Уран - третій за розміром

Уран. Знімок телескопа Хаббл.Уран. Знімок телескопа Хаббл.У січні 1986-го року телекамери «Вояджера-2», який знаходився на пролітній траєкторії, сфотографували Уран і систему його супутників з відстані в 81 тисячу кілометрів. Двi години i 45 хвилин перебували на шляху до Землі сигнали від передавача космічного зонда. Пройшовши відстань, що вимірюється в 19,2 астрономічних одиниць, вони так ослабли, що центрам далекого космічного радіозв'язку, які їх отримували, довелося спочатку їх складати, перш ніж приступити до обробки.

Втім, і після накопичення імпульси були настільки слабкі, що для того щоб гігантським наземним комплексам було легше відокремити «зерна» інформації від «плевел» перешкод, темп передачі кожного знімка довелося розтягнути в часі майже до 4-х хвилин.

На жаль, незважаючи на численні хитрощі, розглянути поверхню цієї планети-гіганта, яка майже вчетверо перевершує по діаметру Землю, так і не вдалося. Втім, це не дуже сильно збентежило астрономів, і без того сумнівавшихся, чи дадуть знімки з космічного зонда більш детальну інформацію, ніж, скажімо, зйомки за допомогою телескопів, що піднімаються на аеростатах в верхні шари атмосфери. Бо високий рівень хмарності Урана змащує деталі загальної його поверхні.

Обертання і орбіта Урана.

Нагадаємо, що довгий час астрономам, які розглядали диск Урана навіть в найдосконаліші оптичні прилади, буквально ні за що було оком зачепитися. Навіть факт обертання цієї стислої з полюсів і, отже, сильно розкрученої планети вдалося встановити не прямими спостереженнями, а лише по періодичній зміні її блиску та за величиною допплерівського зміщення спектральних ліній. Виявилося, що на відміну від Землі і інших планет Сонячної системи Уран, подібно Венері, обертається за годинниковою стрілкою. Доба на Урані, як вважалося раніше, складає 10,8 години. Цей результат був поставлений під сумнів останніми оптичними вимірюваннями ефекту Доплера: нове значення 24 плюс-мінус 3 години. Після розшифровки інформації «Вояджера» можна стверджувати, що тривалість доби на Урані становить 16,5 – 17 годин. Підказало цей висновок обертання хмарного шару.

Порівняльні розміри Землі і Урана.Порівняльні розміри Землі (радіус 6378,1 км) та Урана (радіус 25 559 км).І ще деталь, характерна тільки для Урана, що обертається навколо своєї осі як би лежачи на боці. Сонячні промені падають на полюс планети майже прямовисно. Правда, Уран, що знаходиться на периферії Сонячної системи, отримує дуже мало тепла і світла – приблизно в 370 разів менше, ніж наша Земля. Інфрачервоні датчики встановили, що температура його верхнього шару хмар – мінус 212 градусів Цельсія, нижнього – мінус 192 градуса. Причому хмари зовнішнього шару, а вони складаються, по-видимому, з метану та інших вуглеводнів, рухаються в залежності від широти з різною швидкістю, що досягає 350-ти кілометрів на годину.

Цей парадоксальний факт, який свідчить про існування на Урані потужних вітрів, вимагає від вчених додаткового пояснення: адже на сьомій за рахунком планеті Сонячної системи температурний контраст між полярними і екваторіальними районами незначний. До числа непояснених поки загадок планети належить і те, що постійно освітлена Сонцем півкуля виявилася холоднішою, ніж та, що знаходиться в тіні. Крім того, за допомогою ультрафіолетового детектора на сонячній стороні зареєстровано атмосферне явище, назване електроблиском. Проведені розрахунки показали, що потоку сонячної енергії недостатньо для його виникнення.

Магнітосфера та внутрішня будова Урана.

Внутрішня будова Урана.Внутрішня будова Урана.Магнітометри "Вояджера" виявили у Урана магнітне поле, про яке до того часу не було ніяких даних. Його напруженість приблизно на 15% менше, ніж у Землі. Що стосується магнітних полюсів, то по відношенню до географічних, а точніше буде сказати – до уранографічних полюсів, вони зміщені на 55 градусів. Також було встановлено, що це поле відрізняється крайньою мінливістю: воно постійно змінюється не тільки протягом 84-річного уранового року – періоду обертання навколо Сонця, а й протягом уранових діб.

