우라늄을 발견한 사람. 천왕성에 대한 흥미롭고 매혹적인 사실

천왕성

비카 보로비에바

천왕성은 일곱 번째 행성입니다 태양계. 그것은 약 19.2AU의 거리에서 거의 원형 궤도에서 태양 주위를 움직입니다. 그리고 84년 만에 하나의 혁명을 일으켰다. 그러한 거리에서 태양에 의해 생성된 조명은 지구 궤도에서 태양에 의해 생성된 조명보다 390배 적습니다(눈으로 볼 때 이것은 대략 일몰 후 이른 황혼에 해당함). 천왕성의 질량은 지구 질량의 14.37이고 지름은 지구 지름의 거의 4배이며 평균 밀도(1.30g/cm3)는 물의 밀도보다 30%만 더 큽니다.
천왕성은 목성, 토성 및 해왕성을 포함하는 태양계의 거대한 행성 그룹의 일부입니다. 그러나 주로 수소와 헬륨으로 구성된 목성과 토성과 달리 천왕성과 해왕성의 수소와 헬륨 질량은 전체 질량의 15~20%를 넘지 않는다. 천왕성과 해왕성은 태양계의 작은 거인 또는 얼음 거인이라고도 불립니다.
태양계의 "실제"행성 중 천왕성의 독특한 특징은 궤도면에 대한 회전축의 기울기가 비정상적으로 크다는 것입니다. 이 기울기는 거의 98도입니다. 천왕성은 "옆으로 누워서" 회전합니다.

태양의 북극에서 "위에서" 태양계를 볼 수 있다면 모든 행성이 거의 같은 평면에서 반시계 방향으로 태양 주위를 공전한다는 것을 알 수 있습니다. 대부분의 행성은 같은 방향(반시계 방향)으로 축을 중심으로 회전합니다. 이러한 회전을 프로그레이드 또는 직접이라고 합니다. 그러나 천왕성과 금성은 반대 방향인 시계 방향으로 자전합니다. 이 회전을 역행 또는 역행이라고 합니다.
이 모든 것이 천왕성의 매우 특이한 계절 변화로 이어집니다. 극 근처에 있으면 태양이 21년 동안 나선형으로 거의 천정까지 뜨고 지평선 아래로 나선형으로 내려가고 42년 동안의 극지방이 끝난 후 42년 동안의 극지의 밤이 시작되는 것을 볼 수 있습니다. 적도를 따라 있는 좁은 띠를 제외하고 행성의 거의 전체 반구는 북극권 너머에 있습니다. 춘분 근처의 봄과 가을에만 천왕성은 일출, 일몰 및 낮과 밤의 변화와 함께 "그대로" 태양에 의해 조명을 받습니다. 천왕성의 하루는 17시간 14분입니다.

천왕성의 대기

천왕성의 자기장

천왕성의 반지

천왕성의 위성

천왕성의 대기는 수소(약 72%), 헬륨(26%), 메탄(약 2%)으로 구성되어 있습니다. 이러한 주요 구성 요소 외에도 메탄의 광분해로 인한 물질의 작은 불순물인 아세틸렌 C2 H2 , 디아세틸렌 C4 H2 , 에틸렌 C2 H4 및 에탄 C2 H6 뿐만 아니라 얇은 오버클라우드 연무를 형성하는 보다 복잡한 탄화수소도 포함합니다. 메탄 분자는 적색 광선을 적극적으로 흡수하여 천왕성의 원반을 푸르스름한 청록색으로 만듭니다.
1986년에 천왕성을 지나 비행한 보이저 2호는 디스크에서 대조되는 세부 사항을 찾지 못했고 행성의 대기는 매우 깨끗하고 투명했습니다.

이 천왕성의 이미지는 1986년 1월 10일 보이저 2호가 1,800만 km 떨어진 곳에서 촬영했습니다. 이때 천왕성은 남반구에 의해 태양으로 바뀌었고 극지방 여름이있었습니다. 보이저 2호는 남극에서 천왕성에 접근했다(사진 중앙의 바로 왼쪽)

천왕성의 유효 온도는 약 60K(-213C)에 불과합니다. 이 온도에서 약 1.2 기압의 압력 수준에서 메탄이 응결되어 해왕성 대기의 메탄 구름과 같은 밝은 흰색 구름을 형성할 수 있습니다. 그러나 그 당시 천왕성의 남반구에서는 극지방의 여름이었고 대류권의 메탄 증기 압력("메탄 습도")은 메탄 구름 형성에 필요한 압력의 약 50%에 불과했습니다. 우주 망원경으로 찍은 최근 사진들. 허블(1994년과 1997년)은 저위도에서 고립된 밝은 구름의 존재를 보여주었다. 분명히 보이저 2호는 단순히 "불운"했고 대기 역학을 연구하기 위해 잘못된 시간에 천왕성을 지나갔습니다.

