Uranus

Fra Zapperen
Skift til: Navigation, Søgning

Bøger om Uranus

Uranus

Uranus er den syvende planet fra Sol, Og den tredje-største og fjerde mest massive planet i Solar System. Det er opkaldt efter den antikke græske guddom af himlen Uranus (Oldgræsk: Οὐρανός) Far Cronus (Saturn) Og bedstefar Zeus (Jupiter). Selv om det er synligt for det blotte øje som de fem klassisk planeter, Blev det aldrig anerkendt som en planet af gamle observatører på grund af sin dimness og langsomme kredsløb.[16] Sir William Herschel meddelte sin opdagelse den 13. marts 1781, at udvide de kendte grænser Solar System for første gang i moderne historie. Uranus var også den første planet opdaget med en teleskop.

Uranus er den samme sammensætning som Neptune, Og begge har forskellige kompositioner fra de større gas giganter Jupiter og Saturn. Som sådan, astronomer undertiden placere dem i en særskilt kategori, "is giganter". Uranus atmosfære, mens der ligner Jupiter og Saturn's i sin primære sammensætning hydrogen og helium, Indeholder mere "ICES"Såsom vand, ammoniak og metanSammen med spor af kulbrinter.[12] Det er den koldeste planeternes atmosfære i Solsystemet med en temperatur på mindst 49 K (–224 ° C). Den har en kompleks, lagdelt sky struktur, med vand menes at udgøre det laveste skyer, og metan tænkt på at gøre op det øverste lag af skyer.[12] I modsætning til indre af Uranus består hovedsagelig af is og sten.[11]

Ligesom de andre store planeter, Uranus har en ringsystem, En magnetosfære, Og talrige måner. Det Uranus-systemet har en unik konfiguration blandt planeterne, fordi dens rotationsaksen vippes sidelæns, næsten i fly af sine revolution omkring Solen. Som sådan, dens nord og syd poler ligger der, hvor de fleste andre planeter har deres equators.[17] Set fra EarthKan Uranus's ringe undertiden synes at cirklen er planet, ligesom en bueskydning mål og dens måner kredser omkring det som hænderne på et ur, men i 2007 og 2008 ringene syntes kant-on. I 1986, billeder fra Voyager 2 viste Uranus som en næsten konturløse planet i synligt lys, uden at sky bands eller storme forbundet med de andre giganter.[17] Imidlertid har jordbaserede observatører set tegn på sæsonbestemte forandringer og øget vejr aktivitet i de senere år som Uranus nærmede sig Equinox. Den vindhastigheder på Uranus kan nå 250 meter i sekundet (900 km / t, 560 km / h)


Indholdsfortegnelse

Historie

Uranus var blevet observeret ved flere lejligheder, før den bliver opdaget som en planet, men det var generelt forvekslet med en stjerne. De tidligste registreres observation var i 1690, da John Flamsteed observerede planeten mindst seks gange, katalogisering det som 34 Tauri. Den franske astronom, Pierre LemonnierBemærkede Uranus mindst tolv gange mellem 1750 og 1769,[19] herunder fire på hinanden følgende nætter.

Sir William Herschel observerede planet 13 marts 1781, mens i haven ved sit hus på 19 New King Street i byen Bad, Somerset (Nu Herschel Museum of Astronomy),[20] men i første omgang rapporterede det (den 26. april 1781) som en "komet".[21] Herschel "involveret i en række bemærkninger om parallakse af de faste stjerner",[22] ved hjælp af et teleskop af sit eget design.

Han er registreret i dagbogen "I kvartil i nærheden ζ Tauri ... Enten [a] tåget stjerne eller måske en komet ".[23] Den 17. marts bemærkede han, "så jeg for Comet eller tågede Star og fandt, at det er en Comet, for det har ændret sin plads".[24] Da han præsenterede sit fund til Royal Society, Fortsatte han med at hævde, at han havde fundet en komet samtidig implicit sammenligne det med en planet:[25] “ Den effekt jeg havde på, da jeg første gang så kometen var 227. Af erfaring ved jeg, at diameter af de faste stjerner ikke er proportionalt forstørrede med højere magter, som planeter er, derfor jeg nu sætte beføjelser 460 og 932, og konstaterede, at diameteren af kometen steget i forhold til den effekt, som det burde være, om det antages af ikke at være en fast stjerne, mens diameter af stjerner, som jeg sammenlignede det ikke var steget i samme forhold. Desuden er det komet forstørrede meget over, hvad dens lys ville indrømme af, syntes diset og uklar med disse stormagter, mens stjernerne konserveret at glans og selvstændighed, som fra mange tusinde indlæg jeg vidste, at de ville beholde. Fortsættelsen har vist, at mine formodninger var velbegrundet, dette viser sig at være Comet har vi sidst set. ” Replica af teleskopet, som Herschel opdagede Uranus. Det er beliggende i den William Herschel Museum, Bad

Herschel anmeldte Astronom Royal, Nevil Maskelyne, Af hans opdagelse og modtog denne flummoxed svar fra ham den 23. april: "Jeg ved ikke, hvad man skal kalde det. Det er så tilbøjelige til at være en regelmæssig planet bevæger sig i en bane næsten cirkulær til solen som en Comet bevæger sig i en meget excentriske ellipse. Jeg har endnu ikke set nogen koma eller hale i det. "[26]

Mens Herschel fortsat forsigtigt beskrive sin nye objekt som en komet, havde andre astronomer allerede begyndt at mistænkte andet. Russisk astronom Anders Johan Lexell anslåede sin afstand som 18 gange afstanden af Solen fra Jorden, og ingen komet endnu ikke var blevet observeret med en perihelium af selv fire gange Jordens-Sun afstand.[27] Berlin astronom Johann Elert Bode beskrevet Herschel opdagelse som "en bevægende stjerne, der kan anses for en hidtil ukendt planet-lignende objekt i omløb ud over bane Saturn".[28] Bode konkluderede, at næsten cirkulær bane var mere som en planet end en komet.[29]

