у какой планеты магнитосфера свернута в штопор

У какой планеты магнитосфера свернута в штопор

Уран — седьмая по счету планета Солнечной системы. Находясь на удалении в 2,8 млрд. км от светила, эта планета является газовым гигантом. Имея радиус экватора 26,6 тыс. км, а массу в 14,6 раза больше земной, Уран мчится по почти круговой орбите, развивая скорость 6,8 км/сек. Плотность планеты в 4,4 раза меньше плотности Земли. Оборот вокруг оси Уран совершает за 17 часов. Но удалённые от экватора области оборачиваются за 14 часов. Получается, что газовая структура поверхности не является единым целым. Она следует своим законам, представляя собой неуправляемую массу.

Строение

Атмосфера

Мельчайшие кристаллы метана в верхних слоях атмосферы придают планете зеленоватый оттенок. Нижние состоят из жидких водорода (83%) и гелия (15%). Под атмосферой жидкая, очень плотная аммиачно-водная мантия.

Точно неизвестно, есть ли у Урана твердое ядро, Большинство ученых полагает, что ядро все таки имеется, и состоит оно из кремния и металлов.

Кольца

Колец у Урана 13. Их не сравнить с великолепными кольцами Сатурна, и имеют они тёмные цвета, поэтому практически невидимы. Открытие их произошло в 1977 году по косвенным признакам – они перекрывали свечение наблюдаемых звёзд.
Кольца не все одинаковы. Средние 11 имеют почти чёрный цвет, а крайние выгодно отличаются от них. Внешнее колечко окрашено в синий колер, а внутреннее в красный. Состоят кольца из каменистых частичек, мельчайших и размерами в несколько метров. Ширина колец от 1 до 10 км, и лишь самое широкое, внешнее, распухло до 96 километров.

Спутники

Всего спутников 27, основными считаются 5. Их состав: лёд (состоящий из аммиака, углекислого газа и метана), перемешанный с горными породами. А обращаются спутники вокруг своего хозяина, повернувшись к нему одной стороной, подобно нашей Луне.

Самый маленький из основных спутников имеет плотность меньше, чем сам Уран. Расстояние до планеты составляет почти 130000 км, при диаметре в 472 км, а облетает он её за 1,41 земных суток. Температура поверхности Миранды — 185°С.

Самый светлый спутник Урана. Это объясняется водяным инеем, покрывающим его поверхность. Ариэль расположен в 191240 км от планеты. Диаметр спутника 1158 км, плотность 1,67 г/см³, и один оборот вокруг Урана совершается за 2,52 дня. Поверхность Ариэля испещрена каньонами глубиной до 10 км и имеет температуру — 215°С.

Это самый тёмный спутник Урана, отстоящий от него на расстояние 266000 км. Его диаметр всего 585 км, а период обращения вокруг планеты 4 суток. На очень тёмной поверхности температура опускается до – 198°С. Плотность Умбриэля 1,4 г/см³. Вся поверхность густо изрыта кратерами. Крупнейший кратер, диаметром 140 км, отличается особой белизной. Считается, что это чистый лёд, до которого смог пробиться ударивший в Умбриэль метеорит.

Самый крупный спутник Урана, имеет диаметр 1 577 км и отстоит от планеты на 436 000 км, оборачиваясь вокруг неё за 8,71 дня. Плотность 1,71 г/см³, а поверхностная температура – 203°С. На Титании очень мало кратеров. Но достаточно каньонов и долин. Некоторые каньоны растянулись на расстояния до 1000 км.

Магнитосфера

В магнитном поле Урана свои особенности. Основная состоит в несоответствии осей вращения и магнитной, сдвиг достигает трети радиуса планеты. Плюс ко всему, магнитная ось наклонена под углом в 60 градусов к оси вращения. Напряжённость магнитного поля тоже не стабильна, в разных областях различная. Помимо главных магнитных полюсов имеются два менее мощных. Сама магнитосфера Урана свёрнута в штопор, тогда как у других планет она вытягивается широкой полосой вслед солнечному ветру. Это обусловлено именно наклоном магнитной оси.

Внутреннее тепло

По температурным показателям Уран самый холодный из газовых гигантов, имея в тропопаузе – 224°C. В тропосфере температура уже 47°C, и чем ниже, тем нагрев всё больше, доходя до 5000°C. Самое любопытное, что в стратосфере, температура растёт, достигая 520°C, и не падает до высоты 50000 км.

