Slike snimljene sa satelita Voyager 2 u dalekim 90-ima pokazale su nam nevjerojatne rezultate. Tajanstvena zelenkasta atmosfera Urana je sve od čega se ovaj planet sastoji, s izuzetkom malene jezgre od kamena i metala. Činjenica je da su naši preci, koji posjeduju otkrića vanjskih planeta Sunčevog sustava, bili sigurni da svi oni, poput Zemlje, imaju površinu, zračnu ljusku i podzemne slojeve. Kako se pokazalo, plinoviti divovi su lišeni svega toga, jer su predstavnici dvoslojnog modela planeta.
Povijest otkrića i opći podaci o planetu
Uran je sedmi planet po udaljenosti od Sunca. Otkrio ga je William Herschel krajem 18. stoljeća, kada je prvi upotrijebio teleskop za astronomska promatranja. Prije toga, dugo vremena, znanstvenici su vjerovali da je Uran samo udaljena, vrlo svijetla zvijezda. Sam Herschel, praveći bilješke o ovom nebeskom tijelu, u početku ga je usporedio s kometom, kasnije je došao do zaključka da bi to mogao biti još jedan SS planet. Naravno, nakon potvrde svih zapažanja, otkriće je postalo senzacija. Međutim, tada nitko nije znao kakvu atmosferu zapravo Uran ima.i kakva je njegova struktura. Sada znamo da je njegova orbita jedna od najvećih u sustavu. Planet se okrene oko Sunca za 84 zemaljske godine. Istodobno, njegov period okretanja oko svoje osi je nešto više od 17 sati. Zbog toga, atmosfera Urana, koja se već sastoji od teških plinova, postaje nevjerojatno gusta i vrši ogroman pritisak na jezgru.
Povijest nastanka atmosfere
Vjeruje se da na izgled i fizičke podatke Urana utječe njegova jezgra, kao i proces njegovog formiranja. U usporedbi s parametrima samog planeta (25.559 km - ekvatorijalni radijus), jezgra je jednostavno minijaturna. Stoga ne daje energiju niti magnetsko polje, kao u slučaju Jupitera, a također ne zagrijava dovoljno sve plinove koji čine atmosferu Urana. Njegov se sastav, pak, ne može usporediti sa sastavom Jupitera ili Saturna, iako su svi ovi planeti uključeni u istu kategoriju. Činjenica je da je Uran okružen ledenim plinovima, ledom u najvećim modifikacijama, oblacima metana i drugim teškim elementima. Laki plinovi poput vodika i helija prisutni su u atmosferi samo u malim količinama. Postoje dvije verzije ovog paradoksa. U skladu s prvim, veličina i gravitacijske sile jezgre u vrijeme nastanka SS bile su premale da bi privukle lagane plinove. Drugi je da su na mjestu gdje je Uran nastao postojale samo teške kemijske komponente, koje su postale osnova planeta.
Prisutnost atmosfere, njezin sastav
Uran je prvi put detaljno proučavan tek nakon putovanja Voyagerom 2, koji je napravio slike visoke rezolucije. Omogućili su znanstvenicima da uspostave točnu strukturu samog planeta, kao i njegovu atmosferu. Tako reći, zračna školjka Urana podijeljena je na tri dijela:
- Troposfera leži najdublje. Tlak je ovdje u rasponu od 100 do 0,1 bara, a visina ovog sloja ne prelazi 500 km od uvjetne razine plašta.
- Stratosphere - sloj atmosfere u sredini. Zauzima visine od 50 do 4000 km.
- Egzosfera. Vanjska atmosfera Urana, gdje tlak teži nuli, a temperatura zraka najniža.
Svi ovi slojevi sadrže sljedeće plinove u različitim omjerima: helij, vodik, metan, amonijak. Tu je i voda u obliku raznih modifikacija leda i pare. Međutim, atmosfera Urana, čiji je sastav usporediv sa zračnom školjkom Jupitera, nevjerojatno je hladna. Ako su u najvećem plinovitom divu zračne mase zagrijane do maksimuma, onda se ovdje ohlade na 50 kelvina, te stoga imaju veliku masu.
Troposfera
Najdublji sloj atmosfere sada se izračunava samo teoretski, budući da tehnologija zemljana još ne dopušta da se do njega dođe. Kamena jezgra planeta okružena je oblacima koji se sastoje od kristala leda. Teški su i vrše ogroman pritisak na središte planeta. Slijede oblaci amonijevog hidrosulfida, zatim - zračne formacije sumporovodika i amonijaka. Najekstremniji dio troposfere zauzimaju oblaci metana, kojiobojite planet u istu zelenu boju. Temperatura zraka u troposferi smatra se najvišom na planeti. Ona fluktuira unutar 200 K. Zbog toga neki istraživači vjeruju da veliki sloj leda tvori plašt planeta. Ali ovo je samo hipoteza.