Ряд даних, отриманих апаратурою космічного зонда, дозволяє вважати, що планета має розплавлене ядро, оточене потужним, що досягає 8-ми тисяч кілометрів шаром води, перегрітої до декількох тисяч градусів. Це не означає, що вона кипить, тому що піддається гігантського стиску з боку атмосфери.

Атмосфера Урана.

Атмосферний вихор на Урані. Знімок отриманий «Хабблом».Атмосферний вихор на Урані. Знімок отриманий «Хабблом».На знімках самого Урана видно вихори і чітко окреслені характерні плями – мабуть, «осередки бур», а може бути, і області конденсації метану і аміаку, з яких в основному складається атмосфера. У ній, крім того, присутні гелій (10 – 15%) і навіть ацетилен; не виключено, що останній утворюється з метану під впливом випромінювання Сонця. Наступні реакції за участю ацетилену призводять до утворення коричневих часток, які надають характерний відтінок одному з кілець і розходяться від темної плями над полюсом. Крім того, на диску Урана помітна окрема хмара, що спостерігається у вигляді яскравої смуги поблизу краю планети. Що вона собою являє? Одне із зображень, що дозволяє з'ясувати особливості руху атмосфери, отримане після ретельної обробки знімків, зроблених з використанням фіолетового, блакитного і помаранчевого фільтрів. Введення штучних, або, як кажуть фізики, неприродних кольорів, допомагає виявити ряд додаткових деталей. Дослідників особливо хвилювало питання: що можуть являти собою окремі округлі утворення, видимі в нижній частині диска.

З'ясувалося, що це тіні, викликані пилом, що потрапив в оптичну систему камери. Не виключено, роблять висновок фахівці, що процеси машинної обробки зображень, необхідні для виявлення слабозамітних деталей поверхні планети, також призводять до подібних спотворень.

Кільця Урана.

Система кілець Урана і орбіти його супутників.Система кілець Урана і орбіти його супутників.До незвичайних особливостей Урана відноситься і відкрита в 1977-му році система кілець, що складається з безлічі непрозорих і, мабуть, дуже темних кілець. На відміну від кілець Сатурна ці вузькі, ниткоподібні утворення, не видимі у відбитому світлі, були виявлені тільки по сильному ослабленню блиску зірок, що опинилися при орбітальному русі Урана (по відношенню до земного спостерігача) позаду кілець; віддаленість останніх від центру планети становить від 1,6 до 1,85 її радіусу.

Фотографія кілець Урана була зроблена з відстані близько 4,17 мільйона кілометрів. Ширина більшості з них – кілька кілометрів. Видно всі дев'ять відомих кілець. Між ними помітні розмиті смуги, обумовлені обробкою зображення за допомогою комп'ютера. Для отримання контрастної колірної інформації про затемнені і ледь помітні кільця Урана були зроблені шість їх знімків з тривалістю експозиції 15 секунд.

А щоб легше відтінити межу кожного кільця, зображення, отримані з використанням світлофільтрів, поєднувалися і усереднювалися.

Найбільш яскравим виглядає розташоване зверху кільце Епсілон. Воно світлого кольору. Ближче до Урану – кільця Дельта, Гамма і Эта. У них блакитно-зелені відтінки. Кільця Альфа і Бета – більш світлих тонів. І нарешті, остання група з трьох кілець, які отримали цифрові найменування 4,5 і 6, світиться слабким білим світлом. Зараз разом з знову відкритими відомо 11 кілець Урана. Вчені, використовуючи колірну інформацію, змогли виявити природу і походження матеріалу кілець, що складаються, як вважають, з темних крижаних брил в середньому метрового розміру.

Супутники Урана.

Траєкторія польоту станції пролягала поблизу п'яти відомих супутників Урана: Міранди, Аріеля, Умбріеля, Титанії і Оберона. Але телекамери «Вояджера-2» розгледіли ще десять, набагато менших за розміром – від 14-ти до 72-х кілометрів в діаметрі – супутників темного кольору. Спочатку замість імен вони отримали лише тимчасові позначення: 1985 U-1, 1986 U-1, 1986 U-9 і т.д. Зараз сім з цих нововідкритих супутників названі іменами американських астронавтів, які загинули під час катастрофи «Челленджера».

Найбільшу увагу вчених відразу прикували до себе два маленьких «місяця» – 1986 U-7 і 1986 U-8. Ці аспідно-чорного кольору супутники, розташовані безпосередньо у самого зовнішнього кільця планети по обидві його сторони, віднесені до типу «супутників-пастухів», активно впливають на формування кілець, в яких, як зазначається, набагато менше пилу, ніж в кільцях Сатурна. На сьогоднішній день нам відомо про 27 супутникiв планети Уран.

