Μελέτες του Ηλιακού Συστήματος, που διεξήχθησαν το τελευταίο τέταρτο του 20ου αιώνα, έδωσαν στην επιστήμη μια σειρά από αναπάντεχες ανακαλύψεις. Με τη βοήθεια νέων ισχυρών οπτικών τηλεσκοπίων αστροφυσικής, οι πυρηνικοί επιστήμονες, οι εκπρόσωποι άλλων κλάδων της επιστήμης και της τεχνολογίας κατάφεραν να αποκτήσουν ανεκτίμητα επιστημονικά δεδομένα σχετικά με τον κοντινό χώρο. Χάρη στις πτήσεις των διαστημικών αυτόματων ανιχνευτών, ενδιαφέροντα στοιχεία για τη σύνθεση και τη δομή του πλανητικού συστήματος του άστρου μας έγιναν γνωστά στην ανθρωπότητα. Τέλος, ο επιστημονικός κόσμος μπόρεσε να πάρει πληροφορίες για το πώς μοιάζει ο πλανήτης Ουρανός, τι αντιπροσωπεύει ο Ποσειδώνας και ποιες είναι οι πραγματικές διαστάσεις του Ηλιακού Συστήματος.
Ο πιο εκπληκτικός πλανήτης του ηλιακού συστήματος
Εξερευνώντας χώρο κοντά στη Γη μέσω ενός τηλεσκοπίου, είναι εύκολο να φτάσουμε σε μια εσφαλμένη άποψη - το ηλιακό σύστημα είναι ο απλούστερος ηλιοκεντρικός μηχανισμός στον οποίο όλα τα άλλα διαστημικά σώματα και αντικείμενα υπακούουν στους γνωστούς νόμους της φυσικής και των μαθηματικών. Στην πραγματικότητα, όλα δεν είναι τόσο απλά όσο φαίνεται με την πρώτη ματιά. Κάθε ουράνιο σώμα στο πλησιέστερο μας χώρο ζει τη ζωή του, έχει τα δικά του χαρακτηριστικά και δεν μοιάζει πολύ με τους γείτονές του. Ένα ζωντανό παράδειγμα αυτού είναι οι χερσαίοι πλανήτες, μεταξύ των οποίων μόνο η Γη και ο Άρης μπορούν, με ένα τέντωμα, να τεθούν σε μια σειρά.
Η κατάσταση είναι παρόμοια με μια άλλη ομάδα πλανητών - γίγαντες του φυσικού αερίου - που κάνουν το τρέξιμο τους γύρω από τον Ήλιο σε έναν εξωτερικό κύκλο. Αν ο Δίας και ο Κρόνος έχουν παρόμοιες αστροφυσικές παραμέτρους και χαρακτηριστικά, τότε ο Ουρανός στο φόντο τους μοιάζει με το "μαύρο πρόβατο". Παρά την εξωτερική ομοιότητα και την ίδια δομή, ο Ουρανός είναι ο μόνος πλανήτης του συστήματος των αστεριών μας, ο οποίος κατέχει μια ασυνήθιστη θέση. Το ειδικό χαρακτηριστικό ενός τέτοιου ουράνιου σώματος όπως ο Ουρανός είναι η ακόλουθη πτυχή. Ο πλανήτης δεν κάνει απλώς μια μετρημένη διαδρομή σε ηλιοκεντρική τροχιά, αλλά κυλά σαν μπιλιάρδο γύρω από τον ήλιο. Με απλά λόγια, ο πλανήτης βρίσκεται απλά στην πλευρά του και κυλά προς την κατεύθυνση της τροχιάς του. Αυτή η συμπεριφορά δεν είναι μόνο τυπική για τους δύο άλλους γίγαντες αερίου του Ηλιακού Συστήματος - Δία και Κρόνο, η θέση του άξονα περιστροφής του Ουρανού σε σχέση με το επίπεδο της τροχιάς του φαίνεται ασυνήθιστη.
