Сегодня даже начинающий астроном-любитель может увидеть Уран на небе, не прибегая к помощи телескопа. Конечно, для этого нужно знать, в какую именно сторону смотреть, а также должно повести с погодой, но факт остается фактом — планета видна даже невооруженным глазом. Интересно, что ранее ее принимали за звезду, потом за комету, и только в 19 веке приняли полноправным «членом» Солнечной системы.
История открытия
В отличие от большинства планет, открытых еще во времена античности, Уран был обнаружен только после изобретения телескопа. Официальным первооткрывателем его считается Уильям Гершель, хотя существуют задокументированные данные физика-астронома Джона Флемстида, который в 1690 году описал планету в своих заметках, приняв ее за звезду в созвездии Тельца. Подобные наблюдения проводились и французским астрономом Пьером де Моньер в течение 1750-1769 гг. Но лавры «победителя» все же принадлежат Гершелю, сконструировавшему свой собственный телескоп и подробно изложившему свои предположения относительно новой кометы (так сначала она была определена) в письме Королевскому обществу Великобритании.
Новое небесное тело в «образе» кометы пребывало недолго. Приблизительно в это же время Андрей Лексель, российский астроном, определил, что расстояние от объекта до Земли гораздо больше, нежели от Земли до Солнца, а это дает возможность утверждать о его планетарном происхождении. Версию косвенно подтвердил и немецкий ученый Иоганн Боде, выдвинув мнение, что орбита «движущейся звезды» напоминает, скорее, планетарную, чем кометную. Так, в 1783 году на карте Солнечной системы появилась новая планета, и возник вопрос — как же ее назвать?
Британское астрономическое сообщество предложило Гершелю самому придумать имя, признавая его заслуги перед мировой наукой. Его вариант — Georgium Sidus, что в переводе с латыни означает «Звезда Георга». Свое решение назвать планету в честь короля Георга III ученый мотивировал в письме президенту Королевского общества, Джозефу Банксу. Впоследствии планета была переименована в Уран, в честь греческого бога неба. Кстати, это единственный случай, когда название взято именно из древнегреческой мифологии, а не древнеримской. Официальной датой смены имени считается 1850 год, когда оно было опубликовано в Королевском Морском альманахе.
Секреты цвета
Из космоса Уран выглядит как сине-бирюзовый шар, не меняя своей расцветки ни под каким ракурсом просмотра. Как уже выяснено учеными, атмосфера планеты состоит в большей степени из гелия, водорода и метана. Попадая на поверхность, солнечные лучи распадаются на спектры и частично «гасятся» метаном. Все цвета, начиная от красного и заканчивая оранжевым, поглощаются газами, а сине-зеленая часть отражается обратно в космос. Этим и объясняется неизменный голубоватый оттенок Урана, дающий ему сходство с огромным ледяным «снежком».
Интересно, что если гипотетически представить высадку космического корабля на поверхность планеты, то он бы просто начал «тонуть» в облаках гелия и водорода, поступательно опускаясь к жидкому ледяному ядру. Ступив на «землю», астронавты обнаружили бы всего 89% привычной для себя силы притяжения. И это несмотря на то, что масса Урана в 14,5 раз больше массы Земли.
Путешествие во времени
В отличие от Луны, Марса и Венеры, которые достаточно хорошо изучены не только с Земли, но и посредством запускаемых на них спутников, Уран не может похвастаться слишком пристальным вниманием к своей «персоне». Всему виной большие расстояния, а также физические особенности планеты. Если до ближайших соседей Солнечной системы теоретически (а зачастую сегодня уже и практически) можно добраться за несколько месяцев или лет, то чтобы проложить маршрут до Урана, понадобиться, как минимум, десятилетие. И это при наличии идеальных условий для полета.
