Астрономија

Зашто је магнетна ос Урана и Нептуна изван центра?

Зашто је магнетна ос Урана и Нептуна изван центра?


We are searching data for your request:

Forums and discussions:
Manuals and reference books:
Data from registers:
Wait the end of the search in all databases.
Upon completion, a link will appear to access the found materials.

Он (Уран) се окреће на боку, нагнут готово 98 степени од равни своје орбите око Сунца. И осовина његовог магнетног поља је нагнута под углом од 59 степени у односу на ротациону осу. Магнетно поље је такође ван центра, а линије поља излазе на око трећини пута према јужном полу. (извор)

Нептуново магнетно поље је нагнуто 47 у односу на осу ротације планете и удаљено је најмање 0,55 полупречника, око 8 500 ми (13 500 км) од физичког центра. Стога динамо-електричне струје произведене на планети морају бити релативно ближе површини него Земљи, Јупитеру или Сатурну. Због своје необичне оријентације и нагиба ротационе осе планете, Нептуново магнетно поље пролази кроз драматичне промене док се планета окреће у сунчевом ветру. (извор)

Дакле, добро је утврђено да је магнетна ос Урана и Нептуна ван центра и због тога се планете суочавају са следећим последицама:

  1. магнетосфера је неправилна
  2. јачина магнетног поља варира, готово се периодично отвара и затвара како се линије магнетног поља прекидају и поново повезују
  3. оријентација магнетног поља се стално мења.

Али, зашто је магнетна ос уопште ван центра? Нисам нашао извор који би на то одговорио. Да ли је то због поравнања / орбите / унутрашњег механизма загревања планета?


Изјава о одрицању одговорности: Овај одговор је инспирисан Магнетна поља Урана и Нептуна: Водоник од металне течности Неллиса [2017], који објашњава средишњи помак магнетних поља ледених дивова тако што их супротставља Земљином магнетном пољу.

Земљино осно-симетрично магнетно поље

Најистраженије магнетно поље у нашем Сунчевом систему је, наравно, Земља. Неллис 2017 објашњава како спрега између ротационог кретања и конвективног динамичког кретања у спољном језгру Земље доводи до тога да магнетна ос креће ка поравнању са осом спина:

Будући да је ротационо кретање (РМ) Земље снажно повезано са конвективним динамовим (ЦД) покретима њеног течног-Фе спољног језгра, планетарни РМ стабилизује конвективна кретања која генеришу диполарно магнетно поље. Ако се догоди конвективна флуктуација која тежи дестабилизацији дате диполарне осе, тада снажна РМ-ЦД спрега покреће конвективне покрете који у суштини обнављају почетну оријентацију или су ЦД флуктуације које покрећу почетне магнетне осе из оријентационе равнотеже толико јаке да је РМ-ЦД спрезање на крају одводи диполарну осу у поравнање анти-паралелно са почетном.

Неососиметрична магнетна поља Урана / Нептуна

Воиагер 2 је мерио и гравитационе тренутке, као и магнетна поља и Урана и Нептуна. Ова мерења су помогла развоју модела планетарног састава, као и модела генератора магнетног поља. За Уран / Нептун, поља се генеришу близу површине у радијусима великим као $ приближно0,9Р_У / Р_Н $, док се Земљино магнетно поље генерише много дубље на $ приближно0,5Р_Е $.

Генерација магнета у близини површине, као и омотач Х-ХЕ (опет према Неллису) значи да:

локално конвективно динамо кретање течности које производе магнетна поља у основи је одвојено од глобалних ротационих кретања […]. Тада би династије У / Н биле релативно слободне да лутају како локалне конвективне флуктуације налажу. Тако би се углови нагиба и померања центра њихових поља полако разликовали током старости Сунчевог система.

Резиме

Састав Земље и конвективне течне спољне језгре течности узрокују спрегу између ротационог кретања Земље и конвективног динамо покрета. Ово покреће магнетну осу да се поравна са осом центрифуге, која пролази кроз центар масе. Не постоји слична снажна спрега за Нептун и Уран, што значи да магнетна оса на свакој од ових планета може слободно да лута и у оријентацији и одмакнута од оси спина и центра масе услед локалних површинских конвекционих струја.


  • Ова унутрашња енергија даје Нептуну активну, динамичну атмосферу:
  • Тамни појасеви и светли облаци метанског леда.
  • Тамне овалне циклонске олује.
  • Велика тамна мрља - велика олуја која се појавила средином 1980-их, а затим је нестала 1995.

Оса ротације Урана је нагнута

  • 1985: Северни пол при пуном сунцу, јужни пол у потпуном мраку.
  • 2006: Сунце на екватору, залазак сунца на северном полу започиње ноћ од 42 године, излазак сунца на јужном полу
  • 2027: Јужни пол при сунцу, север је таман.

Такве екстремне сезонске варијације могу помоћи у објашњењу Урановог недостатка времена (јака хемисферна разлика може ометати процесе у појасевима и зонама који се виде на другим Јовијановим планетама).


Магнетна мистерија остаје неразрешена за Уран и Нептун

Планете Уран и Нептун имају искривљено магнетно поље, највероватније због својих јединствених унутрашњих структура. Неки научници верују да су планете и # 8217 недиполарна магнетна поља узрокована јединственом геометријом њиховог леденог плашта, који укључује танки конвективни слој на врху слојевитог неконвективног слоја.

