Планета лежащая на боку
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.
Источник
Тест Состав, строение и происхождение Солнечной системы 9 класс
Тест Состав, строение и происхождение Солнечной системы 9 класс с ответами. Тест включает 10 заданий.
1. Примерный возраст Солнечной системы
1) 5 тыс. лет
2) 5 млн. лет
3) 5 млрд. лет
4) 5 трлн. лет
2. Назовите ближайшую к Солнцу планету
1) Марс
2) Меркурий
3) Земля
4) Венера
3. У каких планет Солнечной системы нет спутников?
1) У Марса и Венеры
2) У Земли и Марса
3) У Меркурия и Венеры
4) У Меркурия и Марса
4. Какое утверждение верно?
А: кольца окружают только планеты-гиганты
Б: Марс — самая крупная планета Солнечной системы
1) только А
2) только Б
3) и А,и Б
4) ни А, ни Б
5. «Планета ядовитых облаков, бурь и адской жары». Назовите ее
1) Земля
2) Юпитер
3) Марс
4) Венера
6. Какое утверждение верно?
А: Уран обращается вокруг Солнца «лежа на боку»
Б: красное пятно — гигантский вихрь на Юпитере
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
7. Какой объект нельзя отнести к малым телам Солнечной системы?
1) Планета-карлик
2) Комета
3) Астероид
4) Метеорные тела
8. Между орбитами Марса и Юпитера располагается орбита планеты-карлика
1) Церера
2) Макемаке
3) Эрида
4) Плутон
9. Самый продолжительный год у планеты
1) Юпитер
2) Сатурн
3) Нептун
4) Уран
10. Какое утверждение верно?
А: на Марсе нет атмосферы
Б: на Луне обнаружили воду в состоянии льда
1) только А
2) только Б
3) и А, и Б
4) ни А, ни Б
Ответы на тест Состав, строение и происхождение Солнечной системы 9 класс
1-2
2-2
3-3
4-1
5-4
6-3
7-1
8-1
9-3
10-4
Источник
Загадка Урана: почему планета «лежит на боку»
У каждой из 8 планет нашей Солнечной системы есть свои уникальные особенности. У кого-то есть плотная атмосфера из углекислого газа или обширные кольца, а кто-то вращается вокруг Солнца «лежа на боку». Речь пойдет об Уране и о его необычном положении, которое не дает покоя ученым.
Уран является 7-ой по счету планетой Солнечной системы и относится к планетам-гигантам. Его средний радиус равен 25 362 километра. Считается, что планета состоит преимущественно изо льда: метанового, водного и аммиачного. В незначительных количествах присутствуют водород и гелий, а атмосфера планеты состоит из них же. Уран имеет систему колец, которая не так ярко выражена, как у Сатурна, но все же доступна для наблюдений. На данный момент обнаружено 27 спутников планеты.
Уран совершает один оборот вокруг нашей звезды за 84 земных года, а период вращения планеты вокруг своей оси составляет 17 часов 14 минут. А вот положение этой оси вращения очень необычно. Плоскость экватора планеты наклонена к плоскости орбиты под углом 97,86º, то есть получается, что планета вращается как бы лежа на боку и словно катится по своей орбите вокруг Солнца.
Такое необычное расположение привело к тому, что смена времен года на Уране протекает совершенно по-особенному. В момент солнцестояния один из полюсов Урана обращен в сторону Солнца, а на экваторе происходит быстрая смена дня и ночи. Через полгода (то есть через 42 земных года) уже другой полюс оказывается обращен в сторону Солнца. Несмотря на то, что полярные области по полгода обращены в сторону Солнца, а на экваторе Солнце светит очень низко, оказалось, что температура на экваторе выше, чем на полюсах во время «полярного дня». С чем связана такая температурная аномалия, астрономам пока не удалось выяснить.
Кроме того, ученые давно размышляют над тем, как получилось, что Уран имеет такое странное положение. Существует несколько версий того, как это могло произойти. Возможно, когда-то Уран имел достаточно крупный спутник, под воздействием которого, ось его вращения претерпела такие изменения. Спутник был со временем утерян, а положение оси осталось неизменным. Согласно другой версии, на заре формирования Солнечной системы с Ураном столкнулось крупное небесное тело, что и привело к наклону оси вращения.
