Planeta Uran - zsp3

Autor: Jakub Adam Galiński
 Uran :
gazowy olbrzym, siódma w kolejności
od Słońca planeta Układu Słonecznego.
Jest także trzecią pod względem wielkości
i czwartą pod względem masy planetą
naszego systemu. Nazwa planety
pochodzi od Uranosa, który był bogiem i
uosobieniem nieba w mitologii
greckiej ojcem Kronosa (Saturna) i
dziadkiem Zeusa (Jowisza). Choć jest
widoczny gołym okiem, podobnie jak pięć
innych planet, umknął uwadze
starożytnych obserwatorów ze względu na
niską jasność i powolny ruch po sferze
niebieskiej. Sir William Herschel ogłosił
odkrycie planety w dniu 13 marca 1781, po
raz pierwszy w historii nowożytnej
rozszerzając znane granice Układu
Słonecznego. Uran to również pierwsza
planeta odkryta przy pomocy teleskopu.
Uran obiega Słońce w odległości prawie
3mld km. Obieg taki zajmuje planecie 84
lata. Obrót wokół własnej osi zajmuje ok.
17 godz. Promień planety wynosi ok.
26200 km
Parametry Fizyczne
Masa Uranu jest 22 razy mniejsza od masy
największej z planet - Jowisza - i ok. 4 razy
większa od masy Ziemi (14,54 masy Ziemi ).
Średnia gęstość materii, z której zbudowana
jest planeta, wynosi 1,2 g/cm3. Planeta
najprawdopodobniej zbudowana jest z
trzech warstw: skalisto - żelaznego jądra,
skupiającego jedną czwartą masy globu,
otoczonego grubym płaszczem lodu
wodnego, metanu i amoniaku, stanowiącym
ok. 65% masy. Pozostała masa to ciekłe i
gazowe warstwy powierzchniowe,
niezauważalnie przechodzące w grubą,
rozległą atmosferę. Obłoki ją budujące to
przede wszystkim wodór (84%), hel,
amoniak i metan. Uran - jako jedyna spośród
planet olbrzymów - nie ma znaczącego
wewnętrznego źródła energii i
wypromieniowuje głównie ciepło otrzymane
od Słońca
Atmosfera
Chociaż Uran nie ma dobrze określonej stałej
powierzchni, najbardziej zewnętrzna część
Urana, która jest dostępna teledetekcji,
nazywana jest atmosferą. Możliwość badań
przy pomocy czujników sond kosmicznych
rozciąga się aż do około 300 km poniżej
umownej powierzchni (poziomu, gdzie
ciśnienie ma wartość 1 bara, czyli 100 kPa),
gdzie panuje ciśnienie około 100 bar (10 MPa)
i temperatura około 320 K. Bardzo
rozrzedzona „korona” atmosfery rozciąga się
na ponad dwa promienie planety ponad
umowną powierzchnię na poziomie 1 bara.
Atmosferę Urana można podzielić na trzy
warstwy: troposferę, na wysokości od −300 do
50 km i w zakresie ciśnień od 100 do 0,1 bar
(10 MPa – 10 kPa); stratosferę, obejmującą
wysokości od 50 do 4000 km i ciśnienia
pomiędzy 0,1 i 10–10 bar (10 kPa – 10 µPa),
oraz termosferę (koronę) rozciągającą się od
4000 km do 50 000 km od powierzchni. Nie
ma tu mezosfery.
Pierścienie
Uran ma rozbudowany system pierścieni
planetarnych, jest to drugi taki system odkryty w
Układzie Słonecznym, po pierścieniach Saturna.
Obecnie znanych jest trzynaście oddzielnych
pierścieni, z których jedenaście jest bardzo
wąskich — mają zaledwie kilka kilometrów
szerokości. Tworzą je cząstki o zróżnicowanych
rozmiarach, od mikrometrów do rzędu metra,
które są znacznie ciemniejsze niż materia
pierścieni Saturna Układ pierścieni jest
prawdopodobnie bardzo młody w skali czasu
istnienia planety; modelowanie dynamiczne
wskazuje, że nie mógł on powstać wraz z Uranem.
Materia pierścieni mogła stanowić kiedyś część
księżyca (lub księżyców), który został zniszczony
przez silne uderzenia innych ciał. Z wielu
fragmentów materii, które powstały w wyniku tych
zderzeń, przetrwały tylko nieliczne, krążące w
ograniczonej liczbie stabilnych stref,
odpowiadających obecnemu położeniu pierścieni
W 1789 William Herschel opisał dostrzeżony przez
siebie pierścień wokół Urana. Ta obserwacja jest
ogólnie uważana za wątpliwą, gdyż pierścienie
planety są dosyć słabe, a przez dwa następne stulecia
żaden inny obserwator nie zdołał ich zaobserwować.
Mimo tych wątpliwości Herschel wykonał opis
dobrze odpowiadający rozmiarowi pierścienia
epsilon, jego nachyleniu w stosunku do obserwatora
na Ziemi, opisał jego czerwonawy kolor i zmiany w
trakcie podróży Urana dookoła Słońca.
Niepowodzenie późniejszych obserwacji może być
skutkiem dynamiki pierścieni, które zmieniają swoją
jasność Pierścienie Urana zostały oficjalnie odkryte
10 marca 1977 przez Jamesa L. Elliota, Edwarda W.
