Slike, posnete s satelita Voyager 2 v daljnih 90-ih, so nam pokazale neverjetne rezultate. Skrivnostna zelenkasta atmosfera Urana je vse, iz česar je sestavljen ta planet, z izjemo drobnega jedra iz kamna in kovine. Dejstvo je, da so bili naši predniki, ki so lastniki odkritij zunanjih planetov sončnega sistema, prepričani, da imajo vsi, tako kot Zemlja, površino, zračno lupino in podzemne plasti. Kot se je izkazalo, so plinski velikani za vse to prikrajšani, saj so predstavniki dvoslojnega modela planetov.
Zgodovina odkritij in splošni podatki o planetu
Uran je sedmi planet glede na oddaljenost od Sonca. Odkril ga je William Herschel konec 18. stoletja, ko je prvi uporabil teleskop za astronomska opazovanja. Pred tem so znanstveniki dolgo časa verjeli, da je Uran le oddaljena, zelo svetla zvezda. Sam Herschel, ki je beležil to nebesno telo, ga je sprva primerjal s kometom, kasneje pa je prišel do zaključka, da je to morda še en planet SS. Seveda je po potrditvi vseh opažanj odkritje postalo senzacija. Vendar takrat nihče ni vedel, kakšno atmosfero je pravzaprav imel Uran.in kakšna je njegova struktura. Zdaj vemo, da je njegova orbita ena največjih v sistemu. Planet se vrti okoli Sonca v 84 zemeljskih letih. Hkrati je njegov čas vrtenja okoli svoje osi nekaj več kot 17 ur. Zaradi tega Uranovo ozračje, ki je že sestavljeno iz težkih plinov, postane neverjetno gosto in izvaja izjemen pritisk na jedro.
Zgodovina nastanka ozračja
Meni je, da na videz in fizične podatke Urana vpliva njegovo jedro, pa tudi proces njegovega nastanka. V primerjavi s parametri samega planeta (25.559 km - ekvatorialni polmer) je jedro preprosto miniaturno. Zato ne zagotavlja energije ali magnetnega polja, kot v primeru Jupitra, in tudi ne segreje dovolj vseh plinov, ki sestavljajo atmosfero Urana. Njegove sestave pa ni mogoče primerjati s sestavo Jupitra ali Saturna, čeprav so vsi ti planeti vključeni v isto kategorijo. Dejstvo je, da je Uran obdan z ledenimi plini, ledom v najvišjih modifikacijah, oblaki metana in drugimi težkimi elementi. Lahki plini, kot sta vodik in helij, so v ozračju prisotni le v majhnih količinah. Obstajata dve različici tega paradoksa. V skladu s prvim so bile velikost in gravitacijske sile jedra v času nastanka SS premajhne, da bi pritegnile lahke pline. Drugi je, da so bile na mestu, kjer je nastal Uran, le težke kemične komponente, ki so postale osnova planeta.
Prisotnost ozračja, njegova sestava
Uran so prvič podrobno preučili šele po potovanju z Voyagerjem 2, ki je posnel slike visoke ločljivosti. Znanstveniki so omogočili, da ugotovijo natančno strukturo samega planeta, pa tudi njegove atmosfere. Tako rekoč, zračna lupina Urana je razdeljena na tri dele:
- Troposfera leži najgloblje. Tlak tukaj je v območju od 100 do 0,1 bara, višina te plasti pa ne presega 500 km od pogojne ravni plašča.
- Stratosfera - plast atmosfere v sredini. Zavzema višine od 50 do 4000 km.
- eksosfera. Zunanja atmosfera Urana, kjer tlak teži k nič, temperatura zraka pa najnižja.
Vse te plasti vsebujejo naslednje pline v različnih razmerjih: helij, vodik, metan, amoniak. Obstaja tudi voda v obliki različnih modifikacij ledu in pare. Vendar je atmosfera Urana, katere sestava je primerljiva z zračno lupino Jupitra, neverjetno mrzla. Če se v največjem plinskem velikanu zračne mase segrejejo do maksimuma, potem se tukaj ohladijo na 50 kelvinov in imajo zato veliko maso.
