Уран история изучения кратко
Обновлено: 05.07.2024
Открытие планеты Уран состоялось 13 марта 1781 года астрономом Уильямом Гершелем, который, рассматривая небосвод в оптический телескоп, первоначально принял эту планету за обычную комету. Именно У. Гершелю принадлежит подход к изучению звездных систем с помощью мощных телескопов путем тщательных и трудоемких наблюдений – подход, положивший по сути начало “научной” астрономии.
Позже было выявлено, что и ранее Уран был неоднократно наблюдаем на небосводе, но принимался за одну из многочисленных звезд. Об этом свидетельствует самая ранняя запись о некой “звезде”, сделанной еще в 1690 году Джоном Флэмстидом, который классифицировал её в виде 34-ой звезды Тельца по одной из принятых в то время системы обозначений звездных величин.
Английский астроном Уильям Гершель – первооткрыватель планеты Уран
В день открытия Урана, во время обычных вечерних наблюдений, Гершель заметил необычную звезду в соседстве со слабыми звездами созвездия Близнецов, которая выглядела крупнее соседних. Объект смещался по эклиптике и имел ярко выраженный диск. Подумав, что это комета, астроном поделился своими наблюдениями с другими астрономами об её открытии.
Спустя несколько месяцев, известным ученым – академику Петербургской академии наук Андрею Ивановичу Лекселю и академику Парижской академии наук Пьеру-Симону Лапласу удалось вычислить орбиту нового небесного тела. Они доказали, что У. Гершель открыл не комету, а новую планету, располагающуюся после Сатурна.
Сам Гершель дал название планете Georgium Sidus (или Планета Георга) в честь короля Англии Георга III, его покровителя. Среди ученых планету назвали в честь имени самого астронома. Устоявшееся же название планеты “Уран” изначально было взято временно, как это было принято традиционно, из античной мифологии. И лишь в 1850 году это название утвердилось окончательно.
Уран – планета газовый гигант. На рисунке можно видеть сравнительный размер Урана относительно нашей планеты
Дальнейшее изучение планеты Уран
Планета Уран удалена от Солнца примерно на 3 миллиарда километров и превышает объем Земли практически в 60 раз. Открытие планеты такого масштаба было первым в истории науки фактом обнаружения планет с помощью мощного телескопа, так как ранее известные пять планет издавна наблюдались лишь на небе.
Новая планета показала, что Солнечная система более чем в два раза шире, и принесла славу своему первооткрывателю.
В современное время Уран лишь один раз был посещен космическим кораблем “Вояджер 2”, пролетавшим мимо на расстоянии 81 500 километрах 24 января 1986 года.
“Вояджеру 2” удалось передать более тысячи снимков поверхности планеты и массу других данных о планете, её спутниках, присутствии колец, составе атмосферы, информации о магнитном поле и околопланетном пространстве.
С помощью различных инструментов корабль изучал состав ранее известного одного кольца, и открыл еще два новых околопланетных кольца Урана. По полученным данным стало известно, что период вращения планеты 17 часов 14 минут.
У Урана было обнаружено наличие магнитосферы, значительной по величине и настолько же необычной.
По сей день исследование Урана затруднено вследствие значительной удаленности планеты. Несмотря на это крупные астрономические обсерватории продолжают наблюдения за планетой. И всего лишь за несколько последних лет у Урана было обнаружено шесть новых спутников.
История открытия
Когда Гершель начал наблюдать за новой планетой, он сначала решил, что это комета. В созвездии Тельца он обнаружил небесное тело, хотя по всем астрономическим картам в этом месте должна быть пустота. Когда он сменил линзы на телескопе, то увидел, что космическое тело перемещается относительно звезд, при этом его размер увеличивается.
Гершель понял, что это не звезда и тем более не комета, так как не обнаружил ни головы, ни хвоста. Еще он обратил внимание, что все кометы просматриваются через телескоп четко, а здесь изображение было расплывчатым. Ему удалось определить форму орбиты новой планеты, она была эллипсоидной и очень вытянутой.
Одновременно с этими событиями ученый из России А. Лексель вычислил расстояние от Земли до космического тела, которое в 18 раз превысило дистанцию до Солнца. Так как на таком расстоянии комет просто не существовало, то астроном И. Боде предложил считать объект планетой.
Через два года сам Гершель подтвердил, что новое небесное тело — это планета. Это знаменательное событие принесло ему стипендию 200 тыс. фунтов до конца жизни и предложение поселиться во дворце короля Англии. Монарх хотел лично следить за небесными телами через телескопы астронома.
