Уран кольца и спутники кратко
Обновлено: 05.07.2024
Уран является необычной планетой солнечной системы, а система его спутников и колец совсем не походит на другие планетные системы. Развитие космической техники и мощности телескопов в конце 20 века позволили установить большое количество спутников планеты и сложность состава ее колец. Природа вещества, составляющего кольца, до сих пор не установлена даже предположительно. Астрономы определились только с одним: льда в кольцах планеты крайне мало, что нельзя считать обычным космическим явлением.
Кольца по космическим меркам молоды, но различные группы ученых расходятся на 200 тысяч лет в определении момента их возникновения.
Спутники
Небесные тела, двигающиеся вокруг Урана, отличаются от спутников других планет солнечной системы тем, что в отличие от них названы не в честь героев древнегреческого эпоса, а в честь литературных персонажей английских писателей. Такие названия им присвоили первооткрыватели отец и сын Гершель.
Всего спутников у планеты обнаружено на данный момент 27. Четыре из них были открыты в 18 веке, а пятый спутник, Миранду, открыли в 1948 году.
Список названий спутников Урана
Расположены в списке по степени удалённости от планеты
СПУТНИКИ
Открытие
Внутренние спутники:
Крупные спутники:
Нерегулярные спутники:
Внутренние
Внутренними спутниками считаются те из них, которые летают между Мирандой и самой планетой. Их 13, они все маленького размера. Самый маленький Купидон имеет диаметр в 18 километров. Самый большой Пак обладает диаметром в 162 километра. Эти небесные тела представляют собой темные глыбы.
Массы спутников сильно разнятся: 40% от общей массы имеет Титания, масса Оберона, Умбриэля и Ариэля вместе составляет 23%, все остальные спутники составляют 0,8% от общей массы.
Нерегулярные
Нерегулярными спутниками называют 9 самых удаленных небесных тел. У них эллиптические вытянутые орбиты, по которым они обращаются в направлении, обратном движению планеты. Тогда как остальные 18 небесных тел вращаются в направлении, аналогичном направлению вращения планеты.
Состав спутников
Спутники внутри орбиты Оберона, имеют каменный состав с вкраплениями кусков льда. Состав спутников, вращающихся вне этой орбиты до сих пор неизвестен, но предполагается, что это астероиды, захваченные полем тяготения планеты.
Оберон
В состав массивного Оберона входят соединения метана. По предположениям ученых он имеет горячее ядро и мантию. Поверхность Оберона отличается каньонами и кратерами, возникшими как от бомбардировки астероидами, так и в результате вулканической деятельности.
Титания
Титания представляет собой самое большое небесное тело, вращающееся вокруг планеты, состоящее изо льда с различными соединениями кремния и углерода с азотом. Атмосферы на ней не замечено.
Ариэель
Третий из больших спутников Ариэль содержит большое количество льда, который двигается по поверхности небесного тела, оставляя за собой огромные рифтовые долины.
В целом, состав спутников не сильно отличается от состава небесных тел других планетных систем.
Космическая скорость спутников
Орбитальные скорости урановых небесных тел сильно разнятся. Самая большая скорость у Корделии, она составляет 10,8 км в секунду. Эта величина почти в 2 раза выше скорости движения самой планеты. Самая маленькая скорость у большого Оберона, она равна 3,1 км в секунду.
Неизвестны скорости движения маленьких недавно открытых Пердиты, Калибана, Стефании, Сикораксы, Проспера и Сетебе.
Рассчитать первую космическую скорость для спутника Урана можно, зная радиус и массу спутника, а также гравитационную постоянную. Однако у плохо видимых небесных тел, недавно обнаруженных вокруг планеты, скорость пока рассчитать невозможно из-за отсутствия точных данных по массе и диаметру этих маленьких небесных образований.
Сложность наблюдения за ними не дает надежды на возможность определить их скорости в ближайшие годы.
Кольца планеты
Эти небесные образования были открыты астрономами Эллиотом и Данхэмом в 1977 году. 9 колец были открыты случайно во время наблюдения за затмением планеты с телескопа, установленного на самолете. До этого астрономы о существовании колец Урана не подозревали, они исследовали атмосферу планеты. Хотя первооткрыватель планеты Уильям Гершель предполагал, что ему удалось наблюдать кольца планеты, но астрономическое сообщество тех времен ему не поверило.
Обнаружение колец у еще одной планеты, кроме Сатурна, повысило внимание астрономов в конце 20 века к Урану. Уникальность планетной системы Сатурна была опровергнута. Кольцевые образования этих планет не похожи друг на друга. Общая масса урановых колец небольшая, масса колец Сатурна в тысячу раз больше.