Х2О и НХ3 су репрезентативни материјали који се налазе у плашту џиновских ледених планета на обе планете. Присуство суперионских Х2О и НХ3 предложено је као могуће објашњење за стабилизацију таквих неконвективних региона. Међутим, недостатак експерименталних података о физичким својствима тих суперионских фаза спречио је решавање овог питања.

Уран и Нептун, две велике гасне планете, имају необична магнетна поља. Свака од њих је снажно нагнута у односу на осе ротације планете и значајно је одмакнута од физичког центра планете. Разлог томе је дуго био мистерија у планетарним наукама. Разне теорије сугеришу да је овај необичан феномен узрокован јединственом унутрашњом структуром ових планета. Искошено магнетно поље, према овим теоријама, узроковано је циркулацијом у конвективном слоју који се састоји од електрично проводљиве течности. Овај конвективни слој заузврат окружује стабилно слојевит, неконвективан слој у којем нема циркулације материјала због велике вискозности, а тиме ни доприноса магнетном пољу.

Нови експерименти истраживача ЕТХ из Цириха сада показују да мистерија остаје нерешена.

Уран и Нептун имају потпуно искривљено магнетно поље, можда због посебних унутрашњих структура планета. Али нови експерименти истраживача ЕТХ из Цириха сада показују да мистерија остаје нерешена.

Обе планете & # 8217 чудна магнетна поља су јако нагнута у односу на осе ротације планете и знатно су одмакнута од физичког центра планете. Разлог томе је дуго био мистерија у планетарним наукама.

Многе теорије претпостављају да је искривљено магнетно поље узроковано циркулацијом у конвективном слоју електропроводљиве течности.

Изванредне државе

Вода и амонијак, главне компоненте Урана и Нептуна, улазе у необично стање при врло високим притисцима и температурама, према рачунарским симулацијама: а & # 8220суперионско стање & # 8221 које има својства и чврсте и течне. У овом стању, јони водоника постају покретни у структури решетке кисеоника или азота.

Недавна експериментална испитивања потврђују постојање суперионске воде на дубини где, према теорији, постоји стабилно слојевито подручје. Као резултат, стратификовани слој могао би да настане суперионским компонентама. Међутим, с обзиром да су физичка својства суперионског стања непозната, нејасно је да ли су компоненте заправо способне да потисну конвекцију.

Научници су помоћу рачунарских симулација открили да Х2О и НХ3 улазе у суперионско стање у овој студији. У овом стању, јони водоника постају покретни у структури решетке кисеоника или азота.

Нерешена мистерија Урана и Нептуна

Амонијак су користили научници у експериментима под високим притиском и високом температуром. Желели су да знају колико је суперионски материјал савитљив.

Истраживачи су користили ћелију дијамантског наковња, апарат високог притиска. Ставили су амонијак у малу посуду пречника око 100 микрометара која је била стегнута између два дијамантска врха који су компресовали узорак, излажући материјале изузетно високим притисцима попут оних који се налазе у Урану и Нептуну. Научници су загрејали узорак материјала на преко 2000 степени Целзијуса помоћу инфрацрвеног ласера. Користили су зелени ласер за истовремено осветљење узорка.

Тада је процењен таласни спектар расејане зелене ласерске светлости. На тај начин су научници успели да утврде еластичност материјала као и хемијску везу у амонијаку. Научници су током извођења експеримената открили нову фазу амонијака: нову суперионску фазу амонијака (фаза). Научници верују да таква нова фаза може постојати у дубоким унутрашњостима Урана и Нептуна.

Откривена нова фаза

Кимура и Мураками су у својим мерењима открили нову суперионску амонијачну фазу (фазу) еластичности сличну оној течне фазе. Ова нова фаза може бити стабилна у дубоким унутрашњостима Урана и Нептуна и тако се тамо догодити. Међутим, пошто се суперионски амонијак понаша као течност, недовољно је вискозан да би допринео стварању неконвективног слоја.

Питање каква својства суперионска вода има у Урану и Нептуну постало је још важније у светлу нових открића. Јер мистерија зашто две планете имају тако неправилно магнетно поље остаје неразрешена до данас.

Међутим, с обзиром да фаза има еластичност сличну оној течне фазе, не би била довољно вискозна да би допринела стварању неконвективног слоја.


Научници: Центар за сонде Урана, Ударићете у неку чудну воду

Моделишући унутрашњост планета помоћу рачунарских симулација, међународни тим научника изблиза проучава необична воденаста језгра Урана и Нептуна.

Њихова симулација им је омогућила да анализирају топлотне и електричне процесе у језгру два ледена дива, јер је, према изјави, те процесе често физички немогуће репродуковати у експерименту на Земљи.

Истраживачи се надају да ће њихове симулације бацити ново светло на формирање и еволуцију ових ледених дивова, као и на њихова магнетна поља.

„Водоник и кисеоник су најчешћи елементи у свемиру, заједно са хелијумом“, Федерицо Грасселли и Стефано Барони из Међународне школе за напредне студије (СИССА) у Трсту, Италија, први и последњи аутор рада објављеног у часопису Натуре Цоммуницатионс прошлог месеца, објашњено је у изјави.

Реклама

Реклама

„Лако је закључити да је вода један од главних састојака многих небеских тела. Ганимед и Европа, сателити Јупитера и Енцелад, сателит Сатурна, представљају ледене површине испод којих леже океани воде “, додали су. „Нептун и Уран су такође вероватно састављени углавном од воде.“

Њихове симулације истражују топлотну и електричну проводљивост до атомске скале за пуке делове наносекунде.

Открили су да је лед присутан у језгрима ових дивова веома сличан леду на који смо навикли овде на Земљи. „У таквим егзотичним физичким условима не можемо размишљати о леду као што смо навикли“, објашњавају Грасселли и Барони. „Чак је и вода заправо другачија, гушћа, са неколико молекула раздвојених на позитивне и негативне јоне, носећи тако електрични набој.“

Ова „суперионска вода“ није сасвим чврста, нити је течност - негде је између. Атоми водоника слободно лутају, док су молекули кисеоника закључани у „кристалној решетки“.


Магнетни штит

Магнетосфера делује као препрека соларном ветру: када се њих двоје крећу у истом смеру, соларни ветар клизи са ње попут воде са патке и назад. Али као што када вода удари у перје патке с репног краја, патка се накваси, па кад соларни ветар дува према Урану под правим углом, магнетно поље планете се поравна са соларним ветром и дозволи неке честице пролазе.

Овај процес, који се назива магнетно поновно повезивање, јавља се повремено у близини полова Земље, где прилив честица сунчевог ветра може довести до појачаних поларних светлости. На Урану, Пати и Цао су открили да би се то требало догађати сваког дана (отприлике 17 земаљских сати), укључивањем и искључивањем заштите магнетосфере. То би могло довести до поларне светлости и тамо.

Али тешко је знати шта се тачно догађа на Урану, јер једина посматрања из близине имамо из 1986. године, када је свемирска летелица Воиагер 2 прохујала током пет дана.

& # 8220 Улетели смо у мистерију када смо пролетели, & # 8221 каже Пати. & # 8220Ушли смо у магнетно поље Урана и # 8217с и одједном уопште није личило на Земљу или Јупитер или Сатурн. & # 8221 Тај кратки снимак није много, али модел Пати & # 8217с му се савршено подудара.

& # 8220Сјајно је што се поклапа једнако добро као и када пролети Уран, & # 8221 каже Георге Хосподарски са Универзитета у Ајови. & # 8220Али прави тест био би слање орбитера тамо и добијање пуно података у различитим условима и проверавање да ли се модел и даље подудара. & # 8221 НАСА планира да пошаље нову сонду на Уран 2034. године, али нема мисије је још одобрен.


И Уран и Нептун имају заиста бизарна магнетна поља

Магнетна поља Урана и Нептуна су заиста, озбиљно збркана. А ми не знамо зашто.

Магнетска поља већине планета (ако их и имају) прилично су јасна. Планета се окреће у одређеном смеру, а поље се приближно поравнава са тим смером окретања. Свакако, поља можда мало лутају ту и тамо, али генерално говорећи, све има смисла.

А ту су и ледени гиганти, Уран и Нептун. У случају Урана, сама планета се врти готово окомито на остатак Сунчевог система, али њено магнетно поље је у готово уобичајеном правцу горе-доле. Са Нептуном је магнетно поље удаљено пуних 47 степени од правца спина. Поред тога, магнетна поља су одмакнута од средишта обе планете.

Магнетна поља Земље, Урана и Нептуна. Заслуге: ЕТХ Зурицх / Т. Кимура

Научници већ дуго претпостављају да се нешто планетарно догађа унутар планета. Сматра се да обе планете имају велике конвективне слојеве, негде између језгра и атмосфере, где вода под притиском и метан постоје у & # 8220суперионском стању & # 8221, са својствима и течности и чврстих тела. Суперионска вода и метан циркулишу обрасцима горе-доле, а пошто су наелектрисани, планете би могле тамо да генеришу своја магнетна поља, уместо у језгрима.

Да би тестирали ову идеју, Томоаки Кимура и Мотохико Мураками из Одељења за науке о Земљи на ЕТХ у Цириху проучавали су својства амонијака у стању под високим притиском помоћу наковња дијамантских ћелија. Цеђењем узорка и загревањем на преко 2.000 степени Целзијуса успели су да рекреирају унутрашњост ледених дивова.

Открили су да би суперионски амонијак заиста могао бити стабилан при тим притисцима и температурама, сугеришући да би могао постојати унутар тих планета. Али најважније је да амонијак није био довољно вискозан да формира стабилан слој дубље унутар планете. Другим речима, да би идеја конвективног слоја функционисала, треба да седи на стабилном слоју и чини се да је тешко навести амонијак да игра обе улоге. Без конвективног слоја не можемо објаснити структуру магнетног поља.


Уран, прилагођен деци

Уран је направљен од воде, метана и течности од амонијака изнад малог стеновитог центра. Његова атмосфера је сачињена од водоника и хелијума попут Јупитера и Сатурна, али има и метан. Метан чини Уран плавим.

Уран такође има слабе прстенове. Унутрашњи прстенови су уски и тамни. Спољни прстенови су јарких боја и лакше се виде.

Попут Венере, Уран се окреће у супротном смеру као и већина других планета. И за разлику од било које друге планете, Уран се окреће боком.

Посетите НАСА Спаце Плаце да бисте сазнали више чињеница погодних за децу.

Сурфаце

Као ледени гигант, Уран нема праву површину. На планети се углавном врте течности. Иако свемирска летелица не би имала где да слети на Уран, она такође не би могла да лети кроз њену атмосферу неоштећена. Екстремни притисци и температуре уништили би металну летелицу.

Атмосфера

Атмосфера Урана и бр. 39 углавном је водоник и хелијум, са малом количином метана и траговима воде и амонијака. Метан даје Урану потпис плаве боје.

Док је Воиагер 2 током пролета 1986. године видео само неколико дискретних облака, Велику тамну мрљу и малу тамну мрљу, новија запажања откривају да Уран показује динамичне облаке како се приближава равнодневници, укључујући брзо променљиве светле карактеристике.

Атмосфера планете Уран и бр. 39, са минималном температуром од 49К (-224,2 степени Целзијуса) чини је местимично још хладнијом од Нептуна.

На Урану брзина ветра може достићи и до 560 миља на сат (900 километара на сат). Ветрови су ретроградни на екватору, дувају у обрнутом смеру ротације планете и рскуос-а. Али ближе половима, ветрови се померају у смер прогреда, течући ротацијом Урана и бр.

Магнетосфера

Уран има необичну магнетосферу неправилног облика. Магнетна поља су типично у равни са ротацијом планете, али магнетно поље Урана се преврће: магнетна ос је нагнута за скоро 60 степени од осе ротације планете, а такође је одмакнута од центра планете за једну трећину радијуса планете.

Ауроре на Урану нису у складу са половима (као на Земљи, Јупитеру и Сатурну) због једностраног магнетног поља.

Магнетосферски реп иза Урана насупрот Сунцу протеже се у свемир милионима миља. Његове линије магнетног поља су увијене бочном ротацијом Урана и рскуо-а у дугачки облик вадичепа.

Прстенови

Уран има два комплета прстенова. Унутрашњи систем од девет прстенова састоји се углавном од уских, тамно сивих прстенова. Постоје два спољна прстена: онај унутрашњи је црвенкаст попут прашњавих прстенова негде другде у Сунчевом систему, а спољни прстен је плав попут Сатурновог Е прстена.

Да би се повећавала удаљеност од планете, прстенови се називају Зета, 6, 5, 4, Алфа, Бета, Ета, Гама, Делта, Ламбда, Епсилон, Ну и Му. Неки од већих прстенова окружени су појасевима фине прашине.

Месеци

Уран има 27 познатих месеца. Док већина сателита који круже око других планета своја имена преузимају из грчке или римске митологије, Уранови месеци су јединствени по томе што су именовани за ликове из дела Вилијама Шекспира и Александра Попа.

Чини се да су сви унутрашњи месеци Урана отприлике пола водени лед, а пола стена. Састав спољних месеци остаје непознат, али вероватно су у питању астероиди.

Потенцијал за живот

Уран & # 39 окружење није погодно за живот какав познајемо. Температуре, притисци и материјали који карактеришу ову планету највероватније су сувише екстремни и нестабилни да би се организми могли прилагодити.


О овој веб локацији

Зовем се Цхристине Цхасе и занима ме разне врсте астрологије.

Студирам традиционалну астрологију јер ме занима прошлост и како су концепти еволуирали. Школа за традиционалну астрологију (СТА) ме је обучила за почасног лекара и била би ми част да вам помогнем да истражите добро питање.

Такође радим са вибрационом астрологијом јер она има занимљив начин на који се могу сагледати основне енергије нашег живота. Ако имате тачно време рођења, био бих сретан да вам помогнем да истражите начин рада како бисте били свесни ових енергија. Ако знате за њих, можете радити са њима и такође боље разумети себе.

Такође нудим комбиновани приступ наталним картама и раду у години унапред. О неким стварима мислим некако традиционално, али савремени концепти и разумевања вибрационе астрологије говоре и мени.

Надам се да ћете уживати у овој веб страници и радујем се сарадњи са вама!


Зашто су Уран и Нептун нестална магнетна поља

Чудна магнетна поља две велике гасне планете снажно су нагнута у односу на осе ротације планете и знатно су одмакнута од физичког центра планете.

Разне теорије претпостављају да би јединствена унутрашња структура ових планета могла бити одговорна за овај бизарни феномен.

Према овим теоријама, искривљено магнетно поље узроковано је циркулацијом у конвективном слоју, који се састоји од електрично проводљиве течности.

Овај конвективни слој заузврат окружује стабилно слојевит, неконвективан слој у којем нема циркулације материјала због велике вискозности, а тиме ни доприноса магнетном пољу.

Компјутерске симулације показују да вода и амонијак, главне компоненте Урана и Нептуна, улазе у необично стање при врло високим притисцима и температурама: „суперионско стање“, које има својства и чврсте и течне материје.

У овом стању, јони водоника постају покретни унутар решеткасте структуре коју чине кисеоник или азот.

Недавна експериментална испитивања потврђују да суперионска вода може постојати на дубини где се, према теорији, налази стабилно слојевито подручје.

Стога би могло бити да слојевити слој чине суперионске компоненте.

Међутим, нејасно је да ли су компоненте у стању да потисну конвекцију, јер физичка својства суперионског стања нису позната.

Томоаки Кимура и Мотохико Мураками из одељења за науке о земљи у ЕТХ Цириху спровели су експерименте са амонијаком под високим притиском и високом температуром.

Циљ експеримената је био да се утврди еластичност суперионског материјала. Еластичност је једно од најважнијих физичких својстава које утиче на топлотну конвекцију у планетарном омотачу.

Изузетно је да се еластичност материјала у чврстом и течном стању потпуно разликује.

За своја истраживања истраживачи су користили апарат високог притиска назван ћелија дијамантског наковња.

У овом апарату амонијак се ставља у малу посуду пречника око 100 микрометара, која се затим стеже између два дијамантска врха који компримују узорак. То омогућава подвргавање материјала екстремно високим притисцима, попут оних који се налазе унутар Урана и Нептуна.

Инфрацрвени ласер затим загрева узорак на преко 2.000 степени Целзијуса (3.632 степени Фахренхеита). Истовремено, зелени ласерски зрак осветљава узорак.

