Реферат: Реферат на тему

Професійно-технічне училище – 32


РЕФЕРАТ

на тему:

“Уран"





Підготувала:

учениця 21 групи

Коцюба Катерина


Шумськ – 2008 р.

Уран




Радіус

26320 км

Маса

87.000.000.000.000.000.000.000.000 кг ( 8.7*1025 кг )

Щільність

1,1 г/см3

Доба

17 годин 14 хвилин

Кут орбіти

97,9°

Температура

−208°С

Супутники

21

Кілець

11 окремих кілець

Загальні дані

Відстань від Сонця − 19.2 а.о., екваторіальний діаметр − 51,1 тис. км, у 4 рази більше земного, маса: 8 68.1025 кг, 14,5 мас Землі. Період обертання навколо Сонця − 84 роки. Середня температура на Урані − біля 60-ти Кельвінів. Уран − стародавнє Грецьке божество Неба, самий ранній вищий бог, що був батьком Хроноса (Сатурна), Циклопа і Титана (попередників Олімпійських богів). Уран був відвіданий єдиним автоматичним космічним апаратом "Вояджер 2"

Уран

Навіть у XVІІІ ст. планетна система була відома тільки до Сатурна. Але вже тоді припускали, що Сатурном список планет не закінчується, що існують ще більш далекі планети, що неозброєним оком побачити не можна. Це думка блискуче підтвердилася, коли в 1781 р. знаменитий англійський астроном Гершель, спостерігаючи зірки в телескоп, помітив нове світило, якому, судячи з зоряної карти, бути отут не судилось. Спостерігав за цим світилом кілька днів, Гершель побачив, що воно переміщається серед зірок і являє собою планету.

Виявилося, що ця планета обертається навколо Сонця на відстані 2869 млн. км. і робить повний оборот за 84 роки. Новій планеті дали ім'я Уран. Згодом у неї знайшли п'ять супутників.

Спостерігаючи Уран, вчені знайшли в його русі деякі неправильності, що могли відбуватися тільки оттого, що існує якась більш, вилучена планета. Ця невідома планета своїм притяганням небагато зрушувала Уран з того шляху, по якому він звертався б під дією притягання Сонця й інших планет.

У той час уже великого досконалості досягла наука небесна механіка. Вона дозволяла за допомогою точного розрахунку знаходити шлях будь-якого небесного світила.

Способи розрахунку, якими користаються вчені в небесній механіці, дозволяють точно визначати збурювання, тобто відхилення в русі, якої-небудь планети під впливом притягання "сусідніми" планетами. Наприклад, рух Марса трохи змінюється збурюваннями, що виходять від притягання Землі і Юпітера.

Звичайно в небесній механіці приходиться обчислювати збурювання по вже відомому розташуванню інших планет. При вивченні руху Урана потрібно було вирішити зворотну задачу: знаючи збурювання, знайти місце зухвалої їхньої невідомої планети. Цю важку задачу, як уже раніше було сказано, вирішили французький астроном Леверье й англійський вчений Адамі. Тільки одними розрахунками, зовсім не дивлячись на небо, вони вказали місце на небі, де повинна знаходитися невідома планета. І дійсно, коли на це місце астроном Галлі направив телескоп, то знайшов нову планету. Так була відкрита восьма планета сонячної системи - Нептун. Але про неї в іншому розділі

Історія відкриттів

Уран, перша планета, виявлена в новій історії, була відкрита випадково В. Гершелем, коли він розглядав небо в телескоп 13 березня 1781 року; спочатку він подумав, що це була комета. Як пізніше з'ясувалося, планета неодноразово була помічена, але приймалася за звичайну зірку ( саме ранній запис про "зірку" була зроблена в 1690-му, коли Джон Флэмстид каталогізував її як 34-ю Тельця - одне з прийнятих позначень зірок у сузір'ях)

Гершель назвав планету Georgіum Sіdus ( Планета Георга) на честь його заступника, короля Англії Георга ІІІ; інші називали її планетою Гершеля. Ім'я ж "Уран" було дано тимчасово й узяте за традицією з античної міфології, а затвердилося воно лише в 1850-му році