Чтобы назвать новую планету, ученые обратились к греческой мифологии. Так как небесное тело вращалось за Сатурном, а по мифологии его отцом был бог неба, то решили назвать планету Ураном. Это космическое тело стало единственным, чье название имело причастность не к римской, а греческой мифологии.
Описание и физическое строение планеты
В отличие от Сатурна и Юпитера, в состав которых в основном входят водород и гелий, новая планета состоит из большого количества различных модификаций льда. По этим параметрам Уран больше сходен с Нептуном, у которого тоже отсутствует металлический водород.
Поэтому астрономы рассматривают эти две планеты как отдельный класс ледяных гигантов. В состав атмосферы Урана входят водород и гелий, небольшой объем составляет метан и другие элементы. Среди всех планет он считается самым холодным, так как минимальная температура составляет -224 °C.
Объясняется это наибольшей удаленностью объекта от Солнца. Ученые полагают, что облака на планете состоят из нескольких слоев, где нижний представляет собой воду, а верхний — метан. Поверхность и недра небесного тела состоят из трех слоев:
- ядро из горных пород;
- ледяная мантия;
- оболочка из гелия и водорода.
Как и газовые гиганты, планета обладает системой колец и магнитосферой. Есть и 27 спутников у Урана, сколько нет у других объектов в Солнечной системе, кроме Сатурна и Юпитера. Вращение у планеты уникальное, так как ось слегка наклонена относительно плоскости обращения. Поэтому на Уране времена года меняются по особенному графику, а днем небесное светило не поднимается высоко над горизонтом.
Орбита планеты расположена на седьмом месте от Солнца, а само космическое тело считается третьим по диаметру и четвертым по массе.
Список параметров:
- масса — 8,6832x10 25 кг;
- длина радиуса на экваторе — 25,559 тыс. км;
- полярный радиус — 24,973 тыс. км;
- плотность — 1,27 г/см³;
- ускорение свободного падения — 8,87 м/с²;
- осевой наклон — 97,77°;
- средняя скорость перемещения по орбите — 6,81 км/с;
- синодический период обращения — 369,66 дней;
- оборот вокруг Солнца — 84 года.
Подробности исследования небесного тела
Сложность ученым доставила работа с аппаратурой, которая не была рассчитана на такое удаление от пульта управления. Поэтому по ходу миссии пришлось по новой программировать бортовые компьютеры. Была введена установка на сжатие видео для быстрейшей передачи в управление, а все антенны были объединены для усиления приема.
Во время пересечения орбиты планеты телекамеры постоянно вели съемку ее поверхности и спутников. Так как Уран слабо освещался Солнцем, приходилось вести съемку с длительной экспозицией. В результате пролета аппарата удалось снять только южное полушарие, так как только оно было освещено. Исследования планеты будут продолжаться, и ближайшие запланированы на начало двадцатых годов нынешнего столетия.
Спутники Урана
Интересным фактом планеты Уран считается наименование его спутников. В отличие от других сателлитов, которые получали имена персонажей из греческой мифологии, эти обозначили героями из шедевров Шекспира и Поупа.
Самые крупные спутники открыл Гершель, их назвали Обероном и Титанией. Ариэль и Умбриэль обнаружил Лассел, а через 100 лет Койпер нашел Миранду. Остальные сателлиты были открыты в результате космических исследований ученых НАСА.
- Миранда — самый внутренний и мелкий сателлит, который отличается гигантским каньоном на поверхности.
- Ариэль — обладает сравнительно молодой структурой с небольшим количеством мелких кратеров. Ученые предполагают, что недавно было столкновение, которое накрыло старые повреждения.
- Умбриэль — из мелких спутников — самый темный и старый. На нем обнаружено большое количество кратерных образований и ярких колец.
- Оберон — самый удаленный объект с множеством кратерных образований, на дне которых обнаружены необъяснимые темные пятна.
- Корделия и Офелия — спутники, которые удерживают внешнее кольцо планеты.
Между этими двумя сателлитами и Мирандой находится восемь мелких небесных объектов. Причем они так близко расположены друг к другу, что ученые до сих пор не понимают, как спутники не столкнулись. Существует предположение, что в кольцах есть еще объекты, которые не удалось увидеть.
