Imagens tiradas do satélite Voyager 2 nos distantes anos 90 nos mostraram resultados surpreendentes. A misteriosa atmosfera esverdeada de Urano é tudo de que este planeta é feito, com exceção de um minúsculo núcleo de pedra-metal. O fato é que nossos ancestrais, donos das descobertas dos planetas externos do sistema solar, tinham certeza de que todos eles, como a Terra, possuem uma superfície, uma concha de ar e camadas subterrâneas. Como se viu, os gigantes gasosos são privados de tudo isso, pois são representantes do modelo de duas camadas dos planetas.
Histórico de descobertas e dados gerais sobre o planeta
Urano é o sétimo planeta em termos de distância do Sol. Foi descoberto por William Herschel no final do século 18, quando ele foi o primeiro a usar um telescópio para observações astronômicas. Antes disso, por muito tempo, os cientistas acreditavam que Urano era apenas uma estrela distante e muito brilhante. O próprio Herschel, fazendo anotações sobre este corpo celeste, inicialmente o comparou com um cometa, mais tarde chegou à conclusão de que este pode ser outro planeta da SS. Claro, depois de confirmar todas as observações, a descoberta se tornou uma sensação. No entanto, naquela época, ninguém sabia que tipo de atmosfera Urano realmente tinha.e qual é a sua estrutura. Agora sabemos que sua órbita é uma das maiores do sistema. O planeta gira em torno do Sol em 84 anos terrestres. Ao mesmo tempo, seu período de revolução em torno de seu eixo é de pouco mais de 17 horas. Por causa disso, a atmosfera de Urano, que já consiste em gases pesados, torna-se incrivelmente densa e exerce uma tremenda pressão sobre o núcleo.
História da formação da atmosfera
Acredita-se que a aparência e os dados físicos de Urano sejam afetados pelo seu núcleo, bem como pelo processo de sua formação. Comparado com os parâmetros do próprio planeta (25.559 km - o raio equatorial), o núcleo é simplesmente miniatura. Portanto, não fornece energia ou campo magnético, como no caso de Júpiter, e também não aquece suficientemente todos os gases que compõem a atmosfera de Urano. Sua composição, por sua vez, não pode ser comparada com a composição de Júpiter ou Saturno, embora todos esses planetas estejam incluídos na mesma categoria. O fato é que Urano está cercado por gases gelados, gelo em suas mais altas modificações, nuvens de metano e outros elementos pesados. Gases leves como hidrogênio e hélio estão presentes na atmosfera apenas em pequenas quantidades. Existem duas versões desse paradoxo. De acordo com o primeiro, o tamanho e as forças gravitacionais do núcleo no momento da formação do SS eram muito pequenos para atrair gases leves. A segunda é que no local onde Urano se formou, havia apenas componentes químicos pesados, que se tornaram a base do planeta.
A presença da atmosfera, sua composição
Urano foi estudado em detalhes pela primeira vez somente após a viagem da Voyager 2, que tirou imagens de alta resolução. Eles permitiram aos cientistas estabelecer a estrutura exata do próprio planeta, bem como sua atmosfera. Por assim dizer, a concha de ar de Urano é dividida em três partes:
- A troposfera é mais profunda. A pressão aqui está na faixa de 100 a 0,1 bar, e a altura dessa camada não ultrapassa 500 km do nível condicional do manto.
- Estratosfera - a camada da atmosfera no meio. Ocupa alturas de 50 a 4000 km.
- Exosfera. A atmosfera externa de Urano, onde a pressão tende a zero e a temperatura do ar é mais baixa.
Todas essas camadas contêm os seguintes gases em várias proporções: hélio, hidrogênio, metano, amônia. Há também água na forma de várias modificações de gelo e vapor. No entanto, a atmosfera de Urano, cuja composição é comparável à camada de ar de Júpiter, é incrivelmente fria. Se no maior gigante gasoso as massas de ar são aquecidas ao máximo, aqui elas são resfriadas a 50 kelvins e, portanto, têm uma grande massa.
Troposfera
A camada mais profunda da atmosfera agora é calculada apenas teoricamente, pois a tecnologia dos terráqueos ainda não permite alcançá-la. O núcleo de pedra do planeta é cercado por nuvens compostas por cristais de gelo. Eles são pesados e exercem uma tremenda pressão sobre o centro do planeta. Eles são seguidos por nuvens de hidrossulfeto de amônio, então - formações de ar de sulfeto de hidrogênio e amônia. A parte mais extrema da troposfera é ocupada por nuvens de metano, quetingir o planeta na mesma cor verde. A temperatura do ar na troposfera é considerada a mais alta do planeta. Ele flutua dentro de 200 K. Por causa disso, alguns pesquisadores acreditam que uma grande camada de gelo forma o manto do planeta. Mas isso é apenas uma hipótese.
Estratosfera
A presença da atmosfera de Urano é proporcionada por compostos de gases leves e pesados, e sua síntese pinta o planeta com uma tonalidade esverdeada. Todos esses processos ocorrem no entreferro do meio, onde as moléculas de amônia e metano se encontram com hélio e hidrogênio. Os cristais de gelo aqui sofrem modificações completamente diferentes das da troposfera; graças à amônia, eles absorvem qualquer luz vinda do espaço. A velocidade dos ventos na estratosfera atinge 100 m / s, devido ao qual todas as nuvens mudam rapidamente de posição no espaço. Auroras ocorrem na estratosfera, nevoeiros geralmente se formam. Mas não há precipitação, como neve ou chuva.
Exosfera
Inicialmente, a atmosfera de Urano foi julgada precisamente por sua casca externa. É uma fina faixa de água cristalizada que está envolta em fortes correntes de vento e é o foco da temperatura mais baixa do sistema solar. Consiste em gases leves (hidrogênio molecular e hélio), enquanto o metano, encontrado em grandes quantidades em camadas mais densas, está ausente aqui. A velocidade do vento na exosfera atinge 200 m/s, a temperatura do ar cai para 49 K. É por isso que o planeta Urano, cuja atmosfera é tãogelado, tornou-se o mais frio em nosso sistema, mesmo em comparação com seu vizinho mais distante, Netuno.
O mistério do campo magnético de Urano
Todos sabem muito bem que o esverdeado Urano gira em torno de seu eixo, deitado de lado. Os cientistas acreditam que no momento da formação da SS, o planeta colidiu com um asteroide ou outro corpo cósmico, que mudou de posição, distorcendo o campo magnético. A partir do eixo que determina o norte e o sul do planeta em relação ao equador, o eixo magnético é deslocado em 59 graus. Isso cria, em primeiro lugar, uma distribuição desigual da gravidade e, em segundo lugar, uma tensão desigual nos hemisférios norte e sul. No entanto, muito provavelmente, é essa posição misteriosa que fornece a presença da atmosfera de Urano e sua composição única. Ao redor do núcleo apenas gases pesados são retidos, nas camadas intermediárias - água cristalizada. Talvez se a temperatura do ar aqui fosse mais alta, Urano se tornaria um enorme oceano, consistindo de água comum, que é a fonte da vida.
Urano absorve tudo e tudo ao redor
Como dissemos acima, a atmosfera de Urano é preenchida com uma enorme quantidade de metano. Este gás é bastante pesado, pois é capaz de absorver os raios infravermelhos. Ou seja, toda a luz que vem do Sol, de outras estrelas e planetas, tocando a atmosfera de Urano, se transforma em um tom esverdeado. Recentemente, os cientistas notaram que o planeta também engole gases estranhos que estão no espaço sideral, o que é paradoxal com sua fracacampo magnético. O dióxido de carbono e o monóxido de carbono foram encontrados na composição das camadas médias da atmosfera. Acredita-se que eles foram atraídos para o planeta por cometas que passavam.
Os reinos de gelo do nosso sistema
Os dois planetas mais externos da SS são Urano e Netuno. Ambos são caracterizados por tons azulados, ambos são formados a partir de gases. A atmosfera de Urano e Netuno é praticamente a mesma, exceto pelas proporções. A força da gravidade e a massa dos núcleos de ambos os planetas é quase a mesma. As camadas inferiores da atmosfera de Netuno, como Urano, são formadas a partir de água cristalizada misturada com metano e sulfeto de hidrogênio. Aqui, perto do núcleo, os gigantes de gelo aquecem até 200 Kelvin ou mais, formando assim o seu próprio campo magnético. A atmosfera de Urano e Netuno tem a mesma quantidade de hidrogênio molecular em sua composição - mais de 80%. A camada de ar externa de Netuno também é caracterizada por ventos fortes, mas a temperatura do ar aqui é um pouco mais alta - 60 K.
Conclusão
A presença da atmosfera de Urano, em princípio, garante a existência deste planeta. A concha de ar é a principal parte constituinte de Urano. Ele aquece fortemente perto do núcleo, mas ao mesmo tempo esfria o máximo possível nas camadas mais externas. Até agora, o planeta está sem vida devido à f alta de oxigênio, além de água líquida. Mas se a temperatura do núcleo começar a subir, prevêem os pesquisadores, os cristais de gelo se transformarão em um enorme oceano no qual novas formas de vida podem surgir.