Уран був відвіданий тільки одним космічним кораблем: недалеко від Урана пролітав "Вояджер 2". Корабель пройшов у 81 500 кілометрах від Урана 24-ого січня 1986-го року. "Вояджер 2" зрадив тисячі зображень і інших наукових даних про планету, супутників, кільця, атмосфері, просторі і магнітному середовищі, що оточують Уран. Різні інструменти вивчали кільцеву систему, відкриваючи дрібні деталі раніше відомих і двох знову виявлених кілець. Дані показали, що планета обертається з періодом 17 годин 14 хвилин. Космічний корабель також знайшов магнітосферу , що велика настільки ж, наскільки і незвичайна

Сучасне дослідження планети ускладнене через її далекість. Однак великі телескопи не залишають її без уваги. За останні роки було відкрито цілих 6 нових супутників планети.

^ Особливості обертання Урана

У більшості планет вісь обертання майже перпендикулярна до площини екліптики, але вісь Урана майже рівнобіжна цій площині. Причини "лежачого" звертання Урана точно невідомі. Проте в дійсності існує суперечка: який з полюсів Урана − північний. Розмова ця аж ніяк не подібна до суперечки про ціпок із двома кінцями і двома початками. Те, як же насправді склалася така ситуація з обертанням Урана, дуже багато чого значить у теорії виникнення всієї Сонячної системи. Майже всі гіпотези мають на увазі обертання планет в одну сторону. Якщо Уран утворився, лежачи на боці, то це сильно не зістикується зі здогадами про походження нашої планетної системи. Правда, зараз усе більше думають, що таке положення Урана - результат зіткнення з великим небесним тілом на ранніх стадіях формування планети. Подібна ж проблема зв'язана і з Венерою, що хоч і не лежить на боці, але так само обертається в зворотну сторону.

^ Рух, розміри, маса

Уран рухається навколо Сонця по еліптичній орбіті, велика піввісь якої (середня геліоцентрична відстань) у 19,182 більше, ніж у Землі, і складає 2871 млн. км. Ексцентриситет орбіти дорівнює 0,047, тобто орбіта досить близька до кругової. Площина орбіти нахилена до екліптики під кутом 0,8°. Один оберт навколо Сонця Уран робить за 84,01 земного року. Період власного обертання Урана складає приблизно 17 годин. Існуючий розкид при визначенні значень цього періоду обумовлений кількома причинами, з яких основними є дві: газові поверхні планети не обертається як єдине ціле і, крім того, на поверхні Урана не виявлено помітних локальних неоднородностей, що допомогли б уточнити тривалість доби на планеті.

Обертання Урана має рядом відмінних рис: вісь обертання майже перпендикулярна (98)° до площини орбіти, а напрямок обертання протилежно напрямку обертання навколо Сонця, тобто зворотне (із всіх інших великих планет зворотний напрямок обертання спостерігається тільки у Венери).

Уран відносять до числа планет-гігантів: його екваторіальний радіус (25600 км) майже в чотири рази, а маса (8,7·1025 кг) − у 14,6 рази більше, ніж у Землі. При цьому середня щільність Урана (1,26 г/см3) у 4,38 рази менше, ніж щільність Землі. Відносно мала щільність типова для планет-гігантів: у процесі формування з газово-пилового протопланетного хмари найбільш легкі компоненти (у першу чергу, водень і гелій) стали для них основним "будівельним матеріалом", тоді як планети земної групи включають помітну частку більш важких елементів.

^ Склад і внутрішня будова

Подібно іншим планетам-гігантам, атмосфера Урана в основному складається з водню, гелію і метану, хоча їхні відносні внески трохи нижче в порівнянні з Юпітером і Сатурном.

Теоретична модель будівлі Урана така: його поверхневий шар являє собою газорідинну оболонку, під якою знаходиться крижана (суміш водяного й аміачного льоду) мантія, а ще глибше - ядро з твердих порід. Маса мантії і ядра складає приблизно 85−90% від усієї маси Урана. Зона твердої речовини простирається до 3/4 радіуса планети.

Температура в центрі Урана близька до 10000 К при тиску 7−8 млн. атмосфер (одна атмосфера приблизно відповідає одному бару). На границі ядра тиск зразковий на два порядки нижче (близько 100 кілобар).

Ефективна температура, обумовлена по тепловому випромінюванню з поверхні планети, складає близько 55 К.

