Gli studi sul Sistema Solare, condotti nell'ultimo quarto del XX secolo, hanno dato alla scienza una serie di sorprendenti scoperte. Con l'aiuto di nuovi potenti telescopi ottici dell'astrofisica, scienziati nucleari, rappresentanti di altri rami della scienza e della tecnologia sono stati in grado di ottenere preziosi dati scientifici sullo spazio vicino. Grazie a voli di sonde automatiche spaziali, fatti interessanti sulla composizione e la struttura del sistema planetario della nostra stella divennero noti all'umanità. Infine, il mondo scientifico è riuscito a ottenere informazioni su come appare il pianeta Urano, cosa rappresenta Nettuno e quali sono le vere dimensioni del Sistema Solare.
Il pianeta più straordinario del sistema solare
Esplorando lo spazio vicino alla Terra attraverso un telescopio, è facile arrivare a un'opinione errata: il sistema solare è il più semplice meccanismo eliocentrico in cui tutti gli altri corpi e oggetti spaziali obbediscono alle leggi conosciute della fisica e della matematica. In realtà, tutto non è così semplice come sembra a prima vista. Ogni corpo celeste nel nostro spazio più vicino vive la propria vita, ha le sue caratteristiche e non assomiglia molto ai suoi vicini. Un vivido esempio di ciò sono i pianeti terrestri, tra i quali solo la Terra e Marte possono, con un tratto, essere messi in una riga.
La situazione è simile ad un altro gruppo di pianeti - giganti gassosi - che si muovono attorno al Sole in un cerchio esterno. Se Giove e Saturno hanno parametri e caratteristiche astrofisici simili, allora Urano sullo sfondo sembra la "pecora nera". Nonostante la somiglianza esterna e la stessa struttura, Urano è l'unico pianeta del nostro sistema stellare, che occupa una posizione insolita. La caratteristica specifica di un corpo celeste come Urano è il seguente aspetto. Il pianeta non esegue solo una corsa misurata in orbita eliocentrica, ma rotola come una palla da biliardo intorno al sole. In poche parole, il pianeta giace semplicemente su di un lato e rotola nella direzione della sua orbita. Questo comportamento non è solo tipico degli altri due giganti gassosi del Sistema Solare - Giove e Saturno, la posizione dell'asse di rotazione di Urano rispetto al piano della sua orbita appare insolita.
Se parliamo di quanto l'equatore di Urano è inclinato rispetto al piano della sua orbita, allora questo valore è 97,86⁰. Ad esempio, la Terra e Marte hanno un angolo equatoriale di inclinazione al piano orbitale di 23,45 e 25,19 gradi, rispettivamente. L'equatore di Mercurio e di Giove è quasi perpendicolare al piano orbitale. Urano giace su un fianco e ruota in senso retrogrado. Una tale posizione dell'asse guarda da un punto di vista scientifico come un'assurdità, poiché nel settimo pianeta dal Sole, il cambiamento del giorno e della notte si osserva solo in un settore ristretto del disco planetario. L'alba e il tramonto del Sole distante si svolgono all'orizzonte di Urano quasi quanto nelle latitudini polari sulla Terra. A causa di questa posizione dell'asse di rotazione del pianeta, c'è un momento curioso - la differenza nella durata dell'anno ucraino ai poli e all'equatore. I poli del pianeta si incontrano giorno e notte una volta durante 42 anni terrestri, ma all'equatore l'anno è allungato esattamente due volte ed è 84 anni terrestri.
La posizione dell'asse di rotazione del pianeta e la natura del campo magnetico del settimo pianeta. A differenza di altri corpi celesti del sistema solare, il campo magnetico di Urano ruota insieme al pianeta stesso, cambiando continuamente i poli magnetici. In altre parole, il campo magnetico del pianeta Urano si apre e si chiude periodicamente. Se ciò accadesse sulla Terra, ci saremmo aspettati ogni giorno da una catastrofe planetaria.