Αν μιλάμε για το βαθμό στον οποίο ο ισημερινός του Ουρανού είναι κεκλιμένος στο επίπεδο της τροχιάς του, τότε αυτή η τιμή είναι 97,86⁰. Για παράδειγμα, η Γη και ο Άρης έχουν γωνία κλίσης ίσκωσης στο επίπεδο τροχιάς 23,45 και 25,19 βαθμούς, αντίστοιχα. Ο ισημερινός στον Ερμή και στον Δία είναι σχεδόν κάθετος στο τροχιακό επίπεδο. Ο ουρανός βρίσκεται στο πλάι του και περιστρέφεται ανάδρομος. Μια τέτοια θέση του άξονα φαίνεται από επιστημονική άποψη ως ανοησία, αφού στον έβδομο πλανήτη από τον Ήλιο η αλλαγή της ημέρας και της νύχτας παρατηρείται μόνο σε ένα στενό τομέα του πλανητικού δίσκου. Η ανατολή και το ηλιοβασίλεμα του μακρινού Ήλιου λαμβάνει χώρα στον ορίζοντα του Ουρανού σχεδόν όπως και στα πολικά γεωγραφικά πλάτη της Γης. Λόγω αυτής της θέσης του άξονα περιστροφής του πλανήτη, υπάρχει μια περίεργη στιγμή - η διαφορά στη διάρκεια του ουρανικού έτους στους πόλους και στον ισημερινό. Οι πόλοι του πλανήτη συναντώνται μέρα και νύχτα μία φορά κατά τη διάρκεια των 42 ετών της Γης, αλλά στον ισημερινό το έτος επιμηκύνεται ακριβώς δύο φορές και είναι 84 έτη Γης.
Η θέση του άξονα περιστροφής του πλανήτη και η φύση του μαγνητικού πεδίου του έβδομου πλανήτη. Σε αντίθεση με άλλα ουράνια σώματα του ηλιακού συστήματος, το μαγνητικό πεδίο του Ουρανού περιστρέφεται μαζί με τον ίδιο τον πλανήτη, αλλάζοντας συνεχώς μαγνητικούς πόλους. Με άλλα λόγια, το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη Ουρανός ανοίγει και κλείνει περιοδικά. Εάν συνέβαινε αυτό στη Γη, θα περίμενε κανείς καθημερινά από μια πλανητική καταστροφή.
Ανακάλυψη του έβδομου πλανήτη
Η ιστορία της ανακάλυψης του τρίτου γίγαντα αερίου συνδέεται πλήρως με το όνομα του Άγγλου William Herschel. Το 1781, ο Άγγλος ανακάλυψε ένα νέο ουράνιο σώμα, το οποίο αρχικά ήταν λάθος για έναν κομήτη που επισκέφτηκε το ηλιακό σύστημα. Ωστόσο, μετά από λίγο καιρό, αφού μελέτησαν τα χαρακτηριστικά του αντικειμένου σε τροχιά γύρω από τον ήλιο, ο αστρονόμος William Herschel αποφάσισε να το ταξινομήσει ως τον έβδομο πλανήτη. Αυτό το γεγονός έχει γίνει ορόσημο στην αστρονομία. Για πρώτη φορά με οργανικό τρόπο, ένα άτομο κατόρθωσε να βρει έναν πλανήτη, η ύπαρξη του οποίου ήταν προηγουμένως άγνωστη. Μέχρι τώρα, οι αστρονόμοι βασίστηκαν σε πληροφορίες σχετικά με την ύπαρξη έξι πλανητών, λαμβάνοντας τον Ουρανό σαν αστέρι. Η ιδέα του μεγέθους του ηλιακού συστήματος περιορίστηκε στην τροχιά του Κρόνου.
