Атмосферата на Уран: състав. Каква атмосфера има Уран?

Изображенията, получени от сателита Voyager 2 през 90-те, показаха невероятни резултати. Загадъчната зеленикава атмосфера на Уран е всичко, от което се състои тази планета, с изключение на малка каменна метална сърцевина. Фактът, че нашите предци, които принадлежат към откриването на външните планети на Слънчевата система, са били убедени, че те са били всички, като Земята, има повърхност, въздушно прикритие и наземни слоеве. Както се оказа, газовите гиганти са лишени от всичко това, тъй като те са представители на двупластов модел на планетите.

История на откритията и общите данни на планетата

На разстояние от Слънцето Уран е седмата планета. Той е открит от Уилям Хершел в края на 18 век, като за пръв път използва телескоп за астрономически наблюдения. Преди това учените отдавна вярвали, че Уран е само далечна, много ярка звезда. Самият Хершел, отбелязвайки това небесно тяло, първоначално го сравнил с комета, по-късно стигнал до заключението, че това вероятно е друга планета на НС. Разбира се, след потвърждаване на всички наблюдения откритието беше усещане. Въпреки това, по това време никой все още не знае каква атмосфера Уран наистина притежаваше и каква структура имаше. Сега знаем, че орбитата му е една от най-големите в системата. Около Слънцето, планетата се превръща в 84 земни години. Същевременно неговият период на революция около неговата ос е малко над 17 часа. Поради това атмосферата на Уран, която вече се състои от тежки газове, става изключително плътен и упражнява огромен натиск върху ядрото.

История на образуването на атмосферата

Смята се, че външният вид и физическите данни на Уран са повлияни от нейното ядро, както и от процеса на неговото формиране. В сравнение с параметрите на самата планета (25,559 km - екваториален радиус), ядрото е просто миниатюрно. Следователно, той не е източник на енергия или магнитно поле, какъвто е случаят с Юпитер, а също така не загрява достатъчно всички газове, които образуват атмосферата на Уран. Нейният състав, на свой ред, не може да бъде сравнен със състава на Юпитер или Сатурн, въпреки че всички тези планети попадат в една категория. Факт е, че уранът е заобиколен от ледени газове, лед в най-високите му модификации, облаци метан и други тежки елементи. Леки газове като водород и хелий се намират в атмосферата само в малко количество. Има два варианта на този парадокс. Съгласно първото, размерът и гравитационни сили ядрата по време на формирането на SS са били твърде малки, за да привличат леки газове. Второто е, че на мястото, където се е образувал Уран, имаше само тежки химически компоненти, които станаха основата на планетата.

Наличието на атмосферата, нейния състав

Най-напред Уран е изследван подробно едва след пътуването с Voyager 2, което прави снимки с по-висока разделителна способност. Те позволиха на учените да установят точната структура на самата планета, както и нейната атмосфера. Така въздушната обвивка на Уран е разделена на три части:

• Тропосферата е по-дълбока от всички. Налягането тук е в диапазона от 100 до 0,1 бара, а височината на този слой не надвишава 500 км от условното ниво на мантията.
• Стратосферата е слоят на атмосферата, която се намира в средата. Той заема височина от 50 до 4000 км.
• Езосферата. Външната атмосфера на Уран, където налягането има тенденция към нула, а температурата на въздуха е толкова ниска, колкото е възможно.

Във всички тези слоеве, следните газове се съдържат в различни пропорции: хелий, водород, метан, амоняк. Също така има вода под формата на различни модификации на лед и пара. Обаче атмосферата на Уран, чийто състав е сравним с въздушния плик на Юпитер, се характеризира с невероятна студ. Ако въздушните маси се нагорещят до максимум в най-големия газов гигант, те се охлаждат до 50 Kelvin и следователно имат голяма маса.

тропосфера

Най-дълбокият слой на атмосферата сега се изчислява само теоретично, тъй като техниката на земните жители все още не му позволява да достигне до нея. Каменното ядро ​​на планетата е заобиколено от облаци, състоящи се от ледени кристали. Те са тежки и упражняват огромен натиск върху центъра на планетата. Те са последвани от облаци от амониев хидросулфид, след това въздушни образувания от сероводород и амоняк. Най-крайната част на тропосферата е заета от облаци метан, които оцветяват планетата в същия зелен цвят. Температурата на въздуха в тропосферата се смята за най-високата на планетата. Той варира в рамките на 200 K. Поради това някои изследователи смятат, че мантията на планетата образува голям лед слой. Но това е само хипотеза.