Dunhama i Douglasa J. Minka przy pomocy Kuiper
Airborne Observatory, obserwatorium
promieniowania podczerwonego na pokładzie
samolotu. Odkrycie było nieoczekiwane, uczeni
planowali wykorzystać zakrycie gwiazdy SAO 158687
przez Urana do badania atmosfery planety. Jednak
gdy ich obserwacje zostały przeanalizowane, okazało
się, że gwiazda znikała z pola widzenia krótko pięć
razy zarówno przed, jak i po zakryciu przez samą
planetę. Doszli do wniosku, że wokół planety musi
istnieć system pierścieni. Później wykryte zostały
jeszcze cztery pierścienie. Pierścienie zostały
bezpośrednio sfotografowane, gdy Voyager
2 przeleciał w pobliżu Urana w 1986. Sonda odkryła
również dwa słabe pierścienie, zwiększając łączną
liczbę znanych do jedenastu.
Wewnętrzne pierścienie
Urana – widoczny jest jasny
pierścień epsilon i osiem
innych pierścieni
W grudniu 2005 Kosmiczny Teleskop
Hubble'a wykrył dwa wcześniej nieznane
pierścienie planety. Te nowe pierścienie są
nazywane zewnętrznym układem
pierścieni. Hubble odkrył również dwa małe
księżyce, spośród których Mab dzieli orbitę
z zewnętrznym pierścieniem μ. Nowe
odkrycia zwiększyły liczbę znanych
pierścieni Urana do 13. Pierścienie te zostały
później odnalezione także na zdjęciach
wykonanych przez Voyagera 2. W kwietniu
2006 nowe obrazy systemu pierścieni
uzyskały Teleskopy Kecka, dostarczając
informacji o kolorach pierścieni
zewnętrznych: bardziej oddalony jest
niebieski, a drugi czerwony. Jedną z hipotez
tłumaczących barwę zewnętrznego
pierścienia jest to, że składa się on z
drobnych cząstek lodu wyrzuconych przez
uderzenia mikrometeorytów z powierzchni
Mab, które są wystarczająco małe, aby
rozpraszać światło niebieskie. Natomiast
wewnętrzne pierścienie planety są szare
Pole Magnetyczne
Uran ma trzy razy silniejsze pole
magnetyczne niż Ziemia, ale jego
źródło nie jest znane. Bardzo duże
odchylenie osi magnetycznej od osi
obrotu (prawie 59o) oraz
nietypowość położenia osi rotacji
planety, a także wpływ krążących
wokół niej satelitów, powodują, że
kształt magnetosfery Urana oraz
procesy w niej zachodzące mają
szczególnie skomplikowany
charakter. Długość ogona
magnetosfery jest oceniana na 10
mln km. Pasy radiacyjne wokół
planety są zdominowane przez
jony wodorowe.
Księżyce
Uran ma 27 znanych księżyców. Ich nazwy są
związane z postaciami z dzieł Williama
Szekspira i Alexandra Pope'a Pięć
największych satelitów
to Miranda, Ariel, Umbriel, Tytania i Oberon.
System satelitarny Urana jest najmniej
masywny wśród planet-olbrzymów, łączna
masa pięciu głównych satelitów stanowi mniej
niż połowę masy Trytona. Największy z
księżyców, Tytania, ma promień 788,9 km,
mniejszy niż połowa promienia
ziemskiego Księżyca, ale nieco większy
niż Rea, drugi co do wielkości księżyc Saturna,
co sprawia, że Tytania jest ósmym co do
wielkości księżycem w Układzie Słonecznym.
Ciała te mają stosunkowo małe albedo: od 0,20
dla Umbriela do 0,35 dla Ariela (w świetle
zielonym). Są to księżyce lodowe, złożone z
lodu i skał w mniej więcej równych
proporcjach. Lód może zawierać
dodatek amoniaku i dwutlenku węgla.
Wśród tych satelitów powierzchnia Ariela
wydaje się być najmłodszą (z najmniejszą
liczbą kraterów), a Umbriela – najstarszą.
Miranda posiada kaniony głębokie na
20 kilometrów, warstwy odsłonięte na
kształt tarasów i chaotyczną mozaikę
obszarów o różnym wieku i topografii.
Uważa się, że w przeszłości geologicznej
wnętrze Mirandy było rozgrzewane
przez siły pływowe; miało to miejsce w
czasie, gdy jej orbita była bardziej
ekscentryczna niż obecnie,
prawdopodobnie na skutek
dawnego rezonansu orbitalnego 3:1 z
Umbrielem Procesy rozciągające
powierzchnię, związane z wznoszeniem
się diapirów są prawdopodobną przyczyną
pochodzenia tzw. koron — rozległych
obszarów równoległych szczelin,
przypominających wyglądem tory
wyścigowe Podobnie uważa się, że Ariel w
przeszłości był w rezonansie 4:1 z Tytanią.
Temperatura
Uran posiada dwie strefy.
Strefę zimną czyli odwróconą
od Słońca , która posiada
Temperaturę od -271*C do
–268*C(2 do 5 K)
Strefę ciepłą zwróconą do
Słońca o temperaturze -213*C