Formålet var snart alment accepteret som en ny planet. Ved 1783, erkendte Herschel selv dette forhold til Royal Society præsident Joseph Banks: "Ved observation af de mest fremtrædende astronomer i Europa fremgår det, at den nye stjerne, som jeg havde æren af at påpege over for dem i marts 1781, er en primær Planet af vores Solsystem."[30] I anerkendelse af hans præstation, King George III gav Herschel en årlig stipendium på £ 200 på den betingelse, at han flytter til Windsor, så den kongelige familie kunne have en chance for at se gennem hans teleskoper.[31] Navngivning

Maskelyne spurgte Herschel at "gøre det astronomiske verden faver [sic] For at give et navn til din planet, som er helt din egen, og som vi er så meget taknemmelig for opdagelsen af ".[32] Som svar på Maskelyne anmodning besluttet Herschel at kalde objektet Georgium Sidus (George's Star), eller "georgiske Planet" til ære for sin nye protektor, Kong George III.[33] Han forklarede denne beslutning i et brev til Joseph Banks:[30] William Herschel, Opdager Uranus “ I den fantastiske aldre i oldtidens gange betegnelser af Merkur, Venus, Mars, Jupiter og Saturn blev givet til den Planets, som navnene på deres vigtigste helte og guder. I den foreliggende mere filosofisk æra ville det næppe være tilladt at anvende den samme metode og kalder det Juno, Pallas, Apollo eller Minerva, for et navn til vores nye himmelske krop. Den første behandling af en bestemt begivenhed, eller bemærkelsesværdige hændelse, synes at være dens kronologi: hvis i enhver fremtidig alder skal det spurgte, hvornår dette i sidste fundet Planet blev opdaget? Det ville være et meget tilfredsstillende svar at sige, »I regeringstid af kong George den tredje. ”

Herschel foreslåede navn var ikke populær uden for Storbritannien, og alternativer blev hurtigt foreslået. Astronom Jérôme Lalande foreslog planet hedde Herschel til ære for sin opdager.[34] BodeHar imidlertid valgt for Uranus, Den Latinized version af Græske gud af himlen, Ouranos. Bode fremførte, at lige så Saturn var far til Jupiter, bør den nye planet er opkaldt efter faderen til Saturn.[31][35][36] I 1789, Bode's Royal Academy kollega Martin Klaproth kaldte sin nyopdagede element "uran"Støtte Bode valg.[37] I sidste ende, Bode's forslag blev den mest udbredte, og blev universel i 1850, når HM Nautical Almanac OfficeDen endelige holdout, skiftede fra at bruge Georgium Sidus til Uranus.[35] Nomenklatur

Udtalen af navnet Uranus foretrukne blandt astronomer er / Jʊərənəs /,[2][38] med stress på første stavelse, som på latin Uranus; i modsætning til de dagligdags / Jʊreɪnəs /,[39] med vægt på anden stavelse og en lang en, Om de begge er anset for acceptabel. Fordi, i English-Talende verden, U · ra '· nəs lyder som "din anus"Den tidligere udtalen sparer også pinligt: som Dr. Pamela Gay, En astronom ved Southern Illinois UniversityBemærkede på hendes podcast, for at undgå "at blive gjort nar af hvilken som helst lille skolebørn ... når de er i tvivl, så lad ikke understrege noget og bare sige ur '· ə · nəs. Og derefter køre hurtigt."[40]

Uranus er den eneste planet, hvis navn stammer fra en figur fra Græsk mytologi snarere end Roman mytologi: Det græske "Οὐρανός" ankom til engelsk ved hjælp af det latinske "Uranus".[1] Adjektivet af Uranus er "Uranus".[41] Dens astronomiske symbol er Astronomical symbol for Uranus. Det er en hybrid af symbolerne for Mars og Sol fordi Uranus var den Sky i den græske mytologi, som blev anset for at være domineret af den kombinerede beføjelser Solen og Mars.[42] Dens astrologiske symbol er Uranus's astrological symbol.svg, Som foreslået af Lalande i 1784. I et brev til Herschel, er beskrevet Lalande det som "un kloden surmonté par la première lettre de votre nom" ("en globus, hvorover det første bogstav i dit navn").[34] I Kinesisk, Japansk, Koreansk, Og Vietnamesiske sprog, er planetens navn bogstaveligt oversat som Himlen konge stjerne (天王星).[43][44] I HebraiskBlev Uranus opkaldt Oron (אורון) i 2009 af Hebraisk Sprog Academy og Israelske offentligheden navn, der blev valgt dels for sin fonetiske lighed med det græske navn betyder "lille lys" og henviser til den blege lys af planeten set fra Jorden.[45][46]

Orbit og rotation

Uranus kredser om Solen hvert 84 Earth år. Dens gennemsnitlige afstand fra Solen er omtrent 3 miakm (ca. 20 AU). Intensiteten af sollys på Uranus er ca 1 / 400, at på Jorden.[47] Dens orbital elementer blev første beregnet i 1783 af Pierre-Simon Laplace.[27] Med tiden begyndte uoverensstemmelser der skal være mellem den forventede og observerede baner, og i 1841, John Couch Adams første gang foreslog, at forskellene kan skyldes tyngdekraften slæbebåd af en uset planet. I 1845, Urbain Le Verrier begyndte sin egen uafhængige forskning i Uranus bane. Den 23. september 1846, Johann Gottfried Galle ligger en ny planet, Senere kaldet NeptunePå næsten position forudsagt af Le Verrier.[48]

Den roterende periode af det indre af Uranus er 17 timer, 14 minutter. Men som på alle store planeter, Dens øvre atmosfære oplevelser meget stærke vinde i retning af rotation. På nogle breddegrader, såsom omkring to tredjedele af vejen fra ækvator til den sydlige pol, synlige elementer af atmosfæren flytte meget hurtigere, hvilket gør en fuld rotation i så lidt som 14 timer.[49] Axial tilt