Ο Άγγλος, ως ανακαλύπτριος, πρότεινε να ονομάσει τον έβδομο πλανήτη προς τιμήν του αγγλικού μονάρχη - "το αστέρι του Γεωργίου". Αυτό το όνομα δεν ταιριάζει στη γεύση των μελών του Βασιλικού Αστρονομικού Παρατηρητηρίου, που αποφάσισαν να δώσουν στον νέο πλανήτη το όνομα Ουρανός, προς τιμήν του αρχαίου ελληνικού θεϊκού συμβόλου της ουράνιας σφαίρας. Στη συνέχεια, όταν ο Herschel παρατηρούσε την κίνηση του Ουρανού, παρατηρήθηκε μια ιδιαιτερότητα της συμπεριφοράς αυτού του ουράνιου σώματος σε τροχιά. Ο έβδομος πλανήτης κινήθηκε άνισα σε τροχιά, τώρα επιταχύνεται και στη συνέχεια επιβραδύνει την κίνηση του. Ήδη μετά το θάνατο του Herschel, άλλοι αστρονόμοι, ο Άγγλος Adams και ο Γάλλος Laverye έκαναν την υπόθεση ότι υπάρχει ένα άλλο μεγάλο ουράνιο σώμα πίσω από τον Ουρανό, η βαρύτητα του οποίου επηρεάζει τη συμπεριφορά του τρίτου γίγαντα αερίου. Μεταγενέστεροι μαθηματικοί υπολογισμοί επιβεβαίωσαν την ορθότητα της παραδοχής, η οποία κατέστησε δυνατή το 1846 να ανοίξει τον τελευταίο, όγδοο πλανήτη του ηλιακού συστήματος, τον Ποσειδώνα.
Έτσι, η ανακάλυψη του Ουρανίου συνεπαγόταν μια αλυσιδωτή αντίδραση στον επιστημονικό κόσμο, η οποία είχε ως αποτέλεσμα την επέκταση των ορίων του πλανητικού συστήματος. Μετά τον Ουρανό, πήραμε τον Ποσειδώνα και τον Πλούτωνα - αντικείμενα που ανακαλύφθηκαν με μαθηματικούς υπολογισμούς.
Αστροφυσικά χαρακτηριστικά: μια σύντομη περιγραφή του πλανήτη Ουρανού
Παρά την εξωτερική ομοιότητα με τους πρώτους δύο γίγαντες αερίου του Ηλιακού Συστήματος, ο έβδομος πλανήτης διαφέρει σημαντικά από τον Δία και τον Κρόνο. Σε αντίθεση με τον Δία και τον Κρόνο, που μπορεί να δει κανείς με ένα τηλεσκόπιο, ο Ουρανός στο φακό μοιάζει με ένα μικρό αστερίσκο. Αυτό οφείλεται στην τεράστια απόσταση που χωρίζει αυτόν τον μακρινό κόσμο από τον πλανήτη μας.
Στον ορίζοντα της Γης, ο τρίτος γίγαντας είναι ελάχιστα αισθητός, που αντιπροσωπεύει ένα αμυδρό αστέρι, του οποίου η φωτεινότητα κυμαίνεται από 5.9 - 5.32. Παρατηρώντας σε ένα τηλεσκόπιο πίσω από ένα μακρινό αστέρι του ανοιχτού μπλε χρώματος, οι αστρονόμοι έχουν αναρωτηθεί πολύ για το χρώμα που είναι ο έβδομος πλανήτης. Οι επιστήμονες έλαβαν την απάντηση στο ερώτημα αυτό μόνο το 1986, όταν το διαστημικό καθετήρα Voyager-2 πέταξε 80 χιλιάδες χιλιόμετρα. από την επιφάνεια ενός μακρινού πλανήτη. Οι εικόνες που προέκυψαν έδειξαν ανοιχτό μπλε χρώμα, με μεταλλική απόχρωση, πλανητικό δίσκο.
Η απόσταση από τον ήλιο είναι κατά μέσο όρο 2 876 679 082 km. Ο ουρανός κάνει μια διαδρομή γύρω από το κέντρο του αστεροειδούς συστήματος σε σχεδόν ελλειπτική τροχιά με ελαφρά εκκεντρότητα (e), η οποία είναι 0,46. Η τροχιακή περίοδος του ουράνιου σώματος γύρω από το κεντρικό αστέρι είναι 30.685 ημέρες γης ή 84 χρόνια. Η ταχύτητα κίνησης αυτού του πλανήτη είναι χαμηλή - μόνο 6,8 χιλιόμετρα ανά δευτερόλεπτο. Μόνο ο Ποσειδός κινείται στο διάστημα με ακόμη χαμηλότερη τροχιακή ταχύτητα - 5,4 km / s.
