Уран

УРА́Н – седьмая по удалённости от Солнца планета Солнечной системы.

Уран как планета Солнечной системы

Основной источник раздела: Большая российская энциклопедия

История открытия и исследования

Уран (фото телескопа Хаббла, 2005).

Открыт в 1781 У. Гершелем, но лишь в 1783 было подтверждено, что обнаруженный объект является планетой, а не кометой, как считалось ранее. Тогда же П. С. Лаплас рассчитал параметры орбиты Урана.

Название «Уран», заимствованное из греческой мифологии, закрепилось за планетой лишь к 1850 г.

Видимая звёздная величина Урана изменяется от 5,3 до 5,9, что близко к пределу восприятия невооружённого глаза. Различить какие-либо детали на поверхности Урана при наземных наблюдениях с использованием обычных астрономических инструментов практически не удаётся. Лучшее качество изображения дают телескопические наблюдения Урана, осуществляемые с Земли методами адаптивной оптики или с орбитальных обсерваторий (например, при помощи телескопа Хаббла). Большой объём информации об Уране был получен в 1986 при сближении с Ураном космического аппарата «Вояджер-2» (США).

Основные характеристики

Дипольная составляющая магнитного поля Урана.

Большая полуось орбиты Урана составляет 19,2 а. е. (2873 млн. км). Орбита Урана наклонена к плоскости эклиптики на 0,77°, к плоскости экватора Солнца на 6,48°. Эксцентриситет орбиты 0,044. Орбитальный (сидерический) период 84 года, средняя орбитальная скорость 6,81 км/с. Экваториальный радиус Урана 25559 км (около 4 радиусов Земли). Масса Урана 8,683·10²⁵ кг (14,5 масс Земли), средняя плотность 1270 кг/м3. Период вращения на экваторе 17 ч 14 мин 24 с. Быстрое вращение Урана приводит к небольшому сплющиванию планеты: полярное сжатие составляет 0,023. Ускорение свободного падения на экваторе 8,87 м/с², причём около 0,25 м/с² компенсируется центробежными силами. Излучение Солнца достигает Уран за 2 ч 40 мин. Средний поток солнечного излучения на орбите Урана составляет 3,71 Вт/м² (в 369 раз меньше, чем на орбите Земли).

Ось вращения Урана наклонена на 97,86° к нормали к плоскости орбиты, поэтому смена дня и ночи определяется не только вращением планеты вокруг оси, но и обращением Урана вокруг Солнца. Направление вращения Уран противоположно направлению движения по орбите и направлению вращения других планет Солнечной системы (кроме Венеры). Предполагается, что наблюдаемое положение оси вращения Урана возникло при столкновении с другими телами на стадии формирования планеты.

После получения информации о дальних планетах с космического аппарата «Вояджер-2» Нептун и Уран были выделены в особую категорию планет-гигантов – «ледяные гиганты», или «планеты-океаны». Под «льдом» (главным образом водяным, а также аммиачным и метановым) в данном случае понимают летучие вещества, которые в определённых физических условиях переходят в твёрдую фазу. Они составляют основную массу Урана (64–96%). В состав Урана входят также силикатные породы, сосредоточенные преимущественно в ядре планеты. Около 7% приходится на молекулярный водород и гелий (в отличие от других планет-гигантов в структуре Урана, по-видимому, отсутствует металлический водород). В центре ядра плотность достигает 900 кг/м3, давление – около 800 ГПа (8 млн. атм), температура – около 5000 К. «Ледяная» мантия представляет собой в основном газожидкую и жидкую среду. Предполагают, что на долю ядра Урана приходится около 20% радиуса планеты, на ледяную мантию – 60%, на атмосферу – до 20%. Твёрдой поверхности у планеты нет.

Бóльшую часть атмосферы Урана составляет водород, около четверти массы приходится на гелий, несколько процентов – на метан. Полосы поглощения метана в газовой фазе определяют зеленовато-голубой цвет планеты. В атмосфере Урана присутствуют также следы аммиака, воды, этана и др. В тропосфере Урана под видимой поверхностью могут существовать водяные облака, облака гидросульфида аммония, аммиака и сероводорода. Атмосфера Урана спокойнее, чем атмосферы других планет-гигантов, но и здесь зарегистрированы местные вихри и ветры со скоростями до 230 м/с.

Жидкая составляющая мантии Урана обладает высокой электропроводностью. С этим связывают существование магнитного поля Урана, структуру которого называют «наклонным ротатором». Магнитное поле Урана приближённо можно представить магнитным диполем, ось которого отклонена на 59° от оси вращения и смещена от центра планеты на треть радиуса. Кроме того, у магнитного поля Урана есть также недипольные составляющие. В результате вращения Урана ось диполя описывает в пространстве конус с углом 118°. Индукция магнитного поля на поверхности Урана в южном полушарии может составлять 10^–5 Тл, в северном – 1,1·10^–3 Тл, в ср. по планете – 2,3·10^–5 Тл. Магнитосфера взаимодействует с солнечным ветром и на расстоянии 23 радиусов Урана создаёт ударную волну.

Спутники и кольца

Система Урана включает 27 спутников. Наиболее крупные из них – Титания и Оберон (диаметры 1576 и 1523 км) были открыты У. Гершелем в 1787. В состав спутников входят лёд и силикаты в отношении примерно 1:1. Необычна структура поверхности спутника Миранды: поверхность выглядит так, словно спутник был собран из множества обломков какого-то небесного тела.

К 2016 известно 13 колец Урана (впервые кольца были обнаружены в 1977 при наблюдении покрытия Урана звезды). Кольца расположены в пределах 25 тыс. км от видимой поверхности планеты. Их суммарная масса эквивалентна массе спутника размером 15 км.

Литература статьи "Большой российской энциклопедии"

• Ксанфомалити Л. В. Парад планет. М., 1997.
• Miner E. D. Uranus: The planet, rings and satellites. 2nd ed. Chichester, 1998.

См. также

• Кольца планет

Уран в астрологии

Обстоятельства экстремального характера.

Видео

• Планеты. Ледяные миры (BBC, 2019).