Этой же версии придерживается и группа англо-американских ученых во главе с астрономом Джейкобом Кегерреем. Они смоделировали столкновение Урана с крупным объектом и представили результаты своего эксперимента. Как полагают ученые, столкновение могло произойти около 2-3 миллиардов лет назад, в момент формирования планеты, когда у нее еще не было спутников. По подсчетам астрономов, размеры небесного тела, которое столкнулось с Ураном, в 2 раза превышали размеры нашей Земли. Удар мог привести к изменению положения оси, а также повлиял на строение самой планеты. В результате столкновения Уран потерял часть тепловой энергии, содержащейся в недрах планеты, и именно этим можно объяснить тот факт, что на сегодняшний день Уран является самой холодной планетой нашей Солнечной системы. Температура на его поверхности опускается до минус 224ºС.
Источник
Лежа на боку: астрономы нашли разгадку уникального вращения Урана
Странное поведение Урана очень давно интересует исследователей. Ось вращения этой планеты почти параллельна плоскости орбиты — иными словами, Уран буквально катится по орбите, лежа на боку.
Уникальность этого явления в пределах Солнечной системы наглядно представлена ниже (это кадр из мини-лекции National Geographic по астрономии для детей, сравнительные масштабы планет не соблюдены) — у семи планет оси вращения «нормальные», а Уран дает понять, что ему всё «перпендикулярно».
Так же «перпендикулярно» ведут себя и кольца Урана, и большая часть его спутников: у Урана их 27, орбиты 18-ти из них лежат практически в плоскости экватора планеты — то есть их орбиты тоже «катятся боком» и выглядят как аттракцион «Чертово колесо».
К этому стоит добавить, что Уран (впрочем, как и Венера) вращается вокруг своей оси по часовой стрелке, а не против, как все остальные планеты Солнечной системы.
Исследователи давно подозревают, что всему виной столкновение, которое гигант пережил на заре своего существования. В конце концов, он в этом не одинок — Земля, по мнению большинства экспертов, тоже имеет в анамнезе подобный катаклизм, наклонивший ее ось на впечатляющие 23 градуса и породивший Луну.
Логично предположить, что луны Урана образовались в результате подобного столкновения, которое буквально опрокинуло планету на бок. Колоссальный удар испарил большие массы вещества самого Урана и его «противника». Эта материя образовала диск в плоскости экватора планеты. Постепенно часть этого вещества выпала на Уран, а из другой части образовались спутники и кольца.
Однако против этой изящной гипотезы говорили цифры. Компьютерное моделирование показывало, что при таком сценарии масса диска должна быть в сотни раз (!) больше, чем суммарная масса образовавшихся спутников, наблюдаемая в реальности. А диаметры орбит спутников, напротив, получались в десятки раз меньше, чем нужно.
Недавно группа японских астрономов разрешила это противоречие, обратив внимание на параметр, который до сих пор ускользал от внимания исследователей. Речь идет о химическом составе планет в этой части Солнечной системы.
Уран относится к ледяным гигантам. Уточним, что планетологи называют льдами воду, метан, аммиак и другие вещества с температурой замерзания от нуля до примерно -150 градусов по Цельсию, независимо от того, в каком состоянии они находятся. Так что Уран называется ледяным, хотя большую часть его массы составляет жидкость.
«Ледяной» состав типичен для окраин Солнечной системы, так что можно предположить, что и планета-агрессор имела похожий состав.
Вода, аммиак, метан и другие подобные вещества очень летучие. Им нужен совсем небольшой нагрев, чтобы превратиться в газ, и солидное охлаждение, чтобы вновь стать льдом.
Что это означает в свете гипотезы о столкновении Урана с другой ледяной планетой? То, что образовавшийся газовый диск отнюдь не спешил конденсироваться в спутники. К моменту, когда они образовались, почти всё вещество уже выпало обратно на Уран, а некоторая часть его безвозвратно рассеялась на просторах Вселенной.
Такая картина резко отличается от столкновения, породившего Луну. Тогда, согласно расчетам, большая часть образовавшегося диска находилась в твердом или жидком состоянии, и почти половина его относительно быстро превратилась в Луну. Это различие объясняет, почему отношение суммарной массы спутников к массе планеты у Земли в 100+ раз больше, чем у Урана.
Исследователи смоделировали столкновение гиганта с ледяной планетой массой в 1-3 земной и получили весьма точное согласие с реальными параметрами системы Урана. По мнению первого автора статьи Сигэру Ида (Shigeru Ida) из Токийского технологического института, это моделирование впервые согласовало гипотезу о столкновении с наблюдательными характеристиками спутников Урана.
Подробности изложены в научной статье , опубликованной в журнале Nature Astronomy.
Ранее «Вести.Наука» рассказывали о других странностях ледяного гиганта: например, почему его облака пахнут тухлыми яйцами , а магнитные полюса на Уране меняются местами каждый день.
Источник
Почему Уран “лежит на боку”?
Как вы, наверное, знаете, Уран является седьмой планетой от Солнца, и третьей по величине планетой в Солнечной системе. Несмотря на это мы совсем мало знаем о нём, к тому же в отличии от Юпитера или Сатурна там нет ни одного орбитального зонда. Именно поэтому Уран является хорошей целью для будущих космических миссий.
Уран – это ледяной гигант, который примерно в 4 раза больше Земли (диаметр Урана – 50 724 километров, а диаметр Земли – 12 742 километров) и который имеет свой собственный набор странных пыльных колец – возможно, образовавшихся после разрушения одного из его спутников. Всего же на сегодняшний день нам известно о 27 спутниках Урана, и, я полагаю, мы узнали бы много интересных и удивительных особенностей этой прекрасной планеты, если бы отправили туда космический зонд. Грустно то, что близкий облёт Урана был совершён только однажды – в 1986 году – космическим аппаратом “Вояджер 2”.
Мы уже видели даже Плутон с близкого расстояния, но у НАСА или ЕКА нет абсолютно никаких планов относительно посещения Урана. Это просто безумие!
Наклон оси вращения Урана
Пожалуй, самой интересной и странной особенностью Урана является его наклон. Планета буквально лежит на боку.
На самом деле, все планеты Солнечной системы имеют определённый наклон оси вращения (угол между плоскостью орбиты планеты и плоскостью её экватора). Например, наклон земной оси составляет 23,5 градуса, оси Марса – 25 градусов, и даже ось вращения Меркурия наклонена на 2,1 градуса. То есть оси вращения всех планет в той или иной степени наклонены.
Однако данный параметр для Урана составляет рекордные 97,8 градусов! Что же могло случиться с Ураном?
Столкновение с Ураном крупного объекта, в два раза большего, чем Земля, привело к необычному наклону оси вращения газового гиганта. Авторы и права: Jacob Kegerreis / Durham University / University of Wisconsin-Madison / W.W. Keck Observatory.
Тот факт, что Уран лежит на боку является доказательством того, что спокойное и размеренное движение планет Солнечной системы по своим орбитам не всегда было таковым. Вскоре после образования Солнца и планет, наша система была довольно неспокойным местом.
В то время планеты взаимодействовали сильнее, чем сейчас они даже могли сталкиваться и выталкивать друг друга на новые орбиты. Некоторые планеты могли смещаться на более вытянутые орбиты, в то время как другие – наоборот перемещались ближе к Солнцу. Наша собственная Луна, возможно, была сформирована, когда объект размером с Марс врезался в Землю. Другие спутники были захвачены планетами-гигантами. Это был настоящий кошмар.
Таким образом та Солнечная система, которую вы видите сегодня – это группа “выживших” – объектов, которые избежали смертельных ударов.
Так что же послужило причиной наклона Урана?
Сегодня существует две теории. Согласно первой и главенствующей теории наклон был вызван столкновением Урана с небольшой (размером с Землю) планетой, а поскольку спутники планеты не имеют таких больших наклонов, то столкновение произошло вскоре после формирования нашей системы, когда Уран был окружён только диском газа и пыли из которого позже и сформировались спутники. Согласно второй теории, наклон был вызван массивным спутником Урана, который раскачивал его в течении миллионов лет, и который затем был выброшен из нашей системы или же разрушился.
Однако астрономы полагают, что процесс смещения оси вращения планеты на самом деле был более сложным, поскольку компьютерные модели показывают, что в случае единичного столкновения планета также вращалась бы в обратном направлении, но при этом перевернулась бы полностью. Вероятнее всего имело место второе или даже ряд столкновений, которые и привели к тому наклону Урана, который мы наблюдаем сегодня.
«Южное кольцо» и яркое облако на севере Урана. Авторы и права: NASA / ESA / M. Showalter (SETI Institute).
Имея такой огромный наклон оси вращения Уран довольно сильно отличается от других планет нашей системы. Во время своего 84-летнего путешествия по орбите, полюса планеты поочерёдно направлены к Солнцу. Таким образом день и ночь на каждом из полюсов длятся по 42 земных года.
Сейчас мы находимся в нашей спокойной, упорядоченной Солнечной системе, и многие даже не задумываются о том какие катаклизмы она переживала в первые несколько миллионов лет своей жизни.
Источник