Uranus's rotationsakse ligger på sin side på flyet af solsystemet, med en aksial tilt af 97,77 grader. Dette giver det sæsonudsving helt i modsætning til de andre store planeter. Andre planeter kan visualiseres at rotere gerne skrå snurretoppe på flyet af solsystemet, mens Uranus roterer mere som en vippes rullende bold. Tæt tidspunktet for Uranus solhverv, Den ene pol vender Sol kontinuerligt, mens den anden pol vender væk. Kun en smal stribe rundt om ækvator oplever en hurtig dag-nat cyklus, men med Sun meget lavt over horisonten som i Jordens polarområder. På den anden side af Uranus bane orientering stængerne mod Solen er vendt. Hver pol bliver omkring 42 års uafbrudt sollys, efterfulgt af 42 år af mørket.[50] Tæt tidspunktet for Jævndøgn, Solen står over for ækvator af Uranus give en periode med dag-nat cyklus svarende til dem, der ses på de fleste af de andre planeter. Uranus nået sin seneste equinox den 7. december 2007.[51][52] Nordlige halvkugle År Sydlige halvkugle Vintersolhverv 1902, 1986 Sommersolhverv Vernal Equinox 1923, 2007 Efterårsjævndøgn Sommersolhverv 1944, 2028 Vintersolhverv Efterårsjævndøgn 1965, 2049 Vernal Equinox

Et resultat af denne akse orientering er, at i gennemsnit i løbet af året, de polare områder i Uranus modtage en større energitilførsel fra Solen end dens ækvator. Alligevel Uranus er varmere på ækvator end ved polerne. Den underliggende mekanisme, der forårsager dette er ukendt. Årsagen til Uranus er usædvanligt aksial tilt vides heller ikke med sikkerhed, men den sædvanlige spekulationer er, at der under dannelsen af solsystemet, en Earth størrelse protoplaneten kolliderede med Uranus, forårsager skæve orientering.[53] Uranus's sydpol blev påpeget næsten direkte mod Solen på tidspunktet for Voyager 2's forbiflyvning i 1986. Mærkningen af denne pole som "syd" bruger definitionen i øjeblikket godkendt af Internationale Astronomiske Union, Nemlig at den nordlige pol en planet eller satellit, skal stangen, som peger over invariable plan i solsystemet, uanset hvilken retning planeten roterer.[54][55] Der er imidlertid en anden konvention undertiden anvendes, hvor et organ er nord og syd poler er defineret i henhold til højre reglen i forhold til rotationsretningen.[56] Med hensyn til sidstnævnte koordinatsystem det var Uranus nord pol, der var i sollys i 1986.

Synlighed

Fra 1995 til 2006, Uranus's tilsyneladende størrelsesklasse svinget mellem 5,6 og 5,9, hvilket placerer den lige inden for grænsen af blotte øje synlighed på 6,5.[10] Dens kantede diameter er mellem 3,4 og 3,7 buesekunder, sammenlignet med 16 til 20 buesekunder for Saturn og 32 til 45 buesekunder for Jupiter.[10] På opposition, er Uranus synlig med det blotte øje i mørke himmel, og bliver et let mål, selv i bykørsel med kikkert.[8] I større amatør teleskoper med en objektiv diameter på mellem 15 og 23 cm, vises planeten som en bleg cyan disk med særskilte lemmer mørkfarvning. Med et stort teleskop på 25 cm eller bredere, sky mønstre, samt nogle af de større satellitter, som Titania og OberonKan blive synlige.[57] Intern struktur Størrelse sammenligning af Jorden og Uranus

Uranus masse er omtrent 14,5 gange Jordens, hvilket gør det til mindst massive af de gigantiske planeter, mens dens massefylde på 1,27 g / cm ³ gør det næstmindst tætte planet, efter Saturn.[9] Selv med en diameter lidt større end Neptuns (rundt regnet fire gange Jordens), er det mindre massiv.[7] Disse værdier tyder på, at det er lavet primært af forskellige is, såsom vand, ammoniak og methan.[11] Den samlede masse af is i Uranus's interiør er ikke præcist kendt, som forskellige tal frem, afhængigt af den valgte model, men skal det være mellem 9,3 og 13,5 Earth masserne.[11][58] Hydrogen og helium udgør kun en lille del af det samlede beløb, med mellem 0,5 og 1,5 Earth masserne.[11] Den resterende del af masse (0,5 til 3,7 Earth masser) går til Rocky materiale.[11]

Standardmodellen for Uranus's struktur er, at den består af tre lag: en klippefyldt kerne i centrum, en isnende kappe i midten og en ydre gasformige brint / helium kuvert.[11][59] Kernen er relativt lille, med en masse på kun 0,55 Earth masse og en radius mindre end 20 procent af Uranus, den kappe omfatter hovedparten af planeten, med omkring 13,4 Jorden masser, mens den øvre atmosfære er relativt uvæsentlige, vejer omkring 0,5 Jorden masser og som strækker sig de sidste 20 procent af Uranus's radius.[11][59] Uranus's kerne tæthed er omkring 9 g / cm ³, med en pres i centrum af 8 mio barer (800 GPa) Og en temperatur på omkring 5000 K.[58][59] Isen kappe er faktisk ikke består af is i traditionel forstand, men om et varmt og tæt væske bestående af vand, ammoniak og andre volatiles.[11][59] Denne væske, som har en høj elektrisk ledningsevne, kaldes undertiden en vand-ammoniak ocean.[60] Hovedparten kompositioner af Uranus og Neptun er meget forskellige fra dem, Jupiter og Saturn, Med is dominerer over gasser, hvorfor der begrunder deres separate klassificering som is giganter.

Mens model er behandlet ovenfor er rimeligt standard, er det ikke enestående, og andre modeller også opfylde bemærkninger. For eksempel, kappe, hvis store mængder brint og stenede materiale er blandet i isen, den samlede masse af is i det indre vil blive lavere, og tilsvarende vil den samlede masse af klipper og brint være højere. Aktuelt tilgængelige data ikke tillader videnskab at afgøre, hvilken model er korrekt.[58] Væsken indre opbygning Uranus betyder, at det ikke har nogen fast overflade. De gasformige atmosfære gradvis overgang til det indre flydende lag.[11] Men for nemheds skyld, en drejelig oblate klumpformet fastsættes på det tidspunkt, hvor det atmosfæriske tryk er lig med 1 bar (100 kPa) er betinget betegnet som et "overflade". Det har ækvatoriale og polar radier 25 559 ± 4 og 24 973 ± 20 kmHenholdsvis.[7] Denne overflade vil blive brugt i hele denne artikel som en nul point for højder.