Астрономы делят кольца на три группы:
- 9 основных
- 2 пылевидных
- 2 внешних
Система колец Урана образовалась 800 миллионов лет назад, предположительно, из остаточных элементов спутников, которые после столкновения разрушились. Однако многие астрономы полагают, что кольцевые плоскости еще моложе, они образовались 600 миллионов лет назад. Это разногласие специалистов не позволяет установить точное время возникновения колец. Есть астрономы, считающие, что возраст этих плоскостей всего 100 миллионов лет
9 основных колец похожи на образования, полученные в результате столкновения мелких небесных тел. А пылевидные и внешние кольцевые плоскости на данный момент считаются образованиями загадочной природы. Механизм, удерживающий узкие кольца в их границах астрономам неизвестен. Кольца узкие и плотные находятся на значительном расстоянии друг от друга.
Состав
Тонкие кольцевые образования состоят из частиц пыли. Широкие содержат крупные тела диаметром до 20 метров. Химический состав колец неизвестен. Считается, что они состоят изо льда и темного вещества непонятной пока природы. Это темное вещество очень трудно исследовать даже сверхмощными телескопами. Никаких гипотез о составе колец астрономическое сообщество до сих пор не выдвинуло. Это дело будущих исследований. Имеется предположение нескольких специалистов, что темное вещество состоит из модифицированной органики.
Звук колец
Звуки космоса оказались похожи на земные звуки и вызывают ассоциации со звуками земной природы. Считается, что звуки колец Урана усиливают медитативные практики.
Небесные образования вокруг Урана, недавно обнаруженные, из-за трудностей наблюдения за ними, пока представляют собой загадочные явления и материалы, но даже на этом незаурядном фоне созвучность земным природным мелодиям звуков колец данной планеты является поразительным феноменом.
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.
Седьмая по удаленности от Солнца, третья по величине и четвертая по массе в Солнечной системе — планета Уран. Уран тяжелее Земли в 14,5 раза, однако, он самая легкая из планет-гигантов Солнечной системы.
Как и у других газовых гигантов Солнечной системы, у Урана есть система колец (правда, далекая от великолепия Сатурна)
В отличие от Сатурна и Юпитера, состоящих в основном из водорода и гелия, на Уране отсутствует металлический водород, но зато много льда. Поэтому Уран имеет настолько низкую плотность, что не утонул бы в воде, если бы существовал бассейн, вмещающий этого гиганта.
Внутреннее строение Урана
Водородно-гелиевая атмосфера занимает 20% радиуса Урана. Большую часть планеты (60% от общего радиуса) составляет мантия из различных льдов — водного, аммиачного и метанового. Каменное ядро сравнительно небольшое, с массой приблизительно от 0,55 до 3,7 земной массы и с радиусом в 20% от радиуса планеты.
На Уране минимум облачных полос, завихрений ветра и атмосферных штормов. Там столетиями дуют постоянные ветры. Скорость их доходит до 900 км/ч — такие ветры смели бы все живое с лица земли.
Кто такой Уран?
Открытие первой планеты современной эпохи
Уран стал первой планетой, обнаруженной в современную эпоху. Большинство планет Солнечной системы были известны в древности, некоторые наблюдались еще античными греками 3000— 2500 лет назад. Уран стал первой планетой, обнаруженной после изобретения телескопа. В 1690 г. английский астроном Джон Флемстид впервые наблюдал Уран в телескоп, однако принял его за далекую звезду. И только почти через столетие, в 1781 г., английский астроном Уильям Гершель доказал, что это планета Солнечной системы.
Спутники Урана
На 2018 г. известно о 27 естественных спутниках Урана. Все они делятся на три группы. На средних орбитах вращаются 5 крупнейших лун Урана: Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон. Все они имеют правильную шарообразную форму. Ближе к Урану, в некоторых случаях даже внутри его колец, вращаются 13 лун, называемых внутренними спутниками. Это небольшие бесформенные ледяные глыбы.
Особенность Урана в том, что все его спутники совсем небольшие. Если бы вы могли сложить все их вместе, то они составили бы менее трети массы Ганимеда, спутника Юпитера и самой большой луны Солнечной системы. Для наглядности на картинке представлены крупнейшие спутники Юпитера (вверху) и Урана (внизу).
Уран - седьмая планета от Солнца и третья по размеру планета в Солнечной система после Юпитера и Сатурна. Обладает коллекцией спутников и кольцевой системой.
Интересные факты
- Планета Уран характеризуется ретроградностью, что не сходится с общей направленностью.