Интересные факты
Уран стал первым объектом, открытым в новой истории с помощью телескопа. Его полный оборот вокруг оси происходит за 17 часов и 14 минут. Космическое тело, как и Венера, вращается в обратном направлении, по сравнению с Землей и другими планетами. Ученые предполагают, что такой странный наклон оси вызван столкновением планеты с другим небесным объектом.
Они считают, что эта катастрофа привела к смещению оси почти на 90°. Во время бури на планете скорость ветра может достигать до 900 км/ч.
Вес Урана в 14,5 раза превышает массу Земли, но он считается самым легким газовым космическим телом. По плотности это небесное тело уступает только Сатурну.
На сегодня их насчитывается 13, из которых два широких, а остальные в ширину составляют всего несколько километров. Объясняется это небольшим сроком их образования, после разрушения спутников другими космическими телами.
Открытый в конце восьмидесятых годов XVIII века химический элемент был назван в честь новой планеты.
Уран
В далеком 1781 году английский астроном Фредерик Уильям Гершель наблюдал в телескоп за звездами. Заметив новый космический объект, он поначалу записал его как комету. Астрономы, которые продолжили наблюдение, обратили внимание, что движение объекта проходит по почти круговой орбите. Вот так и открыли новую планету.
Уран планета, краткое описание. Первоначально планета получила название — Звезда Георга, в честь короля Англии Георга III. Но название не прижилось, и придерживаясь традиции называть планеты Солнечной системы в честь богов — планету переименовали. Свое название планета получила в честь Урана — бога неба.
Общее описание
Являясь седьмой планетой по удаленности от Солнца, Уран третий по величине в нашей Солнечной системе, а по своей массе — четвертый.
Планета Уран относится к классу газовых гигантов. Экваториальный радиус примерно составляет 25 560 км, полярный радиус 24973. Планета имеет шарообразную форму, на полюсах сплюснутую.
В чем состоит уникальность Урана, так это в оси вращения, наклон которой составляет практически 98 градусов к орбитальной плоскости и в движении вокруг своей оси, подобно Венере, он двигается по часовой стрелке. К примеру, земная ось имеет наклон 66 градусов к плоскости орбиты и вращается с запада на восток, против часовой стрелки. Получается, что по орбите Уран движется на боку, катясь как шарик, и вращается с востока на запад.
Оборот вокруг собственной оси Уран совершает за 17 часов 14 минут.
По орбите вокруг Солнца пролетает за 84 года.
Расстояние от Урана до Солнца 1871,2 млн км.
Строение Урана
Атмосферой на Уране называют часть газовой оболочки, которая наиболее удаляется от центральной части планеты.
Эти данные были получены с помощью космического аппарата “Вояджер 2”, который смог получить снимки атмосферного спектра.
Начинается атмосфера приблизительно на расстоянии в 300 км от внешнего слоя.
Состав такой же, как и других газовых гигантах — содержит больше 70% водорода, 25 % гелия, и метан, приблизительно 2%.
Максимальная скорость ветра, которую удалось зафиксировать, на планете Уран достигает до 240 метров в секунду. Температурный минимум минус 224 градуса, это самая холодная планета в нашей системе.
Как и другие планеты, Уран имеет магнитосферу, содержащую заряженные частицы — протоны, электроны, ионы.
Магнитное поле имеет наклон в 59 градусов по отношению к оси вращения. По последним полученным данным, магнитное поле планеты вращается вместе с ней, получается, что магнитные полюса ежедневно меняются. На Уране очень хорошо видны полярные сияния.
Кольца Урана
Практически каждый знает, что кольца есть у Сатурна, но мало кто слышал про кольца Урана.
Девять колец у планеты Уран впервые обнаружил американский астроном Джеймс Элиот, в марте 1977 года.
Внутренние кольца имеют серый цвет. Самое внешнее — синий, учеными было выдвинуто предположение, что это кольцо состоит из частичек льда и темного вещества.
Ширина колец не превышает нескольких километров, только центральное кольцо имеет внушительную ширину, около 100 км.
Расположение колец начинается, примерно на расстоянии 40000 — 50000 км. И только два внешних кольца убежали на расстояние в два раза большее.
Что именно удерживает кольца в своих границах, пока непонятно, но ученые работают над этой загадкой.
Спутники Урана
Первые 2 спутника, Титания и Оберон, в 1787 году обнаружил Уильям Гершель, первооткрыватель Урана. Последний, 27 спутник обнаружили в августе 2003 года, ученые Шепард и Джуитт, и назвали его Маргарита.