Indre varme

Uranus's indre varme synes markant lavere end for de andre gigantiske planeter, i astronomiske termer, har det en lav termisk flux.[18][61] Hvorfor Uranus's indre temperatur er så lav, er stadig ikke forstået. Neptune, som er Uranus nære tvilling i størrelse og sammensætning, udstråler 2,61 gange så meget energi ud i rummet, som den modtager fra Solen.[18] Uranus, derimod udstråler næsten ingen overskydende varme overhovedet. Den samlede effekt udstrålede ved Uranus i langt infrarød (Dvs. varme) En del af spektret er 1.06 ± 0.08 gange solenergi absorberes i sin atmosfære.[12][62] Faktisk er Uranus's varmeflux kun 0,042 ± 0,047 W / m², som er lavere end den indre varme flux af Jorden på omkring 0,075 W / m².[62] Den laveste temperatur registreret i Uranus's tropopausen er 49 K (-224 ° C), hvilket gør Uranus den koldeste planet i Solsystemet.[12][62]

Hypoteser for denne uoverensstemmelse omfatter, at når Uranus var "væltede" af supermassive attrappen der forårsagede dens ekstreme aksiale hældning, hvis også skyldes det at udvise de fleste af sine ur varme, efterlader den med en forarmet kernetemperatur.[63] En anden hypotese er, at en vis form for barriere eksisterer i Uranus's øvre lag, der forhindrer, at kernen er varme i at nå overfladen.[11] For eksempel, konvektion kan finde sted i et sæt af deres sammensætning forskellige lag, som kan hæmme den opadgående varme transport.[12][62] Atmosfære Uddybende artikel: Atmosfære af Uranus

Selv om der ikke er nogen veldefineret fast overflade i Uranus's interiør, den yderste del af Uranus gasformige kuvert, der er tilgængelig for telemåling kaldes dets atmosfære.[12] Telemålingskapacitet strækker sig ned til omkring 300 km under 1 bar (100 kPa) niveau, med en tilsvarende tryk omkring 100 bar (10 MPa) og temperatur af 320 K.[64] De svag corona af atmosfæren strækker bemærkelsesværdigt over to planetarisk radier fra den nominelle overfladen ved 1 bar tryk.[65] Den Uranus atmosfære kan opdeles i tre lag: troposfæreMellem højder af -300 og 50 km og pres fra 100 til 0,1 bar (10 MPa til 10 kPa), den stratosfæren, Spænder højder mellem 50 og 4000 km og tryk på mellem 0,1 og 10–10Bar (10 kPa til 10 mikropascal), Og Termosfære/ Corona udvide fra 4.000 km til så højt som 50.000 km fra overfladen.[12] Der er ingen mesosfaeren.

Sammensætning

Sammensætningen af Uranus atmosfære er forskellig fra sammensætningen af hele planeten, består, som det gør hovedsagelig af molekylær brint og helium.[12] Den helium kindtand fraktion, dvs antallet af helium atomer per molekyle af gas, er 0.15 ± 0.03[14] i den øvre troposfære, hvilket svarer til en masse brøkdel 0.26 ± 0.05.[12][62] Denne værdi er meget tæt på protosolar helium masse brøkdel af 0.275 ± 0.01,[66] angiver, at helium er ikke afgjort i midten af planeten, som det har i gas giganter.[12] Den tredje mest rigelige bestanddel af Uranus atmosfære er metan (CH4).[12] Metan har fremtrædende absorption bands i synlig og nær-infrarødt (IR) gør Uranus akvamarin eller cyan i farver.[12] Metan molekyler tegner sig for 2,3% af atmosfæren ved kindtand fraktion under metan sky dækket ved lydtryk på 1,3 bar (130 kPa); dette udgør omkring 20 til 30 gange den carbon overflod findes i Solen.[12][13][67] Blandingsforholdet[E] er meget lavere i den øvre atmosfære på grund af sin ekstremt lave temperaturer, hvilket sænker mætningsniveau og forårsager overskydende metan at fryse ud.[68] Mængderne af mindre flygtige forbindelser såsom ammoniak, vand og hydrogensulfid i den dybe atmosfæren er dårligt kendt. Men de er formentlig også højere end sol værdier.[12][69] Sammen med metan, spormængder af diverse kulbrinter findes i stratosfæren af Uranus, som menes at være fremstillet af metan fra fotolyse fremkaldt af sol ultraviolet (UV) stråling.[70] De omfatter ethan (C2H6), acetylen (C2H2), methylacetylen (CH3C2H), diacetylene (C2HC2H).[68][71][72] Spektroskopi har også afsløret spor af vanddamp, kulilte og kuldioxid i den øvre atmosfære, som kun kan stamme fra en ekstern kilde, som f.eks infalling støv og kometer.[71][72][73]

Troposfære

Temperatur profil Uranus troposfæren og nedre stratosfære. Cloud og dis lag er også angivet.

Troposfæren er det laveste og tætteste del af atmosfæren og er kendetegnet ved et fald i temperaturen med højden.[12] Temperaturen falder fra ca 320 K ved foden af den nominelle troposfæren på -300 km til 53 K ved 50 km.[67][64] Temperaturerne i den koldeste øverste region af troposfæren (den tropopausen) Faktisk varierer i intervallet mellem 49 og 57 K afhængigt planetariske bredde.[12][61] Den tropopausen region er ansvarlig for langt størstedelen af planetens termiske langt infrarød emissioner, således fastlæggelsen af sin effektive temperatur af 59,1 ± 0,3 K.[61][62]

Troposfæren menes at have en meget kompleks sky struktur vand skyer er antaget at ligge i pres vifte af 50 til 100 bar (5 til 10 MPa), ammonium hydrosulfide skyer i området 20 til 40 bar (2 til 4 MPa), ammoniak eller hydrogensulfid skyer mellem 3 og 10 bar (0,3 til 1 MPa) og endelig direkte opdaget tynde metan skyer 1 til 2 bar (0,1 til 0,2 MPa).[12][13][64][74] Troposfæren er en meget dynamisk del af atmosfæren, udstiller kraftige vinde, lyse skyer og sæsonbestemte ændringer, som vil blive diskuteret nedenfor.[18] Øvre atmosfære

