Beelden die in de verre jaren 90 met de Voyager 2-satelliet zijn gemaakt, lieten ons verbluffende resultaten zien. De mysterieuze groenachtige atmosfeer van Uranus is alles waar deze planeet uit bestaat, met uitzondering van een kleine steen-metalen kern. Het feit is dat onze voorouders, die eigenaar zijn van de ontdekkingen van de buitenste planeten van het zonnestelsel, er zeker van waren dat ze allemaal, net als de aarde, een oppervlak, een luchtschil en ondergrondse lagen hebben. Het bleek dat de gasreuzen van dit alles verstoken zijn, omdat ze vertegenwoordigers zijn van het tweelagenmodel van de planeten.
Geschiedenis van ontdekkingen en algemene gegevens over de planeet
Uranus is de zevende planeet in termen van afstand tot de zon. Het werd ontdekt door William Herschel aan het einde van de 18e eeuw, toen hij de eerste was die een telescoop gebruikte voor astronomische waarnemingen. Daarvoor geloofden wetenschappers lange tijd dat Uranus slechts een verre, zeer heldere ster was. Herschel zelf, die aantekeningen maakte over dit hemellichaam, vergeleek het aanvankelijk met een komeet, maar kwam later tot de conclusie dat dit misschien een andere SS-planeet is. Na bevestiging van alle waarnemingen werd de ontdekking natuurlijk een sensatie. In die tijd wist echter niemand wat voor soort atmosfeer Uranus eigenlijk had.en wat is de structuur ervan. We weten nu dat zijn baan een van de grootste in het systeem is. De planeet draait in 84 aardse jaren om de zon. Tegelijkertijd is de omwentelingsperiode rond zijn as iets meer dan 17 uur. Hierdoor wordt de atmosfeer van Uranus, die al uit zware gassen bestaat, ongelooflijk dicht en oefent een enorme druk uit op de kern.
Geschiedenis van de vorming van de atmosfeer
Er wordt aangenomen dat het uiterlijk en de fysieke gegevens van Uranus worden beïnvloed door zijn kern, evenals het proces van zijn vorming. Vergeleken met de parameters van de planeet zelf (25.559 km - de equatoriale straal), is de kern gewoon miniatuur. Daarom levert het geen energie of een magnetisch veld, zoals in het geval van Jupiter, en verwarmt het ook niet voldoende alle gassen waaruit de atmosfeer van Uranus bestaat. De samenstelling ervan kan op zijn beurt niet worden vergeleken met de samenstelling van Jupiter of Saturnus, hoewel al deze planeten in dezelfde categorie vallen. Het feit is dat Uranus is omgeven door ijzige gassen, ijs in zijn hoogste modificaties, wolken van methaan en andere zware elementen. Lichte gassen zoals waterstof en helium zijn slechts in kleine hoeveelheden in de atmosfeer aanwezig. Er zijn twee versies van deze paradox. In overeenstemming met de eerste waren de grootte en zwaartekracht van de kern ten tijde van de vorming van de SS te klein om lichte gassen aan te trekken. De tweede is dat op de plaats waar Uranus werd gevormd, er alleen zware chemische componenten waren, die de basis van de planeet werden.
De aanwezigheid van de atmosfeer, de samenstelling ervan
Uranus werd voor het eerst in detail bestudeerd na de reis van Voyager 2, die afbeeldingen met hoge resolutie maakte. Ze stelden wetenschappers in staat om de exacte structuur van de planeet zelf vast te stellen, evenals zijn atmosfeer. Om zo te zeggen, de luchtschil van Uranus is verdeeld in drie delen:
- De troposfeer ligt het diepst. De druk ligt hier in het bereik van 100 tot 0,1 bar en de hoogte van deze laag is niet groter dan 500 km van het conditionele niveau van de mantel.
- Stratosfeer - de laag van de atmosfeer in het midden. Bezet hoogtes van 50 tot 4000 km.
- Exosfeer. De buitenste atmosfeer van Uranus, waar de druk naar nul neigt en de luchttemperatuur het laagst is.
Al deze lagen bevatten de volgende gassen in verschillende verhoudingen: helium, waterstof, methaan, ammoniak. Er is ook water in de vorm van verschillende modificaties van ijs en stoom. De atmosfeer van Uranus, waarvan de samenstelling vergelijkbaar is met de luchtschil van Jupiter, is echter ongelooflijk koud. Als in de grootste gasreus de luchtmassa's maximaal worden verwarmd, dan worden ze hier afgekoeld tot 50 kelvin en hebben ze dus een grote massa.
Troposfeer
De diepste laag van de atmosfeer wordt nu alleen theoretisch berekend, omdat de technologie van aardbewoners het nog niet toestaat deze te bereiken. De stenen kern van de planeet is omgeven door wolken bestaande uit ijskristallen. Ze zijn zwaar en oefenen een enorme druk uit op het centrum van de planeet. Ze worden gevolgd door wolken van ammoniumhydrosulfide, dan - luchtformaties van waterstofsulfide en ammoniak. Het meest extreme deel van de troposfeer wordt ingenomen door methaanwolken, dietint de planeet in dezelfde groene kleur. De luchttemperatuur in de troposfeer wordt als de hoogste ter wereld beschouwd. Het fluctueert binnen 200 K. Hierdoor geloven sommige onderzoekers dat een grote ijslaag de mantel van de planeet vormt. Maar dit is slechts een hypothese.
