Slike snimljene sa satelita Voyager 2 dalekih 90-ih pokazale su nam zapanjujuće rezultate. Tajanstvena zelenkasta atmosfera Urana je sve od čega je ova planeta napravljena, sa izuzetkom sićušnog jezgra od kamena i metala. Činjenica je da su naši preci, koji posjeduju otkrića vanjskih planeta Sunčevog sistema, bili sigurni da svi oni, poput Zemlje, imaju površinu, zračnu školjku i podzemne slojeve. Kako se ispostavilo, plinoviti divovi su uskraćeni za sve ovo, jer su predstavnici dvoslojnog modela planeta.
Istorija otkrića i opšti podaci o planeti
Uran je sedma planeta u smislu udaljenosti od Sunca. Otkrio ga je Vilijam Heršel krajem 18. veka, kada je prvi upotrebio teleskop za astronomska posmatranja. Prije toga, dugo vremena, naučnici su vjerovali da je Uran samo udaljena, vrlo sjajna zvijezda. Sam Herschel, praveći bilješke o ovom nebeskom tijelu, u početku ga je uporedio sa kometom, kasnije je došao do zaključka da je ovo možda još jedna SS planeta. Naravno, nakon potvrde svih zapažanja, otkriće je postalo senzacija. Međutim, tada niko nije znao kakvu je atmosferu Uran zapravo imao.i kakva je njegova struktura. Sada znamo da je njegova orbita jedna od najvećih u sistemu. Planeta se okrene oko Sunca za 84 zemaljske godine. Istovremeno, njegov period okretanja oko svoje ose je nešto više od 17 sati. Zbog toga, atmosfera Urana, koja se već sastoji od teških gasova, postaje neverovatno gusta i vrši ogroman pritisak na jezgro.
Istorija formiranja atmosfere
Vjeruje se da na izgled i fizičke podatke Urana utiče njegovo jezgro, kao i proces njegovog formiranja. U poređenju sa parametrima same planete (25.559 km - ekvatorijalni radijus), jezgro je jednostavno minijaturno. Stoga ne daje energiju ili magnetsko polje, kao u slučaju Jupitera, a također ne zagrijava dovoljno sve plinove koji čine atmosferu Urana. Njegov sastav se, pak, ne može porediti sa sastavom Jupitera ili Saturna, iako su sve ove planete uključene u istu kategoriju. Činjenica je da je Uran okružen ledenim gasovima, ledom u najvećim modifikacijama, oblacima metana i drugim teškim elementima. Laki gasovi kao što su vodonik i helijum prisutni su u atmosferi samo u malim količinama. Postoje dvije verzije ovog paradoksa. U skladu s prvim, veličina i gravitacijske sile jezgre u vrijeme formiranja SS bile su premale da bi privukle lake plinove. Drugi je da su na mestu gde je formiran Uran postojale samo teške hemijske komponente, koje su postale osnova planete.
Prisustvo atmosfere, njen sastav
Uran je prvi put detaljno proučavan tek nakon putovanja Voyagera 2, koji je napravio slike visoke rezolucije. Oni su omogućili naučnicima da utvrde tačnu strukturu same planete, kao i njene atmosfere. Da tako kažem, vazdušna školjka Urana podeljena je na tri dela:
- Troposfera leži najdublje. Pritisak je ovdje u rasponu od 100 do 0,1 bar, a visina ovog sloja ne prelazi 500 km od uslovnog nivoa plašta.
- Stratosfera - sloj atmosfere u sredini. Zauzima visine od 50 do 4000 km.
- Egzosfera. Spoljna atmosfera Urana, gde pritisak teži nuli, a temperatura vazduha je najniža.
Svi ovi slojevi sadrže sljedeće plinove u različitim omjerima: helijum, vodonik, metan, amonijak. Tu je i voda u obliku raznih modifikacija leda i pare. Međutim, atmosfera Urana, čiji je sastav uporediv sa vazdušnom školjkom Jupitera, neverovatno je hladna. Ako se u najvećem gasnom divu vazdušne mase zagreju do maksimuma, onda se ovde ohlade na 50 kelvina i stoga imaju veliku masu.
Troposfera
Najdublji sloj atmosfere sada je proračunat samo teoretski, pošto tehnologija zemljana još ne dozvoljava da se do njega dođe. Kameno jezgro planete okruženo je oblacima koji se sastoje od kristala leda. Teški su i vrše ogroman pritisak na centar planete. Prate ih oblaci amonijum hidrosulfida, zatim - vazdušne formacije vodonik sulfida i amonijaka. Najekstremniji dio troposfere zauzimaju oblaci metana, kojiobojite planetu u istu zelenu boju. Temperatura zraka u troposferi smatra se najvišom na planeti. Ona fluktuira unutar 200 K. Zbog toga, neki istraživači vjeruju da veliki sloj leda formira plašt planete. Ali ovo je samo hipoteza.