^ Хімічний склад, фізичні умови і будова Урана

Уран сформувався з первісних твердих тіл і різних льодів (під льодами тут треба розуміти не тільки водяний лід), він лише на 15% складається з водню, а гелію немає майже зовсім (у контраст Юпітерові і Сатурну, що, по більшій частині, - водень). Метан, ацетилен і інші вуглеводні існують у значно великих кількостях, чим на Юпітері і Сатурні. Вітри в середніх широтах на Урані переміщають хмари в тих же напрямках, що і на Землі. Ці вітри дують зі швидкістю від 40-а до 160-ти метрів у секунду; на Землі швидкі потоки в атмосфері переміщаються зі швидкістю біля 50-ти метрів у секунду. На цих малюнках Ви бачите темну пляму у верхніх хмарах Урана. Малюнки зроблені після наземних спостережень травні і червні 1993-го року. Імовірно, це атмосферний вихор (JPL)

Товстий шар (димку) − фотохімічний смог − виявляється навколо освітленого Сонцем полюса. Освітлений Сонцем півкуля також випромінює більше ультрафіолету. На представленому зображенні Урана контраст квітів штучно посилений для виявлення різниці між ними

Прилади "Вояджера" знайшли більш холодну смугу між 15 і 40-ка градусами широти, де температура на 2-3 K нижче

Синій колір Урана є результатом поглинання червоного світла метаном у верхній частині атмосфери. Імовірно, існують хмари інших кольорів, але вони ховаються від спостерігачів за шаром метану, що перекривається. Атмосфера Урана (але не Уран у цілому!) складається приблизно на 83% з водню, на 15% з гелію і на 2% з метану. Подібно іншим газовим планетам, Уран має смуги хмар, що дуже швидко переміщаються. Але вони занадто погано помітні і видимі тільки на знімках з великим розширенням, зроблених "Вояджером 2" . Недавні спостереження з HST дозволили розглянути великі хмари. Є припущення про те, що ця можливість з'явилася в зв'язку із сезонними ефектами, адже як не важко обміркувати, зима від літа на Урані сильно відрізняються: ціле півкуля взимку на декілька років ховається від Сонця! Однак, Уран одержує в 370 разів менше тепла від Сонця, чим Земля, так що влітку там теж не буває пекуче. До того ж, Уран випромінює тепла не більше, ніж одержує від Сонця, отже і швидше за все, він холодний всередині

Збіднення атмосфери планети легкими газами − наслідок недостатньої маси зародка планети. У ході утворення, Уран не зміг утримати біля себе велику кількість водню і гелію тільки тому, що до моменту, коли майбутній Уран зібрав досить масивне ядро, вільного водню і гелію в Сонячній системі залишалося мало. Зате Уран містить більше води, метану, ацетилену

^ Кільця Урана

Подібно іншим газовим планетам, Уран має кільця. Кільцева система була виявлена в 1977-му році під час покриття Ураном зірки. Спостерігалося, що зірка 5 разів послабляла на короткий проміжок часу свій блиск перед покриттям і після нього, що і навело на думку про кільця. Наступні спостереження c Землі показали, що дійсно є кільця, дев'ять більш-менш яскраво виражених. Якщо перебирати їх, віддаляючись від планети, вони названі 6, 5, 4, Альфа, Бета, Ця, Гама, Дельта і Эпсилон. Камери "Вояджера" знайшли кілька додаткових кілець, і також показали, що дев'ять основних кілець занурені в дрібний пил. Подібно кільцям Юпітера, вони дуже неяскраві, але, як і кільця Сатурна, кільця Урана містять багато досить великих часток, розміри їхні коливаються від 10 метрів у діаметрі до дрібного пилу. Кільця Урана були відкриті першими після кілець Сатурна. Це мало велике значення, тому що стало можливим припустити, що кільця - загальна характеристика планет, а не доля одного Сатурна. Це ще одне прямо-таки епохальне значення Урана для астрономії

Спостереження показали, що кільця Урана помітно відрізняються від родинних їм систем Юпітера і Сатурна. Неповні кільця з різним показникам прозорості по довжині кожного з кілець сформувалися, схоже, пізніше, ніж сам Уран, можливо, після розриву декількох супутників приливними силами

Кількість відомих кілець може, у кінцевому рахунку, зрости, судячи зі спостережень "Вояджер 2". Прилади вказували на наявність багатьох вузьких кілець (чи, можливо, неповних чи кілець кільцевих дуг) близько 50 метрів шириною

