Bilder, die in den fernen 90er Jahren vom Satelliten Voyager 2 aufgenommen wurden, zeigten uns erstaunliche Ergebnisse. Die mysteriöse grünliche Atmosphäre von Uranus ist alles, woraus dieser Planet besteht, mit Ausnahme eines winzigen Stein-Metall-Kerns. Tatsache ist, dass unsere Vorfahren, die die Entdeckungen der äußeren Planeten des Sonnensystems besitzen, sicher waren, dass alle wie die Erde eine Oberfläche, eine Lufthülle und unterirdische Schichten haben. Wie sich herausstellte, ist den Gasriesen all dies vorenth alten, da sie Vertreter des Zwei-Schichten-Modells der Planeten sind.
Entdeckungsgeschichte und allgemeine Daten über den Planeten
Uranus ist der siebte Planet in Bezug auf die Entfernung von der Sonne. Es wurde Ende des 18. Jahrhunderts von William Herschel entdeckt, als er als erster ein Teleskop für astronomische Beobachtungen einsetzte. Davor glaubten Wissenschaftler lange Zeit, Uranus sei nur ein entfernter, sehr heller Stern. Herschel selbst, der sich Notizen zu diesem Himmelskörper machte, verglich ihn zunächst mit einem Kometen, kam später zu dem Schluss, dass dies ein weiterer SS-Planet sein könnte. Nachdem alle Beobachtungen bestätigt waren, wurde die Entdeckung natürlich zu einer Sensation. Allerdings wusste damals niemand, was für eine Atmosphäre Uranus tatsächlich hatte.und was ist seine Struktur. Wir wissen jetzt, dass seine Umlaufbahn eine der größten im System ist. Der Planet dreht sich in 84 Erdenjahren um die Sonne. Gleichzeitig beträgt seine Umdrehungsdauer um seine Achse etwas mehr als 17 Stunden. Dadurch wird die Atmosphäre des Uranus, die bereits aus schweren Gasen besteht, unglaublich dicht und übt einen enormen Druck auf den Kern aus.
Geschichte der Entstehung der Atmosphäre
Es wird angenommen, dass das Aussehen und die physikalischen Daten von Uranus von seinem Kern sowie dem Prozess seiner Entstehung beeinflusst werden. Verglichen mit den Parametern des Planeten selbst (25.559 km - der Äquatorradius) ist der Kern einfach winzig. Daher liefert es keine Energie oder ein Magnetfeld wie im Fall von Jupiter und erwärmt auch nicht alle Gase, aus denen die Atmosphäre von Uranus besteht. Seine Zusammensetzung wiederum kann nicht mit der Zusammensetzung von Jupiter oder Saturn verglichen werden, obwohl alle diese Planeten in die gleiche Kategorie fallen. Tatsache ist, dass Uranus von eisigen Gasen, Eis in seinen höchsten Modifikationen, Methanwolken und anderen schweren Elementen umgeben ist. Leichte Gase wie Wasserstoff und Helium kommen in der Atmosphäre nur in geringen Mengen vor. Es gibt zwei Versionen dieses Paradoxons. In Übereinstimmung mit der ersten waren die Größe und die Gravitationskräfte des Kerns zum Zeitpunkt der Bildung der SS zu gering, um leichte Gase anzuziehen. Die zweite ist, dass an dem Ort, an dem Uranus entstand, nur schwere chemische Komponenten vorhanden waren, die zur Grundlage des Planeten wurden.
Das Vorhandensein der Atmosphäre, ihre Zusammensetzung
Uranus wurde erstmals im Detail erst nach der Reise von Voyager 2 untersucht, die hochauflösende Bilder machte. Sie ermöglichten Wissenschaftlern, die genaue Struktur des Planeten selbst sowie seiner Atmosphäre zu bestimmen. Die Lufthülle des Uranus ist sozusagen dreigeteilt:
- Die Troposphäre liegt am tiefsten. Der Druck liegt hier im Bereich von 100 bis 0,1 bar, und die Höhe dieser Schicht überschreitet 500 km vom bedingten Niveau des Mantels nicht.
- Stratosphäre - die Schicht der Atmosphäre in der Mitte. Nimmt Höhen von 50 bis 4000 km ein.
- Exosphäre. Die äußere Atmosphäre von Uranus, wo der Druck gegen Null tendiert und die Lufttemperatur am niedrigsten ist.
Alle diese Schichten enth alten folgende Gase in unterschiedlichen Anteilen: Helium, Wasserstoff, Methan, Ammoniak. Es gibt auch Wasser in Form verschiedener Modifikationen von Eis und Dampf. Allerdings ist die Atmosphäre von Uranus, deren Zusammensetzung mit der Lufthülle von Jupiter vergleichbar ist, unglaublich k alt. Wenn im größten Gasriesen die Luftmassen maximal erhitzt werden, dann werden sie hier auf 50 Kelvin abgekühlt, haben also eine große Masse.
Troposphäre
Die tiefste Schicht der Atmosphäre wird jetzt nur noch theoretisch berechnet, da die Technologie der Erdbewohner es noch nicht erlaubt, sie zu erreichen. Der Steinkern des Planeten ist von Wolken umgeben, die aus Eiskristallen bestehen. Sie sind schwer und üben einen enormen Druck auf das Zentrum des Planeten aus. Ihnen folgen Wolken aus Ammoniumhydrogensulfid, dann - Luftformationen aus Schwefelwasserstoff und Ammoniak. Der äußerste Teil der Troposphäre ist von Methanwolken besetzt, dieFärben Sie den Planeten in der gleichen grünen Farbe. Die Lufttemperatur in der Troposphäre gilt als die höchste auf dem Planeten. Sie schwankt innerhalb von 200 K. Aus diesem Grund glauben einige Forscher, dass eine große Eisschicht den Mantel des Planeten bildet. Aber das ist nur eine Hypothese.
