;
Кейсы 5 мая 2022

Уран — очень странная планета. Объясняем, почему астрономы хотят отправить к ней зонд

Далее

В НАСА заявили, что собираются отправить миссию на Уран, чтобы лучше исследовать его. Астрономы поддержали это решение, так как Уран до сих пор плохо изучен и часто его называют «странной планетой». «Хайтек» разбирается, в чем странность Урана и ответов на какие вопросы мы до сих пор не знаем.

Самый холодный в Солнечной системе, лежит на боку, а лето на нем длится 42 года — это все про Уран, самую необычную планету, о которой ученые все еще знают очень мало. 


Уран находится далеко от Солнца — 2,9 млрд км от звезды: из-за этого астрономы изучили его хуже. В отличие от Юпитера и Сатурна, около Урана пролетал только один аппарат — «Вояджер-2» в 1986 году, заявила Эми Саймон, одна из ученых НАСА, которая поддерживает запуск миссии на планету.

«Это одна из самых странных планет в Солнечной системе, и ее до сих пор подробно не изучили. Так что сейчас подходящее время исследовать всю систему вместе с планетой и лунами», — считает доктор Саймон.

Самый холодный во всей Солнечной системе 

Уран очень холодный. Температура на нем достигает -224 °C. Планету называют самым холодным местом в Солнечной системе. 

«Он холоднее Нептуна, мы знаем, что он выделяет меньше тепла, чем ожидалось. Есть ли внутри Урана слой, который не дает теплу выходить из него?» — говорит доктор Мейнард-Кейсли.

Уран или все-таки Джордж?

После открытия Урану не могли дать имя в течение 70 лет. Его даже хотели назвать Джорджем. Все остальные планеты внутри Солнечной системы были известны еще давно, потому что их легко обнаружить в ночном небе. Но Уран был первой планетой, которую открыли, и даже после этого астрономы еще сомневались и думали, что это звезда или комета. Впервые Уран зафиксировал Джон Флемстид, который наблюдал его в 1690 году по крайней мере шесть раз и принял за звезду. 

Если бы Уильям Гершель, который наблюдал Уран и впервые назвал его планетой, добился своего в 1781 году, то объект назвали бы Георгианским Сидусом, или Звездой Георга, в честь его покровителя короля Георга III. 70 лет спустя астрономы остановились на названии Уран. Его выбрали в честь греческого бога неба Урана, отца Сатурна и деда Юпитера.

Уран не «стоит», а лежит

В отличие от других планет, Уран наклонен на бок под углом 97,77°. Это означает, что он катится по своей орбите, а не вращается. Из-за этого необычного наклона получается, что полюса планеты непрерывно обращены к Солнцу в течение 42 земных лет.

В среднем в течение года полюса получают больше солнечного света и больше энергии, чем экватор. Другие планеты устроены иначе. Ученые до сих пор не знают, почему планета, а также ее луны и кольца, которые окружают экватор, — находятся под углом. Одна из гипотез состоит в том, что в Уран врезалось неизвестное огромное тело с сопоставимыми размерами, — это, возможно, произошло еще в ранней Солнечной системе. Но это не объясняет, как Уран получил свои спутники.

Когда появились спутники Урана

В отличие от других планет, чьи спутники названы в честь персонажей греческой мифологии, 27 спутников Урана названы в честь произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Эти маленькие луны находятся на той же орбите, и они должны были образоваться примерно в то же время, что и планета.

Это отличает Уран от своего соседа, ледяного гиганта Нептуна. В случае с Нептуном его спутники образовались не одновременно вместе с планетой, а стали вращаться вокруг нее, так как были захвачены притяжением. 

Астрономы предполагают, что некоторые из лун Урана могут быть покрыты водой. Это значит, что они потенциально пригодны для развития жизни. Миранда — пятая по величине луна — покрыта трещинами и разломами. Долгое время считалось, что она разрушилась, а потом восстановилась из больших кусков. Но в последнее время ученые заявили, что это могут быть свидетельства криовулканизма. Это предлагают изучить во время потенциальной миссии.

Пока что ученые не знают, связаны ли эти повреждения с вулканической активностью. Также может быть, что на поверхности Миранды действительно есть радиационные повреждения. Радиационное повреждение от Солнца, самого Урана или откуда-то за пределами нашей Солнечной системы может изменить структуру воды и привести ее в стекловидное состояние — аморфный лед.

Экстремальная погода и лето в течение 42 лет

Благодаря необычному наклону на планете есть экстремальная погода. Но это нельзя было определить по снимкам «Вояджера-2». Отчасти причина была в самих камерах, которые делали изображения Урана. Когда зонд пролетал мимо, то одна сторона была освещена, а вторую было совсем не видно. По словам профессора Хорнера, если говорить о других планетах, таких как Юпитер или Нептун, то у них погодные условия более выражены на экваторе. Он отметил, что когда «Вояджер-2» пролетал мимо Урана, погода была «очень скучной».

За 36 лет, прошедших с пролета «Вояджера-2», астрономы частично изучили эту погоду через линзы телескопа «Кека» и космического телескопа «Хаббл». Благодаря им ученые узнали, что на Уране могут быть мощные штормы, происходящие из-за того, что поверхность планеты, которая не нагревалась в течение 42 лет, начинает теплеть во время смены сезонов.

Но все существующие телескопы, включая новый космический телескоп «Джеймс Уэбб», по-прежнему недостаточно хорошо изучают Уран.

Уран покрыт оболочками воды и газов

Сейчас ученые считают, что Уран примерно в четыре раза больше Земли и представляет собой гигантский шар из плотной замерзшей жидкости — воды, метана и аммиака — они покрывают небольшое каменистое ядро. 

Его атмосфера состоит из водорода и гелия, которые смешаны с аммиаком и метаном. Это придает Урану голубой цвет, также он появился благодаря воде и другим газам. Но ученые точно не знают, как выглядят эти слои. Если астрономы выяснят это, они приблизятся к ответу на вопрос, почему на Уране так холодно. 

Странное магнитное поле

То, что происходит в оболочках газа, может помочь объяснить, почему у планеты очень странное магнитное поле. Оно, похоже, возникает не прямо в центре Урана, как у Земли и других планет, а исходит из мантии — она находится вокруг ядра. 

Одна из гипотез заключается в том, что вода и аммиак, которые образуют оболочки вокруг планеты, находятся под высоким давлением, поэтому внутри них изменяются субатомные частицы. Если вывести космический корабль на орбиту Урана, то можно узнать гораздо больше о том, как меняется плотность оболочек, а также состав и их количество. 

Когда запустят миссию на Уран?

Уран находится далеко и ему нужно 84 года, чтобы совершить оборот вокруг Солнца. Поэтому подобная миссия будет рассчитана на следующее поколение ученых. По словам доктора Саймона, если НАСА сможет уложиться в установленный срок в 2031 или 2032 году, миссии потребуется 12 лет, чтобы достичь места назначения.

НАСА собирается не только отправить орбитальный аппарат, который будет летать вокруг планеты, но также запустит зонд в атмосферу планеты.

Читать далее

Посмотрите на «бесшумный» дрон с ионным двигателем нового поколения

Ученые придумали, как найти темную материю, используя обычный завод

Астрономы изучили 4 скопления звезд в Млечном Пути: одно из них ведет себя странно