Спутники Урана подразделяют на три группы: пять крупных спутника, девять нерегулярных спутника и тринадцать внутренних спутника.
Внутренние спутники, их еще называют лунами, являются темными объектами и состоят из примеси тёмного материала и водяного льда.
Нерегулярными спутниками называют естественный спутник, который движется не по общепринятым правилам, или орбита более вытянута, либо спутник движется в обратном направлении по орбите или орбита его находится под большим наклоном к экватору.
Вот таких спутников, имеющих сильнонаклоненные орбиты, эллиптической формы, у Урана – девять.
Крупные спутники Урана сильно различаются по диаметру: Миринда — 472 км, Ариэль-1158 км, Умбриэль – 1170 км, Обертон- 1523 км, Титания 1578 км.
Спутники состоят из смеси льда и камня, на поверхностях наблюдаются кратеры. Самую молодую поверхность определили у спутника Ариэль, а самую старую у Умбриэля.
Планета Уран
Планета Уран для детей
Уран планета, краткое описание для детей будет интересным, если на примере юлы — Земля и мячика — Уран, показать, как движутся планеты.
Детям будет интересно узнать, что планета Уран – газовый гигант, который можно увидеть с Земли, будет выглядеть как голубая звезда. А если смотреть в телескоп, то видны будут и крупные спутники.
Голубой цвет планете дает наличие метана в атмосфере.
Это первая планета, которую открыли в современной истории. И сделал это, с помощью телескопа, английский астроном Гершель Уильям, в 1781 году. Хотя вначале своего открытия он считал, что наблюдает за кометой.
Планету дважды переименовывали. Первое название было в честь английского короля — Звезда Георга, но потом все же дали название Уран, в честь бога неба.
По своим размерам планета Уран занимает третье место по величине, четвертое по массе и седьмое место по удаленности от Солнца.
При движении по орбите вокруг Солнца планета практически лежит, так как ось наклонена на 98 градусов, по отношению к плоскости орбиты. При этом Уран вращается по часовой стрелке, против своего движения по орбите.
Вокруг Солнца планета облетает за 84 года, а зима и лето длятся 21 год.
Сутки на Уране составляют 17 часов и 14 минут.
Также, как и у Сатурна, у Урана есть свои кольца, их всего 13. Они плохо видны, потому что состоят из каменных частиц, льда и темного вещества.
Все имеют разную ширину и удаленность от планеты. Центральное кольцо шириной в 100 км, а остальные доходят до нескольких километров. Кольца от центра располагаются на расстоянии до 50000 км, а самые крайние удаляются на 100000 км.
Вокруг планеты Уран вращается 27 спутников, их еще называют лунами. Все они получили свои названия в честь персонажей произведений английского драматурга Уильяма Шекспира (Сон в летнюю ночь и Буря) и английского поэта Александра Поупа (Похищение локона).
Их подразделяют на три группы — внутренние, нерегулярные и крупные.
Луны Урана предположительно состоят из аммиачного льда и горных пород.
Наиболее изученными являются 5 крупных — Ариэль, Миринда, Титания, Оберон и Умбириэль.
В планах ученых послать новую космическую экспедицию на Уран, в 2020 году.
Так что ждем новых открытий.
Продолжение следует.
Открытие Урана было важным событием, и произошло в 1781 году. Сделал это Уильям Гершель, английский астроном. И случилось это благодаря его старательности, наблюдательности и целеустремленности.
Краткая биография Уильяма Гершеля – первооткрывателя Урана
Уильям Гершель — астроном первооткрыватель планеты Уран.
Уильям Гершель – одна из известнейших персон в астрономии. Ему принадлежит несколько открытий, в том числе и спутников Урана Титании и Оберона. Однако судьба этого человека была очень непростой, ведь изначально он был музыкантом в военном оркестре и им было написано 24 симфонии! Родился он в Германии в 1738 году, и переехал в Англию в 1775 году, во время службы в армии вместе со своим полком, откуда уволился ради музыки.
Путь к астрономии у Гершеля был извилистым. Сначала он увлекся математической теорией музыки, а математика привела его к оптике, а здесь уже заинтересовала и астрономия. А так как был он бедным, и купить готовый телескоп не мог себе позволить, то с 1773 года начал шлифовать зеркала и конструировать телескопы для себя и на продажу. Первым телескопом у него был рефлектор с фокусным расстоянием в 7 футов (примерно 2 метра), с которым он тут же приступил к изучению неба.