- Но некоторые участки направлены прямо к Солнцу и так длится примерно по 42 года. Остальное время отведено на тьму.
- Подобно остальным газовым гигантом, верхний слой Урана представлен водородом с гелием. Но ниже идет ледяная мантия, сосредоточенная над ледяным и скалистым ядром. Верхняя атмосфера – вода, аммиак и кристаллы метанового льда.
- При показателе температуры в -224°C считается самой холодной планетой. Периодически Нептун остывает еще сильнее, но большую часть времени мерзнет Уран. Верхний атмосферный слой укрыт метановой дымкой, скрывающей бури.
- Частички крайне маленькие. Есть 11 внутренних и 2 наружных кольца. Сформировались при крушении древних спутников. Первые кольца заметили лишь в 1977 году, а остальные – на снимках телескопа Хаббл в 2003-2005 гг.
- Все спутники Урана названы по героям Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Самой интересной считается Миранда с ледяными каньонами и странным видом поверхности.
- К Урану в 1986 году наведывался Вояджер-2 на удаленности в 81500 км.
Размер, масса и орбита
При радиусе в 25360 км, объеме – 6.833 × 10 13 км 3 и массе – 8.68 × 10 25 кг, планета Уран в 4 раза крупнее Земли и в 63 раза превосходит её по объему. Но не забывайте, что это газовый гигант с плотностью в 1.27 г/см 3 , поэтому здесь он уступает нам.
Физические характеристики планеты Уран
Уран отличается наибольшим переменным расстоянием от Солнца. По сути дистанция колеблется между 2 735 118 110 км и 3 006 224 700 км. При среднем расстоянии в 3 млрд. км на один орбитальный проход уходит 84 года.
Вращение оси длится 17 часов и 14 минут (столько занимает день на Уране). На верхнем атмосферном слое заметен сильный ветер в сторону вращения. На некоторых широтах массы движутся быстрее и выполняют оборот за 14 часов.
Орбита и вращение планеты Уран
| Афелий | 3 004 419 704 км 20,083 305 26 а. е. |
|---|---|
| Большая полуось | 2 876 679 082 км 19,229 411 95 а. е. |
| Эксцентриситет |
Удивительно то, что эта планета совершает обороты практически на боку. Пока у одних наблюдается небольшой осевой наклон, показатель Урана достигает 98°. Из-за этого планета проходит сквозь кардинальные перемены. На экваторе ночь и день длятся нормально, но на полюсах они охватывают по 42 года!
Состав и поверхность
Планетарная структура представлена тремя слоями: скалистое ядро, ледяная мантия и внешняя оболочка из водорода (83%) и гелия (15%) в газообразном состоянии. Есть еще один важный элемент – 2.3% метанового льда, который влияет на голубой окрас Урана. В составе стратосферы можно найти различные углеводороды, среди которых этан, диацетилен, ацетилен и метилацетилен. На нижнем фото можно внимательно изучить строение Урана.
Внутреннее строение Урана
При помощи спектроскопии обнаружили окись углерода и двуокись углерода в верхних слоях, а также ледяные облака водяного пара и аммиак с сероводородом. Именно поэтому Уран вместе с Нептуном именуют ледяными гигантами.
Ледяная мантия представлена горячей и плотной жидкостью, в составе которой присутствуют вода, аммиак и прочие летучие вещества. Жидкость (водно-аммиачный океан) характеризуется высокой электропроводностью.
Масса ядра достигает всего 0.55 земной, а по радиусу – 20% от общего планетарного размера. Мантия – 13.4 земной массы, а верхний атмосферный слой – 0.5 земной массы.
Плотность ядра – 9 г/см 3 , где давление в центре поднимается до 8 млн. бар, а температура – 5000К.
Спутники
Семья состоит из 27 известных нам спутников Урана, разделенных на крупные, внутренние и нерегулярные. Наибольшими считаются Миранда, Ариэль, Умбриэль, Оберон и Титания. Их диаметр превосходит 472 км, а масса – 6.7 х 10 19 кг для Миранды, а также 1578 км и 3.5 х 10 21 кг у Титании.
Сравнение размеров крупнейших спутников Урана с размером планеты
Есть мнение, что все крупные луны появились в аккреционном диске, который присутствовал вокруг планеты еще долгое время с момента ее формирования. Каждая представлена практически равным соотношение горной породы и льда. Выделяется лишь Миранда, которая почти полностью создана из льда.
