazosi sunt lipsiți de toate acestea, deoarece sunt reprezentanți ai modelului cu două straturi al planetelor.
Istoria descoperirilor și date generale despre planetă
Uranus este a șaptea planetă în ceea ce privește distanța față de Soare. A fost descoperit de William Herschel la sfârșitul secolului al XVIII-lea, când a fost primul care a folosit un telescop pentru observații astronomice. Înainte de asta, pentru o lungă perioadă de timp, oamenii de știință au crezut că Uranus era doar o stea îndepărtată, foarte strălucitoare. Herschel însuși, făcând notițe despre acest corp ceresc, l-a comparat inițial cu o cometă, ulterior a ajuns la concluzia că aceasta ar putea fi o altă planetă SS. Desigur, după confirmarea tuturor observațiilor, descoperirea a devenit o senzație. Cu toate acestea, la acea vreme, nimeni nu știa ce fel de atmosferă avea de fapt Uranus.și care este structura sa. Acum știm că orbita sa este una dintre cele mai mari din sistem. Planeta se învârte în jurul Soarelui în 84 de ani pământeni. În același timp, perioada sa de revoluție în jurul axei sale este de puțin peste 17 ore. Din această cauză, atmosfera lui Uranus, care constă deja din gaze grele, devine incredibil de densă și exercită o presiune extraordinară asupra miezului.
Istoria formării atmosferei
Se crede că aspectul și datele fizice ale lui Uranus sunt afectate de miezul său, precum și de procesul de formare. În comparație cu parametrii planetei în sine (25.559 km - raza ecuatorială), miezul este pur și simplu miniatural. Prin urmare, nu furnizează energie sau un câmp magnetic, ca în cazul lui Jupiter și, de asemenea, nu încălzește suficient toate gazele care alcătuiesc atmosfera lui Uranus. Compoziția sa, la rândul ei, nu poate fi comparată cu compoziția lui Jupiter sau Saturn, deși toate aceste planete sunt incluse în aceeași categorie. Cert este că Uranus este înconjurat de gaze înghețate, gheață în cele mai mari modificări, nori de metan și alte elemente grele. Gazele ușoare precum hidrogenul și heliul sunt prezente în atmosferă doar în cantități mici. Există două versiuni ale acestui paradox. În conformitate cu primul, dimensiunea și forțele gravitaționale ale miezului în momentul formării SS erau prea mici pentru a atrage gaze ușoare. Al doilea este că în locul în care s-a format Uranus au existat doar componente chimice grele, care au devenit baza planetei.
Prezența atmosferei, compoziția ei
Uranus a fost studiat pentru prima dată în detaliu abia după călătoria lui Voyager 2, care a luat imagini de în altă rezoluție. Au permis oamenilor de știință să stabilească structura exactă a planetei în sine, precum și atmosfera acesteia. Ca să spunem așa, învelișul aerian al lui Uranus este împărțit în trei părți:
- Troposfera este cea mai adâncă. Presiunea aici este în intervalul de la 100 la 0,1 bar, iar înălțimea acestui strat nu depășește 500 km de la nivelul condiționat al mantalei.
- Stratosphere - stratul atmosferei din mijloc. Ocupă înălțimi de la 50 la 4000 km.
- Exosferă. Atmosfera exterioară a lui Uranus, unde presiunea tinde spre zero și temperatura aerului este cea mai scăzută.
Toate aceste straturi conțin următoarele gaze în diverse proporții: heliu, hidrogen, metan, amoniac. Există, de asemenea, apă sub formă de diferite modificări de gheață și abur. Cu toate acestea, atmosfera lui Uranus, a cărei compoziție este comparabilă cu învelișul de aer al lui Jupiter, este incredibil de rece. Dacă în cel mai mare gigant gazos masele de aer sunt încălzite la maximum, atunci aici sunt răcite la 50 kelvin și, prin urmare, au o masă mare.
Troposphere
Cel mai profund strat al atmosferei este acum calculat doar teoretic, deoarece tehnologia pământenilor nu permite încă să ajungă la el. Miezul de piatră al planetei este înconjurat de nori formați din cristale de gheață. Sunt grele și pun o presiune enormă asupra centrului planetei. Ele sunt urmate de nori de hidrosulfură de amoniu, apoi - formațiuni în aer de hidrogen sulfurat și amoniac. Cea mai extremă parte a troposferei este ocupată de nori de metan, carenuanță planeta în aceeași culoare verde. Temperatura aerului din troposferă este considerată cea mai ridicată de pe planetă. Fluctuează în 200 K. Din această cauză, unii cercetători cred că un strat mare de gheață formează mantaua planetei. Dar aceasta este doar o ipoteză.
