Le immagini riprese dal satellite Voyager 2 nei lontani anni '90 ci hanno mostrato risultati sorprendenti. La misteriosa atmosfera verdastra di Urano è tutto ciò di cui è fatto questo pianeta, ad eccezione di un minuscolo nucleo di pietra-metallo. Il fatto è che i nostri antenati, proprietari delle scoperte sui pianeti esterni del sistema solare, erano sicuri che tutti loro, come la Terra, avessero una superficie, un guscio d'aria e strati sotterranei. Come si è scoperto, i giganti gassosi sono privati di tutto questo, poiché sono rappresentanti del modello a due strati dei pianeti.
Storia della scoperta e dati generali sul pianeta
Urano è il settimo pianeta in termini di distanza dal Sole. Fu scoperto da William Herschel alla fine del XVIII secolo, quando fu il primo a utilizzare un telescopio per le osservazioni astronomiche. Prima di allora, per molto tempo, gli scienziati credevano che Urano fosse solo una stella lontana e molto luminosa. Lo stesso Herschel, prendendo appunti su questo corpo celeste, inizialmente lo ha confrontato con una cometa, in seguito è giunto alla conclusione che questo potrebbe essere un altro pianeta SS. Naturalmente, dopo aver confermato tutte le osservazioni, la scoperta è diventata sensazionale. Tuttavia, a quel tempo, nessuno sapeva che tipo di atmosfera avesse effettivamente Urano.e qual è la sua struttura. Ora sappiamo che la sua orbita è una delle più grandi del sistema. Il pianeta ruota attorno al Sole in 84 anni terrestri. Allo stesso tempo, il suo periodo di rivoluzione attorno al suo asse è di poco più di 17 ore. Per questo motivo, l'atmosfera di Urano, che è già composta da gas pesanti, diventa incredibilmente densa ed esercita una tremenda pressione sul nucleo.
Storia della formazione dell'atmosfera
Si ritiene che l'aspetto ei dati fisici di Urano siano influenzati dal suo nucleo, così come dal processo della sua formazione. Rispetto ai parametri del pianeta stesso (25.559 km - il raggio equatoriale), il nucleo è semplicemente in miniatura. Pertanto, non fornisce energia o campo magnetico, come nel caso di Giove, e inoltre non riscalda a sufficienza tutti i gas che compongono l'atmosfera di Urano. La sua composizione, a sua volta, non può essere paragonata alla composizione di Giove o Saturno, sebbene tutti questi pianeti siano inclusi nella stessa categoria. Il fatto è che Urano è circondato da gas ghiacciati, ghiaccio nelle sue più alte modificazioni, nubi di metano e altri elementi pesanti. I gas leggeri come l'idrogeno e l'elio sono presenti nell'atmosfera solo in piccole quantità. Esistono due versioni di questo paradosso. In accordo con il primo, le dimensioni e le forze gravitazionali del nucleo al momento della formazione delle SS erano troppo piccole per attirare i gas leggeri. La seconda è che nel luogo in cui si è formato Urano c'erano solo componenti chimici pesanti, che sono diventati la base del pianeta.
La presenza dell'atmosfera, la sua composizione
Urano è stato studiato per la prima volta in dettaglio solo dopo il viaggio di Voyager 2, che ha acquisito immagini ad alta risoluzione. Hanno permesso agli scienziati di stabilire l'esatta struttura del pianeta stesso, così come la sua atmosfera. Per così dire, il guscio d'aria di Urano è diviso in tre parti:
- La troposfera è la più profonda. La pressione qui è compresa tra 100 e 0,1 bar e l' altezza di questo strato non supera i 500 km dal livello condizionale del mantello.
- Stratosphere - lo strato dell'atmosfera nel mezzo. Occupa altezze da 50 a 4000 km.
- Esosfera. L'atmosfera esterna di Urano, dove la pressione tende a zero e la temperatura dell'aria è al minimo.
Tutti questi strati contengono i seguenti gas in varie proporzioni: elio, idrogeno, metano, ammoniaca. C'è anche acqua sotto forma di varie modifiche di ghiaccio e vapore. Tuttavia, l'atmosfera di Urano, la cui composizione è paragonabile al guscio d'aria di Giove, è incredibilmente fredda. Se nel gigante gassoso più grande le masse d'aria sono riscaldate al massimo, qui vengono raffreddate a 50 kelvin e quindi hanno una massa grande.
Troposfera
Lo strato più profondo dell'atmosfera è ora calcolato solo in teoria, poiché la tecnologia dei terrestri non consente ancora di raggiungerlo. Il nucleo di pietra del pianeta è circondato da nuvole costituite da cristalli di ghiaccio. Sono pesanti e esercitano una pressione tremenda sul centro del pianeta. Sono seguiti da nuvole di idrosolfuro di ammonio, quindi - formazioni d'aria di idrogeno solforato e ammoniaca. La parte più estrema della troposfera è occupata da nubi di metano, chetingi il pianeta dello stesso colore verde. La temperatura dell'aria nella troposfera è considerata la più alta del pianeta. Fluttua entro 200 K. Per questo motivo, alcuni ricercatori ritengono che un grande strato di ghiaccio formi il mantello del pianeta. Ma questa è solo un'ipotesi.