Stratosphäre
Die Anwesenheit der Atmosphäre von Uranus wird durch Verbindungen aus schweren und leichten Gasen bereitgestellt, und ihre Synthese färbt den Planeten in einen grünlichen Farbton. All diese Prozesse finden im mittleren Luftsp alt statt, wo Ammoniak- und Methanmoleküle auf Helium und Wasserstoff treffen. Eiskristalle nehmen hier ganz andere Modifikationen an als in der Troposphäre, sie absorbieren dank Ammoniak jegliches Licht, das aus dem Weltall kommt. Die Windgeschwindigkeit in der Stratosphäre erreicht 100 m / s, wodurch alle Wolken schnell ihre Position im Weltraum ändern. Polarlichter treten in der Stratosphäre auf, oft bilden sich Nebel. Aber es gibt keinen Niederschlag wie Schnee oder Regen.
Exosphäre
Am Anfang wurde die Atmosphäre des Uranus genau nach seiner äußeren Hülle beurteilt. Es ist ein dünner Streifen aus kristallisiertem Wasser, der von starken Windströmungen umhüllt ist und der Brennpunkt der niedrigsten Temperatur im Sonnensystem ist. Es besteht aus leichten Gasen (molekularer Wasserstoff und Helium), während Methan, das in dichteren Schichten in großen Mengen vorkommt, hier fehlt. Die Windgeschwindigkeit in der Exosphäre erreicht 200 m/s, die Lufttemperatur sinkt auf 49 K. Deshalb ist der Planet Uranus, dessen Atmosphäre so isteisig, ist der kälteste in unserem System geworden, selbst im Vergleich zu seinem weiter entfernten Nachbarn Neptun.
Das Geheimnis des Magnetfelds von Uranus
Jeder weiß sehr gut, dass sich der grünliche Uranus auf der Seite liegend um seine eigene Achse dreht. Wissenschaftler glauben, dass der Planet zum Zeitpunkt der Bildung der SS mit einem Asteroiden oder einem anderen kosmischen Körper kollidierte, der seine Position änderte und das Magnetfeld verzerrte. Von der Achse, die den Norden und Süden des Planeten relativ zum Äquator bestimmt, ist die magnetische Achse um 59 Grad versetzt. Dadurch entsteht erstens eine ungleiche Verteilung der Schwerkraft und zweitens eine ungleiche Spannung auf der Nord- und Südhalbkugel. Höchstwahrscheinlich ist es jedoch diese mysteriöse Position, die die Anwesenheit der Atmosphäre von Uranus und seiner einzigartigen Zusammensetzung ermöglicht. Um den Kern herum werden nur schwere Gase zurückgeh alten, in den mittleren Schichten - kristallisiertes Wasser. Wenn die Lufttemperatur hier höher wäre, würde Uranus vielleicht zu einem riesigen Ozean werden, der aus gewöhnlichem Wasser besteht, das die Quelle des Lebens ist.
Uranus absorbiert alles und jeden um sich herum
Wie wir oben gesagt haben, ist die Atmosphäre von Uranus mit einer riesigen Menge Methan gefüllt. Dieses Gas ist ziemlich schwer, weil es Infrarotstrahlen absorbieren kann. Das heißt, alles Licht, das von der Sonne, von anderen Sternen und Planeten kommt und die Atmosphäre von Uranus berührt, verwandelt sich in einen grünlichen Farbton. Kürzlich haben Wissenschaftler festgestellt, dass der Planet auch fremde Gase verschluckt, die sich im Weltraum befinden, was mit seiner Schwäche paradox istMagnetfeld. Kohlendioxid und Kohlenmonoxid wurden in der Zusammensetzung der mittleren Schichten der Atmosphäre gefunden. Es wird angenommen, dass sie von vorbeifliegenden Kometen auf den Planeten gelockt wurden.
Die Eisreiche unseres Systems
Die beiden äußersten Planeten der SS sind Uranus und Neptun. Beide zeichnen sich durch bläuliche Farbtöne aus, beide entstehen aus Gasen. Die Atmosphäre von Uranus und Neptun ist bis auf die Proportionen praktisch gleich. Die Schwerkraft und die Masse der Kerne beider Planeten ist nahezu gleich. Die unteren Schichten der Atmosphäre von Neptun bestehen wie Uranus aus kristallisiertem Wasser, gemischt mit Methan und Schwefelwasserstoff. Hier, in Kernnähe, erhitzen sich die Eisriesen auf 200 und mehr Kelvin und bilden so ein eigenes Magnetfeld. Die Atmosphäre von Uranus und Neptun hat in ihrer Zusammensetzung die gleiche Menge an molekularem Wasserstoff - mehr als 80 Prozent. Die äußere Luftschicht von Neptun ist ebenfalls von starken Winden geprägt, aber die Lufttemperatur ist hier etwas höher - 60 K.
Schlussfolgerung
Das Vorhandensein der Uranus-Atmosphäre sichert im Prinzip die Existenz dieses Planeten. Die Lufthülle ist der Hauptbestandteil von Uranus. Es heizt sich in Kernnähe stark auf, kühlt aber gleichzeitig in den äußersten Schichten möglichst stark ab. Bisher ist der Planet aufgrund des Mangels an Sauerstoff sowie flüssigem Wasser leblos. Doch wenn die Kerntemperatur zu steigen beginnt, prognostizieren die Forscher, werden sich die Eiskristalle in einen riesigen Ozean verwandeln, in dem neue Lebensformen entstehen können.