Stratosphere
Prezența atmosferei lui Uranus este asigurată de compuși de gaze grele și ușoare, iar sinteza acestora vopsește planeta într-o nuanță verzuie. Toate aceste procese au loc în spațiul de aer mediu, unde moleculele de amoniac și metan se întâlnesc cu heliul și hidrogenul. Cristalele de gheață au aici modificări complet diferite decât în troposferă; datorită amoniacului, absorb orice lumină care vine din spațiu. Viteza vântului în stratosferă ajunge la 100 m/s, datorită căruia toți norii își schimbă rapid poziția în spațiu. Aurorele apar în stratosferă, se formează adesea ceață. Dar nu există precipitații, cum ar fi zăpada sau ploaie.
Exosfera
Inițial, atmosfera lui Uranus a fost judecată tocmai după învelișul său exterior. Este o fâșie subțire de apă cristalizată care este învăluită în curenți puternici de vânt și este punctul central al celei mai scăzute temperaturi din sistemul solar. Este format din gaze ușoare (hidrogen molecular și heliu), în timp ce metanul, care se găsește în cantități mari în straturi mai dense, este absent aici. Viteza vântului în exosferă atinge 200 m/s, temperatura aerului scade la 49 K. De aceea planeta Uranus, a cărei atmosferă este atât de mare.înghețat, a devenit cel mai rece din sistemul nostru, chiar și în comparație cu vecinul său mai îndepărtat, Neptun.
Misterul câmpului magnetic al lui Uranus
Toată lumea știe foarte bine că Uranus verzui se rotește în jurul axei sale, culcat pe o parte. Oamenii de știință cred că în momentul formării SS, planeta s-a ciocnit cu un asteroid sau alt corp cosmic, care și-a schimbat poziția, distorsionând câmpul magnetic. Din axa care determină nordul și sudul planetei în raport cu ecuatorul, axa magnetică este compensată cu 59 de grade. Acest lucru creează, în primul rând, o distribuție inegală a gravitației și, în al doilea rând, o tensiune inegală în emisferele nordice și sudice. Cu toate acestea, cel mai probabil, această poziție misterioasă este cea care oferă prezența atmosferei lui Uranus și compoziția sa unică. În jurul miezului sunt reținute doar gazele grele, în straturile mijlocii - apă cristalizată. Poate că dacă temperatura aerului de aici ar fi mai mare, Uranus ar deveni un ocean imens, format din apă obișnuită, care este sursa vieții.
Uranus absoarbe totul și totul în jur
După cum am spus mai sus, atmosfera lui Uranus este plină cu o cantitate uriașă de metan. Acest gaz este destul de greu, deoarece este capabil să absoarbă razele infraroșii. Adică toată lumina care vine de la Soare, de la alte stele și planete, atingând atmosfera lui Uranus, se transformă într-o nuanță verzuie. Recent, oamenii de știință au observat că planeta înghite și gaze străine care se află în spațiul cosmic, ceea ce este paradoxal cu slaba sa.camp magnetic. Dioxid de carbon și monoxid de carbon au fost găsite în compoziția straturilor medii ale atmosferei. Se crede că au fost atrași de planetă de la trecerea cometelor.
Tărâmurile de gheață ale sistemului nostru
Cele două planete ultraperiferice ale SS sunt Uranus și Neptun. Ambele sunt caracterizate prin nuanțe albăstrui, ambele sunt formate din gaze. Atmosfera lui Uranus și Neptun este practic aceeași, cu excepția proporțiilor. Forța gravitației și masa nucleelor ambelor planete este aproape aceeași. Straturile inferioare ale atmosferei lui Neptun, precum Uranus, sunt formate din apă cristalizată amestecată cu metan și hidrogen sulfurat. Aici, lângă miez, giganții de gheață se încălzesc până la 200 sau mai mult Kelvin, formând astfel propriul câmp magnetic. Atmosfera lui Uranus și Neptun are aceeași cantitate de hidrogen molecular în compoziția sa - mai mult de 80 la sută. Stratul de aer exterior al lui Neptun este, de asemenea, caracterizat de vânturi puternice, dar temperatura aerului aici este puțin mai ridicată - 60 K.
Concluzie
Prezența atmosferei lui Uranus, în principiu, asigură existența acestei planete. Învelișul de aer este principala parte constitutivă a lui Uranus. Se încălzește puternic în apropierea miezului, dar în același timp se răcește cât mai mult posibil în straturile cele mai exterioare. Până acum, planeta este lipsită de viață din cauza lipsei de oxigen, precum și a apei lichide. Dar dacă temperatura nucleului începe să crească, prevăd cercetătorii, cristalele de gheață se vor transforma într-un ocean imens în care pot apărea noi forme de viață.