Главное правило Гершеля при наблюдениях было простым – не оставлять неизученным ни одного, даже крохотного клочка неба. План, конечно, грандиозный, и до этого никто такого не делал. Помогала ему сестра, Каролина Гершель, которая тоже оставила свой след в истории астрономии благодаря своей самоотверженной работе с братом.
Открытие Урана
Спустя 7 лет упорных наблюдений необъятного неба, 13 марта 1781 года, Уильям направил свой 7-футовый телескоп в область между созвездиями Близнецов и Тельца. И был очень удивлен, когда одна из звезд рядом с ζ Тельца предстала перед ним не в виде яркой точки, а превратилась в диск. Гершель тут же сообразил, что видит вовсе не звезду, так как звезды при любом увеличении выглядят точками, меняется лишь их яркость.
7-футовый телескоп Гершеля, с помощью которого и был открыт Уран
Уильям попробовал наблюдать странный объект с разными окулярами, то есть меняя увеличение телескопа на все большее. Чем больше становилось увеличение, тем больше становился диск неизвестного объекта, хотя соседние звезды выглядели по-прежнему.
Озадаченный увиденным, Уильям продолжил наблюдения, и обнаружил, что неизвестное небесное тело обладает собственным движением относительно других звезд. Поэтому он решил, что обнаружил комету, хотя и странно, что у неё нет хвоста, и 17 марта сделал об этом запись в своем журнале.
В письме Королевскому обществу Гершель писал:
В первый раз я наблюдал эту комету с увеличением в 227 раз. Мой опыт показывает, что диаметр звёзд, в отличие от планет, не изменяется пропорционально при использовании линз с большей силой увеличения; поэтому я использовал линзы с увеличением 460 и 932 и обнаружил, что размер кометы увеличивался пропорционально изменению силы оптического увеличения, давая повод предположить, что это не звезда, так как размеры взятых для сравнения звёзд не изменялись. Более того, при большем увеличении, чем позволяла её яркость, комета становилась размытой, плохо различимой, тогда как звёзды оставались яркими и чёткими — как я и знал на основании проведённых мной тысяч наблюдений. Повторное наблюдение подтвердило мои предположения: это действительно была комета.
Как только о странной комете стало известно в кругу астрономов, она привлекла пристальное внимание. Уже в апреле Королевский астроном Невил Маскелайн предположил, что этот объект может быть как кометой, так и планетой, неизвестной ранее. Дальше последовала рутинная работа – наблюдения, вычисление орбиты. И в 1783 году Гершель признал факт, что открытый им странный объект является планетой и назвал её в честь короля Георгом. 11 января 1787 года в один день он открыл еще и пару спутников Урана – Титанию и Оберон. В следующие 50 лет никто не мог их увидеть – не хватало мощности телескопов. Сейчас у Урана известно 27 спутников. Однако открытие Урана стало одним из крупнейших в жизни этого ученого.
Дальнейшая судьба Уильяма Гершеля
За заслуги король Георг III назначил Уильяму Гершелю пожизненную стипендию в 200 фунтов, что по тем временам было немалыми деньгами. С 1782 года он вплотную занялся совершенствованием конструкции телескопов и в 1789 году построил самый большой телескоп в мире – с диаметром зеркала 126 см и фокусным расстоянием в 12 метров.
Крупнейший телескоп, построенный Уильямом Гершелем.
За свою жизнь Гершель сделал немало открытий. Например, раньше считалось, что двойные звезды на самом деле просто так расположены на небе, что кажутся близкими. Гершель доказал, что некоторые из них представляют собой звездные системы. Он первым сделал вывод, что наша галактика Млечный Путь на самом деле плоский звездный диск, а Солнечная система находится внутри него. Ему принадлежит немало других открытий, но это уже совсем другая история.
Стоит заметить, что по сути Уильям Гершель был астрономом-любителем, посвятившим немалую часть своей жизни этой науке. В его честь назван кратеры на Луне, на Марсе, и на Мимасе, и некоторые проекты.
Фотография Урана. Видны кольца.
А что касается Урана, то о нем долгое время было мало что известно. Эта планета внешне не представляет собой ничего примечательного – на нем даже не заметно никаких деталей, просто голубой диск. Однако 1977 году у нее были открыты кольца (еще в 1789 году Гершель утверждал, что видел кольцо Урана, но ему не поверили), а затем космические исследования дали немало новых данных. И оказалось, что Уран – довольно незаурядный мир, способный удивить своих исследователей. Но это – тема отдельной статьи.
Читайте также: