Почему нептун и уран называют планетами близнецами кратко
Обновлено: 02.07.2024
Два ледяных гиганта, неторопливо движущиеся по окраинам Солнечной системы. Их владения так далеки от нас - это миры холода и тьмы, откуда Солнце виднеется лишь как яркая звезда. Кажется, будто на нас Уран и Нептун никак не влияют, ведь нас разделяют огромные расстояния. На самом деле, всё в мире взаимосвязано, и обе эти планеты словно часовые, стоящие на страже - их судьба тесно связана с нашей. Раньше их считали скучными планетами - что в них интересного? Это всего лишь газовые шары! Но на самом деле в них может быть ключ к разгадке нашего существования, а сама их история покрыта множеством тайн.
Главная головоломка для учёных - их местоположение в Солнечной системе. Астрономы не знают, как этим двум гигантам удалось вырасти до таких размеров так далеко от Солнца. Согласно общепринятой гипотезе, Солнце образовалось из газопылевого диска 4,5 млрд лет назад. В этом же диске начали формироваться ядра первых твёрдых планет. У планет внутренней Солнечной системы есть пределы в размерах, а чтобы стать планетой-гигантом, нужен газ. Пыл и жар юного Солнца выбрасывал молекулы газа за предел, который астрономы называют линией замерзания - туда, где холодно настолько, что молекулы водорода и гелия могли быть стабильными. Первыми сформировались Юпитер и Сатурн, притянув на себя большое количество газа, и стали солидными газовыми гигантами, но они довольно сильно отличаются от Урана и Нептуна.
Юпитер и Сатурн примерно на 90 % состоят из водорода и гелия (это состав не только самой атмосферы - её верхних слоёв, а всей планеты в целом), а Нептун и Уран - только на 20 % от всей массы планеты. Это говорит о том, что у Урана и Нептуна было меньше времени на сбор водорода и гелия. Кроме этого, они формировались дальше от Солнца, где замерзали другие, более тяжёлые газы. Там, где рождались Уран и Нептун, было много замёрзших аммиака, метана и воды. По большей части эти планеты состоят именно из них. Да, по размерам Уран и Нептун намного меньше Юпитера и Сатурна, но поскольку они формировались из льдов, то у них есть другое преимущество - плотность. Так они и стали ледяными гигантами. А вот и главная проблема - слишком уж они большие. Диск из газа и льда вокруг юной звезды не вечен, и на краю Солнечной системы вещества было намного меньше.
Уран и Нептун вращаются очень медленно, и на такой скорости вещество особо и собрать-то не успеешь для своего "роста". Наблюдения за другими звёздными системами показывают, что планеты таких размеров, как Уран и Нептун, вращаются не на задворках, а очень близко к своей родной звезде - как Меркурий к Солнцу, если не ещё ближе. Учёные полагают, что Уран и Нептун возникли не там, где мы видим их сейчас. Любая планетарная система держится на балансе хрупкого равновесия гравитации, и планеты могут не всегда оставаться на своих местах - они мигрируют.
Одна из причин перемещения планет - гравитационное взаимодействие. Моделирование показало, что в юности Солнечной системы все планеты были ближе друг к другу, а Юпитер и Сатурн могли вытеснить двух ледяных братьев на такое внушительное расстояние от Солнца в своём гравитационном танце. Расположение самих планет тоже могло быть другим: Юпитер, Сатурн, Нептун, Уран. На протяжении миллионов лет ритм этого "гравитационного танца" постепенно ускорялся - газовые гиганты подталкивали друг друга, делая свои орбиты всё более эллиптическими и вытянутыми, и, став в кульминационный момент нестабильными, планеты сошли со своих орбит, причём, Нептун оказался за Ураном.
Больше всех досталось тогда Нептуну: он стал последней большой планетой, а на его пути оказался весь "строительный материал" после формирования Солнечной системы - часть обломков обрушилась на него, а часть он вытолкнул прочь - так и образовался Пояс Койпера - полоса каменных и ледяных обломков сразу за его орбитой.
Но не все обломки "выгнал" мужественный Нептун. Части из них всё-таки удалось пробраться внутрь Солнечной системы, и на защиту уже встал его брат - Уран. Похоже, что какой-то солидный обломок Нептун упустил, причём, это был не просто обломок, а целая планета, размером с Марс, столкнулась с Ураном и перевернула несчастного на бок так, что Уран теперь вращается "лёжа на боку слегка вниз головой": его наклон оси составляет 97,9 ° , поэтому вместе со своими кольцами он похож сейчас на огромную мишень. Учёные полагают, что столкновение было не одно: если бы оно было одним, то подобный удар в нокаут был бы слишком разрушительным. Вместо одного нокаута была "двоечка", как в боксе - оба удара пришлись вскользь, первое столкновение наклонило Уран, а второе уже полностью свалило на бок - вот вам и космический нокаут!
Те далёкие времена, спустя 500 млн лет после зарождения Солнца, - самый опасный период в истории Земли. Этот период называют Поздней тяжёлой бомбардировкой . Почти непрерывно метеориты падали на Землю. Если бы не Уран и Нептун - два мужественных героя, которые приняли на себя основные удары, а также вышвырнули весь основной "мусор", создав Пояс Койпера, Землю бы раскололо на части. Кроме Нептуна и Урана на защиту Земли встали также Юпитер и Сатурн, поэтому до нашей планеты долетели не такие страшные тела - зато эти метеориты, угодившие к нам, приносили вещества, необходимые для формирования жизни. Сейчас исследования показывают, что на метеоритах из внешней Солнечной системы довольно много органики, а она - основа всей жизни. Таким образом, Уран и Нептун не только спасли нашу планету от полного уничтожения, но и пропустили сюда поставщиков жизни, так своим местом под Солнцем мы обязаны именно двум ледяным братьям - Урану и Нептуну.
А вот ещё один любопытный момент: если бы Уран и Нептун не оказались на границе, то Юпитер сделал бы нестабильными орбиты планет внутренней Солнечной системы - орбита Земли была бы вытянутой, эллиптической, и, возможно, Земля бы столкнулась с Венерой или Марсом. Спасли от такой катастрофы опять Уран и Нептун: они "оттащили" Юпитер подальше, на более отдалённую орбиту, поэтому орбиты планет Земной группы смогли стать стабильными, почти круговыми и непересекающимися. Но! Одной силы Урана и Нептуна, всё же, недостаточно, чтобы "оттащить" Юпитер и спасти Землю, даже силы Сатурна не хватит для столь грандиозной задачи. Что же это?
Учёные подставили в свои уравнения ещё одну гипотетическую планету размером с Нептун или Уран, и тогда все сходится: в Солнечной системе была ещё одна планета - это та самая Планета Х, которая как раз по размерам такая же, как Уран или Нептун. Сейчас она где-то в Поясе Койпера, но как она там оказалась? Юпитер просто так не сдался бы: как позволит "Король Солнечной системы" себя "оттащить" с орбиты? У него есть мощное гравитационное поле - сближение с ним чревато последствиями в виде мощного гравитационного "пинка" - Планета Х и стала жертвой Юпитера. Она пожертвовала собой: помогла своей силой ледяным гигантам, Урану и Нептуну, сместить Юпитер с опасной для Земли орбиты, "укротить его", но, похоже, оказалась у него на пути. Земля была спасена Ураном, Нептуном и ещё одним загадочным героем - Планетой Х, которую мы, земляне, просто обязаны теперь найти, ведь Солнечная система стала стабильной и безопасной, такой, какой мы знаем её сегодня!
очевидно почему - они почти одинаковые.
Если Юпитер и Сатурн - в основном водородные, то ваши близнецы - ледяные. В основном - водяной лед.
Более того, недавно пролетало, что есть теория, по которой они в процессе эволюции Солнечной системы поменялись местами (по изотопному составу)
Уран и Нептун примерно в . два раза меньше. Сатурна и почти одинаковы по размерам. Их даже называют "планетами-близнецами". Уран получил имя в честь древнейшего греческого божества, олицетворявшего небо. А Нептун - в честь древнеримского бога моря. Обе эти планеты практически не видны с Земли невооруженным глазом. Уран, первая планета, обнаруженная в новой истории, была открыта случайно В. Гершелем, когда он рассматривал небо в телескоп 13 марта 1781 года; сначала он подумал, что это была комета.
Нептун имеет оттенок лазури, с видимыми вихревыми штормами. Уран обладает нежным бледно-бирюзовым цветом
Уран и Нептун имеют схожее строение: небольшое скалистое ядро окружено мантией из водяного, аммиачного и метанового льда; затем идет газовая атмосфера, состоящая в основном из водорода, гелия и метана; и, наконец, верхняя атмосфера с облаками. Но эта атмосфера не однородна. Считается, что она слоистая, как и любая другая атмосфера в Солнечной системе.
Ирвин и его коллеги проанализировали предыдущие наблюдения за двумя планетами в ближнем инфракрасном диапазоне, чтобы создать новые модели атмосферных слоев.
Как оказалось, обе планеты имеют слой фотохимической дымки. Она появляется, когда ультрафиолетовое излучение Солнца разрушает аэрозольные частицы в атмосфере, образуя дымку. Такой процесс наблюдается и на Венере, Земле, Сатурне, Юпитере, карликовой планете Плутон и спутниках Титана и Тритона.
Исследователи назвали этот слой аэрозоль-2. На обеих планетах он, по-видимому, является источником облаков, которые конденсируются в метановый лед на нижней границе и выпадают вглубь атмосферы. А на Уране этот слой кажется вдвое более плотным, чем на Нептуне, – и именно поэтому две планеты выглядят по-разному.
Ниже слоя аэрозоль-2 находится более глубокий слой дымки, называемый аэрозолем-1, где метан повторно испаряется и повторно осаждает частицы дымки. Эти частицы дымки затем конденсируются в субмикронные кристаллы сероводорода. Спектральная сигнатура этой области соответствует льду и темной дымке.
Неясно, почему слой аэрозоля-2 Нептуна не такой плотный, как у Урана, но исследователи полагают, что атмосфера Нептуна может быть лучше очищена от тумана за счет более эффективного удаления метана, чем Уран.
Они похожи почти как близнецы: практически одинаковые размеры, очень близкие массы и периоды вращения, очень похожий состав, тонкие и слабые кольца. Есть и ещё одна вещь, которая их связывает — история их открытия.
| Уран | Нептун | |
|---|---|---|
| Масса в массах Земли | 15 | 17 |
| Радиус в радиусах Земли | 4,0 | 3,9 |
| Расстояние до Солнца | 19 а. е. | 30 а. е. |
| Период обращения вокруг Солнца | 84 года | 165 лет |
| Период вращения вокруг оси | 17 часов | 16 часов |
| Известные спутники | 27 | 14, крупный — Тритон |
Задача
Конечно, нет! Ведь объём сферического слоя зависит не только от его толщины, но и от радиуса — например, на большой воздушный шар нужно больше резины, даже если толщина шарика одна и та же. (По той же причине, например, на большую коробку потратится больше картона, чем на маленькую коробочку из картона той же толщины.) Можно сравнить объёмы атмосферы и ядра: объём шара пропорционален его радиусу в кубе. Значит, объём ядра равен (1/5) 3 = 1/125 от объёма планеты, а объём атмосферы 1 − (4/5) 3 = (125 − 64)/125 ≈ 1/2 объёма планеты, примерно в 60 раз больше. Если массы равны, то плотность атмосферы во столько же раз меньше.
Спутник Урана Ариэль и его каньоны
И Уран, и Нептун окружены кольцами, но кольца эти слабые и состоят из тёмных частиц — вид совсем не тот, что у Сатурна. По тому, какие они тонкие и какие широкие между ними промежутки (см. фото) похоже, что это останки совсем недавно разрушенных приливными силами маленьких спутников.
Вот и подошло к концу наше путешествие по восьми большим планетам Солнечной системы и их лунам. Но секреты и загадки Солнечной системы на этом, конечно, не кончаются.
Читайте также: