Уран и Нептун – ледяные миры

О Земле говорят голубая планета, но всё же это ласковое преувеличение. Океаны и атмосфера придают нашей планете характерный оттенок. Однако если смотреть на континенты, то вы увидите коричневые, жёлтые и зелёные цвета. А вот по-настоящему голубой планетой является далёкий для нас Уран.

Уран – это седьмая по удалённости, третья по диаметру и четвёртая по массе планета Солнечной системы.

Уран стал первой планетой, обнаруженной в новое время и при помощи телескопа. Открыт он был Уильямом Гершелем 13 марта 1781 года, тем самым, впервые со времён античности, расширив границы Солнечной системы в глазах человека. Несмотря на то, что порой Уран различим невооружённым глазом, более ранние наблюдатели принимали его за тусклую звезду.

Уран не сразу получил своё имя. Так, первооткрыватель планеты называл её «Звездой Георга» в честь британского короля Георга Третьего. Французский астроном Жозеф Лаланд предложил назвать планету в честь её первооткрывателя – «Гершелем». А немецкий астроном Иоганн Боде первым из учёных выдвинул предложение именовать планету Ураном, в честь бога неба из греческого пантеона. И в 1850 году название Уран официально закрепили за новой планетой.

Таким образом, Уран – единственная большая планета, название которой происходит не из римской, а из греческой мифологии.

В отличие от газовых гигантов Сатурна и Юпитера, состоящих в основном из водорода и гелия, в недрах Урана и схожего с ним Нептуна отсутствует металлический водород. Но зато много льда в его высокотемпературных модификациях. По этой причине специалисты выделили эти две планеты в отдельную категорию ледяных гигантов.

Уран – это совершенно уникальная планета. Во-первых, температура. Планета обладает самой холодной планетарной атмосферой в Солнечной системе с минимальной температурой – –224 °С.

Стандартная модель предполагает, что в центре Урана находится каменное ядро, которое окружено огромным количеством льда в разных модификациях. Льды составляют большую часть планеты (до 60 % от общего радиуса). Однако сразу оговоримся, что ледяная оболочка фактически не является ледяной в общепринятом смысле этого слова, так как состоит из горячей и плотной жидкости, являющейся смесью воды, аммиака и метана.

Атмосфера планеты состоит в основном из гелия и молекулярного водорода. А сверху она покрыта слоем метановых облаков, которые, кстати, и придают планете такой приятный голубовато-бирюзовый цвет.

Так же в атмосфере Урана практически не наблюдается никаких заметных возмущений. Однако астрономам всё же удалось измерить скорость ветра на планете. Оказалось, что она может достигать 900 километров в час.

Самая удивительная особенность Урана – это наклон оси его вращения. Плоскость экватора планеты наклонена к плоскости её орбиты под углом почти 98° градусов. То есть планета вращается ретроградно, «лёжа на боку слегка вниз головой». Это приводит к серьёзным последствиям. Если остальные планеты Солнечной системы больше похожи на вращающиеся волчки, то Уран скорее напоминает катящийся шар. Это влияет на смену дня и ночи на планете.

Период вращения Урана вокруг своей оси составляет 17 ч 14 мин 27 с. То есть одни сутки на Уране длятся примерно семнадцать земных часов. Но не всё так просто. Уран, по сути, вращается вокруг Солнца на боку. Это означает, что его северный или южный полюс обращён прямо к Солнцу в разное время орбитального периода. Когда на одном полушарии лето, там будет непрерывно светить солнце в течение сорока двух (42) лет. Когда тот же полюс отвернётся от Солнца, там сорок два (42) года будет темнота – наступит зима. И только в моменты равноденствия Солнце стоит «перед» экватором Урана, что даёт такую же смену дня и ночи, как на других планетах.

Что интересно, во время первого посещения Урана «Вояджером-2» южный полюс Урана был обращён к Солнцу. Поэтому его и назвали «южным», что согласуется с определением южного полюса Международным астрономическим союзом. Но тогда каждые 42 года южный полюс Урана превращается в северный. Английский астроном Патрик Мур прокомментировал эту проблему следующим лаконичным образом: «Выбирайте любой».

У Урана так же, как и у Сатурна с Юпитером, есть кольца. Но в отличие, например, от ярких колец Сатурна, частицы, из которых сформированы кольца Урана, очень тёмные. Астрономы полагают, что они очень молоды и, вероятно, сформировались сравнительно недавно, а не вместе с планетой.

Как и все гиганты, Уран имеет свою коллекцию лун. На начало 2024 года астрономы насчитали 27 естественных спутников. Все они получили названия в честь персонажей из произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Самые крупные из них это: Пак, Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон.

В окрестностях Урана пока был пока только один космический аппарат – «Вояджер-2». Он пролетел рядом с планетой в январе 1986 года. Космический аппарат передал более тысячи фотографий Урана и его спутников. А затем направился к своей следующей цели – Нептуну.

Его величество Нептун, одна из самых дальних планет Солнечной системы, которую изучал единственный аппарат, упомянутый нами ранее – «Вояджер-два». Своё имя планета получила в честь древнеримского бога морей. Потребность в таком названии соответствовала названиям других планет, которые, за исключением Земли, были названы в честь божеств греческой и римской мифологии.

Нептун – это самый маленький представитель планет-гигантов. Его масса в 17,2 раза, а диаметр экватора в 3,9 раза больше земных.

Окажись на этой планете человек наверняка бы там заскучал. Ведь один год на Нептуне примерно равен 165 земным годам. 12 июля 2011 года как раз исполнился один нептунианский год с момента открытия планеты 24 сентября 1846 года. Кстати, Нептун стал первой планетой, открытой благодаря только математическим расчётам («на кончике пера»). А период вращения планеты вокруг своей оси составляет 15 ч 57 мин 59 с.

По своему составу Нептун очень похож на Уран. Однако в атмосфере планеты бушуют самые сильные ветры в Солнечной системе. По некоторым оценкам, их скорости могут достигать 600 м/с (более 2000 километров в час). Атмосфера планеты состоит в основном из водорода, гелия и метана. Под толстым слоем атмосферы располагается мантия, состоящая из воды, аммиака и метанового льда. Температура мантии достигает 5000 °С, хотя, по общепринятой терминологии, эту материю называют ледяной и относят Нептун в разряд ледяных-гигантов.

На глубине примерно в 7000 километров метан разлагается на алмазные кристаллы, которые «падают» на ядро планеты.

Примечательной деталью Нептуна было Большое Тёмное пятно, схожее по структуре с Большим Красным пятном Юпитера. Обнаружено оно было во время пролёта около планеты космического аппарата «Вояджер-2» в 1989 году. Однако, судя по наблюдениям космического телескопа «Хаббл», пятно исчезло к 1994 году. А в 2016 году в северном полушарии планеты появился новый шторм, названный Северным Большим Тёмным пятном.

У Нептуна, как и у других гигантов, тоже есть своя кольцевая система. Кольца могут состоять из ледяных частиц, покрытых силикатами, или основанным на углероде материалом (считается что именно углерод придаёт кольцам красноватый оттенок).

В 2022 году с помощью космического телескопа «Джеймс Уэбб» были впервые получены чёткие снимки колец Нептуна в ближнем инфракрасном диапазоне. Кроме нескольких узких ярких колец на снимках видны более тусклые пылевые кольца, многие из которых удалось заснять впервые со времени посещения окрестностей Нептуна зондом «Вояджер-2» в 1989 году, поскольку они плохо различимы в диапазоне видимого света

На начало 2024 года у Нептуна обнаружено 14 естественных спутников. В соответствии с установленной планетной номенклатурой спутники Нептуна получили названия из древнегреческой и древнеримской мифологии, связанные с Нептуном, Посейдоном или океанами: Протей, Ларисса, Деспина и так далее.

Интересно, что крупнейший спутник Нептуна – Тритон – был открыт английским астрономом Уильямом Ласселом всего через 17 дней после открытия планеты.

На данный момент, как вам уже известно, главная цель космических агентств – это Марс. А вот внимание к таким планетам, как Уран и Нептун, гораздо меньше. Но есть надежды, что в скором времени всё может измениться. Было озвучено несколько возможных вариантов освоения ледяных гигантов (при хорошем финансировании и удачном раскладе). Планируется, что миссия на Уран будет запущена к 2034 году. Она должна будет помочь понять, как образовались Нептун и Уран, а также узнать, почему они так отличаются от газовых гигантов.

Уран и Нептун, без сомнения, одни из самых загадочных планет Солнечной системы. И в будущем нам предстоит узнать ещё много удивительных фактов об этих ледяных гигантах.