Тепловой поток Урана очень низок. Даже похожий на него Нептун излучает в 2,6 раза больше тепловой энергии, чем получает от Солнца. Уран же почти ничего не отдаёт. Возможно, некая прослойка в верхних слоях задерживает внутреннее тепло планеты.

Времена года

Быстрая смена дня и ночи происходит только на экваторе, когда солнце находится низко над горизонтом. Получается, что по 42 года поочерёдно на каждом из полюсов либо день, либо ночь. И лишь в периоды равноденствия, когда Солнце расположено перед экватором, возможны привычные смены дня и ночи.

Климат

Атмосфера Урана необычайно спокойна в сравнении с атмосферами остальных планет-гигантов. «Вояджер-2» обнаружил только 10 полосок облаков на видимом южном полушарии. Скорости ветров на экваторе (тут они направлены против вращения планеты) 50 – 100 м/сек. Удаляясь от экватора к широтам ±20°, ветры утихают, практически обнуляясь. А выше начинается постепенный рост скорости ветра до широт ±60°, где направление их уже прямое. На полюсах ветра почти нет.

Говорить о сезонных изменениях на Уране пока рано, но ясно одно: структура и толщина облаков в некоторые периоды заметно изменяются.

Загадки

Боковое вращение. Это, пожалуй, главная загадка планеты. Почему она лежит на боку? Существует предположение, что в далёкие времена зарождения Солнечной системы Уран столкнулся с протопланетой, положившей его на бок, что изменило направление магнитной оси. Оно же остудило и тепловой поток планеты.

Шеврон. Это загадка Миранды. При обработке снимков со спутника на нём выявилась область правильной формы, почти не атакованная метеоритами. Эта «галочка» размером 140х200 км получила название «шеврон», происхождение его пока неизвестно.

Изучение

Исследования этого гиганта впереди. Единственным космическим аппаратом, посетившим окрестности Урана в 1986 году, стал «Вояджер-2». Он приблизился к нему на расстояние 81 500 км. Была изучена атмосфера, аппарат открыл 10 новых спутников. Стало возможным увидеть ещё два кольца планеты и сфотографировать основные спутники.

Мы узнали о прекрасной зелёно-голубой планете так мало. Но наверняка её тайн и загадок не счесть. Вероятно, ещё не скоро эти тайны откроются исследователям. Но от этого они становятся только желаннее и важнее.

Источник

Уран — седьмая планета Солнечной системы

Уран — седьмая по счету планета Солнечной системы. Находясь на удалении в 2,8 млрд. км от светила, эта планета является газовым гигантом. Имея радиус экватора 26,6 тыс. км, а массу в 14,6 раза больше земной, Уран мчится по почти круговой орбите, развивая скорость 6,8 км/сек. Плотность планеты в 4,4 раза меньше плотности Земли. Оборот вокруг оси Уран совершает за 17 часов. Но удалённые от экватора области оборачиваются за 14 часов. Получается, что газовая структура поверхности не является единым целым. Она следует своим законам, представляя собой неуправляемую массу.

Строение

Атмосфера

Мельчайшие кристаллы метана в верхних слоях атмосферы придают планете зеленоватый оттенок. Нижние состоят из жидких водорода (83%) и гелия (15%). Под атмосферой жидкая, очень плотная аммиачно-водная мантия.

Точно неизвестно, есть ли у Урана твердое ядро, Большинство ученых полагает, что ядро все таки имеется, и состоит оно из кремния и металлов.

Кольца

Колец у Урана 13. Их не сравнить с великолепными кольцами Сатурна, и имеют они тёмные цвета, поэтому практически невидимы. Открытие их произошло в 1977 году по косвенным признакам – они перекрывали свечение наблюдаемых звёзд.
Кольца не все одинаковы. Средние 11 имеют почти чёрный цвет, а крайние выгодно отличаются от них. Внешнее колечко окрашено в синий колер, а внутреннее в красный. Состоят кольца из каменистых частичек, мельчайших и размерами в несколько метров. Ширина колец от 1 до 10 км, и лишь самое широкое, внешнее, распухло до 96 километров.

Схема колец Урана

Спутники

Всего спутников 27, основными считаются 5. Их состав: лёд (состоящий из аммиака, углекислого газа и метана), перемешанный с горными породами. А обращаются спутники вокруг своего хозяина, повернувшись к нему одной стороной, подобно нашей Луне.

Самый маленький из основных спутников имеет плотность меньше, чем сам Уран. Расстояние до планеты составляет почти 130000 км, при диаметре в 472 км, а облетает он её за 1,41 земных суток. Температура поверхности Миранды — 185°С.