Troposfera
Najgloblja plast atmosfere je zdaj izračunana le teoretično, saj jo tehnologija zemljanov še ne dopušča. Kamnito jedro planeta je obdano z oblaki, sestavljenimi iz ledenih kristalov. Težke so in povzročajo izjemen pritisk na središče planeta. Sledijo oblaki amonijevega hidrosulfida, nato - zračne tvorbe vodikovega sulfida in amoniaka. Najbolj skrajni del troposfere zasedajo oblaki metana, kiobarvajte planet v enako zeleno barvo. Temperatura zraka v troposferi velja za najvišjo na planetu. Niha v območju 200 K. Zaradi tega nekateri raziskovalci menijo, da velika ledena plast tvori plašč planeta. Ampak to je le hipoteza.
stratosfera
Prisotnost atmosfere Urana zagotavljajo spojine težkih in lahkih plinov, njihova sinteza pa obarva planet v zelenkast odtenek. Vsi ti procesi potekajo v srednji zračni reži, kjer se molekule amoniaka in metana srečajo s helijem in vodikom. Ledeni kristali tukaj dobijo povsem drugačne modifikacije kot v troposferi; zahvaljujoč amoniaku absorbirajo vso svetlobo, ki prihaja iz vesolja. Hitrost vetrov v stratosferi doseže 100 m / s, zaradi česar vsi oblaki hitro spremenijo svoj položaj v vesolju. Aurore se pojavljajo v stratosferi, pogosto nastajajo megle. Vendar ni padavin, kot sta sneg ali dež.
eksosfera
Na začetku so o atmosferi Urana sodili natančno po zunanji lupini. Je tanek trak kristalizirane vode, ki je zavit v močni vetrni tokovi in je žarišče najnižje temperature v sončnem sistemu. Sestavljen je iz lahkih plinov (molekularni vodik in helij), medtem ko metana, ki ga v večjih količinah najdemo v gostejših plasteh, tukaj ni. Hitrost vetra v eksosferi doseže 200 m/s, temperatura zraka pade na 49 K. Zato planet Uran, katerega ozračje je takoledena, je postala najhladnejša v našem sistemu, tudi v primerjavi z bolj oddaljenim sosedom Neptunom.
Skrivnost Uranovega magnetnega polja
Vsi zelo dobro vedo, da se zelenkasti Uran vrti okoli svoje osi in leži na boku. Znanstveniki verjamejo, da je v času nastanka SS planet trčil v asteroid ali drugo kozmično telo, ki je spremenilo svoj položaj in izkrivilo magnetno polje. Od osi, ki določata sever in jug planeta glede na ekvator, je magnetna os zamaknjena za 59 stopinj. To ustvarja, prvič, neenakomerno porazdelitev gravitacije, in drugič, neenako napetost na severni in južni polobli. Kljub temu je najverjetneje prav ta skrivnostni položaj tisti, ki zagotavlja prisotnost atmosfere Urana in njegove edinstvene sestave. Okoli jedra se zadržujejo le težki plini, v srednjih plasteh - kristalizirana voda. Če bi bila tukaj višja temperatura zraka, bi morda Uran postal ogromen ocean, sestavljen iz navadne vode, ki je vir življenja.
Uran absorbira vse in vse okoli
Kot smo rekli zgoraj, je atmosfera Urana napolnjena z ogromno količino metana. Ta plin je precej težek, saj lahko absorbira infrardeče žarke. To pomeni, da se vsa svetloba, ki prihaja od Sonca, od drugih zvezd in planetov, ki se dotika atmosfere Urana, spremeni v zelenkast odtenek. Pred kratkim so znanstveniki opazili, da planet pogoltne tudi tuje pline, ki so v vesolju, kar je paradoksalno s svojo šibkostjo.magnetno polje. Ogljikov dioksid in ogljikov monoksid so našli v sestavi srednjih plasti ozračja. Verjame se, da jih je planet pritegnil zaradi mimoidočih kometov.
Ledena kraljestva našega sistema
Dva najbolj oddaljena planeta SS sta Uran in Neptun. Za oba so značilni modrikasti odtenki, oba nastaneta iz plinov. Atmosfera Urana in Neptuna je praktično enaka, razen v razmerjih. Sila gravitacije in masa jeder obeh planetov je skoraj enaka. Nižje plasti ozračja Neptuna, kot je Uran, so oblikovane iz kristalizirane vode, pomešane z metanom in vodikovim sulfidom. Tukaj, blizu jedra, se ledeni velikani segrejejo do 200 ali več Kelvinov in tako tvorijo svoje magnetno polje. Atmosfera Urana in Neptuna ima v svoji sestavi enako količino molekularnega vodika – več kot 80 odstotkov. Za zunanjo zračno plast Neptuna so značilni tudi močni vetrovi, vendar je temperatura zraka tukaj nekoliko višja - 60 K.
Sklep
Prisotnost atmosfere Urana načeloma zagotavlja obstoj tega planeta. Zračna lupina je glavni sestavni del Urana. V bližini jedra se močno segreje, hkrati pa se v najbolj zunanjih plasteh čim bolj ohladi. Zaenkrat je planet brez življenja zaradi pomanjkanja kisika, pa tudi tekoče vode. Toda če bo temperatura jedra začela naraščati, napovedujejo raziskovalci, se bodo ledeni kristali spremenili v ogromen ocean, v katerem se lahko pojavijo nove oblike življenja.
