Studien des Sonnensystems, die im letzten Viertel des 20. Jahrhunderts durchgeführt wurden, brachten der Wissenschaft einige überraschende Entdeckungen. Mit Hilfe neuer leistungsstarker optischer Teleskope der Astrophysik konnten Nuklearwissenschaftler, Vertreter anderer Wissenschafts- und Technologiezweige unschätzbare wissenschaftliche Daten aus dem nahen Weltraum erhalten. Dank der Flüge von automatischen Sonden im Weltraum wurden der Menschheit interessante Fakten über die Zusammensetzung und den Aufbau des Planetensystems unseres Sterns bekannt. Schließlich hat die wissenschaftliche Welt Informationen darüber erhalten, wie der Planet Uranus aussieht, was Neptun darstellt und was die wahren Dimensionen des Sonnensystems sind.
Der erstaunlichste Planet des Sonnensystems
Bei der Erkundung des erdnahen Weltraums durch ein Teleskop ist es leicht, zu einer falschen Meinung zu gelangen. Das Sonnensystem ist der einfachste heliozentrische Mechanismus, bei dem alle anderen Weltraumkörper und -objekte den bekannten Gesetzen der Physik und Mathematik gehorchen. In der Tat ist alles nicht so einfach, wie es auf den ersten Blick erscheint. Jeder Himmelskörper in unserem nächsten Raum lebt sein eigenes Leben, hat seine eigenen Eigenschaften und ist seinen Nachbarn nicht sehr ähnlich. Ein anschauliches Beispiel dafür sind die terrestrischen Planeten, unter denen nur die Erde und der Mars mit einer gewissen Länge in einer Reihe angeordnet werden können.
Ähnlich verhält es sich mit einer anderen Gruppe von Planeten - Gasgiganten -, die in einem äußeren Kreis um die Sonne laufen. Wenn Jupiter und Saturn ähnliche astrophysikalische Parameter und Eigenschaften haben, dann sieht Uranus auf ihrem Hintergrund wie das "schwarze Schaf" aus. Trotz der äußeren Ähnlichkeit und der gleichen Struktur ist Uranus der einzige Planet unseres Sternensystems, der eine ungewöhnliche Position einnimmt. Die Besonderheit eines solchen Himmelskörpers wie Uranus ist folgender Aspekt. Der Planet macht nicht nur einen gemessenen Lauf im heliozentrischen Orbit, sondern rollt wie ein Billardball um die Sonne. Einfach gesagt, der Planet liegt einfach auf seiner Seite und rollt in Richtung seiner Umlaufbahn. Dieses Verhalten ist nicht nur für die beiden anderen Gasriesen des Sonnensystems - Jupiter und Saturn - nicht typisch. Die Position der Rotationsachse von Uranus in Bezug auf die Bahnebene erscheint ungewöhnlich.
Wenn wir darüber sprechen, wie weit der Äquator des Uranus zur Ebene seiner Umlaufbahn geneigt ist, dann beträgt dieser Wert 97,86⁰. Zum Beispiel haben die Erde und der Mars einen Neigungswinkel des Äquators zur Orbitalebene von 23,45 bzw. 25,19 Grad. Der Äquator am Merkur und am Jupiter steht nahezu senkrecht zur Umlaufbahnebene. Uranus liegt auf seiner Seite und dreht sich rückläufig. Eine solche Position der Achse erscheint aus wissenschaftlicher Sicht als Unsinn, da bei dem siebten Planeten von der Sonne aus der Tag- und Nachtwechsel nur in einem engen Sektor der Planetenscheibe beobachtet wird. Der Sonnenaufgang und -untergang der fernen Sonne findet am Horizont des Uranus fast genauso statt wie in den polaren Breiten der Erde. Aufgrund dieser Position der Drehachse des Planeten gibt es einen merkwürdigen Moment - den Unterschied in der Dauer des uranischen Jahres an den Polen und am Äquator. Die Pole des Planeten treffen sich einmal während 42 Erdenjahren Tag und Nacht, aber am Äquator verlängert sich das Jahr genau zweimal und beträgt 84 Erdenjahre.
Die Position der Rotationsachse des Planeten und die Art des Magnetfelds des siebten Planeten. Im Gegensatz zu anderen Himmelskörpern des Sonnensystems dreht sich das Magnetfeld von Uranus zusammen mit dem Planeten selbst und ändert ständig die Magnetpole. Mit anderen Worten öffnet und schließt sich das Magnetfeld des Planeten Uranus periodisch. Wenn dies auf der Erde passiert wäre, hätte uns eine planetare Katastrophe jeden Tag erwartet.