Den midterste lag af Uranus atmosfære er stratosfæren, Hvor temperaturen generelt stiger med højden fra 53 K i tropopausen til mellem 800 og 850 K i bunden af Termosfære.[65] Opvarmningen af stratosfæren skyldes absorption af solens UV-og IR-stråling ved methan og andre kulbrinter,[75] som udgør i denne del af atmosfæren som følge af metan fotolyse.[70] Heat er også gennemført fra den varme Termosfære.[75] De kulbrinter indtager en relativt smal lag i højder på mellem 100 og 280 km, svarende til et trykområde på 10 til 0,1 mbar (1000 til 10 kPa) og temperaturer mellem 75 og 170 K.[68][71] Den hyppigste kulbrinter er metan, acetylen og ethan med blandingsforhold på omkring 10−7 i forhold til brint. Blandingsforholdet af kulilte svarer i disse højder.[68][71][73] Tungere kulbrinter og kuldioxid har blandingsforhold tre størrelsesordener lavere.[71] Isotopforholdet af vand er omkring 7 × 10–9.[72] Ethan og acetylen tendens til at kondensere i de koldere nederste del af stratosfæren og tropopausen (under 10 mBar niveau) udgør dis lag,[70] der kan være delvis ansvarlig for kedelig udseende Uranus. Men koncentrationen af kulbrinter i Uranus stratosfæren over dis er betydeligt lavere end i stratospheres af de andre gigantiske planeter.[68][76]

Det yderste lag af Uranus atmosfære er Termosfære og corona, som har en ensartet temperatur omkring 800 til 850 K.[12][76] De varmekilder er nødvendige for at opretholde en så høj værdi, ikke er forstået, da hverken sol langt UV og ekstreme UV-stråling eller nordlys aktivitet kan give den nødvendige energi. Den svage afkøling effektivitet på grund af manglende kulbrinter i stratosfæren over 0,1 mBar lydtryk kan bidrage også.[65][76] Ud over molekylær brint, indeholder Termosfære-koronaen mange gratis hydrogen atomer. Deres lille masse sammen med de høje temperaturer, hvorfor koronaen strækker så langt som 50 000 km eller to Uranus radier fra planeten.[65][76] Denne udvidede corona er en unik feature i Uranus.[76] Dens virkninger omfatter en træk på små partikler kredser Uranus, hvilket medfører en generel forringelse af støv i Uranus ringe.[65] Den Uranus Termosfære sammen med den øverste del af stratosfæren, svarer til den ionosfæren af Uranus.[67] Observationer viser, at ionosfæren indtager højder fra 2 000 til 10 000 km.[67] Den Uranus ionosfæren er tættere end enten Saturn eller Neptun, der kan opstå som følge af den lave koncentration af kulbrinter i stratosfæren.[76][77] Ionosfæren er primært understøttet af solens UV-stråling og dens massefylde afhænger af solaktivitet.[78] Nordlys aktivitet er ubetydelig sammenlignet med Jupiter og Saturn.[76][79]

Uranus har en kompliceret planetarisk ring system, som var den anden sådan ordning at blive opdaget i Solsystemet efter Saturn's.[80] Ringene er sammensat af meget mørke partikler, som varierer i størrelse fra mikrometer til en brøkdel af en meter.[17] Tretten forskellige ringe er i øjeblikket kendt, lyseste idet ε ring. Alle undtagen to ringe af Uranus er ekstremt smalle-de er som regel et par kilometer bred. Ringene er formentlig ganske unge; dynamik forhold viser, at de ikke udgør med Uranus. Sagen i ringene kan engang har været en del af en måne (eller måner), som blev knust af højhastigheds-virkninger. Fra talrige stykker rester, der dannes som følge af disse påvirkninger kun få partikler overlevede i et begrænset antal af stabile zoner, der svarer til stede ringe.[80][81]

William Herschel, der er beskrevet en mulig ring omkring Uranus i 1789. Denne observation er generelt betragtes som tvivlsomme, da ringene er ret svagt, og i de to følgende århundreder blev hverken konstateret af andre observatører. Still, Herschel lavet en nøjagtig beskrivelse af epsilon ring størrelse, vinkel i forhold til Jorden, dens røde farve, og dets tilsyneladende ændringer som Uranus rejste omkring Solen.[82][83] Ringen blev ordningen endeligt opdaget den 10. marts 1977 af James L. Elliot, Edward W. Dunham, og Douglas J. Mink ved hjælp af Kuiper Airborne Observatory. Opdagelsen blev serendipitous, de planlagt at bruge skygning af stjernen SAO 158687 af Uranus for at studere planetens atmosfære. Men når deres bemærkninger blev analyseret, opdagede de, at stjernen var forsvundet kort fra visningen fem gange både før og efter det forsvandt bag planet. De konkluderede, at der skal være et ringsystem omkring planeten.[84] Senere opdaget yderligere fire ringe.[84] Ringene var direkte filmede, når Voyager 2 bestået Uranus i 1986.[17] Voyager 2 opdagede også to yderligere svag ringe bringer det samlede antal til elleve.[17]

I december 2005 Hubble Space Telescope opdaget et par af hidtil ukendte ringe. Den største ligger på det dobbelte af afstanden fra planeten af de tidligere kendte ringe. Disse nye ringe er så langt fra den planet, der kaldes de den "ydre" ring-systemet. Hubble også spottet to små satellitter, hvoraf den ene, Mab, Deler bane med den yderste nyopdagede ring. De nye ringe bringer det samlede antal Uranus ringe til 13.[85] I april 2006, billeder af de nye ringe med Keck Observatory viste farverne på de ydre ringe: den yderste er blå og den anden rød.[86][87] En hypotese om den ydre ring blå farve er, at det er sammensat af minutter partikler af vand-is fra overfladen af Mab, der er små nok til at sprede blåt lys.[86][88] I modsætning hertil synes planetens indre ringe grå.[86] Magnetfelt Magnetfelt Uranus set fra Voyager 2 i 1986. S og N er magnetiske syd og nord poler.