Αν μιλάμε για το χρόνο που χρειάζεται για να ταξιδέψετε από τη Γη στον τρίτο γιγαντιαίο πλανήτη, μπορείτε να βασιστείτε στα δεδομένα πτήσης της ίδιας αυτόματης μηχανής Voyager 2 που έφτασε στον Ουρανό για σχεδόν 9 χρόνια. Αυτή είναι η μόνη αποστολή που επέτρεψε στους γήινους να πάρουν ιδέες για αυτό το μακρινό αντικείμενο και το περιβάλλον του.
Παρά το μέτριο μέγεθος του στον νυχτερινό ουρανό, στην πραγματικότητα το μέγεθος του Ουρανού είναι εντυπωσιακό. Η διάμετρος του πλανητικού δίσκου αυτού του γίγαντα είναι 50.724 χλμ. Αυτό φυσικά δεν είναι τόσο πολύ όπως στον Δία και τον Κρόνο, των οποίων οι διαμέτρους είναι 140 χιλιάδες χιλιόμετρα και 116 χιλιάδες χιλιόμετρα, αντίστοιχα. Ωστόσο, αυτό είναι αρκετό για τον έβδομο πλανήτη του ηλιακού συστήματος να κρατήσει σταθερά την τρίτη θέση.
Εντυπωσιακός παρατηρητής και η μάζα αυτού του ουράνιου σώματος. Το ουράνιο είναι 14,5 φορές βαρύτερο από τη Γη και ζυγίζει 8,6832 · 1025 kg. Με τη μάζα του, ο ανοιχτόχρωμος γίγαντας χάνει όχι μόνο τον Δία και τον Κρόνο. Ακόμη και ο μακρινός δορυφόρος του Ουρανού, ο πλανήτης Ποσειδώνας, έχει μια μεγάλη μάζα. Η σχετική ελαφρότητα ενός μακρινού ουράνιου σώματος οφείλεται στη σύνθεσή του. Σε αντίθεση με τους άλλους δύο πλανήτες Δία και Κρόνο, όπου ο όγκος αντιπροσωπεύεται από ημι-υγρό και μεταλλοποιημένο υδρογόνο και ήλιο, ο Ουρανός αντιπροσωπεύει μια τεράστια πάγο που έχει ταχύτητα περιστροφής γύρω από τον άξονά της, 2,29 m / s.
Η σύνθεση του έβδομου πλανήτη και της ατμόσφαιράς του
Ο πάγος στον Ουρανό είναι μια ποικιλία τροποποιήσεων υψηλής θερμοκρασίας. Υπάρχει κατεψυγμένη αμμωνία, πάγος νερού και μεθάνιο σε στερεά, παγωμένη κατάσταση. Λόγω της παγωμένης φύσης, ο έβδομος πλανήτης μεταφέρθηκε από τους αστροφυσικούς στην κατηγορία των παγετώνων πάγου. Η πυκνότητα της μπάλας πάγου είναι ασήμαντη, σχεδόν τρεις φορές μικρότερη από την πυκνότητα του πλανήτη Γη και είναι 1,27 g / cm3. Ωστόσο, λόγω της μεγάλης μάζας και των τροχιακών παραμέτρων, οι βαρυτικές δυνάμεις είναι αρκετά ισχυρές στον Ουρανό. Η επιτάχυνση της ελευθέρας πτώσης του γίγαντα του πάγου είναι σχεδόν ίδια με αυτή της γης και ανέρχεται σε 8,87 m / s2.
Περίεργη δομή ενός μακρινού πλανήτη, που μοιάζει με αυτό:
- στερεό πυρήνα πυρήνα?
- μανδύα πάγου;
- φανταστική επιφάνεια?
- χαμηλότερη ατμόσφαιρα (στρατόσφαιρα και τροπόσφαιρα) ·
- πλανητικό στέμμα.