Только одному космическому аппарату повезло приблизиться к ледяному гиганту, пролетев мимо него, но не задев атмосферных слоев. Корабль Вояджер-2 был запущен НАСА в августе 1977 года и пробыл в космосе почти 10 лет, пока не достиг своей цели. После этого эксперимента агентство обсуждало возможность повторной попытки полета, но уже другого корабля, Кассини, ранее занятого исследованием Сатурна. Однако идею отложили по техническим причинам.
Так сложилось, что Вояджер-2 подлетел к южному полушарию Урана прямо в разгар лета. Соответственно, и стал свидетелем очень щадящих погодных условий, зафиксировав мягкую атмосферу и разреженность облаков (не более 10%). По иронии судьбы планета получила название самой «скучной» в Солнечной системе, и потребовалось много времени, чтобы опровергнуть это мнение. Только с появлением мощных телескопов, таких как Хаббл, удалось выяснить, что для Урана характерны не только полные «штили», но и экстремальные торнадо, сравнимые по размеру с Северной Америкой.
Температура
Уран является самой холодной планетой Солнечной системы. Среднегодовая температура составляет -224 °С. Учеными выдвигается несколько версий относительно этого явления. Одна из них — отсутствие так называемого внутреннего тепла. В отличие от других планет, Уран выделяет меньше тепла, чем получает от Солнца. Температура его ядра равняется 5000 К, тогда как, например, у Юпитера этот показатель равен 30000 К. Если бы Солнце вдруг «погасло» или исчезло из нашей системы, то в инфракрасном телескопе Уран выглядел бы темным пятном без каких-либо признаков свечения.
Также существует мнение, что суровый температурный режим обусловлен слишком большим наклоном оси планеты на бок. Некоторые исследователи связывают этот факт с массивным столкновением, произошедшим миллионы лет назад. Оно же могло повлиять и на остывание ядра. Малая изученность Урана дает право полагать, что во внутренней структуре планеты проходят некие физические и химические процессы, которые не позволяют теплу высвобождаться, «застревая» в глубине.
Орбита
Чтобы совершить полный оборот по своей орбите, Урану требуется 84 земных года, даже с небольшим хвостиком. Перемещение планеты происходит по эллиптической траектории. Еще один интересный факт — угол осевого наклона, который равен 99%. Для сравнения у Земли этот показатель составляет 23,5%. То есть планета буквально лежит на собственном боку. И если все остальные «собратья» Солнечной системы, обходя Солнце, похожи на юлу (волчок), то Уран можно сопоставить с катящимся увальнем-мячом.
Специфическое положение планеты относительно своей оси влияет и на климатические характеристики. Период «светло» и «темно» составляет по 42 года соответственно. Это значит, что наступления дня нужно ждать почти полвека, равно столько, чтобы и увидеть, как солнце уходит за горизонт в закат. Расстояние от Урана до Земли равняется 2,75 млрд. км, или на языке астрономов — 18,4 астрономических единицы. Это в 18 раз больше, чем дистанция между Землей и Солнцем.
Рекордсмен по спутникам
Уран — настоящий богач по спутникам. На сегодняшний день их число составляет 27 штук, не считая очень маленьких и малоизученных. Самыми первыми и крупными спутниками, открытыми Уильямом Гершелем в 1787 году, стали Обертон и Титания. По стечению ряда обстоятельств «первенцев» назвали в честь персонажей из классической английской литературы. Если говорить более точно, то шекспировского «Сна в летнюю ночь» и произведения Александра Папы «Похищение локона».
Чтоб не нарушать традицию, следующие два спутника, обнаруженные уже Уильямом Ласселом, были также названы в поэтичном стиле — Ариэль и Умбриэль. Далее, смысла в численном обозначении уже не было, и в 1948 году компанию пополнила Миранда. Во время миссии Вояджера-2 были найдены еще 10 спутников, которым даны имена Белинда, Офелия, Дездемона, Джульетта, Крессида, Корделия, Порция, Бианка, Розалинда, Пак. Каждая из перечисленных «красоток» состоит изо льда и камня в разных пропорциях.