Мерећи таласни спектар расејане зелене ласерске светлости, истраживачи могу утврдити еластичност материјала и хемијску везу у амонијаку.

Померање таласног спектра при различитим притисцима и температурама може одредити еластичност амонијака на различитим дубинама.

У својим мерењима Кимура и Мураками открили су нову суперионску фазу амонијака (γ фаза) која показује еластичност сличну оној у течној фази.

Ова нова фаза може бити стабилна у дубокој унутрашњости Урана и Нептуна и стога ће се тамо догодити.

Међутим, суперионски амонијак се понаша као течност и самим тим не би био довољно вискозан да би допринео стварању неконвективног слоја.

Питање каквих својстава суперионска вода има унутар Урана и Нептуна је утолико хитније у светлу нових резултата. Чак и сада, мистерија зашто две планете имају тако неправилно магнетно поље остаје неразрешена.


Категорије

Статистика

Број приказа:1,676,100
Свиђа:19,990
Несвиђања:538
Коментари:1,880
Трајање:12:19
Отпремљено:2015-05-28
Последња синхронизација:2020-11-17 08:45

Данас заокружујемо нашу планетарну турнеју са леденим гигантима Ураном и Нептуном. Обоје имају мале стјеновите језгре, густе плаштеве амонијака, воде и метана и атмосфере због којих изгледају зеленкасто и плаво. Уран има заиста чудну ротацију и релативно досадно време, док Нептун има облаке и олује шибане страшним ветровима. Обоје имају прстенове и месеце, с тим што је Нептунов Тритон вероватно ухваћена ледена кугла која има активну геологију.

Ову епизоду вам је донео Скуареспаце хттп://ввв.скуареспаце.цом/црасхцоурсе
--
Црасх курс је на Патреону! Можете нас директно подржати регистрацијом на хттп://ввв.патреон.цом/црасхцоурсе
--

Преглед садржаја
Ледени дивови са малим стјеновитим језгрима 2:18
Дебели плаштеви амонијака, воде и метана 1:53
Атмосфере их чине зелено-плавим 2:53
Уран има досадно време 3:35
Нептун има активно време 7:19
Обоје имају прстенове и месеце 5:12

ФОТОГРАФИЈЕ / ВИДЕО
Уран хттп://ен.википедиа.орг/вики/Воиагер_2#/медиа/Филе:Уранус2.јпг [кредит: НАСА / ЈПЛ / мисија Воиагер]
Нептун хттпс://ввв.наса.гов/цонтент/25-иеарс-аго-воиагер-2-цаптурес-имагес-оф-нептуне/ [кредит: НАСА]
Кинг Георге ИИИ хттп://ен.википедиа.орг/вики/Георге_ИИИ_оф_тхе_Унитед_Кингдом#/медиа/Филе:Аллан_Рамсаи_-_Кинг_Георге_ИИИ_ин_цоронатион_робес_-_Гоогле_Арт_Пројецт.јпг
Уран са Земље слика Пхил Плаит
Уран, поређење величине Земље хттп://ен.википедиа.орг/вики/Филе:Уранус,_Еартх_сизе_цомпарисон.јпг [кредит: НАСА]
Језгро Урана, реконструисано са хттп://ен.википедиа.орг/вики/Филе:Уранус-интерн-ен.пнг [кредит: Викимедиа Цоммонс]
Уран хттп://ввв.спацетелесцопе.орг/статиц/арцхивес/имагес/сцреен/опо0647б.јпг [кредит: НАСА, ЕСА, Л. Сромовски и П. Фри (Универзитет у Висконсину), Х. Хаммел (Институт за свемирске науке) , и К. Рагес (СЕТИ Институт)]
Олуја Урана хттп://ввв.кецкобсерватори.орг/имагес/маде/имагес/блог/Уранус_Ауг20142_800_407.јпг [кредит: Имке де Патер (УЦ – Беркелеи) / опсерваторија Кецк]
Уран и прстенови (демонстрација нагиба) хттп://ен.википедиа.орг/вики/Уранус#/медиа/Филе:Уранусандрингс.јпг [кредит: Хуббле Спаце Телесцопе - НАСА Марсхалл Спаце Флигхт Центер]
Уран са прстеновима и месецима хттп://ввв.есо.орг/публиц/имагес/есо0237а/ [кредит: ЕСО]
Миранда хттп://ен.википедиа.орг/вики/Моонс_оф_Уранус#/медиа/Филе:Миранда.јпг [кредит: НАСА]
Верона Рупес хттп://апод.наса.гов/апод/ап110404.хтмл [кредит: НАСА]
Унутрашњост Нептуна хттпс://соларсистем.наса.гов/мултимедиа/дисплаи.цфм?ИМ_ИД=283 [кредит: Лунар анд Планетари Институте]
Облаци Нептуна хттп://ен.википедиа.орг/вики/Филе:Нептуне_цлоудс.јпг [кредит: НАСА]
Нептунова велика тамна пега хттп://ен.википедиа.орг/вики/Нептуне#/медиа/Филе:Нептуне%27с_Греат_Дарк_Спот.јпг [кредит: НАСА / Јет Пропулсион Лаб]
Нептунови прстенови хттп://ввв.ролфолсенастропхотограпхи.цом/Астропхотограпхи/Солар-Систем/и-вјМХСкз/А [кредит: Ролф Вахл Олсен / НАСА / ЈПЛ (Воиагер 2, НАСА планетарни систем података)]
Тритон хттп://ен.википедиа.орг/вики/Тритон_(моон)#/медиа/Филе:Тритон_моон_мосаиц_Воиагер_2_(ларге).јпг [кредит: НАСА / Јет Пропулсион Лаб / Америчка геолошка служба]
Тритон је преокренуо хттп://ен.википедиа.орг/вики/Филе:ПИА01538_Тритон_флиппед_в.јпг [кредит: НАСА / ЈПЛ]
Тритон азотни гејзири хттп://ен.википедиа.орг/вики/Тритон_(моон)#/медиа/Филе:Воиагер_2_Тритон_14бг_р90ццв_цолоризед.јпг [кредит: НАСА]

Ову епизоду Црасх Цоурсе вам доноси Скуареспаце.

Уран. Ви нас водите. ТИ управљаш нама. РАНИРАШ НАС. ООО ран осе.

У нашем Сунчевом систему постоји пет планета које можете добро видети без телескопа, шест ако укључите ону на којој седете. Али постоје још два велика која круже око Сунца у хладним дубинама спољног соларног система: Уран и Нептун. Они на много начина подједнако слични, али наравно имају своје индивидуалне хирове.

Уран је био прва планета која је откривена и под тим мислим да није била позната у давним временима. Астроному са телескопом било је потребно да га пронађе. 1781. године, Виллиам Херсцхел је мапирао небо својим телескопом када је угледао зеленкасти предмет који је очигледно био диск, а не тачка, попут звезде. Забележио је њен положај и кренуо даље. Али кад је касније касније поново кренуо да га посматра, запањио се кад је открио да се померио!

Убрзо је утврђено да је то планета, удаљенија од Сунца од Сатурна. У правом браон-носном стилу, назвао га је Георгиум Сидус, или Георге & рскуос звезда, према владајућем краљу Георгеу ИИИ. Да, срећом, то име се није задржало, а у складу са номенклатуром римских богова, нова планета је названа Уран.

Интересантна ситница: Заправо је видљив непомичном оку ако имате врло оштар вид и врло тамно небо. Налази се на танкој длакавој ивици видљивости. Смешно је и то што га је неколико људи посматрало пре Херсцхела, али нико није приметио његово кретање. Неки су га чак каталогизирали на својим мапама као звезду!

Планета је масивна и приближно 14,5 пута већа од масе Земље, мада није баш густа. То значи да његова унутрашњост мора бити израђена од лаганих ствари. Научни модели планете засновани на физици и хемији спољног Сунчевог система показују да се његова унутрашњост вероватно састоји од три општа слоја.

Ту је мало стеновито језгро, мање од Земље, окружено врло дебелим слојем материјала попут воде, амонијака и метана. Овај плашт заправо чини главнину планете и густ је, врућ и под великим притиском. На много начина, то више личи на океан него на било шта друго. Међутим, помало збуњујуће признајем и ја, научници планетарног система спољног соларног система воде, амонијак и метан називају & лдкуоице, & рдкуо, па иако & рскуос не залеђује као што то обично мислимо овде на Земљи, кажемо да је плашт Урана & лдкуоици. & рдкуо Да би се разликовао од гасних дивова Јупитера и Сатурна, Уран се назива & лдкуоице гигантом. & рдкуо

Говорећи о & лдкуоице, & рдкуо овде & рскуос заиста чудној ствари: Студије су показале да притисак унутар Урана може разбити молекуле метана, тако чврсто стискајући угљеник у њима да заправо ствара дијаманте! Они би тада падали до дна плашта попут блиставих туча. Осим што је & рскуос мрачно. Али ипак, тамо доле у ​​дубинама Урана можда постоји чак и океан течних дијаманата, где чврсти плутају попут, хм, дијамантских брегова.

Не да бисмо то икад видели. Када посматрамо планету, ми & рскуоре видимо само врх њене атмосфере. Поред водоника и хелијума, у ваздуху има око 2% метана. Метан заиста добро упија црвену светлост, што значи да је светлост коју видимо одбијену од Урана углавном зелена и плава, чинећи да планета изгледа изразито цијан или аквамарин. И то је прилично упечатљиво кроз телескоп.

Али у видљивом светлу планета изгледа готово без лица. Нема & рскуот дубоке траке попут Јупитера, па чак ни бледо Сатурнове, мада кад се погледа у инфрацрвену везу, могу се видети неке траке.

Има облака, али опет их је тешко видети у видљивом светлу. Облаци су направљени од метана, амонијака и водоник-сулфида и управо због тога трула јаја толико смрде. Ја и рскуод избегавам да дишем кроз вашу буку на Урану.

But then, the atmosphere there is negative 220 Celsius, so that might be a better reason not to inhale.

In late 2014, a bunch of storms popped up in Uranus&rsquos atmosphere, so big and bright they were easily visible from Earth. The storms may have dredged up very reflective methane ice from lower down in the atmosphere -- and this time, I do mean icy ice -- which is why they were bright. The northern hemisphere of Uranus is approaching summertime, which may be why these storms formed.

And that brings us to the weirdest thing about this planet: It&rsquos sideways!

If you were above the Earth&rsquos north pole looking down, you&rsquod see our planet spinning counter-clockwise, west to east. The Sun spins that way, and all the planets do as well&hellip except Venus and Uranus. While Venus is flipped all the way over, Uranus is tilted by about 98°. That means that in the summer, its axis is pointed almost directly at the Sun, so seasons on Uranus are pretty extreme, by outer solar system standards.

No one knows why Uranus is tipped so much. An obvious thought is that it got whacked, hard, by an impact long ago. If it were a grazing collision by a BIG object, that could have pushed hard enough on the planet to tip it over.