Før ankomsten af Voyager 2 Ingen målinger af Uranus magnetosfære var blevet truffet, så i sagens natur fortsat et mysterium. Før 1986 havde astronomer forventet magnetfelt af Uranus at være i overensstemmelse med solvinden, Da det så vil bringe med planetens poler, der ligger i ekliptika.[89]

Voyager "s indlæg viste, at det magnetiske felt er ejendommelig, både fordi det ikke stammer fra jordens geometriske centrum, og fordi det vippes på 59 ° fra rotationsaksen.[89][90] Faktisk den magnetiske dipol er flyttet fra centrum af planeten mod syd omdrift pol med så meget som en tredjedel af planeternes radius.[89] Denne usædvanlige geometri resulterer i en meget asymmetrisk magnetosfære, hvor den magnetiske feltstyrke på overfladen på den sydlige halvkugle kan være så lav som 0,1 Gauss (10 μT), Mens den nordlige halvkugle det kan være så højt som 1,1 gauss (110 μT).[89] Den gennemsnitlige område på overfladen er 0,23 gauss (23 μT).[89] Til sammenligning er det magnetiske felt af Jorden groft så stærk i begge pole, og dens "magnetiske ækvator" er stort set parallel med den geografiske ækvator.[90] Den dipolmoment af Uranus er 50 gange større end Jorden.[89][90] Neptune har en tilsvarende fordrevne og vippes magnetfelt, hvilket tyder på, at dette kan være et fælles træk ved is giganter.[90] En hypotese er, at i modsætning til magnetiske felter i terrestriske og gas gigant planeter, der opstår inden for deres kerner, er isen giganter »magnetiske felter genereret af bevægelse på et relativt lavt dybder, for eksempel i vand-ammoniak ocean.[60][91]

Trods sin nysgerrig justering, den Uranus magnetosfære i andre henseender er som de andre planeter: det har en bøje chok ligger på omkring 23 Uranus radier foran det, en magnetopause på 18 Uranus radier, en fuldt udviklet magnetotail og stråling bælter.[89][90][92] Generelt struktur Uranus magnetosfære er forskellig fra Jupiters og mere ligner Saturn's.[89][90] Uranus's magnetotail stier bag planet i rummet for millioner af kilometer og er snoet af planetens sidelæns rotation i en lang proptrækker.[89][93]

Uranus magnetosfære indeholder ladede partikler: protoner og elektroner med små mængder H2+ ioner.[90][92] Ingen tungere ioner er blevet opdaget. Mange af disse partikler formentlig stammer fra den varme atmosfæriske koronaen.[92] De ion og elektroner energi kan være så høj som 4 og 1,2 megaelectronvoltsHenholdsvis.[92] Tætheden af lav energi (under 1 kiloelectronvolt) Ioner i den indre magnetosfære er ca 2 cm−3.[94] Partiklen befolkning er stærkt påvirket af Uranus måner at feje gennem magnetosfære forlader mærkbar huller.[92] Partiklen flux er høj nok til at forårsage mørkfarvning eller space vejrlig af månen's flader på en astronomisk hurtig tidshorisont på 100.000 år.[92] Dette kan være årsag til en ensartet mørkt farvning af måner og ringe.[81] Uranus har relativt veludviklede aurorae, der ses som lyse buer omkring både magnetiske poler.[76] Men i modsætning til Jupiter, synes Uranus's aurorae at være ubetydelig for energibalancen af planetsystemet Termosfære.[79]

Klima

Uddybende artikel: Klima af Uranus Uranus sydlige halvkugle tilnærmelsesvis naturlige farve (venstre) og i højere bølgelængder (til højre), der viser svag sky bands og atmosfæriske "hood", som set af Voyager 2

På ultraviolette og synlige bølgelængder, er Uranus atmosfære bemærkelsesværdigt ligegyldige i forhold til de andre gasplaneter, selv til Neptun, som det ellers ligner.[18] Hvornår Voyager 2 fløj af Uranus i 1986, bemærkede i alt ti sky funktioner på tværs af hele planeten.[17][95] En foreslået forklaring på denne mangel på features er, at Uranus's indre varme synes markant lavere end for de andre gigantiske planeter. Den laveste temperatur registreret i Uranus's tropopausen er 49 K, hvilket gør Uranus den koldeste planet i Solsystemet, koldere end Neptun.[12][62] Banded struktur, vind og skyer Zoneplaner vindhastigheder på Uranus. Skraverede områder viser den sydlige kraven og dens fremtidige nordlige modstykke. Den røde kurve er en symmetrisk fit til data.

I 1986 Voyager 2 konstaterede, at den synlige sydlige halvkugle af Uranus kan opdeles i to regioner: en lys polære kasket og mørke ækvatoriale bands (se figur til højre).[17] Deres grænse ligger på omkring -45 grader bredde. En snæver band fælles bredde-området fra -45 til -50 grader er det klogeste store træk på den synlige overflade af planeten.[17][96] Det kaldes en sydlig "krave". Hætten og kraven menes at være en tæt region af metan skyer ligger inden for trykomraadet på 1,3 til 2 bar (se ovenfor).[97] Ud over de store stribede struktur, bemærkede Voyager 2 ti små lyse skyer, de fleste lyver flere grader mod nord fra kraven.[17] I alle andre henseender Uranus lignede en dynamisk død planet i 1986. Desværre Voyager 2 ankom i løbet af højden af planetens sydlige sommer og kunne ikke overholde den nordlige halvkugle. Men i begyndelsen af det enogtyvende århundrede, da den nordlige polar region kom til syne, Hubble Space Telescope (HST) og Keck teleskop oprindeligt observeret hverken en krave eller en polær cap på den nordlige halvkugle.[96] Så Uranus viste sig at være asymmetrisk: lyse nær den sydlige pol og ensartet mørk i regionen nord for den sydlige kraven.[96] I 2007, men når Uranus bestået sin Equinox, den sydlige krave næsten forsvundet, mens en svag nordlig krave opstået i nærheden af 45 grader af bredde.[98] Den første mørk plet observeret på Uranus. Billede fremstillet ved ACS på HST i 2006.