Entdeckung des siebten Planeten
Die Geschichte der Entdeckung des dritten Gasriesen hängt vollständig mit dem Namen des Engländers William Herschel zusammen. Im Jahr 1781 entdeckte der Engländer einen neuen Himmelskörper, der ursprünglich für einen Kometen gehalten wurde, der das Sonnensystem besuchte. Nach einiger Zeit, nachdem er die Eigenschaften des Objekts im Orbit um die Sonne untersucht hatte, entschied der Astronom William Herschel, es als siebten Planeten einzustufen. Dieses Ereignis ist zu einem Meilenstein in der Astronomie geworden. Zum ersten Mal gelang es einer Person, einen Planeten zu finden, dessen Existenz bisher unbekannt war. Bis zu diesem Zeitpunkt stützten sich die Astronomen auf Informationen über die Existenz von sechs Planeten und nahmen Uranus als Stern auf. Die Vorstellung von der Größe des Sonnensystems beschränkte sich auf die Umlaufbahn von Saturn.
Der Engländer schlug als Entdecker vor, den siebten Planeten zu Ehren des englischen Monarchen zu nennen - "Georges Stern". Dieser Name entsprach nicht dem Geschmack der Mitglieder des Royal Astronomical Observatory, der sich entschied, dem neuen Planeten den Namen Uranus zu Ehren des altgriechischen göttlichen Symbols der himmlischen Sphäre zu geben. Als Herschel die Bewegung von Uranus beobachtete, wurde eine Besonderheit des Verhaltens dieses Himmelskörpers im Orbit festgestellt. Der siebte Planet bewegte sich ungleichmäßig im Orbit, beschleunigte jetzt und verlangsamte seine Bewegung. Andere Astronomen, der Engländer Adams und der Franzose Laverye, vermuteten bereits nach Herschels Tod, dass sich hinter Uranus ein weiterer großer Himmelskörper befindet, dessen Schwerkraft das Verhalten des dritten Gasriesen beeinflusst. Nachfolgende mathematische Berechnungen bestätigten die Richtigkeit der Annahme, die es 1846 ermöglichte, den letzten, achten Planeten des Sonnensystems, Neptun, zu entdecken.
Die Entdeckung von Uranus hatte daher eine Kettenreaktion in der wissenschaftlichen Welt zur Folge, die zur Erweiterung der Grenzen des Planetensystems führte. Nach Uranus wurden Neptun und Pluto - Objekte durch mathematische Berechnungen entdeckt.
Astrophysikalische Merkmale: eine kurze Beschreibung des Planeten Uranus
Trotz der äußeren Ähnlichkeit mit den ersten beiden Gasriesen des Sonnensystems unterscheidet sich der siebte Planet deutlich von Jupiter und Saturn. Im Gegensatz zu Jupiter und Saturn, die mit einem Teleskop ziemlich gut gesehen werden können, sieht Uranus in der Linse wie ein kleines Sternchen aus. Dies liegt an der enormen Entfernung, die diese entfernte Welt von unserem Planeten trennt.
Am Horizont der Erde ist der dritte Riese kaum wahrnehmbar und stellt einen schwachen Stern dar, dessen Helligkeit im Bereich von 5,9 bis 5,32 liegt. In einem Teleskop hinter einem fernen Stern mit hellblauer Farbe beobachtend, haben sich die Astronomen lange gefragt, welche Farbe der siebte Planet wirklich hat. Die Antwort auf diese Frage erhielten Wissenschaftler erst 1986, als die Weltraumsonde Voyager-2 80.000 Kilometer flog. von der Oberfläche eines fernen Planeten. Die resultierenden Bilder zeigten eine hellblaue, kaum metallische Tönung, eine Planetenscheibe.
Die Entfernung zur Sonne beträgt durchschnittlich 2 876 679 082 km. Uranus läuft um das Zentrum des Sternensystems in einer fast elliptischen Umlaufbahn mit einer leichten Exzentrizität (e) von 0,46. Die Umlaufzeit des Himmelskörpers um den Zentralstern beträgt 30.685 Erdtage oder 84 Jahre. Die Bewegungsgeschwindigkeit dieses Planeten ist gering - nur 6,8 Kilometer pro Sekunde. Nur Neptun bewegt sich mit einer noch niedrigeren Umlaufgeschwindigkeit von 5,4 km / s im Weltraum.
Wenn wir darüber sprechen, wie viel Zeit es braucht, um von der Erde zum dritten Riesenplaneten zu reisen, können Sie sich hier auf die Flugdaten des gleichen automatischen Voyager 2-Geräts verlassen, der fast 9 Jahre nach Uranus geflogen ist. Dies ist bisher die einzige Mission, die es den Erdlingen ermöglichte, sich über dieses entfernte Objekt und seine Umgebung Gedanken zu machen.
Trotz seiner bescheidenen Größe am Nachthimmel ist Uranus in der Tat beeindruckend. Der Durchmesser der Planetenscheibe dieses Riesen beträgt 50.724 km. Dies ist natürlich nicht so wie bei Jupiter und Saturn, deren Durchmesser 140.000 km bzw. 116.000 km betragen. Dies reicht jedoch für den siebten Planeten des Sonnensystems aus, um die dritte Position fest zu halten.
