Atmosfera lui Uranus: compoziția. Ce fel de atmosferă are Uranusul?

Imaginile primite de la satelitul Voyager 2 din anii `90 au arătat rezultate uimitoare. Atmosfera misterioasă, verzui, a lui Uran este tot ceea ce constă din această planetă, cu excepția unui mic nucleu de piatră. Adevărul este că strămoșii noștri, care dețin descoperirile planetelor exterioare ale sistemului solar, erau încrezători că ei, ca și Pământul, au o suprafață, un strat de aer și niște straturi subterane. După cum sa dovedit, giganții de gaze sunt privați de toate acestea, deoarece sunt reprezentanți ai unui model de planete cu două straturi.

Istoria descoperirii și a datelor generale de pe planetă

La o distanță de Soare, Uranus este a șaptea planetă. A fost descoperită de William Herschel la sfârșitul secolului al XVIII-lea, pentru prima dată folosind un telescop pentru observații astronomice. Înainte de asta, oamenii de știință au crezut de mult că Uranus era doar o stea foarte îndepărtată, foarte luminată. Herschel însuși, făcând observații despre acest corp ceresc, la comparat inițial cu o cometă, a ajuns mai târziu la concluzia că este posibil o altă planetă a SS. Desigur, după confirmarea tuturor observațiilor, descoperirea a fost o senzație. Cu toate acestea, în acel moment nimeni nu știa încă ce fel de atmosferă a avut Uranus și ce fel de structură avea. Acum știm că orbita sa este una dintre cele mai mari din sistem. În jurul Soarelui, planeta se întoarce timp de 84 de ani. În același timp, perioada de revoluție în jurul axei sale este de peste 17 ore. Din acest motiv, atmosfera Uranusului, care constă deja din gaze grele, devine incredibil de densă și exercită o presiune extraordinară asupra miezului.

Istoria formării atmosferei

Se crede că aspectul și datele fizice ale Uranusului sunt influențate de nucleul său, precum și de procesul de formare a acestuia. În comparație cu parametrii planetei însăși (25.559 km - raza ecuatorică), nucleul este pur și simplu miniatural. În consecință, nu este o sursă de energie sau un câmp magnetic, ca în cazul lui Jupiter și, de asemenea, nu încălzește suficient toate gazele care alcătuiesc atmosfera Uranusului. Compoziția sa, la rândul său, nu poate fi comparată cu compoziția lui Jupiter sau Saturn, deși toate aceste planete intră într-o singură categorie. Faptul este că uraniul este înconjurat de gaze de gheață, gheață în cele mai înalte modificări, nori de metan și alte elemente grele. Gaze ușoare, cum ar fi hidrogenul și heliul, sunt prezente în atmosferă doar într-o cantitate mică. Există două versiuni ale acestui paradox. În conformitate cu primul, dimensiunea și forțele gravitaționale nucleele la momentul formării SS erau prea mici pentru a atrage gaze ușoare. Al doilea este că, în locul unde sa format Uranus, au existat numai componente chimice grele, care au devenit baza planetei.

Prezența atmosferei, compoziția acesteia

Uranus a fost studiat pentru prima oară în detaliu numai după călătoria Voyager 2, care a făcut fotografii cu o rezoluție mai mare. Ei au permis oamenilor de știință să stabilească structura exactă a planetei însăși, precum și atmosfera ei. Astfel, capacul de aer al Uranusului este împărțit în trei părți:

• Troposfera este mai adâncă decât toate. Presiunea aici este în intervalul de la 100 la 0,1 bari, iar înălțimea acestui strat nu depășește 500 km față de nivelul condițional al mantalei.
• Stratosfera este stratul atmosferei care se găsește în mijloc. Are o înălțime cuprinsă între 50 și 4000 km.
• Exosphere. Atmosfera exterioară a Uranusului, unde presiunea tinde la zero, iar temperatura aerului este cât mai scăzută.

În toate aceste straturi, următoarele gaze sunt conținute în diferite proporții: heliu, hidrogen, metan, amoniac. De asemenea, există apă sub formă de diferite modificări de gheață și abur. Cu toate acestea, atmosfera Uranusului, a cărei compoziție este comparabilă cu plicul de aer al lui Jupiter, se caracterizează printr-o răceală incredibilă. Dacă masele de aer sunt încălzite la maxim în cel mai mare gigant de gaze, atunci ele sunt răcite la 50 Kelvin și, prin urmare, au o masă mare.

troposferă

Cel mai adânc strat al atmosferei este acum calculat doar teoretic, deoarece tehnica pământeștilor nu-i permite încă să ajungă la ea. Miezul de piatră al planetei este înconjurat de nori constând din cristale de gheață. Ele sunt grele și exercită o presiune extraordinară asupra centrului planetei. Ele sunt urmate de nori de hidrosulfură de amoniu, apoi formări de aer din hidrogen sulfurat și amoniac. Partea cea mai extremă a troposferei este ocupată de nori de metan, care tunde planeta în aceeași culoare verde. Temperatura aerului din troposferă este considerată cea mai înaltă pe planetă. Acesta fluctuează în limitele a 200 K. Din acest motiv, unii cercetători cred că mantaua planetei formează un strat mare de gheață. Dar aceasta este doar o ipoteză.