Stratosphere
Prisutnost atmosfere Urana osiguravaju spojevi teških i lakih plinova, a njihova sinteza boji planet u zelenkastu nijansu. Svi se ti procesi odvijaju u srednjem zračnom jazu, gdje se molekule amonijaka i metana susreću s helijem i vodikom. Kristali leda ovdje poprimaju potpuno drugačije modifikacije nego u troposferi; zahvaljujući amonijaku, apsorbiraju bilo koju svjetlost koja dolazi iz svemira. Brzina vjetrova u stratosferi doseže 100 m / s, zbog čega svi oblaci brzo mijenjaju svoj položaj u svemiru. Aurore se javljaju u stratosferi, često se stvaraju magle. Ali nema padalina poput snijega ili kiše.
egzosfera
U početku se atmosfera Urana procjenjivala upravo po vanjskoj ljusci. To je tanka traka kristalizirane vode koja je obavijena jakim strujama vjetra i žarište je najniže temperature u Sunčevom sustavu. Sastoji se od lakih plinova (molekularni vodik i helij), dok metan, koji se nalazi u velikim količinama u gušćim slojevima, ovdje nema. Brzina vjetra u egzosferi doseže 200 m/s, temperatura zraka pada na 49 K. Zato planet Uran, čija je atmosfera takoledeni, postao je najhladniji u našem sustavu, čak i u usporedbi sa svojim udaljenijim susjedom, Neptunom.
Misterij Uranovog magnetskog polja
Svi vrlo dobro znaju da se zelenkasti Uran vrti oko svoje osi, ležeći na boku. Znanstvenici vjeruju da se u vrijeme formiranja SS-a planet sudario s asteroidom ili drugim kozmičkim tijelom, koje je promijenilo svoj položaj, iskrivljujući magnetsko polje. Od osi koja određuje sjever i jug planeta u odnosu na ekvator, magnetska os je pomaknuta za 59 stupnjeva. To stvara, prvo, neravnomjernu raspodjelu gravitacije, a drugo, nejednaku napetost na sjevernoj i južnoj hemisferi. Ipak, najvjerojatnije, upravo taj tajanstveni položaj osigurava prisutnost atmosfere Urana i njegovog jedinstvenog sastava. Oko jezgre se zadržavaju samo teški plinovi, u srednjim slojevima - kristalizirana voda. Možda da je temperatura zraka ovdje viša, Uran bi postao ogroman ocean koji se sastoji od obične vode, koja je izvor života.
Uran upija sve i sve oko sebe
Kao što smo već rekli, atmosfera Urana je ispunjena ogromnom količinom metana. Ovaj plin je prilično težak, jer može apsorbirati infracrvene zrake. Odnosno, sva svjetlost koja dolazi sa Sunca, s drugih zvijezda i planeta, dodirujući atmosferu Urana, pretvara se u zelenkastu nijansu. Nedavno su znanstvenici primijetili da planet također guta strane plinove koji se nalaze u svemiru, što je paradoksalno sa svojim slabimmagnetsko polje. Ugljični dioksid i ugljični monoksid pronađeni su u sastavu srednjih slojeva atmosfere. Vjeruje se da ih je planet privukao zbog kometa u prolazu.
Ledena carstva našeg sustava
Dva najudaljenija planeta SS-a su Uran i Neptun. Obje su karakterizirane plavkastim nijansama, obje su nastale iz plinova. Atmosfera Urana i Neptuna je praktički ista, osim proporcija. Sila gravitacije i masa jezgri oba planeta gotovo je ista. Niži slojevi atmosfere Neptuna, poput Urana, nastaju od kristalizirane vode pomiješane s metanom i sumporovodikom. Ovdje, u blizini jezgre, ledeni divovi zagrijavaju se do 200 ili više Kelvina, stvarajući tako vlastito magnetsko polje. Atmosfera Urana i Neptuna u svom sastavu ima jednaku količinu molekularnog vodika – više od 80 posto. Vanjski zračni sloj Neptuna također karakteriziraju jaki vjetrovi, ali je temperatura zraka ovdje nešto viša - 60 K.
Zaključak
Prisutnost atmosfere Urana, u principu, osigurava postojanje ovog planeta. Zračna ljuska je glavni sastavni dio Urana. Snažno se zagrijava u blizini jezgre, ali se istovremeno hladi što je više moguće u najudaljenijim slojevima. Do sada je planet beživotan zbog nedostatka kisika, kao i tekuće vode. Ali ako temperatura jezgre počne rasti, predviđaju istraživači, kristali leda će se pretvoriti u ogroman ocean u kojem se mogu pojaviti novi oblici života.