천왕성의 주요 구름 층은 2.4-3.4 기압의 압력 수준에 위치하며 얼어붙은 황화수소 H2S로 구성됩니다. 이 지역의 온도는 약 100K(-173C)입니다.20-30 기압의 압력 수준에서 첫 번째 구름 층 아래에는 암모늄 하이드로설파이드 NH4 SH의 두 번째 구름 층이 있습니다. 더 깊은 곳(약 50기압의 압력 수준)에는 물 얼음 구름이 있습니다.
천왕성 대기의 최저 온도(대류권계면)는 52K(-221C)이며 0.1기압에서 도달합니다. 이러한 낮은 온도에서 메탄 광분해 생성물(아세틸렌, 디아세틸렌 등)의 증기가 응축되어 얇은 구름 안개를 형성합니다. 이전에는 천왕성 원반의 다양한 구름 세부 사항을 숨기는 것은 광학적으로 두꺼운 연무라고 믿었지만, 보이저 2호에 따르면 구름 위 공기의 광학 두께는 0.3~0.9에 불과하고 태양광 흡수 주로 메탄과 분자 수소 라인의 흡수에 기인하며 빈번한 분자 상호 충돌로 인해 넓어집니다. 천왕성의 구름 위 대기는 깨끗하고 투명합니다.
대류권계면 위에는 온도가 높이에 따라 상승하는 대기 영역인 성층권이 있습니다. 10-8 기압의 압력 수준에서 온도는 약 800K이며 높이에 따라 변하지 않습니다.

천왕성 대기의 온도 프로파일. 위쪽 그래프는 천왕성 상부 대기의 온도 프로파일을 보여줍니다: 성층권, 중간권계면 및 열권. 아래 그래프는 천왕성 대기의 더 깊은 층인 대류권과 성층권을 보여줍니다. 대류권계면은 0.1 대기 수준에서 볼 수 있으며 깊이에 따라 온도가 꾸준히 증가합니다. 약 1 기압 수준에서. 얼어붙은 메탄 구름이 응결될 수 있습니다. 주운층은 약 3기압 수준에 위치하며 얼어붙은 황화수소로 구성되어 있습니다. 이 데이터는 우주선이 지구 관찰자의 관점에서 행성 뒤를 지날 때 보이저 2호에 의해 천왕성 대기의 전파 반투명에 의해 얻어졌습니다. "진입"이라는 단어가 표시된 그래프는 보이저 2호가 천왕성에 진입했을 때의 온도 프로파일을 반영하고 "출구"라는 단어가 표시된 그래프는 장치가 천왕성 뒤에서 빠져나올 때의 데이터를 반영합니다.

천왕성의 대기는 행성 전체와 같은 방향으로 회전합니다. 중위도에서는 약 150m/s의 속도로 바람이 행성의 운동 방향으로 분다, 적도 지역에서는 약 100m/s의 속도로 반대 방향으로 분다. 대기 온도는 적도 부근에서 최대이며 중위도 쪽으로 몇 도 감소하고 극쪽으로 다시 상승합니다.

천왕성은 태양계에서 강력한 힘이 없는 유일한 거대한 행성입니다. 내부 소스열과 복사는 거의 태양으로부터 받는 것과 같습니다. 그 이유는 아직 알려지지 않았습니다.

해왕성과 천왕성의 자기장은 자기장지구, 목성 및 토성. 지구와 가장 가까운 거대 행성의 자기장이 행성의 액체 코어의 대류에 의해 발생하고 구조가 쌍극자(하나의 북극과 하나의 남극을 가짐)인 경우 천왕성의 자기장은 대류에 의해 발생합니다. 행성의 물-암모니아 맨틀. 천왕성의 실제 자기장을 쌍극자로 설명하면 쌍극자의 자기 축이 행성의 중심에서 반경의 1/3만큼 이동하고 회전축에 대해 60도 기울어져 있음이 밝혀졌습니다.
더 나아가 천왕성의 자기장은 사중극자(즉, 두 개의 남극과 두 개의 북극이 있음)로 설명됩니다.
행성 표면의 자기장 강도는 약 0.25가우스입니다.

태양계의 모든 가스 거인과 마찬가지로 천왕성에는 고리 시스템이 있습니다. 그것들은 천왕성이 먼 별을 가리는 동안(즉, 천왕성이 별과 지구 관찰자 사이를 정확히 지날 때) 1977년에 발견되었습니다. 먼저 5개의 고리가 발견된 후 4개의 고리가 추가로 발견되었으며 1986년 보이저 2호의 플라이바이 동안 2개의 고리가 더 발견되었습니다. 그리고 마침내, 아주 최근인 2003년에 우주 망원경의 이미지에 따르면. 허블이 천왕성의 새로운 고리 2개를 발견했습니다.
천왕성의 고리는 매우 어둡고 좁습니다. 고리를 구성하는 입자의 알베도는 약 1.5%에 불과하며 더 검습니다. 무연탄! 이 점에서 그들은 주로 얼음으로 구성되어 있으므로 매우 밝은 토성의 고리와 현저하게 다릅니다.
총 13개의 천왕성의 고리가 알려져 있습니다. 해당 속성은 이 표에 나와 있습니다.

반지 이름	천왕성 중심까지의 거리, km	이심률	천왕성의 적도에 대한 기울기, * 0.001도	폭, km	두께, km	평균 광학 깊이	알베도
1986U2R	38 000			2,5	0,1	0,001-0,0001	0,015
	41 840	0,0010		1-3	0,1	0,2-0,3	0,015
	42 230	0,0019		2-3	0,1	0,5-0,6	0,015
	42 580	0,0010		2-3	0,1	0,3	0,015
알파	44 720	0,0008		7-12	0,1	0,3-0,4	0,015
베타	45 670	0,0004		7-12	0,1	0,2	0,015
이것	47 190			0-2	0,1	0,1-0,4	0,015
감마	47 630	0,0001		1-4	0,1	1,3-2,3	0,015
델타	48 290			3-9	0,1	0,3-0,4	0,015
1986U1R	50 020			1-2	0,1	0,1	0,015
입실론	51 140	0,0079		20-100	0,5-2,1	0,5-2,3	0,018
R/2003 U2	66 100
R/2003 U1	97 730

눈에 띄는 편심과 여러 고리의 0이 아닌 기울기로 판단하면 (천왕성의 적도면 위의 고리 4, 5, 6의 최대 높이는 24-46km에 이릅니다), 천왕성의 고리는 젊은 구조물입니다. 그들은 내부 위성과 밀접한 관련이 있으며 빠르게 진화하고 있습니다. 아마도 비교적 가까운 미래(수백만 년 및 수천만 년)에 내부 위성 중 일부가 상호 충돌로 인해 파괴될 것이며 천왕성의 고리는 더 조밀해지고 넓어지며 더 커질 것입니다.
작은 먼지 입자로 구성된 해왕성의 고리와 달리 천왕성의 고리는 약 10cm에서 10m 크기의 큰 블록으로 구성됩니다.

현재 알려진 천왕성의 위성은 27개입니다. 해왕성의 위성처럼, 그들은 세 개의 별개 그룹으로 나눌 수 있습니다. 첫 번째는 내부 위성입니다: Cordelia, Ophelia, Bianca, Cressida, Desdemona, Juliet, Portia, Rosalind, Cupid, Belinda, Perdita, Puck 및 Mab. 두 번째는 천왕성의 비교적 큰 위성인 Miranda, Ariel, Umbriel, Titania 및 Oberon입니다. 마지막으로 세 번째 그룹에는 외부 위성인 Francisco, Caliban, Stefano, Trinculo, Sycorax, Margarita, Prospero, Setebos 및 Ferdinand가 포함됩니다.
천왕성의 모든 내부 위성은 크기가 50-150km인 불규칙한 모양의 어두운(알베도 약 7%) 블록으로, 거의 행성의 평면에서 원형 궤도에서 순방향(즉, 천왕성의 회전 방향)으로 회전합니다. 적도. 그들 중 일부(아마도 모두)는 천왕성의 고리와 관련이 있으며 고리 재료의 근원입니다. 내부 위성 각각은 단 몇 시간 만에 행성을 한 바퀴 돌고 있습니다.
최근 천왕성의 관측은 두 개의 새로운 위성(큐피드와 맙)과 두 개의 새로운 고리의 발견으로 이어졌을 뿐만 아니라 우주 망원경으로 천왕성을 처음 관측한 이후 내부 위성의 궤도 매개변수에 상당한 변화가 있음을 보여주었습니다. 1994년 허블. 분명히 천왕성의 내부 위성 시스템은 젊고 역동적이며 궤도가 빠르게 진화하고 있습니다. 앞으로 수천만 년 안에 그들 중 일부는 서로 충돌하여 많은 파편으로 부서져 새로운 고리를 생성할 것이고, 일부는 천왕성 또는 그 큰 위성에 떨어질 것이며, 일부는 천왕성 시스템을 떠나 천왕성으로 갈 것입니다. 태양 중심 궤도.

천왕성의 주요 위성 중 어느 것도 명왕성 크기에 도달하지 않습니다. 그들 중 누구도 분위기가 없습니다. 천왕성의 가장 큰 위성인 티타니아는 지름이 1578km로 달 지름의 약 절반입니다. 오베론은 지름이 1522km로 티타니아보다 약간 작습니다. Ariel과 Umbriel은 각각 1158km와 1170km를 측정합니다. 동시에 막내 면모를 보여주는 아리엘이다. 그 이미지는 토성의 위성 디오네 표면의 단층을 연상시키는 수많은 단층을 보여주고 있으며 분화구는 상대적으로 적습니다. 표면의 일부 세부 사항은 응고된 극저온 화산 용암 흐름과 유사합니다. 알베도는 0.39로 천왕성에서 가장 밝은 달이다.
반면에 Umbriel은 가장 어두운 표면을 가지고 있습니다. 대형 위성천왕성의 알베도는 0.21입니다. 수많은 분화구로 뒤덮인 어두운 표면에 밝은 흰 반점팔다리 근처 - 분명히 밝은 얼음 벽이있는 크고 젊은 분화구.
Titania는 수많은 분화구로 덮여 있으며 표면은 Ariel의 표면보다 눈에 띄게 오래되었습니다. 동시에 터미네이터 근처의 큰 단층과 같은 지질 활동의 명확한 흔적도 포함합니다.
미란다는 천왕성의 가장 특이한 위성입니다. 직경이 472km에 불과하여 복잡한 젊은 표면을 보여줍니다. 아마도 토성의 위성인 엔셀라두스의 유사체일 것입니다. 작은 크기젊은 표면과 현대 화산 활동을 보여줍니다.
천왕성의 주요 위성의 평균 밀도는 1.52-1.70 g/cm3에 가깝습니다. 이것은 얼음 외에도 구성에 상당한 양의 암석이 있음을 시사합니다.

9개의 외부 위성은 행성에서 수백만 및 수천만 킬로미터 떨어진 천왕성 시스템의 가장 가장자리에서 궤도를 돌고 있습니다. 편심 궤도, 천왕성의 적도면에 대한 강한 기울기 및 뒤로 이동하는 것으로 판단할 때 이 작고 매우 어두운 블록은 해왕성의 외부 위성과 유사한 캡처된 물체입니다.

천왕성은 태양계에서 일곱 번째 행성으로 지름은 세 번째, 질량은 네 번째입니다. 그것은 1781년 영국의 천문학자 William Herschel에 의해 발견되었으며 그리스 신 천왕성, Kronos(로마 신화에서 토성)의 아버지, 따라서 Zeus의 할아버지(로마인들 사이에서는 목성)의 이름을 따서 명명되었습니다.
주로 수소와 헬륨으로 구성된 가스 거성인 토성과 목성과 달리 천왕성과 해왕성의 내장에는 이와 유사한 금속성 수소가 없지만 고온 변형에 얼음이 많다. 이러한 이유로 전문가들은 이 두 행성을 별도의 "얼음 거인" 범주로 식별했습니다. 천왕성 대기의 기본은 수소와 헬륨입니다. 또한 얼음 구름, 고체 암모니아 및 수소뿐만 아니라 미량의 메탄 및 기타 탄화수소도 발견되었습니다. 태양계에서 가장 추운 행성 대기로 최저 온도가 49K(-224°C)입니다. 천왕성은 맨 아래에 물이 있고 맨 위에 메탄이 ​​있는 복잡한 층이 있는 구름 구조를 가지고 있는 것으로 생각됩니다. 해왕성과 달리 천왕성의 내부는 주로 얼음과 암석으로 이루어져 있습니다.

행성 천왕성
발견자	윌리엄 허셜
발견 위치	영국 배스
개봉일	1781년 3월 13일
검출 방법	직접 관찰
궤도 특성:
근일점	2,748,938,461km(18.375AU)
아펠리온	3,004,419,704km(20.083AU)
장축	2,876,679,082km(19.229AU)
궤도 이심률	0,044 405 586
항성 기간	30,685.4일(84.01년)
총회 회람 기간	369.66일
궤도 속도	6.81km/s
평균 이상(Mo)	142.955717°
분위기	0.772556°(태양 적도에 대해 6.48°)
오름차순 노드 경도	73.989821°
근시 주장	96.541318°
물리적 특성:
극수축	0,02293
적도 반경	25,559km
극지 반경	24,973km
용량	6.833*10 13km 3
무게	8.6832 * 10 25kg(14.6 접지)
평균 밀도	1.27g/cm3
적도에서의 자유낙하 가속도	8.87m/s 2
두 번째 공간 속도	21.3km/s
적도 회전 속도	2.59km/s(9,324km/h)
순환 기간	0.71833일(17시간 14분 24초)
축 기울기	97.77°
적경 북극	17시간 9분 15초(257.311°)
북극의 적위	-15.175°
보이는 크기	5,9 - 5,32
각지름	3,3" - 4,1"
온도:
레벨 1 바	76K
0.1 bar(대류권계면)	분 평균 49K(-224°C) 최대 53K(-220°C) 57K(-216°C)
대기:
화합물:	83±3% 수소 15±3% 헬륨 2.3% 메탄 빙: - 암모니아, - 물, - 황화수소-암모니아, - 메탄
행성 천왕성

태양계의 다른 가스 거인과 마찬가지로 천왕성에는 고리 시스템, 자기권 및 27개의 위성이 있습니다. 공간에서 천왕성의 방향은 태양계의 나머지 행성과 다릅니다. 회전 축은 태양 주위의이 행성의 회전 평면에 대해 "측면"에 있습니다. 결과적으로 행성은 북극, 남쪽, 적도, 중위도와 번갈아 태양으로 향합니다.
1986년, 미국 우주선 보이저 2호는 천왕성의 클로즈업 이미지를 지구로 전송했습니다. 그들은 다른 거대 행성의 특징인 구름 띠와 대기 폭풍이 없는 가시 스펙트럼에서 "표현력이 없는" 행성을 보여줍니다. 그러나 현재 지상 관측은 천왕성이 춘분에 접근함에 따라 발생하는 계절적 변화의 징후와 행성의 기상 활동 증가를 식별할 수 있었습니다. 천왕성의 풍속은 250m/s(900km/h)에 달할 수 있습니다.

