Вращается лежа на боку. Ученые объяснили, почему Уран вращается «лежа на боку

1. Почему Уран «лежит на боку»?

Плоскость экватора Урана наклонена к плоскости его орбиты под углом почти сто градусов. То есть если другие планеты крутятся как «волчки», то Уран - как катящийся шар. Будто что-то уронило на бок планету, в полтора десятка раз тяжелее Земли! Ученые считают, что причина такого наклона оси Урана - столкновение с протопланетой (их еще называют «зародышами планет») во время формирования Солнечной системы. И эта протопланета должна быть размером примерно с Землю. Откуда она взялась и где находится сейчас, пока непонятно.

2. Откуда на Уране ветер?

Поверхность Урана затянута густой пеленой облаков, состоящих из метана и прочих горючих газов. Движутся они с разной скоростью, иногда достигающей 350 км/ч. А максимальная зарегистрированная скорость ветра на Уране 824 километра в час! Удивительно то, что разница температур между полярными и экваториальными районами Урана незначительна и по логике не может вызвать такие ураганы.

3. Почему на солнечной стороне холоднее?

В моменты солнцестояний один из полюсов Урана остается направленным на Солнце в течение 42 земных лет! В это время другой полюс оказывается в сорокалетней темноте - там полярная ночь. И только на экваторе происходит традиционно-быстрая смена дня и ночи (урановые сутки равны примерно 18 часам).

Однако температура на экваторе теплее, чем на подставленном Солнцу полюсе. Причина такого распределения тепла пока остается загадкой.

4. Загадочное электросияние

Кроме того, с помощью ультрафиолетового детектора на солнечной стороне было обнаружено странное свечение, которое ученые назвали "электросиянием". Оно похоже на земное полярное сияние, поднимается на 1500 км. над плотной дымкой Урана. Расчеты показали, что потока солнечной энергии недостаточно для его возникновения. Есть версия, что дело в сильном магнитном поле, но по сути эта загадка пока тоже не разгадана.

5. Есть ли жизнь на самой холодной планете?

Недра Урана практически не излучают в пространство тепла, как это происходит на остальных газовых гигантах - Юпитере , Сатурне и Нептуне . Есть предположение, что Урану для самостоятельного разогрева не хватает плотности. Еще одна версия: вышеупомянутое столкновение с протопланетой, наклонившее ось вращения Урана, привело к рассеиванию имевшегося тепла. Третья гипотеза заключается в том, что в верхних слоях планеты есть какая-то прослойка, не пропускающая тепло от ядра к поверхности. Из-за этого трудно изучить температуру недр Урана. Но если она близка к температуре других планет-гигантов, значит, там может быть жидкая вода, и на Уране возможно существование жизни!

Объект наблюдают с Земли, он выглядит как неяркая звезда. Английский астроном Вильям Гершель открыл объект с помощью телескопа в 1781 году, изучая околосолнечный космос. Вначале астрономы считали, что это комета. Уран находится на 7-й орбите от Солнца, на расстоянии 19,2 астрономических единиц. Астрономическая единица – расстояние от Земли до Солнца.

Кратко о планете

Уран и сейчас малоизученный. Только в 1986 году человечество увидело объект «вблизи» благодаря снимкам, сделанных американским аппаратом «Вояджер 2». Аппарат только пролетал мимо, поэтому передал на Землю небольшой объем информации. Разработаны новые программы по изучению планеты, запланированные на 20-е гг. текущего столетия.

Астрономы распредели планеты по группам. Уран – «ледяной гигант», который нельзя путать с «газовым гигантом». Он 4-й по размерам в сравнении с другими космическими телами, вращающихся вокруг Солнца. Недра состоят из горных пород и замерзших газов. В атмосфере обнаружены метан, аммиак, водород. Поверхность не твердая, а газообразная.

Вокруг космического объекта сформировались кольца из газов и льда, которые хорошо видны в мощный телескоп. Ученые считают, что они образовались после возникновения самой планеты. Зафиксировано 27 спутников, но астрономы заявляют, что урановые луны открыты не все.

Причины такого движения

Отвечая на вопрос какая планета вращается, лежа на боку стоить внимательней присмотреться к небесному телу. Так, главное отличие Урана от других планет Солнечной системы – наклон оси. Это расстояние в градусах от условной линии, проведенной через экватор и плоскость орбиты. Он составляет 97,86°С. Тело лежит на боку и в таком положении вращается вокруг Солнца. Уран катится по орбите, как мяч, а движение других планет напоминает обороты вращающегося волчка.

Уран – космическое тело, движущееся ретроградно. Термин обозначает, что, если наблюдать за ним с Земли, оно движется на запад с востока – визуально назад по отношению к Солнцу.

Еще одна загадка, связанная, по мнению ученых, с наклоном оси – холод на поверхности. Учитывая местоположение, температура на поверхности и в атмосфере должна быть выше нептунианской. Однако Нептун, находящийся на 8-й орбите, теплее.