Stratosfeer
De aanwezigheid van de atmosfeer van Uranus wordt geleverd door verbindingen van zware en lichte gassen, en hun synthese schildert de planeet in een groenachtige tint. Al deze processen vinden plaats in de middelste luchtspleet, waar ammoniak- en methaanmoleculen samenkomen met helium en waterstof. IJskristallen ondergaan hier heel andere modificaties dan in de troposfeer; dankzij ammoniak absorberen ze al het licht dat uit de ruimte komt. De snelheid van winden in de stratosfeer bereikt 100 m / s, waardoor alle wolken snel van positie in de ruimte veranderen. Aurora's komen voor in de stratosfeer, er vormen zich vaak mist. Maar er is geen neerslag zoals sneeuw of regen.
Exosphere
Aanvankelijk werd de atmosfeer van Uranus nauwkeurig beoordeeld aan de hand van zijn buitenste schil. Het is een dunne strook gekristalliseerd water dat is gehuld in sterke windstromen en het brandpunt is van de laagste temperatuur in het zonnestelsel. Het bestaat uit lichte gassen (moleculaire waterstof en helium), terwijl methaan, dat in grote hoeveelheden in dichtere lagen voorkomt, hier afwezig is. De windsnelheid in de exosfeer bereikt 200 m/s, de luchttemperatuur da alt tot 49 K. Dat is de reden waarom de planeet Uranus, wiens atmosfeer zoijzig, is de koudste in ons systeem geworden, zelfs vergeleken met zijn verder verwijderde buur, Neptunus.
Het mysterie van het magnetische veld van Uranus
Iedereen weet heel goed dat de groenachtige Uranus om zijn as draait en op zijn zij ligt. Wetenschappers geloven dat de planeet ten tijde van de vorming van de SS in botsing kwam met een asteroïde of ander kosmisch lichaam, dat van positie veranderde en het magnetische veld vervormde. Vanaf de as die het noorden en zuiden van de planeet bepa alt ten opzichte van de evenaar, is de magnetische as 59 graden verschoven. Dit zorgt enerzijds voor een ongelijke verdeling van de zwaartekracht en anderzijds voor een ongelijke spanning op het noordelijk en zuidelijk halfrond. Niettemin is het hoogstwaarschijnlijk deze mysterieuze positie die zorgt voor de aanwezigheid van de atmosfeer van Uranus en zijn unieke samenstelling. Rond de kern worden alleen zware gassen vastgehouden, in de middelste lagen - gekristalliseerd water. Als de luchttemperatuur hier hoger zou zijn, zou Uranus misschien een enorme oceaan worden, bestaande uit gewoon water, de bron van leven.
Uranus absorbeert alles en nog wat rondom
Zoals we hierboven zeiden, is de atmosfeer van Uranus gevuld met een enorme hoeveelheid methaan. Dit gas is vrij zwaar, omdat het infrarode stralen kan absorberen. Dat wil zeggen, al het licht dat van de zon komt, van andere sterren en planeten en de atmosfeer van Uranus raakt, verandert in een groenachtige tint. Onlangs hebben wetenschappers opgemerkt dat de planeet ook vreemde gassen in de ruimte inslikt, wat paradoxaal is met zijn zwakkemagnetisch veld. Kooldioxide en koolmonoxide werden gevonden in de samenstelling van de middelste lagen van de atmosfeer. Er wordt aangenomen dat ze door passerende kometen tot de planeet werden aangetrokken.
De ijsrijken van ons systeem
De twee buitenste planeten van de SS zijn Uranus en Neptunus. Beide worden gekenmerkt door blauwachtige tinten, beide zijn gevormd uit gassen. De atmosfeer van Uranus en Neptunus is praktisch hetzelfde, behalve de verhoudingen. De zwaartekracht en de massa van de kernen van beide planeten is bijna hetzelfde. De onderste lagen van de atmosfeer van Neptunus, zoals Uranus, worden gevormd uit gekristalliseerd water vermengd met methaan en waterstofsulfide. Hier, nabij de kern, warmen de ijsreuzen op tot 200 Kelvin of meer, waardoor ze hun eigen magnetisch veld vormen. De atmosfeer van Uranus en Neptunus heeft dezelfde hoeveelheid moleculaire waterstof in zijn samenstelling - meer dan 80 procent. De buitenste luchtlaag van Neptunus wordt ook gekenmerkt door harde wind, maar de luchttemperatuur is hier iets hoger - 60 K.
Conclusie
De aanwezigheid van de atmosfeer van Uranus verzekert in principe het bestaan van deze planeet. De luchtschil is het belangrijkste bestanddeel van Uranus. Het warmt sterk op nabij de kern, maar koelt tegelijkertijd zoveel mogelijk af in de buitenste lagen. Tot nu toe is de planeet levenloos vanwege het gebrek aan zuurstof en vloeibaar water. Maar als de temperatuur van de kern begint te stijgen, voorspellen de onderzoekers, zullen de ijskristallen veranderen in een enorme oceaan waarin nieuwe vormen van leven kunnen ontstaan.