Ариэль

Самый светлый спутник Урана. Это объясняется водяным инеем, покрывающим его поверхность. Ариэль расположен в 191240 км от планеты. Диаметр спутника 1158 км, плотность 1,67 г/см³, и один оборот вокруг Урана совершается за 2,52 дня. Поверхность Ариэля испещрена каньонами глубиной до 10 км и имеет температуру — 215°С.

Умбриэль

Это самый тёмный спутник Урана, отстоящий от него на расстояние 266000 км. Его диаметр всего 585 км, а период обращения вокруг планеты 4 суток. На очень тёмной поверхности температура опускается до – 198°С. Плотность Умбриэля 1,4 г/см³. Вся поверхность густо изрыта кратерами. Крупнейший кратер, диаметром 140 км, отличается особой белизной. Считается, что это чистый лёд, до которого смог пробиться ударивший в Умбриэль метеорит.

Самый крупный спутник Урана, имеет диаметр 1 577 км и отстоит от планеты на 436 000 км, оборачиваясь вокруг неё за 8,71 дня. Плотность 1,71 г/см³, а поверхностная температура – 203°С. На Титании очень мало кратеров. Но достаточно каньонов и долин. Некоторые каньоны растянулись на расстояния до 1000 км.ОберонОн меньше Титании – в диаметре 1526 км, и удалён на 582 600 км. Плотность 1,63 г/см³, а температура поверхности – 198°С. Поверхность спутника носит следы интенсивной метеоритной бомбардировки. Крупнейший кратер Гамлет в диаметре достигает 205 км.

Магнитосфера

В магнитном поле Урана свои особенности. Основная состоит в несоответствии осей вращения и магнитной, сдвиг достигает трети радиуса планеты. Плюс ко всему, магнитная ось наклонена под углом в 60 градусов к оси вращения. Напряжённость магнитного поля тоже не стабильна, в разных областях различная. Помимо главных магнитных полюсов имеются два менее мощных. Сама магнитосфера Урана свёрнута в штопор, тогда как у других планет она вытягивается широкой полосой вслед солнечному ветру. Это обусловлено именно наклоном магнитной оси.

Внутреннее тепло

По температурным показателям Уран самый холодный из газовых гигантов, имея в тропопаузе – 224°C. В тропосфере температура уже 47°C, и чем ниже, тем нагрев всё больше, доходя до 5000°C. Самое любопытное, что в стратосфере, температура растёт, достигая 520°C, и не падает до высоты 50000 км.

Тепловой поток Урана очень низок. Даже похожий на него Нептун излучает в 2,6 раза больше тепловой энергии, чем получает от Солнца. Уран же почти ничего не отдаёт. Возможно, некая прослойка в верхних слоях задерживает внутреннее тепло планеты.

Времена года

Ось вращения гиганта наклонена на 98°, поэтому он как бы лежит на боку. Из-за такого расположения к Солнцу обращены попеременно один из полюсов, экватор или средние широты.

Быстрая смена дня и ночи происходит только на экваторе, когда солнце находится низко над горизонтом. Получается, что по 42 года поочерёдно на каждом из полюсов либо день, либо ночь. И лишь в периоды равноденствия, когда Солнце расположено перед экватором, возможны привычные смены дня и ночи.

Климат

Атмосфера Урана необычайно спокойна в сравнении с атмосферами остальных планет-гигантов. «Вояджер-2» обнаружил только 10 полосок облаков на видимом южном полушарии. Скорости ветров на экваторе (тут они направлены против вращения планеты) 50 – 100 м/сек. Удаляясь от экватора к широтам ±20°, ветры утихают, практически обнуляясь. А выше начинается постепенный рост скорости ветра до широт ±60°, где направление их уже прямое. На полюсах ветра почти нет.

Говорить о сезонных изменениях на Уране пока рано, но ясно одно: структура и толщина облаков в некоторые периоды заметно изменяются.

Загадки

Боковое вращение. Это, пожалуй, главная загадка планеты. Почему она лежит на боку? Существует предположение, что в далёкие времена зарождения Солнечной системы Уран столкнулся с протопланетой, положившей его на бок, что изменило направление магнитной оси. Оно же остудило и тепловой поток планеты.

Шеврон. Это загадка Миранды. При обработке снимков со спутника на нём выявилась область правильной формы, почти не атакованная метеоритами. Эта «галочка» размером 140х200 км получила название «шеврон», происхождение его пока неизвестно.