Stratosfera
La presenza dell'atmosfera di Urano è fornita da composti di gas pesanti e leggeri, e la loro sintesi dipinge il pianeta di una tonalità verdastra. Tutti questi processi hanno luogo nel traferro intermedio, dove le molecole di ammoniaca e metano si incontrano con elio e idrogeno. I cristalli di ghiaccio qui assumono modificazioni completamente diverse rispetto alla troposfera: grazie all'ammoniaca assorbono tutta la luce proveniente dallo spazio. La velocità dei venti nella stratosfera raggiunge i 100 m / s, a causa della quale tutte le nuvole cambiano rapidamente posizione nello spazio. Le aurore si verificano nella stratosfera, spesso si formano nebbie. Ma non ci sono precipitazioni come neve o pioggia.
Esosfera
Inizialmente, l'atmosfera di Urano veniva giudicata proprio dal suo guscio esterno. È una sottile striscia di acqua cristallizzata che è avvolta da forti correnti di vento ed è al centro della temperatura più bassa del sistema solare. È costituito da gas leggeri (idrogeno molecolare ed elio), mentre qui è assente il metano, che si trova in grandi quantità negli strati più densi. La velocità del vento nell'esosfera raggiunge i 200 m/s, la temperatura dell'aria scende a 49 K. Ecco perché il pianeta Urano, la cui atmosfera è cosìghiacciato, è diventato il più freddo del nostro sistema, anche rispetto al suo vicino più distante, Nettuno.
Il mistero del campo magnetico di Urano
Tutti sanno benissimo che l'Urano verdastro ruota attorno al proprio asse, giacendo su un fianco. Gli scienziati ritengono che al momento della formazione delle SS, il pianeta si sia scontrato con un asteroide o un altro corpo cosmico, che ha cambiato posizione, distorcendo il campo magnetico. Dall'asse che determina il nord e il sud del pianeta rispetto all'equatore, l'asse magnetico è spostato di 59 gradi. Ciò crea, in primo luogo, una distribuzione diseguale della gravità e, in secondo luogo, una tensione ineguale negli emisferi settentrionale e meridionale. Tuttavia, molto probabilmente, è questa posizione misteriosa che fornisce la presenza dell'atmosfera di Urano e la sua composizione unica. Intorno al nucleo vengono trattenuti solo gas pesanti, negli strati intermedi - acqua cristallizzata. Forse se la temperatura dell'aria qui fosse più alta, Urano diventerebbe un enorme oceano, costituito da acqua ordinaria, che è la fonte della vita.
Urano assorbe tutto e tutto intorno
Come abbiamo detto sopra, l'atmosfera di Urano è piena di un'enorme quantità di metano. Questo gas è piuttosto pesante, perché è in grado di assorbire i raggi infrarossi. Cioè, tutta la luce che proviene dal Sole, da altre stelle e pianeti, toccando l'atmosfera di Urano, si trasforma in una tinta verdastra. Di recente, gli scienziati hanno notato che il pianeta ingoia anche gas estranei che si trovano nello spazio esterno, il che è paradossale con la sua debolecampo magnetico. L'anidride carbonica e il monossido di carbonio sono stati trovati nella composizione degli strati intermedi dell'atmosfera. Si ritiene che siano stati attratti dal pianeta dalle comete di passaggio.
I regni di ghiaccio del nostro sistema
I due pianeti più esterni delle SS sono Urano e Nettuno. Entrambi sono caratterizzati da sfumature bluastre, entrambi sono formati da gas. L'atmosfera di Urano e Nettuno è praticamente la stessa, fatta eccezione per le proporzioni. La forza di gravità e la massa dei nuclei di entrambi i pianeti è quasi la stessa. Gli strati inferiori dell'atmosfera di Nettuno, come Urano, sono formati da acqua cristallizzata mista a metano e acido solfidrico. Qui, vicino al nucleo, i giganti di ghiaccio si riscaldano fino a 200 o più Kelvin, formando così il proprio campo magnetico. L'atmosfera di Urano e Nettuno ha la stessa quantità di idrogeno molecolare nella sua composizione, più dell'80%. Anche lo strato d'aria esterno di Nettuno è caratterizzato da forti venti, ma qui la temperatura dell'aria è leggermente superiore - 60 K.
Conclusione
La presenza dell'atmosfera di Urano, in linea di principio, assicura l'esistenza di questo pianeta. Il guscio d'aria è la parte costituente principale di Urano. Si riscalda fortemente vicino al nucleo, ma allo stesso tempo si raffredda il più possibile negli strati più esterni. Finora, il pianeta è senza vita a causa della mancanza di ossigeno e acqua allo stato liquido. Ma se la temperatura del nucleo inizia a salire, i ricercatori prevedono che i cristalli di ghiaccio si trasformeranno in un immenso oceano in cui possono emergere nuove forme di vita.