Позже, при помощи телескопа Хаббла, астрономы зафиксировали еще несколько спутников, но их размеры оказались настолько малы, что с других наземных обсерваторий просмотр практически невозможен. В поперечном сечении эти «малыши» имеют всего 12-16 км, а расстояние до Земли составляет около 4,8 млрд. км. Интересно, что между Офелией и Мирандой существует целый рой из микроскопических спутников, и до сих пор непонятно, как они умудряются сосуществовать другом с другом без столкновений, находясь в плотном облаке.
Кольца Урана
Долгое время только Сатурн мог похвастаться наличием красивых колец вокруг своей орбиты, но Урану удалось пошатнуть его лидерские позиции. В 1977 году были обнаружены первые два кольца «ледяной» планеты, хотя и не такие яркие, как у Сатурна. Задержки в столь поздней идентификации объясняются несколькими основными причинами. Во-первых, слишком большой удаленность планеты от Земли, а во-вторых, низкой отражательной способностью самих колец.
В 1986 году добавилось еще два кольца, помимо уже имеющихся. И в этом неоценимую помощь оказали данные, полученные с космического аппарата Вояджер-2. Следующие два уже стали результатом работы телескопа Хаббл. Общее количество колец, официально принятых мировым астрономическим сообществом, на сегодня составляет 13 штук. Самое яркое из них называется Эпсилон.
Если провести сравнение колец Сатурна и Урана, то окажется, что по своим химическим и физическим характеристикам они абсолютно разные. Составные частицы сатурновских колец очень малы в диаметре (1-4 метра), тогда как урановские содержат тела до 20 метров в разрезе. Также структура колец Урана содержит не только лед, но и примеси космического мусора и пыли.
Элемент уран — 10 интересных фактов
Интересно, что всем известный химический элемент уран был назван в честь планеты, а не наоборот. Первооткрывателем считается немецкий ученый Мартин Генрих Клапорт, извлекший в 1789 году его из руды. Он же впоследствии открыл цирконий и титан.
- Уран — основной «двигатель» атомной энергетики, так при своем распаде выделяет огромное количество тепла.
- Уран обладает высокой плотностью, превосходя параметры свинца примерно на 70%, но уступая золоту. При этом металл является плохим электрическим проводником, но очень ковкий и пластичный.
- В природе урановая руда имеет серебристо-белый оттенок и глянцевую поверхность. Природные окиси металла использовались в качестве красителя при изготовлении стеклянных витражей и керамической глазури еще в средние века. Есть сведения о практическом применении материала также и в более древние времена.
- Для выработки атомной энергии и оружия используется изотоп урана 235U. Один килограмм 235U способен генерировать 20 терраджоулей энергии, что равносильно сжиганию 1500 т угля.
- Атомная бомба, сброшенная на Хиросиму, содержала ядро урана. Сегодня для производства подобного оружия в большей степени используется плутоний.
- Уран стоит на 38 месте по распространенности природных ресурсов на земле. Почти 33% его добычи сконцентрировано в Казахстане. Также месторождения присутствуют в Канаде, России, Австралии, Намибии.
- Снаряды с урановыми сердечниками использовались в военных кампаниях, начиная с 1991 года, когда США развязали конфликт в Ираке. Тогда на бронетанковые части, базировавшиеся в Кувейте, было сброшено в общей сложности 300 т обедненного урана.
- Дмитрий Менделеев в 1874 году определил место урану в своей таблице. Понятие же радиактивности было открыто Антуаном Беккелем. Именно он определил три типа излучения — альфа-, бета- и гамма-лучей.
- В природе уран существует не только в чистом виде, но и в составе осадочных органических пород и примесях редкозернистых минералов (цирконий, ортит и т.д.).
- Уран способен к самовоспламенению при условии, что находится в порошкообразном виде, а температура воздуха составляет 150-175 °С.