Men i 1990'erne steg antallet af de observerede lysende sky funktioner betydeligt dels fordi nye høj opløsning billeddannelse teknikker blev tilgængelige.[18] De fleste blev fundet i den nordlige halvkugle, som det begyndte at blive synlige.[18] En tidlig forklaring-at lyse skyer er nemmere at identificere i den mørke del af planeten, mens det i den sydlige halvkugle den lyse krave masker dem, viste sig at være forkert: det faktiske antal af funktioner har faktisk øget betydeligt.[99][100] Der er dog forskelle mellem skyer i hver halvkugle. De nordlige skyer er mindre, skarpere og lysere.[100] De synes at ligge på et højere højde.[100] Levetiden for skyer spænder over flere størrelsesordener. Nogle små skyer live i timevis, mens mindst én sydlige sky kan have varet siden Voyager flyby.[18][95] Sidste observation også opdagede, at sky træk på Uranus har meget til fælles med dem på Neptun.[18] For eksempel er den fælles mørke pletter på Neptune havde aldrig været observeret på Uranus før 2006, hvor den første funktion kaldet Uranus Dark Spot var afbildet.[101] Den spekulation er, at Uranus er blevet mere Neptune-lignende i løbet af sin equinoctial sæson.[102]

Sporingen af talrige sky funktioner tilladt bestemmelse af zone vinde blæser i den øvre troposfære af Uranus.[18] Ved ækvator vinde er tilbageskridt, hvilket betyder, at de blæser i den modsatte retning til planeternes rotation. Deres hastigheder er fra -100 til -50 m / s.[18][96] Vindhastighederne stiger med afstanden fra ækvator, og nåede nulværdier nær ± 20 ° bredde, hvor troposfæren temperatur minimum er beliggende.[18][61] Tættere på polerne, vindene skiftet til en prograde retning, der flyder med planetens rotation. Vindhastigheder fortsætte med at øge nå maksima på ± 60 ° bredde, før det faldt til nul ved polerne.[18] Vindhastigheder på -40 ° bredde varierer fra 150 til 200 m / s. Da kraven blokerer alle skyer under, at der sideløbende, hastigheder mellem den og den sydlige pol, er umuligt at måle.[18] I modsætning i den nordlige halvkugle maksimale hastigheder så høje som 240 m / s er observeret i nærheden +50 grader af bredde.[18][96][103] Sæsonvariation Uranus i 2005. Ringe, sydlige krave og en lysende sky på den nordlige halvkugle er synlige.

For en kort periode fra marts til maj 2004, en række store skyer dukkede op i Uranus atmosfære, giver det en Neptune-lignende udseende.[100][104] Bemærkningerne indgår rekordstort vindhastigheder på 229 m / s (824 km / t) og en vedvarende tordenvejr benævnt "Fourth of July fyrværkeri".[95] Den 23. august 2006, observerede forskere på Space Science Institute (Boulder, CO) og University of Wisconsin en mørk plet på Uranus overflade, hvilket giver astronomer mere indsigt i planetens atmosfæriske aktivitet.[101] Hvorfor denne pludselige stigning i aktivitet bør indtræder, er ikke helt kendt, men det lader til, at Uranus's ekstreme aksial tilt resultater i ekstreme sæsonmæssige udsving i sit vejr.[52][102] Fastlæggelse af arten af denne sæsonvariation er vanskeligt, fordi gode data om Uranus atmosfære har eksisteret i mindre end 84 år, eller en fuld Uranus år. En række opdagelser har dog fundet sted. Fotometri i løbet af et halvt Uranus år (begyndende i 1950'erne), har vist regelmæssig variation i lysstyrke i to spektralbånd, Med maxima sted på solhverv og minima indtræffer i jævndøgn.[105] En lignende periodisk variation, med maksima på solhverv, er blevet noteret i mikrobølgeovn målinger af den dybe troposfæren begyndt i 1960'erne.[106] Stratosfæren temperaturmålinger, der begynder i 1970'erne viste også maksimale værdier i nærheden af 1986 solhverv.[75] De fleste af disse variationer menes at forekomme på grund af ændringer i visning geometri.[99]

Men der er nogle grunde til at tro, at fysiske sæsonbestemte ændringer sker i Uranus. Mens planet vides at have en lys syd polarområdet, nordpolen er ret svagt, hvilket er uforeneligt med den model af den sæsonmæssige skitseret ovenfor.[102] I løbet af sin tidligere nordlige solhverv i 1944, viste Uranus forhøjede niveauer af lysstyrke, hvilket tyder på, at Nordpolen var ikke altid så dim.[105] Disse oplysninger betyder, at det synlige pole lyse et stykke tid, før solhverv og mørkere, efter at Equinox.[102] Detaljeret analyse af de synlige og mikroovn data viste, at den periodiske ændringer af lysstyrke ikke er helt symmetrisk omkring solhverv, hvilket også tyder på en ændring i Meridional albedo mønstre.[102] Endelig i 1990'erne, da Uranus bevæget sig væk fra sin solhverv, Hubble og jordbaserede teleskoper har vist, at den sydlige polar cap formørket mærkbart (undtagen den sydlige krave, som forblev lys),[97] mens den nordlige halvkugle vist stigende aktivitet,[95] såsom skyformationerne og stærkere vind, styrke forventning om, at det skal gøre snart.[100] Dette også er sket i 2007, da planeten bestået en equinox: en svag nordlige polare krave opstod, mens den sydlige kraven blev næsten usynlig, selv om zoner vindprofilen stadig en anelse asymmetrisk, med nordlige Vinde er noget langsommere end det sydlige.[98]

Mekanismen af fysiske ændringer er endnu ikke klar.[102] Nær sommer og vinter solhverv, ligger Uranus's halvkugler skiftevis enten helt blænding af Solens stråler eller er udsat for ydre rum. De lysere af solbeskinnede halvkugle menes at skyldes den lokale fortykkelse af metan skyer og dis lag ligger i troposfæren.[97] De lyse krave på -45 ° bredde er også forbundet med metan skyer.[97] Andre ændringer i den sydlige polar region kan forklares med ændringer i den nederste sky lag.[97] Variationen i mikrobølgeovn emission fra planeten sandsynligvis forårsaget af en ændring i den dybe troposfærisk omløb, Fordi tykke polar skyer og dis kan hæmme konvektion.[107] Nu, hvor foråret og efteråret jævndøgn ankommer på Uranus, er dynamikken ændrer sig, og konvektion kan forekomme igen.[95][107] Dannelse Uddybende artikel: Dannelse og udvikling af solsystemet For nærmere oplysninger om udviklingen i Uranus bane, se Nice model.