stratosferă

Prezența atmosferei Uranus oferă conexiuni de gaze grele și ușoare, iar sinteza lor patează planeta într-o nuanță verzui. Toate aceste procese apar în stratul de aer mediu, unde moleculele de amoniac și metan se întâlnesc cu heliu și hidrogen. Cristalele de gheață au modificări foarte diferite decât în ​​troposferă, datorită amoniacului, absorb orice lumină care provine din spațiu. Viteza vântului în stratosferă atinge 100 m / s, datorită căruia toți norii își schimbă rapid poziția în spațiu. În stratosfera, există aurora, ceață sunt adesea formate. Dar nu există precipitații ca zăpada sau ploaia.

exosferei

Inițial, ce fel de atmosferă Uranus, judecată de cochilia ei exterioară. Aceasta este o fâșie subțire de apă cristalizată, care este înconjurată de curenți puternici de vânturi și se concentrează cea mai scăzută temperatură în sistemul solar. Se compune din gaze ușoare (hidrogen molecular și heliu), metanul, care este în cantități mari în straturi mai dens, lipsește aici. Viteza vântului în exosferei ajunge la 200 m / s, temperatura scade la 49 C. De aceea planeta Uranus, care atmosfera ca gheața a devenit foarte rece în sistemul nostru, chiar și în comparație cu vecinii săi mai îndepărtați - Neptun.

Misterul câmpului magnetic al Uranusului

Toată lumea știe că Uranusul verzuie se rotește în jurul axei sale, situată pe partea sa. Oamenii de știință cred că la momentul formării SS, planeta sa ciocnit cu un asteroid sau cu un alt corp cosmic, care și-a schimbat poziția, distorsionând câmpul magnetic. Din axa care determină nordul și sudul planetei față de ecuator, axa magnetică este deplasată cu 59 de grade. Acest lucru creează, pe de o parte, o distribuție inegală a gravitației și, în al doilea rând, o tensiune inegală în emisfera nordică și cea sudică. Cu toate acestea, cel mai probabil, această poziție misterioasă asigură prezența atmosferei Uranusului și a compoziției sale unice. În jurul miezului sunt reținute numai gaze grele, în straturile medii - apă cristalizată. Poate că, dacă temperatura aerului ar fi fost mai ridicată aici, Uranus ar deveni un ocean uriaș, format din apă obișnuită, care este sursa vieții.

Uraniul absoarbe totul și totul în jur

Așa cum am spus mai sus, atmosfera Uranusului este umplută cu o cantitate imensă de metan. Acest gaz este destul de greu, deoarece este capabil să absoarbă razele infraroșii. Adică, toată lumina care vine de la Soare, de la alte stele și planete, care ating atmosfera Uranusului, se transformă într-o nuanță verzui. Recent, oamenii de stiinta au observat ca planeta, de asemenea, inghite gazele exterioare care sunt in spatiul cosmic, ceea ce este paradoxal cu campul magnetic slab. În straturile medii ale atmosferei, dioxidul de carbon și monoxid de carbon. Se crede că au fost atrași de planetă de la comete care trec.

Regatele de gheață ale sistemului nostru

Cele două planete cele mai extreme ale SS sunt Uranus și Neptun. Ambele se caracterizează prin nuanțe albastre, ambele fiind formate din gaze. Atmosfera Uranus și Neptun este practic aceeași, cu excepția proporțiilor. Forța gravitației și masa nucleelor ​​ambelor planete sunt practic aceleași. inferior straturi ale atmosferei Neptun, ca și Uranus, este format din apă cristalizată amestecată cu metan și hidrogen sulfurat. Aici, în apropierea miezului, giganții de gheață sunt încălziți la 200 sau mai multe Kelvin, formând astfel propriile lor câmp magnetic. Atmosfera Uranus și Neptun are aceeași cantitate de hidrogen molecular în compoziția sa - mai mult de 80%. Stratul exterior al Neptunului este, de asemenea, caracterizat de vânturi puternice, dar temperatura aerului este puțin mai ridicată - 60 K.

concluzie

Prezența atmosferei Uranusului asigură în principiu existența acestei planete. Plicul de aer este principala componentă a Uranusului. Se încălzește puternic lângă miez, dar în același timp se răcește cât mai mult posibil în straturile extreme. Până în prezent, planeta este lipsită de viață din cauza lipsei de oxigen, precum și a apei în formă lichidă. Dar, conform previziunilor cercetătorilor, dacă temperatura nucleului începe să crească, cristalele de gheață se vor transforma într-un ocean uriaș în care se pot forma noi forme de viață.