Окремі частки в кільцях виявляли низьку відбивну здатність. Наприклад, саме яскраве кільце, Эпсилон, сірого кольору. Пропонований знімок кільця зроблений із Землі в Ик-диапазоне

Ключем до розгадки структури кілець Урана може бути і відкриття того, що два невеликих супутники - Корделія й Офелія - знаходяться усередині кільця Эпсилон. Це пояснює нерівномірний розподіл часток у кільці: супутники утримують речовину навколо себе. Так, використовуючи цю теорію, припущено, що в цьому кільці можна відшукати ще 16(!) супутників

Магнітосфера

Уран, як багато планет має магнітосферу. Вона незвичайна тим, що вісь симетрії її нахилена майже на 60 градусів осі обертання (у Землі цей кут складає 12 градусів). Якби так було б на Землі, то орієнтування за допомогою компаса мало б цікаву особливість: стрілка майже зовсім би не попадала покажчиком на чи північ південь, а була б націлена на дві протилежні крапки 30-х паралелей. Імовірно, магнітне поле навколо планети генерується рухами в порівняно поверхневих областях Урана, а не в його ядрі. Джерело поля − невідомий; існування гіпотетичного электропроводящего океану чи води аміаку поки не підтверджено дослідженнями. Як на Землі, так і на інших планетах, джерелом магнітного полючи вважають плину в розплавлених породах, розташованих недалеко від ядра

Інтенсивність поля на поверхні Урана загалом подібна з Земною, хоча вона сильніше змінюється в різних точках поверхні через великий зсув осі симетрії поля від центру Урана

Як у Землі, Юпітера і Сатурна, в Урана є магнітний хвіст, що складається з захоплених полем заряджених часток, що розтягся на мільйони кілометрів за Уран від Сонця. "Вояждер 2" "почував" поле, принаймні , у 10-ти мільйонах кілометрів від планети

^ Про супутники

Уран − перша планета, виявлена в наш час Вільямом Гершелем під час його систематичного огляду неба телескопом 13 березня 1781 року. Ця планета фактично була примічена багато разів і колись, але її вважали просто зіркою (самий ранній запис про неї відноситься до 1690 року, коли Джон Фламстид каталогізував її як 34 Taurі). Гершель назвала її "Georgіum Sіdus " (Планета Джорджа) на честь його патрона, короля Англії Джорджа ІІІ; інші назвали її "Гершель". Назва "Уран" запропонував Боде відповідно до найменувань інших планет іменами з класичної міфології, але воно стало широко використовуватися тільки в 1850 році.

Вісь обертання більшості планет майже перпендикулярнаі площини екліптики, а вісь Урана майже рівнобіжна екліптиці. Під час польоту до Урана Вояджера 2 південний полюс Урана майже точно вказував на Сонце. Тому полярні області Урана одержують більша кількість енергії від Сонця, чим екваторіальні області. Однак Уран більш гарячий у районі екватора, чим на полюсах. Механізм, що лежить в основі цього, невідомий.

Уран складається насамперед з гірської породи і різних льодів, кількість водню складає тільки приблизно 15 % і є невелика кількість гелію (на відміну від Юпітера і Сатурна, основним складової які є водень). Очевидно, Уран не має кам'яного ядра подібно Юпітерові і Сатурну.

Як і інші газові планети, в Урана є смуги хмар, що швидко переміщаються довкола нього. Але вони надзвичайно слабкі і видимі тільки при дуже високій якості зображення. Недавні спостереження показують великі і більш явні смуги.

Подібно іншим газовим планетам, Уран має кільця. Як і в Юпітера, вони дуже темні і, як у Сатурна, крім дрібного пилу включають досить великі частки розміром до 10 метрів у діаметрі. Відомо 11 кілець, усі дуже слабкі; саме яскраве називається Эпсилон.

Вояджер 2 знайшов 10 малих місяців на додаток до 5 великих, уже відомим. Імовірно, що маються більш дрібні супутники в межах кілець.

Магнітне поле Урана нахилено майже на 60° щодо осі обертання.

Уран іноді бачимо неозброєним оком у дуже ясну ніч; досить просто знайти його з біноклем (якщо ви точно знаєте, куди дивитися). У малий телескоп видний диск.