Наклон оси обуславливает смену дня и ночи на планете:

• Сутки составляют чуть более 17 часов.
• Световой режим обусловлен положением полюсов планеты.
• При солнцестоянии в Южном полушарии полярный день длится 42 года, а в Северном в этот момент – полярная ночь.
• День и ночь в полушариях меняются каждые полгода.
• В точках равноденствия сутки идентично земным.
• Полный оборот вокруг Солнца объект делает за 84,3 г. (в земном измерении) что послужило причиной наклона Урана.

Версии ученых

Главная версия, почему Уран лежит на боку, высказанная астрономами – столкновение с протопланетой, произошедшее при формировании нашей системы 4 млрд лет назад.
Ученые из английского Университета Дарема провели серию исследований для выяснения этого вопроса. Они сделали 50 компьютерных симуляций. Результаты подтвердили предположение, что на этапе зарождения Солнечной системы Уран мог столкнуться с космическим объектом массой в 2 раза большим, чем Земля. Катаклизм «перевернул» планету на бок, в этом положении она находится и теперь. Выделившиеся газы образовали кольца и спутники.

Ось могла сместиться без удара во время нестабильности – считают другие ученые. Теория под названием «модели Ниццы» описывают иную картину формирования Солнечной системы.

Планетологи рассказали о вероятной причине необычного положения Урана. По мнению экспертов, в прошлом Уран столкнулся с протопланетным телом размером больше Земли. Данные исследований ученые представили в издании Astrophysical Journal .

Магнитные полюса Урана, как утверждают астрофизики, сдвинуты относительно географических на 60 градусов. Каждые земные сутки они меняются местами, а ось вращения планеты лежит в плоскости орбиты. Специалисты Даремского университета (Великобритания) разработали компьютерную модель Солнечной системы в эпоху ее зарождения. Ученые попытались выяснить, какие процессы повлияли на расположение оси Урана.

Ученые предположили, что Уран столкнулся с крупным небесным телом. В итоге газовый гигант «лег» набок, а другой космический объект растворился в его атмосфере. Этот процесс сопровождался выбросами крупных обломков коры. Они впоследствии и стали основой колец планеты и ее спутников.

Согласно предположениям планетологов, точку асимметрии в недрах Урана создали остатки небесного тела. Это повлияло на расположение магнитного поля.

Уран: вокруг солнца "Лежа на боку"

В XVIII в. границей Солнечной системы считался Сатурн, известный с незапамятных времён. Никому и в голову не приходило, что за ним скры-вается ещё одна, неведомая планета. 13 марта 1781 г. новую планету - Уран - открыл учитель музыки из Англии Уильям Гершель, до этого совершенно неизвестный в астрономическом мире.

Заметив в свой телескоп светлый диск, движущийся по небу, Гершель принял его за комету и сообщил об открытом небесном теле профессио-нальным астрономам в Гринвич. До-вольно быстро выяснилось, что это новая планета, и весть об открытии облетела всю Европу. Любопытно, что знаменитый немецкий астроном Иоганн Боде, со-ставляя извещение об этом уникаль-ном факте, даже не знал, как пишется имя первооткрывателя, и привёл не-сколько его вариантов, взятых из разных источников. После открытия Урана (название дано Боде) Гершель стал широко известен, был избран членом Лондонского королевского общества и получил должность при-дворного астронома. За последующие 40 лет он сделал множество замеча-тельных открытий, в частности впервые наблюдал два крупнейших спутника Урана (1787 г.) и два спутника Сатурна (1789 г.). Но главным его открытием всётаки остался Уран, вдвое расширивший границы известной Солнечной системы.

Когда о Земле говорят "голубая планета" - это ласковое преувеличение. Основная её палитра включает белый (облака, льды), жёлто-коричневый (суша) и свинцово-серый (океан) цвета. По-настоящему голубой плане-той оказался далёкий Уран!

Причина этого кроется в составе атмосферы Урана и её температуре. При морозе (-218 °С) в верхних сло-ях водородно-гелиевой атмосферы сконденсировалась и теперь постоянно присутствует метановая дымка. Метан хорошо поглощает красные лучи и отражает голубые и зелёные. Поэтому Уран и приобрёл красивый аквамариновый цвет.

Типичные для Юпитера и Сатурна белые аммиачные облака на Уране сформировались в нижних слоях атмосферы и поэтому не видны. Лишь на низких широтах было замечено несколько светлых облаков. По их движению скорость ветра на больших высотах оценивалась в 100 м/с. Никаких других структур на однородном диске Урана не найдено - все атмосферные течения скрыты метановой дымкой. В верхней атмосфере Урана на-блюдаются различные "электросияния", подобные земным полярным сияниям. Их вызывают потоки элементарных частиц (протонов, элек-тронов), бомбардирующих газовую оболочку планеты. Сияния подобного рода типичны для планет-гигантов из-за их сильного магнитного поля.