Изучение

Исследования этого гиганта впереди. Единственным космическим аппаратом, посетившим окрестности Урана в 1986 году, стал «Вояджер-2». Он приблизился к нему на расстояние 81 500 км. Была изучена атмосфера, аппарат открыл 10 новых спутников. Стало возможным увидеть ещё два кольца планеты и сфотографировать основные спутники.

Мы узнали о прекрасной зелёно-голубой планете так мало. Но наверняка её тайн и загадок не счесть. Вероятно, ещё не скоро эти тайны откроются исследователям. Но от этого они становятся только желаннее и важнее.

Источник

У какой планеты магнитосфера свернута в штопор

Продолжаем наше виртуальное путешествие по планетам Солнечной системы. Начали мы с Нептуна, как последней из них, а сейчас у нас на очереди седьмая планета от Солнца – Уран. Он находится почти в трех (2,8) миллиардах километров от нашей звезды и представляет собой газовый гигант. Хотя таковыми принято называть только Юпитер и Сатурн, а Нептун и Уран считают ледяными гигантами из-за их удаленности от Солнца. В общем, называйте, как хотите – и так, и этак будет правильно. Уран в 14,6 раз тяжелее Земли, сутки там длятся 17 часов, однако самые дальние от экватора территории оборачиваются вокруг оси планеты за 14 часов. Да, Уран вращается по своим правилам, и об этом мы сегодня тоже поговорим.

Атмосфера

Кстати, на планете имеются и залежи сероводорода, о которых мы уже рассказывали в статье: Чем пахнет Уран.

Атмосфера Урана

Про ядро Урана мало что известно. Ученые даже не могут утверждать, что оно есть. Но если имеется, то, скорее всего, состоит различных металлов и кремния.

Ядро Урана

Кольца

Может, это станет для вас открытием, но у Урана целых 13 колец. Почти все они очень темные, поэтому разглядеть их довольно сложно. Их вообще обнаружили только потому, что они перекрывали свет от звезд, наблюдаемых в 1977 году.

Одиннадцать колец практически черные, а вот оставшиеся два кардинально от них отличаются. Так внешнее кольцо имеет синий цвет (именно его вы обычно видите на картинках), а внутреннее – вообще красный. Также внешнее кольцо самое широкое из всех, поэтому его лучше видно. Его ширина 96 км, в то время как остальные достигают максимум 10.

Схема колец Урана

Спутники

Уран имеет 27 различных спутников, но большая часть из них не представляет интереса. Самых больших пять: Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон. Состоят они в основном изо льда и горных пород. И нет, лед там образуется из застывшего аммиака, метана и CO₂, а не воды. Спутники вращаются вокруг планеты аки наша Луна – поворачиваясь всегда одной стороной.

Магнитосфера

Из-за весьма странного вращения Урана, в его магнитном поле тоже не все так просто. Так как магнитная ось и ось вращения не совпадают, оно слегка сдвинуто и вообще между две оси наклонены друг к другу под углом в 60 градусов. У планеты четыре магнитных полюса: два основных и два маломощных. Так как магнитная ось находится под наклоном, то сама магнитосфера сворачивается в штопор. Для сравнения: у всех остальных планет она вытягиваются по солнечному ветру ровной полосой.

Магнитосфера

Температура

Сам по себе Уран излучает крайне мало тепловой энергии, в 2,6 раза меньше, чем тот же Нептун. Почти всю энергию, что планета получает от Солнца, она оставляет внутри себя. Почему так происходит, доподлинно неизвестно, но, возможно, где-то в верхних слоях планеты имеется какая-то прослойка, которая и задерживает тепло.

Смена дня и ночи

Напоминаю, что планета буквально лежит на боку. Ну ладно, не совсем буквально, мы же говорим о космосе, где понятие верха и низа не то что бы очень уместны. Ось вращения Урана наклонена на 98 градусов, поэтому каждая часть его поворачивается к звезде по очереди.

Что мы из этого имеем? Что более ли менее нормальная смена дня и ночи здесь происходит только на экваторе, и то лишь в период равноденствия, когда Солнце находится перед ним. А на полюсах время суток не меняется целых 42 года. Сначала четыре десятка лет длится день, потом столько же ночь.

Климат

Если сравнивать климат Урана и других гигантов Солнечной системы, то здесь все относительно спокойно, без резких смен температуры. Ветра здесь направлены в противоположную от вращения планеты сторону и не достигают скорости больше 100 м/с, и то только на экваторе. Приближаясь к полюсам, они практически полностью затихают.