Η επιφάνεια ενός ουράνιου σώματος αντιπροσωπεύεται από ενώσεις υδρογόνου και ηλίου που βρίσκονται σε αέρια κατάσταση. Η ατμόσφαιρα του πλανήτη περιλαμβάνει το μεθάνιο, χάρη στο οποίο ο Ουρανός έχει μια χαρακτηριστική ανοιχτόχρωμη απόχρωση. Η συγκέντρωσή του μειώνεται με το υψόμετρο, όπου, λόγω εξαιρετικά χαμηλών θερμοκρασιών, το μεθάνιο παγώνει, αφήνοντας χώρο για υδρογόνο και ήλιο. Η ακριβής χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας του έβδομου πλανήτη δεν είναι πλήρως γνωστή, αλλά κρίνοντας από το φάσμα, η ατμόσφαιρα είναι κυρίως υδρογόνο, περιέχει επίσης ενώσεις υδρογονανθράκων, οι οποίες είναι αποτέλεσμα της ηλιακής ακτινοβολίας στα μόρια του μεθανίου. Τα στρώματα της ατμόσφαιρας του γίγαντα πάγου διαφέρουν σε πάχος και θερμοκρασία. Το ανώτατο στρώμα είναι η ατμοσφαιρική κορώνα, η οποία εκτείνεται πολύ πέρα από τον πλανήτη σε απόσταση 8.000 χιλιομέτρων. Τα χαμηλότερα στρώματα είναι η στρατόσφαιρα και η τροπόσφαιρα, όπου επικρατούν χαμηλές θερμοκρασίες. Σε υψόμετρο 50-300 χιλιομέτρων. από την επιφάνεια είναι ένα στρώμα σύννεφων που αποτελείται από υδρατμούς, κρυστάλλους αμμωνίας και μεθάνιο. Οι θερμοκρασίες σε αυτό το μέρος φθάνουν στους 227-250 βαθμούς Κελσίου με αρνητικό σήμα.
Συμπέρασμα
Οι πληροφορίες που έχουν σήμερα οι επιστήμονες σχετικά με τον τρίτο γιγαντιαίο πλανήτη είναι εξαιρετικά περιορισμένες. Αυτό οφείλεται στην τοποθεσία του Ουρανού. Οι αστροφυσικοί και οι επιστήμονες επικεντρώθηκαν στη μελέτη του Δία και του Κρόνου και των ακραίων περιοχών του ηλιακού συστήματος. Ο ουρανός, που βρισκόταν στη μέση αυτής της κοινότητας των ουράνιων σωμάτων, ήταν όλη την ώρα εκτός από τα ερευνητικά προγράμματα. Το διαστημικό σκάφος "Voyager 2" έχει γίνει μέχρι στιγμής το μοναδικό πλοίο που έφτασε στην περιοχή ενός μακρινού πλανήτη, παρέχοντας τις πρώτες πληροφορίες ντοκιμαντέρ για τον πλανήτη Ουράνιο, σχετικά με τη σύνθεση της ατμόσφαιρας και του περιβάλλοντος.
Όπως όλοι οι άλλοι γίγαντες αερίου, οι οποίοι έχουν το δικό τους σύστημα ουράνιων σωμάτων, οι επιστήμονες ανακάλυψαν ένα στολίδι ουρανίου - ένα σύστημα δακτυλίων. Ανακαλύφθηκε και δορυφόροι του πλανήτη Ουρανού, που σήμερα υπάρχουν 27 κομμάτια. Με τη βοήθεια του τηλεσκοπίου Hubble το 2005, ήταν δυνατό να εξεταστούν λεπτομερώς οι πέντε μεγαλύτεροι δορυφόροι του Ουρανού - οι Miranda, Ariel, Umbriel, Titania και Oberon. Μια περαιτέρω μελέτη ενός απομακρυσμένου πλανήτη και των δορυφόρων του θα παρέχει πιθανώς νέες και χρήσιμες πληροφορίες στους επιστήμονες, αλλά στο εγγύς μέλλον, οι αποστολές σε αυτό το μέρος του Ηλιακού Συστήματος δεν σχεδιάζονται.