궤도 및 회전:

태양에서 행성의 평균 거리는 19.1914AU입니다. e.(28억km). 태양 주위의 천왕성의 완전한 공전 기간은 84 지구 년입니다. 천왕성과 지구 사이의 거리는 27억 ~ 28억 5천만km입니다. 궤도의 반 장축은 19.229AU입니다. e., 또는 약 30억 km. 그러한 거리에서 태양 복사의 강도는 지구 궤도 값의 1/400입니다. 처음으로 천왕성 궤도의 요소는 1783년 프랑스 천문학자 피에르 시몽 라플라스가 계산했지만 시간이 지남에 따라 계산 및 관측된 행성 위치의 불일치가 드러났습니다. 1841년 영국인 John Couch Adams는 계산 오류가 발견되지 않은 행성의 중력 영향으로 인해 발생한다고 제안했습니다. 1845년 프랑스 수학자 Urbain Le Verrier는 천왕성 궤도의 요소를 계산하기 위한 독립적인 작업을 시작했으며 1846년 9월 23일 Johann Gottfried Galle는 Le Verrier가 예측한 거의 동일한 위치에서 나중에 해왕성으로 명명된 새로운 행성을 발견했습니다. . 천왕성의 축을 중심으로 한 자전 주기는 17시간 14분입니다. 그러나 다른 거대 행성과 마찬가지로 상층천왕성의 대기가 매우 분다 강한 바람회전 방향으로 240m/s의 속도에 도달합니다. 따라서 남위 60도 근처에서 일부 눈에 보이는 대기 특징은 단 14시간 만에 행성 주위를 공전합니다.
천왕성의 적도면은 97.86 °의 각도로 궤도면에 기울어져 있습니다. 즉, 행성은 "옆으로 약간 거꾸로 누워" 역행합니다. 이것은 계절의 변화가 태양계의 다른 행성과 완전히 다른 방식으로 발생한다는 사실로 이어집니다. 다른 행성을 팽이에 비유할 수 있다면 천왕성은 구르는 공에 가깝습니다. 이러한 변칙적 회전은 일반적으로 천왕성과 큰 행성의 충돌로 설명됩니다. 초기 단계그것의 형성. 동지 순간에 행성의 극 중 하나가 태양을 향합니다. 적도 부근의 좁은 띠만 낮과 밤의 급격한 변화를 경험합니다. 동시에 태양은 지구의 극지방에서와 같이 수평선 위의 매우 낮은 곳에 위치합니다. 반년 후(Uranian) 상황은 반대 방향으로 바뀝니다. "극지의 날"이 다른 반구에서 옵니다. 지구 42년의 각 극은 어둠 속에 있으며 또 다른 42년은 태양의 빛 아래 있습니다. 춘분의 순간에 태양은 천왕성의 적도 "앞"에 서서 다른 행성과 마찬가지로 낮과 밤의 변화를 줍니다. 천왕성의 다음 춘분은 2007년 12월 7일에 발생했습니다.

행성 천왕성
북반구	년도	남반구
동지	1902, 1986	하지 점
춘분	1923, 2007	추분
하지 점	1944, 2028	동지
추분	1965, 2049	춘분
행성 천왕성

이 축 방향 기울기로 인해 천왕성의 극지방은 연중 더 많은 에너지적도보다 태양에서. 그러나 천왕성은 극지방보다 적도 지역에서 더 따뜻합니다. 이러한 에너지 재분배를 일으키는 메커니즘은 아직 알려지지 않았습니다.
천왕성의 자전축의 비정상적인 위치에 대한 설명은 여전히 ​​가설의 영역에 있지만 일반적으로 태양계가 형성되는 동안 대략 지구 크기의 원시행성이 천왕성에 충돌하여 축이 바뀌었다고 믿어집니다. 회전. 많은 과학자들은 이 가설에 동의하지 않습니다. 왜냐하면 천왕성의 위성 중 어느 것도 동일한 경사 궤도를 가지고 있지 않은 이유를 설명할 수 없기 때문입니다. 수백만 년 동안 행성의 자전축이 큰 위성에 의해 흔들리고 결국 손실되었다는 가설이 제안되었습니다.

천왕성의 자전축 천왕성의 가장 특이한 특징은 이상한 위치입니다. 수성과 목성은 태양 주위를 엄밀히 수직으로 회전하고 지구와 화성은 축에 대해 약 20-30 ° 정도 기울어 져 있으며 천왕성은 밝혀진 것처럼 98 ° 기울어져 있습니다. 북극행성의 궤도에 비해 약간 낮은 위치에 있습니다. 다른 행성이 꼭대기처럼 회전한다면 천왕성은 분명히 공처럼 그 궤도에서 회전합니다. 일년 중 가장 이상한 계절 체계가 지구상에서 형성되었습니다. 극지방에서는 겨울이 40년 동안 영원한 밤으로 지속되고, 그 뒤를 이어 끝없는 햇빛이 내리쬐는 여름이 40년 동안 지속되며, 적도 지역에서는 이러한 변화가 나타납니다. 낮과 밤의 변화는 천왕성의 매일의 자전(행성은 17시간 14분에 축을 중심으로 한 공전을 완료함)에 따라 발생합니다. 일년 내내 얼음 거인은 전체 표면에 걸쳐 상대적으로 균일한 온도를 갖는 것으로 보이며, 이는 행성의 날씨와 관련된 요인으로 생각됩니다.

행성 천왕성

1986년 보이저 2호가 처음으로 천왕성을 방문했을 때 천왕성의 남극은 태양을 바라보고 있었다. 이 극을 "남쪽"이라고 합니다. 국제 천문 연맹(International Astronomical Union)에서 승인한 정의에 따르면, 남극은 태양계 평면의 특정 면에 위치하는 극입니다(행성의 자전 방향에 관계없이). 때로는 규칙에 따라 회전 방향에 따라 북쪽 방향이 결정되는 다른 규칙이 사용됩니다. 오른손. 이 정의에 따르면 1986년에 조명을 받은 극은 남쪽이 아니라 북쪽입니다. 천문학자 패트릭 무어(Patrick Moore)는 이 문제에 대해 다음과 같은 간결한 방식으로 논평했습니다.

물리적 특성

내부 구조

천왕성은 지구보다 14.5배 더 무거워 태양계의 거대한 행성 중 가장 가볍습니다. 천왕성의 밀도는 1.270g / cm 3이므로 태양계에서 밀도가 가장 낮은 행성 중 토성 다음으로 두 번째입니다. 천왕성의 반지름은 해왕성의 반지름보다 약간 크지만 질량은 약간 작아서 주로 다음으로 구성되어 있다는 가설을 뒷받침합니다. 다양한 얼음- 물, 암모니아 및 메탄. 다양한 추정치에 따르면 그들의 질량은 9.3에서 13.5 지구 질량입니다. 수소와 헬륨은 전체 질량(지구 질량 0.5~1.5)의 작은 부분만을 차지합니다. 나머지 부분(지구 질량 0.5 - 3.7)은 암석(행성의 핵심으로 믿어짐)입니다.
천왕성에 대한 표준 모델은 천왕성이 다음으로 구성되어 있다고 제안합니다. 세 부분: 중앙 - 돌 코어, 중간 - 얼음 껍질, 외부 - 수소-헬륨 분위기. 핵은 상대적으로 작으며 질량은 약 0.55~3.7 지구 질량이고 반지름은 전체 행성의 20%입니다. 맨틀(얼음)은 행성의 대부분을 구성합니다(전체 반지름의 60%, 최대 13.5 지구 질량). 0.5 지구 질량(또는 다른 추정에 따르면 1.5 지구 질량)의 질량을 가진 대기는 천왕성 반지름의 20% 이상 확장됩니다. 천왕성의 중심에서 밀도는 9g/cm 3 로 증가해야 하고 압력은 5000K의 온도에서 800만 bar(800GPa)에 도달해야 합니다. 얼음 껍질은 실제로 일반적인 의미의 얼음이 아닙니다. 그것은 물, 암모니아 및 메탄의 혼합물인 뜨겁고 조밀한 액체로 구성되어 있기 때문입니다. 이 전기 전도성이 높은 액체는 때때로 "암모니아 수성 바다"라고 합니다. 천왕성과 해왕성의 구성은 가스보다 우세한 "얼음"으로 인해 목성과 토성의 구성과 매우 다르며, 이는 천왕성과 해왕성을 얼음 거인 범주에 배치하는 것을 정당화합니다.

천왕성의 구조 그것의 차가운 상층 대기는 수소와 헬륨에 의해 지배되며 이 역시 약 2.3%의 메탄과 혼합되어 있습니다. 약한 중력으로 인해 천왕성은 행성 자체 반경의 두 배에 달하는 거리를 확장하는 거대한 수소 코로나를 형성할 수 있습니다. 표면 위에는 물을 포함한 다양한 화학 원소로 구성된 구름 층이 있습니다. 가시적인 표면 아래 약 5000km에는 물과 암모니아가 풍부한 "부드러운" 맨틀 층이 있습니다. 이 층을 "얼음"이라고 부르지만 알 수 없는 양의 수소와 헬륨이 섞인 액체 슬러시와 비슷합니다. 천왕성의 암석 핵은 아마도 지구의 크기일 것입니다.

행성 천왕성

위에서 설명한 모델이 가장 일반적이지만 유일한 모델은 아닙니다. 관찰을 기반으로 다른 모델도 구축할 수 있습니다. 예를 들어 상당한 양의 수소와 암석 물질이 얼음 맨틀에 혼합되어 있으면 얼음의 총 질량이 더 작아지고 그에 따라 수소와 암석의 총 질량이 더 낮아집니다. 암석 재료가 더 높을 것입니다. 현재 사용 가능한 데이터로는 어떤 모델이 올바른지 결정할 수 없습니다. 액체 내부 구조는 기체 대기가 액체 층으로 원활하게 전환되기 때문에 천왕성은 고체 표면이 없음을 의미합니다. 그러나 편의상 압력이 1bar인 회전 타원체를 조건부로 "표면"으로 사용하기로 결정했습니다. 이 편평한 회전 타원체의 적도 및 극 반지름은 25559 ± 4 및 24973 ± 20km입니다. 추가 기사에서 이 값은 천왕성 높이 척도에 대한 0 판독값으로 간주됩니다.
내부 따뜻함천왕성은 태양계의 다른 거대 행성보다 훨씬 작습니다. 행성의 열유속은 매우 낮으며 그 이유는 현재 알려져 있지 않습니다. 크기와 구성이 천왕성과 비슷한 해왕성은 태양으로부터 받는 것보다 2.61배 더 많은 열 에너지를 우주로 방출합니다. 반면에 천왕성은 과도한 열복사를 거의 가지고 있지 않습니다. 천왕성의 열유속은 0.042 - 0.047 W/m 2 이며 이 값은 지구의 값(약 0.075 W/m 2)보다 작습니다. 원적외선 측정에 따르면 천왕성은 태양으로부터 받는 에너지의 1.06 ± 0.08%만 방출합니다. 천왕성의 대류권계면에서 기록된 가장 추운 온도는 49K로, 이 행성을 태양계의 모든 행성 중 가장 추운 곳으로 만들었습니다.
이 현상을 설명하려는 두 가지 가설이 있습니다. 이 중 첫 번째는 태양계가 형성되는 동안 원시행성과 천왕성이 충돌하여 회전축이 크게 기울어져 초기에 사용 가능한 열이 소산되었다는 주장입니다. 두 번째 가설은 천왕성의 상층에는 코어의 열이 상층에 도달하는 것을 방지하는 특정 층이 있다는 것입니다. 예를 들어 인접한 레이어에 다른 구성, 코어에서 위쪽으로 대류 열 전달이 어려울 수 있습니다.

행성의 과도한 열 복사가 없으면 내부 온도를 결정하는 것이 훨씬 더 어렵습니다. 그러나 천왕성 내부의 온도 조건이 다른 거대 행성의 특성과 비슷하다고 가정하면 액체 물의 존재는 거기에서 가능하고 따라서 천왕성은 생명체의 존재가 가능한 태양계의 행성 중 하나일 수 있습니다.

태양계의 일곱 번째 행성인 천왕성은 1781년에야 발견되었으며 크로노스의 아버지인 고대 그리스 신의 이름을 따서 명명되었습니다. 이 행성은 목성, 토성, 해왕성과 함께 기체 거대 행성 중 하나로 분류됩니다.
천왕성을 발견한 William Herschel은 처음에 천왕성을 혜성으로 착각했습니다. 그는 황소자리의 별자리를 관찰했고, 당시의 별자리 지도로 보아 텅 비어 있어야 할 장소에 위치한 천체에 주목했다. 그 물체는 매우 분명했고 별에 대해 천천히 움직였습니다.

그는 동료 천문학자, 수학자 및 다른 과학자들에게 자신의 관찰에 대해 이야기했습니다. 유럽의 천문학자들은 물체, 거리, 질량, 궤도 및 기타 특성을 연구하기 시작했습니다. 러시아 과학자 Andrey Leksel은 태양과 천왕성 사이의 거리는 무려 18AU였습니다. e.(28억km). 그래서 2개월 후, 매일 여러 시간 동안 관찰한 후 과학자들은 Herschel이 혜성이 아니라 먼 일곱 번째 행성을 발견했다고 확신했습니다. 그의 발견에 대해 그는 £200의 평생 현금 로열티를 받았고 명령을 받았습니다. 이것은 현대에 발견된 최초의 행성이었습니다. 천왕성은 고대부터 인간의 눈에 태양계의 경계를 확장했습니다.

천왕성의 구조

위성 관측에서 알 수 있듯이 천왕성에는 온도가 약 7000K인 철석 코어가 존재하지만 강과 바다는 관찰할 수 없습니다. 금속성 수소가 없으면 행성에서 생성되는 열의 양이 최대 30%까지 감소하므로 천왕성은 태양으로부터 열 에너지의 70%를 받습니다. 코어 뒤에는 약 8,000km의 두께를 가진 조밀하고 매우 조밀한 대기가 즉시 시작됩니다. 천왕성 대기의 화학적 조성은 수소(H2) 83%, 헬륨(He) 15%, 메탄(CH4) 약 2%입니다. 메탄과 수소는 태양복사, 결과적으로 적외선 및 적색 스펙트럼의 흡수에 적극적으로 참여합니다. 이것은 행성의 청록색을 설명합니다. 중간층의 바람은 250m/s의 속도로 움직입니다.

천왕성의 축 기울기

천왕성은 태양계의 독특한 행성입니다. 회전축의 기울기는 약 98 °로 행성이 실제로 측면에 흩어져 있음을 의미합니다. 명확성을 위해: 모든 행성이 팽이와 같다면 천왕성은 구르는 볼링 공에 가깝습니다. 이러한 이례적인 상황으로 인해 행성의 낮과 밤, 계절의 변화가 진행되어 온화하게는 비표준적이다. 42년 동안 한쪽 극은 어둠 속에 있고 태양은 다른 쪽 극을 비추다가 바뀌었습니다. 과학자들은 행성의 이상한 위치, 다른 행성과의 충돌을 설명합니다. 천체(아마도 다른 행성과 함께) 수백만 년 전에 일어난 일입니다.

천왕성의 위성

세 번째 천년기가 시작될 때 천왕성의 위성 27개가 발견되고 탐사되었습니다. 주요 위성은 5개의 가장 큰 위성입니다. 가장 큰 위성인 Titania는 직경이 1570km에 불과하며 다른 행성의 위성에 비해 매우 작습니다. 오베론은 천왕성에서 두 번째로 큰 위성입니다. 그와 Titania는 행성 자체를 발견한 같은 Herschel에 의해 발견되었습니다. 다음은 더 작은 위성인 Umbriel, Ariel 및 Miranda입니다. 흥미로운 사실은 천왕성의 모든 위성의 이름이 William Shakespeare의 불멸의 작품의 영웅들을 기리기 위해 주어졌다는 것입니다.

천왕성의 특성

질량: 8.69 * 1025 kg(지구의 14배)
적도 지름: 51,118km(지구의 4배)
극지름: 49946km
축 기울기: 98°
밀도: 1.27g/cm³
온도 상층: 약 -220 °C
축을 중심으로 한 회전 주기(일): 17시간 15분
태양으로부터의 거리(평균): 19AU e. 또는 28억 7천만 km
태양 주위의 공전 주기(년): 84.5년
궤도 속도: 6.8km/s
궤도 이심률: e = 0.044
황도에 대한 궤도 기울기: i = 0.773°
자유낙하 가속도: 약 9m/s²
위성: 27개가 있습니다.

1. 태양이 보통 크기라면 앞문, 지구는 열쇠 구멍의 크기가 될 것이고 천왕성은 축구공보다 크지 않을 것입니다.
2. 천왕성은 태양에서 일곱 번째 행성입니다, 천왕성에서 태양까지의 거리는 29억 km 또는 1919천문 단위입니다(1AU는 태양에서 지구까지의 평균 거리인 149,597,870.7km와 같습니다).
3. 천왕성은 약 17시간(천왕성의 하루)에 축을 중심으로 자전합니다., 그리고 태양(Uranic year)을 중심으로 한 완전한 공전은 지구 84년 동안 지속됩니다.
4. 천왕성은 "옆으로 약간 거꾸로 누워" 축을 중심으로 회전합니다.태양계의 다른 행성을 팽이와 비교할 수 있다면 천왕성은 구르는 공과 같습니다.
5. 천왕성은 망원경으로 발견된 최초의 행성이었습니다.
6. 천왕성은 태양계에서 가장 추운 행성입니다.천왕성의 창자는 물, 메탄 및 암모니아에 의해 형성된 얼음 암석으로 구성됩니다. 천왕성의 대기는 수소와 헬륨으로 구성되어 있으며 최저 온도는 224°C입니다. 과학은 행성의 열유속이 다른 거대 행성의 열유속보다 훨씬 적은 이유를 알지 못합니다.
7. 천왕성 주위를 도는 27개의 위성이 있습니다. William Shakespeare와 Alexander Pope의 작품의 이름을 따서 명명되었습니다.
8. 천왕성은 매우 어둡고 작은 입자로 구성된 얇은 고리를 가지고 있습니다.투명도가 다른 13개의 고리가 알려져 있습니다. 내부 고리는 좁고 어둡고 외부 고리는 밝은 색입니다.
9. 보이저 2호는 우주선천왕성을 방문한 사람.
10. 우리가 알고 있는 천왕성에는 생명체가 없습니다.

다른 거대 행성과 달리 천왕성의 자전축은 거의 궤도면에 있습니다. 즉, 궤도에 대한 적도의 기울기는 82 °입니다. 천왕성은 말하자면 "옆으로 누워 있습니다". 따라서 위도 60 ° - 28 년, 위도 30 ° -에서 극에서 42 년인 위도의 극 낮과 밤의 지속 시간 14년.

천왕성은 최소한 8000km 두께의 조밀하고 강력한 대기가 즉시 시작되는 작고 단단한 철석 코어를 가지고 있습니다. 이는 83%의 수소, 15%의 헬륨 및 2%의 메탄으로 구성됩니다(그림 1).

천왕성의 일반적인 특성

천왕성 대기의 메탄, 아세틸렌 및 기타 탄화수소는 목성과 토성보다 훨씬 더 많은 양으로 발견됩니다. 붉은 광선을 잘 흡수하는 것은 메탄 안개이기 때문에 천왕성이 파란색으로 보입니다. 다른 가스 행성과 마찬가지로 매우 빠르게 움직이는 구름 띠가 있습니다.

행성 표면의 평균 온도는 200°C입니다. 천왕성의 겨울과 여름은 매우 다릅니다. 전체 반구는 겨울에 몇 년 동안 태양으로부터 숨어 있습니다. 여름에는 천왕성이 지구보다 태양으로부터 370배 적은 열을 받기 때문에 그곳도 덥지 않습니다. 천왕성의 중위도 바람은 구름을 지구와 같은 방향으로 움직일 것입니다. 그들은 40 ~ 160m/s의 속도로 불고 있습니다(지구에서는 약 50m/s).

쌀. 1. 천왕성의 대기 조성

천왕성은 1791년 3월 13일 독일 태생의 영국 천문학자에 의해 발견되었습니다. 윌리엄 거 워킹으로(1738-1822) (그림 55). 1787년에 그는 또한 처음 두 개의 위성을 발견하고 W. Shakespeare의 희곡 A Midsummer Night's Dream에 나오는 요정의 왕과 여왕을 기리기 위해 Oberon과 Titania라는 이름을 붙였습니다. 이것은 W. 셰익스피어 희곡의 등장인물인 Desdemona, Cordelia, Ophelia, Juliet, Rosalind, Belinda, Caliban 등의 이름을 따서 새로운 위성의 이름을 지정하는 전통의 시작을 표시했습니다. 그 중 가장 큰 것은 직경 1580km의 Titania입니다. 전체적으로 천왕성은 20개 이상의 위성을 가지고 있습니다.

1977년 천왕성 부근의 지구에서 고리가 발견되었고, 이 발견은 1986년 1월 24일 천왕성 부근을 날아간 탐사선 보이저 2호의 사진으로 확인되었다.