Найбільші супутники Урана.Зображення п'яти найбільших супутників Урана.На фотографіях великих супутників добре помітні кратери метеоритного, цілком ймовірно, походження, а також утворені внаслідок незвичайної внутрішньої активності долини і розломи. Уздовж деяких з них випливає з тріщин якась речовина і, схоже, замерзає на поверхні.

На Обероні, скажімо, відзначається безліч світлих кратерів з променями, що розбігаються від них на всі боки. Вважають, що утворилися вони під час метеоритного бомбардування, коли від удару лід, прихований під темною корою, оголився. Тут же вчені відзначили гору заввишки близько 5-ти кілометрів, а також загадкову темну область.

Різко відрізняється від інших великих супутників Міранда. Цей найближчий до Урану «місяць» діаметром близько 500 кілометрів нагадує як би деформовану в результаті космічного катаклізму сферу: з одного боку він роздутий, з іншого – сплющений. На фотографії Міранди чергуються кольорові і чорні смуги, що утворюють «шевроновий» рельєф. Їх перетинають синусоїдальні «подряпини». На поверхню як би накладено «візерунок» з ударних кратетів округлої форми діаметром до 5-ти кілометрів. Роздільна здатність знімка – в кадр потрапила площа діаметром 220 кілометрів – близько 600 метрів. Цілком можливо, що на Міранді, як і на супутнику Юпітера Іо, відбуваються тектонічні явища.

На Титанії – найбільшому «місяці» (діаметр 1600 км), сфотографованому з відстані в 369 тисяч кілометрів, фахівці чітко розрізняли деталі діаметром до 13-ти км. Його давня поверхня густо поцяткована кратерами. Для цього супутника характерні глибокі долини довжиною до 1500 і шириною до 75-ти кілометрів. Звернені до Сонця схили яскраво освітлені. У нижній частині диска – кратер діаметром понад 200 км. У верхній частині диска чітко видно ударний кратер діаметром 300 кілометрів.

Найбільш загадковим супутником Урана постав Умбріель. Справді, Аріель і Титанія буквально поцятковані шрамами метеоритного і тектонічного походження, а на світло-попелястому лику цього «місяця», що представляє собою відмінну космічну мішень діаметром 1100 км, планетологам не вдалося виявити ні ознак геологічної активності, ні навіть слідів зіткнень з метеоритами. На рівному, «ретельно доглянутому» диску чітко видно лише дивне, фантастичної яскравості кільце. Чому ж цей супутник так гарно зберігся? Сприятливі космічні умови або косметичні хитрощі... інопланетних технологій?

Але – дозвільні здогади в сторону. Для того, щоб отримати кращу зi зроблених "Вояджером-2» кольорових фотографій поверхні Аріеля, фахівцям довелося вдатися до компонування цього зображення, використовуючи окремі фотографії південної півкулі Аріеля, зроблені через зелений, блакитний і фіолетовий фільтри з відстані в 170 тисяч кілометрів. Велика частина видимої поверхні, на якій помітні деталі до 3-х км, густо покрита кратерами і пересічена тріщинами, а також нерівними долинами і ровами. Деякі з найбільш великих долин частково заповнені порівняно молодими утвореннями, на яких кратерів не настільки багато. Яскраво освітлені області представляють собою в основному краї невеликих кратерів. Більшість кратерів невиразні через їхню малість, хоча один з них, діаметром близько 30-ти км, добре видно в середній частині знімка. Подібні молоді утворення на Аріелі формувалися, ймовірно, протягом тривалого геологічного (вірніше – аріелогічного) періоду. Незважаючи на те, що діаметр цього «місяця» Урана становить всього 1200 км, він, на думку планетологов, зазнав в минулому значних геологічних перетворень.

Виконавши наукову програму, «Вояджер-2» вдався до навігаційного маневру, що запропонував Ф.Цандер ще в 20-ті роки минулого століття, який дозволяє скоротити витрату палива і час перельоту.

Реактивним двигуном траєкторія зонда була скоригована так, що, подібно до трампліну, потужне гравітаційне поле Урана відкинуло його в сторону Нептуна. Таким чином, змінивши напрямок польоту, «Вояджер-2» в серпні 1989-го року пролетів в 7500 км від хмарного шару ще однієї планети загадок. А що ж далі? За образним висловом американського астрофізика К.Сагана, цей міжпланетний зонд чекає міжзоряне майбутнє.

 

Переглядів: 93 | | Теги: планети
Всього коментарів: 0
avatar