Stratosphere
Prisustvo atmosfere Urana obezbeđuju jedinjenja teških i lakih gasova, a njihova sinteza boji planetu u zelenkastu nijansu. Svi ovi procesi se odvijaju u srednjem vazdušnom jazu, gde se molekuli amonijaka i metana susreću sa helijumom i vodonikom. Kristali leda ovdje poprimaju potpuno drugačije modifikacije nego u troposferi; zahvaljujući amonijaku, apsorbiraju bilo koju svjetlost koja dolazi iz svemira. Brzina vjetrova u stratosferi dostiže 100 m/s, zbog čega svi oblaci brzo mijenjaju svoj položaj u svemiru. Aurore se javljaju u stratosferi, često se stvaraju magle. Ali nema padavina poput snijega ili kiše.
Egzosfera
U početku se atmosfera Urana procjenjivala upravo po njegovoj vanjskoj ljusci. To je tanka traka kristalizirane vode koja je obavijena jakim strujama vjetra i žarište je najniže temperature u Sunčevom sistemu. Sastoji se od lakih gasova (molekularni vodonik i helijum), dok metan, koji se nalazi u velikim količinama u gušćim slojevima, ovde nema. Brzina vjetra u egzosferi dostiže 200 m/s, temperatura zraka pada na 49 K. Zbog toga planeta Uran, čija je atmosfera takoledeni, postao je najhladniji u našem sistemu, čak i u poređenju sa svojim udaljenijim susjedom, Neptunom.
Misterija Uranovog magnetnog polja
Svi vrlo dobro znaju da se zelenkasti Uran okreće oko svoje ose, ležeći na boku. Naučnici vjeruju da se u vrijeme formiranja SS-a planeta sudarila s asteroidom ili drugim kosmičkim tijelom, koje je promijenilo svoj položaj, izobličujući magnetsko polje. Od ose koja određuje sjever i jug planete u odnosu na ekvator, magnetna os je pomjerena za 59 stupnjeva. To stvara, prvo, neravnomjernu raspodjelu gravitacije, a drugo, nejednaku napetost na sjevernoj i južnoj hemisferi. Ipak, najvjerovatnije, upravo ovaj misteriozni položaj osigurava prisustvo atmosfere Urana i njegovog jedinstvenog sastava. Oko jezgre se zadržavaju samo teški gasovi, u srednjim slojevima - kristalizovana voda. Možda da je temperatura vazduha ovde viša, Uran bi postao ogroman okean, koji se sastoji od obične vode, koja je izvor života.
Uran upija sve i sve oko sebe
Kao što smo već rekli, atmosfera Urana je ispunjena ogromnom količinom metana. Ovaj gas je prilično težak, jer je u stanju da apsorbuje infracrvene zrake. Odnosno, sva svjetlost koja dolazi sa Sunca, sa drugih zvijezda i planeta, dodirujući atmosferu Urana, pretvara se u zelenkastu nijansu. Nedavno su naučnici primetili da planeta guta i strane gasove koji se nalaze u svemiru, što je paradoksalno sa svojim slabimmagnetsko polje. Ugljični dioksid i ugljični monoksid pronađeni su u sastavu srednjih slojeva atmosfere. Vjeruje se da ih je planeta privukla zbog kometa koje su prolazile.
Ledena carstva našeg sistema
Dve najudaljenije planete SS-a su Uran i Neptun. Oba se odlikuju plavičastim nijansama, oba nastaju iz plinova. Atmosfera Urana i Neptuna je praktično ista, osim proporcija. Sila gravitacije i masa jezgara oba planeta je skoro ista. Niži slojevi atmosfere Neptuna, poput Urana, formirani su od kristalizirane vode pomiješane s metanom i sumporovodikom. Ovdje, blizu jezgre, ledeni divovi se zagrijavaju do 200 ili više Kelvina, formirajući tako vlastito magnetsko polje. Atmosfera Urana i Neptuna u svom sastavu ima istu količinu molekularnog vodonika - više od 80 posto. Spoljni vazdušni sloj Neptuna takođe karakterišu jaki vetrovi, ali je temperatura vazduha ovde nešto viša - 60 K.
Zaključak
Prisustvo atmosfere Urana, u principu, osigurava postojanje ove planete. Vazdušna školjka je glavni sastavni dio Urana. Snažno se zagrijava u blizini jezgra, ali se istovremeno hladi što je više moguće u najudaljenijim slojevima. Do sada je planeta beživotna zbog nedostatka kiseonika, kao i vode u tečnom stanju. Ali ako temperatura jezgra počne da raste, predviđaju istraživači, kristali leda će se pretvoriti u ogroman okean u kojem se mogu pojaviti novi oblici života.