Mange hævder, at forskellene mellem isen kæmperne og gas kæmperne udvide deres dannelse.[108][109] Solsystemet menes at have dannet en kæmpe roterende kugle af gas og støv kendt som presolar tåge. Meget af Stjernetåge's gas, primært brint og helium, dannede Solen, mens støvkorn indsamlet sammen for at danne den første protoplaneter. Som planeterne voksede, nogle af dem i sidste ende accreted nok op til deres grovhed at holde fast i tågen's rester gas.[108][109] Jo mere gas, de holdt fast, jo større blev de; de større de blev, jo mere gas de holdt fast, indtil et kritisk punkt var nået, og deres størrelse begyndte at stige eksponentielt. Isen giganter, med kun få Earth masser af nebular gas, aldrig nåede at kritiske punkt.[108][109][110] Nylige simuleringer af planetarisk migration har antydet, at både is giganter dannet tættere på Solen end deres nuværende positioner, flyttet og udad efter dannelsen, en hypotese, der er beskrevet i Nice model.[108]

Måner

Uddybende artikel: Måner omkring Uranus Se også: Tidslinje for opdagelsen af Solar System planeter og deres naturlige satellitter Major måner omkring Uranus sammenlignet i deres rette relative størrelser (collage af Voyager 2 fotografier) Den Uranus System. Credit ESO

Uranus har 27 kendte naturlige satellitter.[110] Navnene på disse satellitter er valgt fra figurer fra værker af Shakespeare og Alexander Pope.[59][111] De fem vigtigste satellitter Miranda, Ariel, Umbriel, Titania og Oberon.[59] Det Uranus satellitsystem er den mindst massive blandt gas kæmperne, ja, ville den kombinerede masse af de fem store satellitter være mindre end halvdelen af Triton alene.[9] Den største af de satellitter, Titania, har en radius på kun 788,9 km eller mindre end halvdelen af Månen, men lidt mere end Rhea, den næststørste af Saturns måner, hvilket gør Titania den ottende største måne i Solsystemet. Månens have relativt lave albedos; lige fra 0,20 til Umbriel til 0,35 for Ariel (i grønt lys).[17] De måner er is-rock konglomerater, der består af ca halvtreds procent is og halvtreds procent rock. Isen kan omfatte ammoniak og kuldioxid.[81][112]

Blandt de satellitter, synes Ariel at have den yngste overflade med færrest nedslagskratere, mens Umbriel, ser ud ældste.[17][81] Miranda har fejl kløfter 20 km dyb, rækkehuse lag, og en kaotisk variation i overfladen aldre og funktioner.[17] Miranda fortid geologiske aktivitet menes at have været drevet af tidevandsenergi opvarmning på et tidspunkt, når dens bane var mere excentrisk end i øjeblikket, formentlig som følge af en tidligere stede 3:1 orbital resonans med Umbriel.[113] Ekstensionelle processer i forbindelse med upwelling diapirs er den sandsynlige oprindelse af månen's »racetrack'-lignende coronae.[114][115] Tilsvarende er Ariel menes at have en gang været afholdt i en 4:1 resonans med Titania.[116] Exploration Crescent Uranus som afbildet ved Voyager 2 mens afgående for Neptune Uddybende artikel: Udforskning af Uranus

I 1986 NASA'S Voyager 2 besøgte Uranus. Dette besøg er det eneste forsøg på at undersøge planeten fra kort afstand, og ingen andre besøg er i øjeblikket planlagt. Lanceret i 1977, Voyager 2 gjort sin nærmeste tilgang til Uranus den 24. januar 1986, falder inden 81 500 km af planetens cloudtops, før du fortsætter sin rejse til Neptun. Voyager 2 undersøgt struktur og kemiske sammensætning af atmosfæren,[67] opdaget 10 nye måner og studeret planetens enestående vejr, forvoldt af dets aksial hældning 97,77 °, og undersøgt dens ringsystem.[17][117] Det er også undersøgt det magnetiske felt, det ulovlige struktur, tilt og dens unikke proptrækker magnetotail anlagt den ved Uranus's sidelæns orientering.[89] Det gjorde den første detaljerede undersøgelser af de fem største måner, og studerede alle ni af systemets kendte ringe, opdager to nye.[17][81]

I kultur

I astrologi, Planeten Uranus (Uranus's astrological symbol.svg) Er den herskende planet Aquarius. Da Uranus er farvet cyan og Uranus er forbundet med elektricitet, farven elektrisk blå, Er en farve tæt på cyan, der er forbundet med tegnet Vandbæreren.[118] (Se Uranus i astrologi)

Uranus, den Tryllekunstner er en bevægelse i Gustav Holst'S The Planets.

Planeten Uranus er forbundet med homoseksualitet fordi, der er baseret på Græsk mytologi om Aphrodite, Der begynder i slutningen af det 19. århundrede, udtrykket Uranus har været anvendt til at betegne homoseksuelle.[119] Den endelige show Cockettes, En San Francisco drag trup, fandt sted i sommeren 1972; det blev kaldt Rejsen til Center for Uranus, Hvilket afspejler homophone "din anus." I denne vis drag queen Lady Divine udføres hendes sang "The Krabbe på Center for Uranus", mens klædt som en hummer.[120] Den Club Uranus var en populær queer dance klub , der fandt sted den Søndag overnatninger på End Up i San Francisco i begyndelsen af 1990'erne, Det varede fra december 1989 til december 1992.[121]

Operation Uranus var en succes militæroperation i World War II af Sovjetiske hær at tage tilbage Stalingrad og markerede et vendepunkt i landet krigen mod Wehrmacht.


ScratchcardHeaven.com
Personlige værktøjer