^ Відомості про супутники планети

Назва

Орбіта

Період звертання

Відкритий

Діаметр

Маса

Міранда

129 780 км

1.4 дня

у 1948 рік - Gerard Kuіper

472 км

6.3*1019 кг

Ариэль

191 240 км

2.52 дня

у 1851 році - W. Lassell

1160 км

1.27*1021 кг

Оберон

582 600 км

13.5 днів

у 1787 році - Wіllіam Herschel

1526 км

3,03*1021 кг

Титанія

435 840 км

8.7 днів

у 1787 Вільямом Гершелем

1 580 км

3,49*1021 кг

Корделія

49 750 км

8 годин

у 1986 році Вояджером-2

26 км




Біанка

75 260 км

10,4 годин

у 1986 році Вояджером-2

42 км




Офелія

53 440 км

9 годин

у 1986 Вояджером-2

30.4 км




Дездемона

62 660 км

11,3 годин

у 1986 Вояджером-2

54 км




Крессида

61 770 км

11 годин

у 1986 Вояджером-2

62 км




Джульета

64 360 км

11.8 годин

у 1986 Вояджером-2

84 км




Белінда

75 260 км

15 годин

у 1986 Вояджером-2

66 км




Портія

66 085 км

12.3 годин

у 1986 Вояджером-2

108 км




Умбріель

265 970 км

4.1 дня

у 1851 Вільямом Ласселом

1190 км




Розалінда

69 941 км

13.4 годин

1986 Вояджером-2

54 км




Пак

86 010 км

18.3 годин

у 1985 Вояджером-2

154 км




^ Місяць 1986U10

75 000 км

15.3 годин

у 1999 Эриком Каркошкой

40 км




Калібан

7 200 000 км




у 1997 Gladman, Nіcholson, Burns і Kavelaars

60 км




Сикоракс

12 200 000 км




у 1997 Gladman, Nіcholson, Burns і Kavelaars

120 км




Сетебос

10 000 000 км




у 1999 році Kavelaars, Gladman і Holman

20 км




Стефано

25 000 000 км




у 1999 році Kavelaars, Gladman і Holman

20 км




Просперо

? км від Урана




у 1999 році Kavelaars, Gladman і Holman

20 км





^ Дослідження Урана

В околицях Урана побував тільки один космічний апарат "Вояджер 2", що пролетів на відстані 81 200 км від зовнішнього покриву хмар. Траєкторія апарата була майже перпендикулярна площинs, у якій знаходяться супутники, тому з близької відстані dдалося сфотографувати тільки Мsранду, самий маленький з відомих до цього польоту супутників. Напруженість магнітного полючи Урана виявилася більше, ніж у Сатурна, а інтенсивність поясів радіації така ж, як у поясів Землі. В ультрафіолетовій області спектра зареєстроване світіння атмосфери Урана, що простирається на 50 тис. кілометрів від планети.

Як і в інших планет-гігантів, в атмосфері Урана виявлені вихри, струминні плини, плями (але їх набагато менше), а в глибині її зареєстровані метанові хмари. Гелію виявилося в три рази менше, ніж передбачалося раніше: всmго 15%. Циркуляція атмосфери відбувається у високих широтах з більшою швидкістю, чим в екватора.

Дев'ять кілець Урана були відомі ще за наземними спостереженнями покрить зірок планетою. "Вояджер-2" знайшов десяте кільце шириною 3 км і кілька неповних кілець темного кольору. Частки, що складають кільця, мають у поперечнику близько 1 м.

Отримано зображення п'яти раніше відомих супутників і десяти нових, невеликих по розмірах. На Обероне виявлено кілька великих кратерів і гора висотою близько 6000 м, на Титании - численні кратери і долини. Поверхня Умбриэля дуже гладка, на ній видні кратери і світла пляма. Сильно кратериро-ванная поверхня Ариэля зі слідами різних геологічних процесів нагадує супутника Сатурна Энцелад. Найбільш складної виявилася поверхня Миранды, поцяткована борознами, хребтами і розламами глибиною кілька кілометрів. Така активна тектонічна діяльність виявилася несподіваної на супутнику, діаметр якого менше 500км.

Під дією полючи тяжіння Урана траєкторія "Вояджера-2" знову змінилася, і він направився до Нептуна