Beeindruckender Beobachter und die Masse dieses Himmelskörpers. Uran ist 14,5 mal schwerer als die Erde und wiegt 8,6832 · 1025 kg. Durch seine Masse verliert der hellblaue Riese nicht nur an Jupiter und Saturn. Selbst der entfernte Satellit Uranus, der Planet Neptun, hat eine große Masse. Die relative Leichtigkeit eines entfernten Himmelskörpers ist auf seine Zusammensetzung zurückzuführen. Im Gegensatz zu den beiden anderen Planeten Jupiter und Saturn, bei denen die Masse durch halbflüssigen und metallisierten Wasserstoff und Helium dargestellt wird, stellt Uranus eine riesige Eiskugel dar, die eine Rotationsgeschwindigkeit von 2,29 m / s um ihre eigene Achse hat.
Die Zusammensetzung des siebten Planeten und seine Atmosphäre
Eis auf Uranus ist eine Vielzahl von Hochtemperaturmodifikationen. Es gibt gefrorenes Ammoniak, Wassereis und Methan in einem festen, vereisten Zustand. Aufgrund der eisigen Natur wurde der siebte Planet von Astrophysikern in die Kategorie der Eisriesen übertragen. Die Dichte der Eiskugel ist unbedeutend, fast dreimal geringer als die Dichte des Planeten Erde und beträgt 1,27 g / cm3. Aufgrund ihrer großen Masse- und Orbitalparameter sind die Gravitationskräfte auf Uranus ziemlich stark. Die Beschleunigung des freien Falls im Eisriesen ist nahezu identisch mit der der Erde und beträgt 8,87 m / s2.
Neugierige Struktur eines fernen Planeten, der so aussieht:
- solider Steinkern;
- Eismantel;
- imaginäre Oberfläche;
- untere Atmosphäre (Stratosphäre und Troposphäre);
- Planetarische Krone.
Die Oberfläche eines Himmelskörpers wird durch Verbindungen von Wasserstoff und Helium dargestellt, die sich in einem gasförmigen Zustand befinden. Die Atmosphäre des Planeten enthält Methan, dank dessen Uranus eine charakteristische hellblaue Färbung aufweist. Seine Konzentration nimmt mit der Höhe ab, wo Methan aufgrund extrem niedriger Temperaturen gefriert und Platz für Wasserstoff und Helium lässt. Die genaue chemische Zusammensetzung der Atmosphäre des siebten Planeten ist nicht vollständig bekannt, aber aus dem Spektrum ist die Atmosphäre hauptsächlich Wasserstoff, sie enthält auch Kohlenwasserstoffverbindungen, die auf Sonnenstrahlung auf Methanmoleküle zurückzuführen sind. Die Schichten der Atmosphäre des Eisriesen unterscheiden sich in Dicke und Temperatur. Die oberste Schicht ist die atmosphärische Corona, die sich bis zu 8.000 km weit über den Planeten erstreckt. Die unteren Schichten sind die Stratosphäre und die Troposphäre, wo niedrige Temperaturen herrschen. In einer Höhe von 50 bis 300 km. Von der Oberfläche ist eine Wolkenschicht aus Wasserdampf, Ammoniakkristallen und Methan. Die Temperaturen erreichen hier 227-250 Grad Celsius mit einer Minus-Marke.
Fazit
Informationen, die Wissenschaftler heute über den dritten Riesenplaneten haben, sind äußerst begrenzt. Dies ist auf den Standort von Uranus zurückzuführen. Astrophysiker und Wissenschaftler konzentrierten sich auf die Erforschung von Jupiter und Saturn und den extremen Regionen des Sonnensystems. Uranus, mitten in dieser Gemeinschaft von Himmelskörpern, war die ganze Zeit außerhalb der Forschungsprogramme. Das Raumschiff "Voyager 2" ist bisher das einzige Schiff, das in die Nähe eines fernen Planeten gelangt ist, und liefert erstmals dokumentarische Informationen über den Planeten Uranus, über die Zusammensetzung seiner Atmosphäre und seiner Umgebung.
Wie alle anderen Gasriesen, die über ein eigenes Himmelskörpersystem verfügen, entdeckten die Wissenschaftler ein Uranornament - ein Ringsystem. Entdeckte und Satelliten des Planeten Uranus, die es heute 27 Stück gibt. Mit Hilfe des Hubble-Teleskops konnten 2005 die fünf größten Satelliten des Uranus detailliert untersucht werden - dies sind Miranda, Ariel, Umbriel, Titania und Oberon. Eine anschließende Untersuchung eines fernen Planeten und seiner Satelliten wird den Wissenschaftlern wahrscheinlich neue und nützliche Informationen liefern. In naher Zukunft sind jedoch keine Missionen in diesen Teil des Sonnensystems geplant.