стратосфера

Наличието на атмосферата на Уран създава връзки на тежки и леки газове, а техният синтез оцветява планетата в зеленикав оттенък. Всички тези процеси се срещат в средния въздушен слой, където молекулите на амоняка и метана се срещат с хелий и водород. Ледените кристали тук имат много различни модификации, отколкото в тропосферата, благодарение на амоняка, абсорбират всяка светлина, която идва от космоса. Скоростта на вятъра в стратосферата достига 100 m / s, поради което всички облаци бързо променят позицията си в пространството. В стратосферата има Aurora, често се образуват мъгли. Но няма утайки като сняг или дъжд.

exosphere

Първоначално, каква атмосфера Уран, съдейки по външната му черупка. Това е тънка ивица кристализирана вода, която е обвита от силни течения на ветровете и е фокусът най-ниската температура в слънчевата система. Състои се от леки газове (молекулярен водород и хелий), метан, който е в големи количества в по-плътни слоеве, отсъства тук. Скорост на вятъра в exosphere достига 200 м / сек, температурата пада до 49 C. Ето защо планетата Уран, която атмосферата като ледът стана много студено в нашата система, дори и в сравнение с неговите по-далечни съседи - Нептун.

Тайната на магнитното поле на Уран

Всеки знае, че зеленият Уран се завърта около оста си, лежащ отстрани. Учените вярват, че по време на формирането на СС планетата се е сблъскала с астероид или друго космическо тяло, което е променило своето положение, нарушавайки магнитното поле. От оста, която определя северната и южната част на планетата спрямо екватора, магнитната ос се измества с 59 градуса. Това създава, първо, неравномерно разпределение на гравитацията, и второ - неравномерно напрежение в северното и южното полукълбо. Въпреки това най-вероятно това мистериозно положение гарантира присъствието на атмосферата на Уран и нейния уникален състав. Около ядрото се задържат само тежки газове, в средните слоеве - кристализирана вода. Може би ако температурата на въздуха е по-висока тук, Уран ще се превърне в огромен океан, състоящ се от обикновена вода, която е източник на живот.

Уранът абсорбира всичко и всичко наоколо

Както казахме по-горе, атмосферата на Уран е изпълнена с огромно количество метан. Този газ е доста тежък, защото е в състояние да абсорбира инфрачервени лъчи. Тоест, цялата светлина, която идва от Слънцето, от други звезди и планети, докосвайки атмосферата на Уран, се превръща в зеленикава сянка. Напоследък учените са забелязали, че планетата също поглъща чужди газове, които са в космоса, което е парадоксално със слабото си магнитно поле. В средните слоеве на атмосферата, въглероден диоксид и въглероден моноксид. Смята се, че те са били привлечени към планетата от кометите, които минават покрай тях.

Ледни царства на нашата система

Двете най-крайни планети на СС са Уран и Нептун. И двата вида се характеризират със синкави нюанси, като и двата се формират от газове. Атмосферата на Уран и Нептун е практически една и съща, с изключение на пропорциите. Силата на гравитацията и масата на ядрата на двете планети са практически едни и същи. по-ниско слоеве на атмосферата Нептун, подобно на Уран, се образува от кристализирана вода, смесена с метан и сероводород. Тук, близо до ядрото, зимните гиганти се загряват до 200 или повече Келвин, като по този начин формират свои собствени магнитно поле. Атмосферата на Уран и Нептун има същото количество молекулярен водород в състава си - повече от 80%. Външният въздушен слой на Нептун също се характеризира със силни ветрове, но температурата на въздуха тук е малко по-висока - 60 К.

заключение

Присъствието на атмосферата на Уран по принцип гарантира съществуването на тази планета. Въздушният плик е основната съставна част на Уран. Тя се загрява силно в близост до ядрото, но в същото време се охлажда възможно най-много в крайните слоеве. Досега планетата е безжизнена поради липсата на кислород, както и водата в течна форма. Но според прогнозите на изследователите, ако температурата на ядрото започне да се покачва, ледените кристали ще се превърнат в огромен океан, в който могат да се формират нови форми на живот.