Scoperta del settimo pianeta
La storia della scoperta del terzo gigante gassoso è interamente legata al nome dell'inglese William Herschel. Nel 1781, l'inglese scoprì un nuovo corpo celeste, originariamente scambiato per una cometa che visitava il sistema solare. Tuttavia, dopo qualche tempo, dopo aver studiato le caratteristiche dell'oggetto in orbita attorno al sole, l'astronomo William Herschel ha deciso di classificarlo come il settimo pianeta. Questo evento è diventato un punto di riferimento in astronomia. Per la prima volta in modo strumentale, una persona è riuscita a trovare un pianeta, la cui esistenza era precedentemente sconosciuta. Fino a questo punto, gli astronomi facevano affidamento sulle informazioni sull'esistenza di sei pianeti, prendendo Urano come una stella. L'idea della dimensione del sistema solare era limitata all'orbita di Saturno.
L'inglese, come scopritore, propose di nominare il settimo pianeta in onore del monarca inglese - "la stella di George". Questo nome non si addiceva al gusto dei membri del Royal Astronomical Observatory, che decisero di dare al nuovo pianeta il nome di Urano, in onore dell'antico simbolo divino greco della sfera celeste. Successivamente, quando Herschel osservò il movimento di Urano, fu notata una particolarità del comportamento di questo corpo celeste in orbita. Il settimo pianeta si stava muovendo in modo non uniforme in orbita, ora accelerando, rallentando poi il suo movimento. Già dopo la morte di Herschel, altri astronomi, l'inglese Adams e il francese Laverye presero l'esistenza di un altro grande corpo celeste dietro ad Urano, la cui gravità influisce sul comportamento del terzo gigante gassoso. Successivi calcoli matematici confermarono la correttezza dell'assunzione, che rese possibile nel 1846 scoprire l'ultimo ottavo pianeta del sistema solare, Nettuno.
Quindi, la scoperta di Urano ha comportato una reazione a catena nel mondo scientifico, che ha portato all'espansione dei confini del sistema planetario. Seguendo Urano, abbiamo Nettuno e Plutone, oggetti scoperti con calcoli matematici.
Caratteristiche astrofisiche: una breve descrizione del pianeta Urano
Nonostante la somiglianza esterna con i primi due giganti gassosi del Sistema Solare, il settimo pianeta è significativamente diverso da Giove e Saturno. A differenza di Giove e Saturno, che possono essere ben visti con un telescopio, Urano nella lente sembra un piccolo asterisco. Ciò è dovuto all'enorme distanza che separa questo lontano mondo dal nostro pianeta.
All'orizzonte della Terra, il terzo gigante è appena percettibile, rappresentando una stella debole, la cui luminosità varia nell'intervallo di 5,9 - 5,32 magnitudini. Osservando in un telescopio dietro una stella lontana di colore celeste, gli astronomi si sono chiesti a lungo di che colore sia realmente il settimo pianeta. Gli scienziati hanno ricevuto la risposta a questa domanda solo nel 1986, quando la sonda spaziale Voyager-2 ha volato per 80 mila chilometri. dalla superficie di un pianeta lontano. Le immagini risultanti mostravano un blu pallido, con una sfumatura appena metallica, un disco planetario.
La distanza dal Sole è in media 2 876 679 082 km. Urano fa una corsa intorno al centro del sistema stellare in un'orbita quasi ellittica con una leggera eccentricità (e), che è 0,46. Il periodo orbitale del corpo celeste attorno alla stella centrale è di 30.685 giorni terrestri o 84 anni. La velocità di movimento di questo pianeta è bassa, solo 6,8 chilometri al secondo. Solo Nettuno si muove nello spazio con una velocità orbitale ancora più bassa - 5,4 km / s.
Se parliamo di quanto tempo ci vuole per viaggiare dalla Terra al terzo pianeta gigante, qui puoi fare affidamento sui dati di volo della stessa macchina Voyager 2 che è volata su Urano per quasi 9 anni. Questa è finora l'unica missione che ha permesso ai terrestri di avere idee su questo oggetto distante e sui suoi dintorni.
Nonostante le sue dimensioni modeste nel cielo notturno, in realtà le dimensioni di Urano sono impressionanti. Il diametro del disco planetario di questo gigante è 50.724 km. Questo naturalmente non è tanto come in Giove e Saturno, i cui diametri sono rispettivamente di 140 mila km e 116 mila km. Tuttavia, questo è abbastanza per il settimo pianeta del sistema solare per mantenere saldamente la terza posizione.