У главных спутников нет атмосферы, а орбитальный путь приводит к сильным сезонным колебаниям. Внутренних лун насчитывают 13: Корделия, Офелия, Биянка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Купидон, Белинда, Пердита, Пак и Маб. Все они получили свои имена в честь героев творений Шекспира. На фото продемонстрированы спутники и кольца Урана.
Спутники и кольца Урана
Внутренние спутники обладают прочной связью с кольцевой системой планеты. С диаметром в 162 км Пак считается в этой группе крупнейшей луной и единственная, чей снимок удалось добыть Вояджеру-2.
Все они выступают темными телами. Сформированы из водяного льда с темным органическим материалом. Система лишена стабильности и модели показывают, что может произойти столкновение. Особенное беспокойство вызывают Дездемона и Крессида.
Атмосфера и температура
Атмосфера Урана также делится на слои, определяемые температурой и давлением. Это газовый гигант, поэтому лишен твердой поверхности. Дистанционные зонды способны опускаться до 300 км вглубь.
Можно выделить тропосферу (300 км ниже поверхности и 50 км над ней с давлением в 100-0.1 бар) и стратосферу (50-4000 км и 0.1-10 10 бар).
Зависимость температуры на Уране от высоты атмосферы и давления
Наиболее плотный слой – тропосфера, где нагрев достигает 46.85°C и опускается до -220°C. Верхняя область считается самой морозной в системе. Большая часть ИК-лучей создаются в тропопаузе.
Здесь располагаются облака: водные, ниже идут аммиачные и сероводородные, а сверху – тонкие метановые. В стратосфере температура меняется от -220°C до 557°C, к чему приводит солнечная радиация. На этом слое отмечают этановый смог, создающий внешний вид планеты. Есть ацетилен и метан, которые прогревают этот шар.
По погоде напоминает старших газовых гигантов. Есть полосы, совершающие обороты вокруг планеты. В итоге, ветры разгоняются до 900 км/ч, приводя к масштабным штормам. В 2012 году телескоп Хаббл заметил Темное пятно – гигантский вихрь, простирающийся на 1700 км х 3000 км.
Кольца
Кольца планеты Уран состоят из темных частичек, чей размер от микрометра до доли метра, поэтому их не так легко разглядеть. Сейчас удается выделить 13 колец, среди которых наиболее яркое – эпсилон. Если не считать двух узких, то тянутся в ширину на несколько км.
Это цветное изображение колец Урана было сделано Вояджером 21 января 1986 года, на расстоянии 4.17 млн. км (2.59 млн миль). На этой фотографии видны все 9 его колец
Кольца молодые и сформировались уже после самой планеты. Есть мнение, что выступают частью разрушенной луны (или нескольких). Одно из первых наблюдений за кольцами выполнили Джеймс Эллиот, Джессика Минк и Эдвард Данхем в 1977 году. В период затмения звезды HD 128598 они отыскали 5 формирований.
Кольца появились и на снимках Вояджера-2 в 1986 году. А новые обнаружил уже телескоп Хаббл в 2005 году. Крупнейшее вдвое шире планеты. В 2006 году обсерватория Кека показала кольца в цвете: внешнее – синее, а внутреннее – красное. Остальные кажутся серыми.
История изучения
Уран входит в список пяти планет, которые можно было разглядеть невооруженным глазом. Но это тусклый объект, а орбитальный путь проходит слишком медленно, поэтому древние считали, что перед ними классическая звезда. Ранний обзор принадлежит Гиппарху, указавшему на тело как на звезду в 128 г. до н. э.
Первое точное наблюдение за планетой выполнил Джон Фламстид в 1690-м году. Он заметил ее минимум 6 раз и записал в качестве звезды (34 Тельца). Примерно 20 раз за Ураном следил Пьер Лемоньер в 1750-1769 гг.
Телескоп, при помощи которого Уильям Гершель наблюдал за Ураном
Но лишь в 1781 году Уильям Гершель начал наблюдать за Ураном как за планетой. Правда сам он считал, что смотрит на комету, которая по повадкам смахивает на планетный объект. В итоге, к изучению подключились и другие астрономы, среди которых был Андерс Лекселл. Ему первому удалось определить почти круговую орбиту. Это подтвердил и Иоганн Боде.
В 1783 году Уран официально признали планетой, а Гершель получил 200 фунтов от короля. За это ученый прозвал объект звездой Георга в честь нового покровителя. Но за пределы Великобритании наименование не вышло.
Уран, запечатленный космическим телескопом Хаббл
Современное наименование предложил Иоганн Боде. Это была латинская версия греческого бога неба. Название прижилось и стало официальным в 1850-м году. Ниже представлена карта Урана.
Читайте также: