A Voyager 2 műholdról a távoli 90-es években készített képek elképesztő eredményeket mutattak. Ez a bolygó az Uránusz titokzatos zöldes légköréből áll, egy apró kő-fém mag kivételével. A tény az, hogy őseink, akik birtokolják a Naprendszer külső bolygóinak felfedezését, biztosak voltak abban, hogy mindegyiknek, akárcsak a Földnek, van felszíne, léghéja és földalatti rétegei. Mint kiderült, a gázóriásokat mindettől megfosztják, hiszen ők a bolygók kétrétegű modelljének képviselői.
Felfedezések története és általános adatok a bolygóról
Az Uránusz a hetedik bolygó a Naptól való távolságát tekintve. William Herschel fedezte fel a 18. század végén, amikor először használt távcsövet csillagászati megfigyelésekhez. Ezt megelőzően a tudósok sokáig úgy gondolták, hogy az Uránusz csak egy távoli, nagyon fényes csillag. Maga Herschel jegyzeteket készített erről az égitestről, kezdetben egy üstökössel hasonlította össze, később arra a következtetésre jutott, hogy ez egy másik SS-bolygó lehet. Természetesen az összes megfigyelés megerősítése után a felfedezés szenzációvá vált. Abban az időben azonban senki sem tudta, hogy valójában milyen légköre van az Uránusznak.és mi a szerkezete. Ma már tudjuk, hogy pályája az egyik legnagyobb a rendszerben. A bolygó 84 földi év alatt kerüli meg a Napot. Ugyanakkor a tengelye körüli forgási ideje valamivel több, mint 17 óra. Emiatt az Uránusz légköre, amely már nehéz gázokból áll, hihetetlenül sűrűvé válik, és óriási nyomást gyakorol a magra.
A légkör kialakulásának története
Úgy tartják, hogy az Uránusz megjelenését és fizikai adatait a magja, valamint a kialakulásának folyamata befolyásolja. Magának a bolygónak a paramétereihez képest (25 559 km - az egyenlítői sugár) a mag egyszerűen miniatűr. Ezért nem ad energiát vagy mágneses teret, mint a Jupiter esetében, és nem melegíti fel kellőképpen az Uránusz légkörét alkotó összes gázt. Összetétele viszont nem hasonlítható össze a Jupiter vagy a Szaturnusz összetételével, bár ezek a bolygók mindegyike ugyanabba a kategóriába tartozik. Az a tény, hogy az Uránuszt jeges gázok veszik körül, jég a legmagasabb változataiban, metánfelhők és más nehéz elemek. Az olyan könnyű gázok, mint a hidrogén és a hélium, csak kis mennyiségben vannak jelen a légkörben. Ennek a paradoxonnak két változata van. Az elsőnek megfelelően a mag mérete és gravitációs ereje az SS kialakulásakor túl kicsi volt ahhoz, hogy vonzza a könnyű gázokat. A második az, hogy azon a helyen, ahol az Uránusz keletkezett, csak nehéz kémiai komponensek voltak, amelyek a bolygó alapjává váltak.
A légkör jelenléte, összetétele
Az Uránust először csak a Voyager 2 utazása után tanulmányozták részletesen, amely nagy felbontású képeket készített. Lehetővé tették a tudósok számára, hogy megállapítsák magának a bolygónak a pontos szerkezetét, valamint légkörét. Úgyszólván az Uránusz léghéja három részre oszlik:
- A troposzféra a legmélyebben fekszik. A nyomás itt 100 és 0,1 bar között van, és ennek a rétegnek a magassága nem haladja meg az 500 km-t a köpeny feltételes szintjétől.
- Sztratoszféra – a légkör középső rétege. 50-4000 km magasságot foglal el.
- Exoszféra. Az Uránusz külső légköre, ahol a nyomás nullára hajlik, és a levegő hőmérséklete a legalacsonyabb.
Ezek a rétegek a következő gázokat tartalmazzák különböző arányban: hélium, hidrogén, metán, ammónia. Van víz is a jég és a gőz különféle módosulataiban. Az Uránusz légköre azonban, amelynek összetétele a Jupiter léghéjához hasonlítható, hihetetlenül hideg. Ha a legnagyobb gázóriásban a légtömegeket a maximumra melegítik fel, akkor itt 50 kelvinre hűtik le, és ezért nagy tömegűek.
Troposzféra
A légkör legmélyebb rétegét ma már csak elméletileg számítják ki, mivel a földlakók technológiája még nem teszi lehetővé, hogy elérjék. A bolygó kőmagját jégkristályokból álló felhők veszik körül. Nehezek, és óriási nyomást gyakorolnak a bolygó közepére. Ezeket ammónium-hidrogén-szulfid felhők követik, majd - hidrogén-szulfid és ammónia levegőképződményei. A troposzféra legszélsőségesebb részét metánfelhők foglalják el, amelyekszínezd a bolygót ugyanolyan zöld színre. A levegő hőmérséklete a troposzférában a legmagasabb a bolygón. 200 K-en belül ingadozik. Emiatt egyes kutatók úgy vélik, hogy egy nagy jégréteg alkotja a bolygó köpenyét. De ez csak egy hipotézis.
Sztratoszféra
Az Uránusz légkörének jelenlétét nehéz és könnyű gázok vegyületei biztosítják, és ezek szintézise zöldes árnyalatot fest a bolygón. Mindezek a folyamatok a középső légrésben játszódnak le, ahol az ammónia és metán molekulák találkoznak héliummal és hidrogénnel. A jégkristályok itt teljesen más módosulásokat vesznek fel, mint a troposzférában, az ammóniának köszönhetően elnyelik az űrből érkező fényt. A szél sebessége a sztratoszférában eléri a 100 m / s-t, ami miatt minden felhő gyorsan megváltoztatja helyzetét az űrben. A sztratoszférában előfordulnak az aurórák, gyakran köd képződik. De nincs csapadék, például hó vagy eső.
Exoszféra
Kezdetben az Uránusz légkörét pontosan a külső héja alapján ítélték meg. Ez egy vékony kristályos vízcsík, amely erős széláramlatokba burkolózik, és a Naprendszer legalacsonyabb hőmérsékletének középpontjában áll. Könnyű gázokból áll (molekuláris hidrogén és hélium), míg a sűrűbb rétegekben nagy mennyiségben megtalálható metán itt hiányzik. A szél sebessége az exoszférában eléri a 200 m/s-ot, a levegő hőmérséklete 49 K-ra csökken. Ezért van az Uránusz bolygó, amelynek légköre olyanjeges, a leghidegebb lett a rendszerünkben, még távolabbi szomszédjához, a Neptunuszhoz képest is.
Az Uránusz mágneses terének rejtélye
Mindenki jól tudja, hogy a zöldes Uránusz az oldalán fekve forog a tengelye körül. A tudósok úgy vélik, hogy az SS kialakulásakor a bolygó egy aszteroidával vagy más kozmikus testtel ütközött, ami megváltoztatta helyzetét, torzítva a mágneses mezőt. A bolygó északi és déli részét meghatározó tengelytől az egyenlítőhöz képest a mágneses tengely 59 fokkal el van tolva. Ez egyrészt a gravitáció egyenetlen eloszlását, másrészt egyenlőtlen feszültséget okoz az északi és a déli féltekén. Ennek ellenére valószínűleg ez a titokzatos helyzet biztosítja az Uránusz légkörének jelenlétét és egyedülálló összetételét. A mag körül csak nehéz gázok maradnak vissza, a középső rétegekben - kristályos víz. Talán ha itt magasabb lenne a levegő hőmérséklete, az Uránusz hatalmas óceánná válna, amely közönséges vízből állna, ami az élet forrása.
Uránusz mindent elnyel és mindent körülötte
Amint fentebb említettük, az Uránusz légköre hatalmas mennyiségű metánnal van tele. Ez a gáz meglehetősen nehéz, mert képes elnyelni az infravörös sugarakat. Vagyis a Napból, más csillagokról és bolygókról érkező összes fény, amely az Uránusz légkörét érinti, zöldes árnyalatúvá válik. Nemrég a tudósok észrevették, hogy a bolygó a világűrben lévő idegen gázokat is lenyeli, ami a gyengeségével paradox.mágneses mező. A légkör középső rétegeinek összetételében szén-dioxidot és szén-monoxidot találtak. Úgy gondolják, hogy az elhaladó üstökösök vonzották őket a bolygóhoz.
Rendszerünk jégbirodalmai
Az SS két legkülső bolygója az Uránusz és a Neptunusz. Mindkettőre kékes árnyalatok jellemzőek, mindkettő gázokból képződik. Az Uránusz és a Neptunusz légköre az arányokat leszámítva gyakorlatilag megegyezik. A gravitációs ereje és a két bolygó magjának tömege közel azonos. A Neptunusz légkörének alsó rétegei az Uránuszhoz hasonlóan metánnal és hidrogén-szulfiddal kevert kristályos vízből jönnek létre. Itt, a mag közelében a jégóriások 200 vagy több Kelvinre melegszenek fel, ezáltal kialakítva saját mágneses terüket. Az Uránusz és a Neptunusz atmoszférája azonos mennyiségű molekuláris hidrogént tartalmaz - több mint 80 százalék. A Neptunusz külső légrétegét is erős szél jellemzi, de a levegő hőmérséklete itt valamivel magasabb - 60 K.
Következtetés
Az Uránusz légkörének jelenléte elvileg biztosítja ennek a bolygónak a létezését. A léghéj az Uránusz fő alkotórésze. A mag közelében erősen felmelegszik, ugyanakkor a legkülső rétegekben a lehető legjobban lehűl. Eddig a bolygó élettelen az oxigénhiány, valamint a folyékony víz miatt. De ha a mag hőmérséklete emelkedni kezd, a kutatók előrejelzése szerint a jégkristályok hatalmas óceánná válnak, amelyben új életformák jelenhetnek meg.