У Урана почти такое же сильное магнитное поле, как у Земли, только конфигурация его необычна: маг-нитный полюс отклоняется от гео-графического почти на 60°. Так что компас там не будет указывать на географический полюс. А самая при-мечательная особенность этой пла-неты заключается в том, что она вращается "лёжа на боку" (даже слег-ка "вниз головой")-, наклон её оси вращения 98°.

Уран получает почти в 400 раз меньше света, чем наша планета. Для чувствительного человеческого глаза это соответствует освещённости на Земле сразу после захода Солнца, в начале сумерек. Для сравнения можно добавить, что освещённость на Уране в 1000 раз больше, чем в ясную ночь полнолуния на Земле.

Небесные тела, расположенные в нашей галактике после Сатурна, мало изучены — космические исследовательские зонды эти места практически не посещали. Однако кое-что земляне об этой области Солнечной системы узнали. Например, мы знаем, какая планета вращается, лежа на боку.

Наклон оси вращения Урана

Каждое тело планетарного типа в Солнечной системе имеет собственный наклон вращательной оси, представляющий собой угол между плоскостью своего экватора и эклиптикой — плоскостью, в которой тело движется вокруг светила.

Но у Урана этот показатель рекордный — почти 98°. Получается, что это тело вращается в положении «лежа на боку», будто катится по своей орбитальной траектории.

Такое явление вызвало особенное изменение уранианских сезонов года и времени суток.

В момент зимнего или летнего солнцестояния:

• один из планетарных полюсов «смотрит» на Солнце;
• в этом полушарии длится полярный день, в противоположном — полярная ночь;
• в экваториальной области быстро сменяются день и ночь;
• наблюдатель на экваторе видит светило расположенным крайне низко над горизонтом, примерно так, как в полярных широтах на нашей планете;
• стоя на полюсе, можно видеть, как Солнце по спиралеобразной траектории в течение 21 года поднимается практически до зенита, а затем столько же лет спирально опускается за линию горизонта.

Спустя местные 6 месяцев, в течение которых на Земле пролетит 42 года, Уран повернется к центральному светилу системы противоположным полюсом, ситуация сменится на обратную.

На планете также существует весеннее и осеннее равноденствие. В эти моменты Солнце находится практически над экватором, а результатом является привычная на других планетах смена дня и ночи.

Очередное равноденствие — осеннее в южном полушарии и весеннее в северном — наступило здесь в 2007 г. и продлится до 2028 г., когда оно сменится, соответственно, зимним и летним равноденствием.

Среди ученых имеются некоторые разногласия о том, какое полушарие Урана считать северным, а какое — южным. Необычное положение небесного тела не позволяет в точности идентифицировать полюса. В результате обсуждений было принято определять их так же, как на других планетах — по отношению к северному и южному полюсам мира.

Что послужило причиной наклона Урана

Существует как минимум 2 версии, почему Уран лежит на боку. Часть ученых считают, что когда-то планета имела достаточно крупную естественную луну, воздействовавшую на уранианскую ось вращения.

Впоследствии луна разрушилась или сменила орбиту, а положение оси не изменилось. Противники теории возражают, что сегодня спутники планеты наклонены вместе с нею. Воздействие, которое наклонило бы и сам Уран, и его сателлиты, представить сложно.

Существует альтернативная гипотеза: в самом начале формирования солнечных планет Уран столкнулся с крупным небесным телом (предположительно — с молодой каменно-ледяной протопланетой), что вызвало такой осевой наклон. Случиться такое столкновение могло 2-4 млрд лет назад.

Одни астрономы уверены, что удар вышел «скользящим», а не «в лоб», иначе Уран получил бы гораздо больше разрушений либо вовсе перестал существовать в современном виде. Другие утверждают, что столкновений было несколько, потому что единичный удар вызвал бы иные последствия, например начало вращения в другую сторону, но не такой переворот.

Хотя эта теория также не объясняет, почему вместе с планетой повернулись и ее луны, она была подтверждена результатами эксперимента, который провела группа астрономов из США и Великобритании. Научный сотрудник Дж. Кегеррей и его помощники смоделировали столкновение «правильно» вращающегося Урана и движущегося навстречу крупного (его размеры должны были в 2 раза превышать земные) объекта.

Этот факт не только привел к изменению положения вращательной оси, но и повлиял на строение планеты. Удар вызвал существенную потерю ею тепловой энергии — она просто вырвалась из уранианских недр и растворилась в космосе.

Возможен и второй вариант: обломки разрушившегося встречного объекта упали на планету в виде тонкой каменной оболочки вокруг ледяного слоя, что изолировало внутреннее планетарное тепло и вызвало замораживание объекта. Это объясняет, почему Уран сейчас — самое холодное тело планетарного типа в Солнечной системе.