Osservatore impressionante e la massa di questo corpo celeste. L'uranio è 14,5 volte più pesante della Terra e pesa 8.6832 · 1025 kg. Con la sua massa, il gigante blu pallido perde non solo su Giove e Saturno. Anche il satellite distante di Urano, il pianeta Nettuno, ha una grande massa. La relativa leggerezza di un corpo celeste distante è dovuta alla sua composizione. A differenza degli altri due pianeti Giove e Saturno, dove la massa è rappresentata da idrogeno semiliquido e metallizzato ed elio, Urano rappresenta un'enorme palla di ghiaccio, che ha una velocità di rotazione attorno al proprio asse di 2,29 m / s.
La composizione del settimo pianeta e la sua atmosfera
Ice on Uranus è una varietà di modifiche alle alte temperature. Ci sono ammoniaca congelata, acqua ghiacciata e metano in uno stato solido e ghiacciato. A causa della natura gelida, il settimo pianeta fu trasferito dagli astrofisici alla categoria dei giganti del ghiaccio. La densità della palla di ghiaccio è insignificante, quasi tre volte inferiore alla densità del pianeta Terra ed è 1,27 g / cm3. Tuttavia, a causa della sua grande massa e dei parametri orbitali, le forze gravitazionali sono abbastanza forti su Urano. L'accelerazione della caduta libera nel gigante di ghiaccio è quasi identica a quella della terra e ammonta a 8,87 m / s2.
Struttura curiosa di un pianeta lontano, che assomiglia a questo:
- nucleo in pietra solida;
- manto di ghiaccio;
- superficie immaginaria;
- atmosfera inferiore (stratosfera e troposfera);
- corona planetaria.
La superficie di un corpo celeste è rappresentata da composti di idrogeno ed elio, che sono allo stato gassoso. L'atmosfera del pianeta include il metano, grazie al quale Urano ha una caratteristica tonalità blu pallido. La sua concentrazione diminuisce con l'altitudine, dove, a causa delle temperature estremamente basse, il metano si congela, lasciando spazio all'idrogeno e all'elio. L'esatta composizione chimica dell'atmosfera del settimo pianeta non è completamente nota, ma a giudicare dallo spettro, l'atmosfera è principalmente idrogeno, contiene anche composti di idrocarburi, che sono il risultato della radiazione solare su molecole di metano. Gli strati dell'atmosfera del gigante del ghiaccio si differenziano per spessore e temperatura. Lo strato più in alto è la corona atmosferica, che si estende ben oltre il pianeta fino a una distanza di 8.000 km. Gli strati inferiori sono la stratosfera e la troposfera, dove prevalgono le basse temperature. Ad un'altitudine di 50-300 km. dalla superficie è uno strato di nuvole costituito da vapore acqueo, cristalli di ammoniaca e metano. Le temperature in questo luogo raggiungono 227-250 gradi Celsius con un segno meno.
conclusione
Le informazioni che gli scienziati hanno oggi sul terzo pianeta gigante sono estremamente limitate. Ciò è dovuto alla posizione di Urano. Astrofisici e scienziati si sono concentrati sullo studio di Giove e Saturno e delle regioni estreme del sistema solare. Urano, situato nel mezzo di questa comunità di corpi celesti, per tutto il tempo era fuori dalla vista dei programmi di ricerca. L'astronave "Voyager 2" è finora l'unica nave ad aver raggiunto la vicinanza di un pianeta lontano, fornendo le prime informazioni documentarie sul pianeta Urano, sulla composizione della sua atmosfera e dell'ambiente.
Come tutti gli altri giganti gassosi, che hanno il loro sistema di corpi celesti, gli scienziati hanno scoperto un ornamento di uranio - un sistema di anelli. Scoperti e satelliti del pianeta Urano, che oggi ci sono 27 pezzi. Con l'aiuto del telescopio Hubble nel 2005, è stato possibile esaminare in dettaglio i cinque maggiori satelliti di Urano: Miranda, Ariel, Umbriel, Titania e Oberon. Uno studio successivo su un pianeta lontano e sui suoi satelliti fornirà probabilmente nuove e utili informazioni agli scienziati, ma nel prossimo futuro non sono previste missioni in questa parte del Sistema Solare.