Нельзя точно сказать, как конкретно изменяются времена года на Уране, потому что такие исследования еще впереди. Но исходя из тех данных, что у нас уже есть, можно заявить, что толщина облаков и структура планеты все-таки меняются в определенные периоды.

Загадки

Если вы дочитали до этого места, то должны были уже догадаться, что самой большой загадкой Урана является вопрос: «С какого перепуга планета лежит на боку?». Доподлинно не известно, но предположение, конечно же, есть. Оно говорит о том, что когда-то давно, в процессе зарождения всей нашей системы, Уран столкнулся с какой-то протопланетой, которая и положила его на бок, изменив направленность магнитной оси и снизив тепловой поток. Это предположение могло бы ответить на практически все вопросы, касательно Урана, но вряд ли мы когда-либо узнаем, как оно все было на самом деле.

Вторая главная загадка касается его спутника Миранды. На снимках отчетливо видна область, практически не тронутая метеоритами. Эту «галочку», размером 140х200 км, легко рассмотреть на фото. Ей дали название «Шеврон», но откуда она появилась, пока никто не знает.

Шеврон

Каким было бы путешествие на Уран

Но если вы все-таки сумеете это все преодолеть, то помните о том, что там наверху дико смердит тухлыми яйцами из-за концентрации сероводорода. Хотя вряд ли вы бы в здравом уме вообще подумали «подышать» там без скафандра.

Источник

Магнитный штопор

Мы уже неоднократно упоминали о той огромной роли, которую сыграли «Вояджеры» в изучении планет. Например, мало того что «Вояджер-2» передал уникальную информацию об атмосфере Урана, не менее поразительные сведения астрономы получили от него и о магнитосфере этой планеты. А сведения действительно уникальные: ведь Уран, в очередной раз демонстрируя свою исключительность, заимел сразу четыре магнитные полюса – два главных и два второстепенных.

Но кроме двух пар магнитных полюсов, есть у магнитосферы Урана и другие уникальные особенности. Чтобы лучше понять, в чем они заключаются, стоит, видимо, немного подробнее остановиться на этом явлении.

Так вот, как показывают исследования, у всех планет Солнечной системы форма магнитных полей в общем-то одинаковая: силовые линии выходят из одного магнитного полюса, огибают планету на некотором расстоянии от ее поверхности и входят в другой магнитный полюс. То есть, если говорить аналогиями, планету окружает своеобразный магнитный кокон. Правда, форма его асимметрична. Связано это с тем, что поток заряженных частиц, прилетающих от Солнца, сталкивается с магнитосферой, «сдавливая» ее со стороны, обращенной к Солнцу. С противоположной же стороны на огромное расстояние от планеты вытягивается огромной длины магнитный хвост, или шлейф. Например, у Земли он имеет длину около 5 миллионов километров.

Исследовательский аппарат «Вояджер-2»

Отличия же между магнитными коконами планет сводятся главным образом к их геометрическим размерам, которые в свою очередь, зависят от напряженности магнитных полей.

Магнитосфера же Урана имеет две уникальные особенности. Так, центр магнитного кокона на целых 60 градусов сдвинут в сторону от оси вращения планеты. То есть стрелка компаса на Уране будет «смотреть» не на север, а на магнитный полюс. Это значит, что если бы аналогичная ситуация была на Земле, то стрелка компаса указывала бы на Канарские острова. Кроме того, магнитное поле на Уране очень изменчиво: его напряженность варьирует от одной области к другой.

Кроме того, образование магнитного поля Урана происходит не в ядре планеты, а в более близких к поверхности областях, то есть в жидком аммиаке, который находится между ядром и атмосферой. Именно в этой среде и формируются магнитные силовые линии, обволакивающие планету, как кокон гусеницу.

Все эти особенности в структуре магнитного поля Урана приводят к тому, что магнитный шлейф, протянувшийся от планеты к внешним границам Солнечной системы на расстояние в 10 миллионов километров, внешне похож на длинный штопор. Взаимное вращение планеты и ее магнитного поля, сильно наклоненного к оси ее вращения, закручивает силовые линии вдоль хвоста, как волосы в женской косе.

Увидеть это уникальное образование земной наблюдатель не может. Однако если бы человек имел «магнитное зрение», он без особых проблем даже невооруженным глазом смог бы наблюдать на ночном небе этот гигантский объект. Тем более что и размеры его немаленькие: почти в половину Луны…

Источник