Unfortunately, Uranus is very far away, and has only been visited by spacecraft once&mdashVoyager 2, in 1986&mdashand even then it was a quick flyby. Uranus&rsquos weird tilt is just one of those many mysteries that astronomers are trying to solve with limited data.

Uranus has a magnetic field, but it&rsquos truly odd: Its axis is tipped by over 50° from the planet&rsquos spin axis, and it&rsquos way off-center the center of the magnetosphere is about 8000 km from the planet&rsquos center. It may be that the magnetic field is generated in the icy mantle, or that the core somehow interferes with the magnetic field, throwing it off. Truthfully, no one really knows why.

Uranus has more than two dozen moons five big ones and a bunch of dinkier ones. Cool fact: The moons are named after characters in Shakespeare plays. So we have Ariel, Umbriel, Titania, Oberon, and Miranda. Even Puck!

Of them all, I think the most interesting one is Miranda. When Voyager 2 flew past, it revealed an icy world that looks like it was put together by Dr. Frankenstein: a patchwork of jumbled terrains all crammed together, criss-crossed by canyons and grooves. It&rsquos possible a giant impact in it past actually disrupted the moon somewhat, and it settled back together into this weird mishmash.

But the reason I like it so much is a feature called Verona Rupes: It&rsquos the tallest cliff in the solar system, 5 to 10 kilometers high. If you jumped off the top, it would take you six minutes to fall to the surface! That would be a fantastic ride.

Like Jupiter and Saturn, Uranus has a ring system, too. They were discovered by accident in 1997 astronomers were observing Uranus pass directly in front of a star. They were hoping to use this to gather information about the planet&rsquos atmosphere as starlight passed through it. But they saw several dips in starlight before the main event, which they realized were from rings around the planet.

The rings are made of dark particles, probably ice and reddish organic molecules. There are 13 rings known, most of them are very faint and narrow. They may have been created by an impact completely shattering a small moon orbiting Uranus, but as for now, the ring origins are unclear.

And then, finally, we have Neptune, the guardian of the solar system&rsquos nether regions. Neptune is an ice giant, like Uranus, and has a lot of similarities. Like its green brother, it probably has a rocky core surrounded by a thick icy mantle of water, ammonia, and methane. Above that is an atmosphere of hydrogen, helium, and methane.

But there are differences, too. Neptune is more massive than Uranus 17 times Earth&rsquos mass, versus just 14.5 for Uranus. Neptune is slightly smaller than Uranus, which means it&rsquos a lot denser. Also, while Uranus is teal, Neptune is a deep, rich azure&mdashI like to call it &ldquothe other blue planet&rdquo, the first one being, y&rsquoknow, Earth. Through a telescope, Neptune&rsquos color is quite lovely. It has roughly the same amount of red-light-absorbing methane in its atmosphere, as Uranus does. So its deeper blue hue is something of a mystery.

That may have to do with its active atmosphere. Unlike blander Uranus, Neptune has clouds of methane, ammonia, and hydrogen sulfide lying the skies at different depths, and white streaky clouds were seen during the Voyager 2 flyby in 1989. They looked whipped by wind, and for good reason: Sustained wind speeds in Neptune&rsquos atmosphere have been clocked at over 2000 kph: Faster than the speed of sound on Earth! It&rsquos thought that the low temperatures in the atmosphere reduce friction, allowing the winds to gather to such amazing speeds.

Voyager saw a huge storm marring Neptune&rsquos face, called&mdashfor some reason&mdashthe Great Dark Spot. A few years later, when Hubble was used to observe the planet, the spot was gone, but others had appeared. They&rsquore probably vortices, cyclones, which allow us to see through the upper atmosphere and peer farther into Neptune&rsquos depths.

Neptune has a magnetic field, and like Uranus, it&rsquos offset from the planet&rsquos center. Perhaps that icy mantle is at work, somehow interfering with the generation of the magnetic fields in both planets.

Neptune has rings, too, but SHOCKER, they&rsquore weird. There are three main rings two narrow and one broad. They&rsquore clumpy, and have bright stretches that make the rings look more like incomplete arcs. It&rsquos possible those arcs are being constrained by small moonlets near the rings.

Speaking of which, Neptune has over a dozen known moons. Most are quite small, but one, Triton, is by far the largest. At 2700 kilometers across it&rsquos smaller than our own Moon, but the rest of them are really dinky. Triton orbits around Neptune backwards, retrograde. As we&rsquoll learn in a future episode, there&rsquos a repository of giant iceballs out past Neptune, so Triton was probably one of those that got too close to Neptune and was captured by its gravity.

Most of what we know about Triton came from a single flyby of Voyager 2 in 1989, and only about 40% of the surface was seen. But this quick glimpse revealed a weird little moon. The surface is covered in nitrogen ice, as well as water and carbon dioxide ice. It&rsquos really flat, and has very few craters, meaning something resurfaced it in geologically recent times. Most likely this was from cryovolcanoes, cold volcanism that is, volcanoes where water and ammonia take the place of lava there.

Also, Triton has been seen to have active geysers of nitrogen erupting from its surface! They&rsquore probably due to warming from the Sun, and they make Triton one of the few objects in the solar system seen to be geologically active. It also has a very thin atmosphere of nitrogen, probably due to evaporation from the surface.

After all this, Neptune is special in another way, too.

Neptune is faint, and can only be seen telescopically. It was discovered in 1846, and it wasn&rsquot an accident. Over the decades, astronomers observed Uranus, and found something weird: It wasn&rsquot where it was supposed to be. Over time, its predicted position was off from where it actually was. The French mathematician Urbain Le Verrier concluded that this was due to an unseen planet, and was able to use the mathematics of orbital mechanics to predict where the new planet would be. He sent a letter with the predicted position to the Berlin Observatory. Astronomer Johann Galle read the letter, went right out and found the planet that very night. Neptune was within a degree of the predicted spot.

Amazingly, another mathematician, Englishman John Couch Adams, had also worked on the math and had made a similar prediction -- but Le Verrier beat him by two days.

Two. Days. Of such tight races are fame made in science.

Interestingly, over time, Neptune seemed to wander from its predicted position as well. A ninth massive planet was predicted, leading to a grand search that resulted in the discovery of Pluto. But Pluto was far too small to affect Neptune. When Voyager passed both Uranus and Neptune, it found the masses of the planets were different than what had been measured from Earth. When the new masses were used in the orbital equations, Uranus and Neptune were right where they were supposed to be. It helps to have the right numbers to plug into your equations.

Pluto, therefore, was found by accident. That means Neptune is the only planet in the solar system found via math.

See? Your algebra teacher was right: Someday this stuff will be important.

Today you learned that Uranus and Neptune are ice giants, with small rocky cores, thick mantles of ammonia, water, and methane, and atmospheres that make them look greenish and blue. Uranus has relatively dull weather, while Neptune has clouds and storms whipped by tremendous winds. Both have rings and moons, with Neptune&rsquos Triton probably being a captured ice ball that has active geology.

Crash Course Astronomy is produced in association with PBS Digital Studios. Head on over to their YouTube channel for even more cool videos. This episode was written by me, Phil Plait. The script was edited by Blake de Pastino, and our consultant is Dr. Michelle Thaller. It was directed by Nicholas Jenkins, and our editor and script supervisor is Nicole Sweeney. The sound designer was Michael Aranda, and the graphics team is Thought Café.

tab to toggle keyboard shortcuts.
[ (left bracket): go back five seconds
] (right bracket): go forward five seconds
= (equals): insert a timestamp
(backslash): play or pause the video

Flagging a point in the video using (?) will make it easier for other users to help transcribe. Use it if you're unsure what's being said or if you're unsure how to spell what's being said.


Unresolved magnetic mystery of Uranus and Neptune

Uranus And Neptune Both have completely distorted magnetic fields, probably due to the special internal structure of the planet. However, new experiments by ETH Zurich researchers show that the mystery remains unsolved.

Two large gas giant planets, Uranus and Neptune, have strange magnetic fields. Each of these is strongly tilted with respect to the planet’s axis of rotation and is significantly offset from the planet’s physical center. The reason for this has been a long-standing mystery in planetary science. Various theories assume that the unique internal structure of these planets may be responsible for this strange phenomenon. According to these theories, a distorted magnetic field is caused by circulation in a convection zone of conductive fluid. This convection zone surrounds a stable, layered, non-convection zone. Due to its high viscosity, this layer has no material circulation and no contribution to the magnetic field.

Abnormal condition

Computer simulations show that the main components of Uranus and Neptune, water and ammonia, become anomalous at very high pressures and temperatures. This is a “superionic state” that has both solid and liquid properties. In this state, hydrogen ions can move within the lattice structure formed by oxygen or nitrogen.

Recent experimental studies have theoretically confirmed that superionized water may be present at a depth where stable layered regions are located. Therefore, the layered layer may be formed by superionic components. However, it is unclear whether convection can actually be suppressed because the physical characteristics of the superionic state are unknown.

High pressure in the smallest space

Tomoaki Kimura and Motohiko Murakami of the ETH Zurich School of Earth Sciences are one step closer to finding the answer. Two researchers conducted high-pressure and high-temperature experiments using ammonia in the laboratory. The purpose of the experiment was to determine the elasticity of the superionic material. Elasticity is one of the most important physical properties that affect the thermal convection of the planet’s mantle. It is worth noting that the elasticity of solid and liquid materials is completely different.

For their research, researchers used a high-pressure device called a diamond anvil cell. In this device, ammonia is placed in a small container about 100 micrometers in diameter and clamped between two diamond chips that compress the sample. This allows the material to be exposed to the very high pressures found inside Uranus and Neptune.

Then heat the sample to 2,000 degrees or higher. Celsius With an infrared laser. At the same time, a green laser beam illuminates the sample. By measuring the wave spectrum of scattered green laser light, researchers can determine the elasticity of a material and the chemical bonds of ammonia. Wave spectrum shifts at different pressures and temperatures can be used to determine the elasticity of ammonia at different depths.

A new phase has been discovered

As a result of the measurement, Kimura and Murakami discovered a new superionic ammonia phase (γ phase) that shows elasticity similar to that of the liquid phase. This new stage occurs there because it may be stable deep inside Uranus and Neptune. However, because superionic ammonia behaves like a liquid, it is not viscous enough to contribute to the formation of a non-convection zone.

The question of what properties superionized water has inside Uranus and Neptune is becoming more and more urgent in the light of new results. Even now, the mystery of why the two planets have such irregular magnetic fields remains unsolved.

Reference: “Fluid-like elastic response of superionic NH3 In Uranus and Neptune ”Tomoaki Kimura and Motohiko Murakami, March 31, 2021 Minutes of the National Academy of Sciences..
DOI: 10.1073 / pnas.2021810118


Погледајте видео: Что бы ты увидел, если бы попал на Нептун? (Децембар 2022).