Невидимые кольца Урана

Уран – это, без всякого сомнения, планета Гершеля. Потому что он не только обнаружил ее во вселенских просторах, но открыл два ее спутника, а также в 1789 году зарисовал кольцо, окружавшее это небесное тело. По этому поводу он сделал в своем дневнике запись, что обнаруженное им кольцо «короткое, не такое, как у Сатурна».

Но вот что интересно. Кольцо в то время увидел один лишь Гершель. Поэтому большинство астрономов посчитали, что кольцо вокруг Урана – не что иное, как дефект оптики телескопа. А раз так, то вскоре об открытии Гершеля все забыли и в течение почти двух столетий к нему не возвращались.

И только лишь в 1977 году кольцо вокруг Урана было открыто вновь. В то время планету наблюдали в тот момент, когда она двигалась на фоне далекой звезды, тем самым заслонив собой ее свет.

Этот способ изучения планетных атмосфер позволяет астрономам определить их плотность, состав и ряд других параметров. Так вот, когда ученые в 1977 году «просвечивали» Уран, было отмечено исчезновение света еще до того, как планета закрыла собой звезду. К тому же свет то пропадал, то появлялся вновь 5 раз подряд. И только после этих периодических «подмигиваний» он исчез надолго, так как звезду перекрыл сам Уран.

Затем, когда планета прошла мимо звезды, открыв ее свет для земного наблюдателя, она снова, как и в первый раз, пятикратно замигала.

Вильям Гершель – не ученый астроном, а профессиональный музыкант и композитор

Анализ этого явления показывал, что объекты, перекрывавшие звезду, скорее всего имеют отношение к самому Урану. Напрашивалось первое предположение, что это – спутники. Однако впоследствии от этой гипотезы пришлось отказаться, поскольку в окружении Урана нет спутников, которые могли бы заслонить звезду.

Поэтому появилась вторая версия, согласно которой Уран окружен 5 узкими кольцами. Но, в отличие от ярких колец Сатурна, они очень темные, и поэтому до сих пор их нельзя было увидеть в телескоп.

Названы кольца были в соответствии с первыми буквами греческого алфавита: Альфа, Бета, Гамма, Дельта, Эпсилон. Самое дальнее из них – Эпсилон – находится в 52 тысячах километров от центра планеты. Это кольцо ослабило свет звезды на 90 %, а внутренние кольца – не более чем на 50 %. Поэтому предполагается, что в сравнении с другими кольцами оно или самое мощное, или состоит из вещества, осколки которого расположены очень близко друг к другу.

Дальнейшие, более тщательные исследования позволили найти в системе Урана одиннадцать колец. Предполагается, что сформированы они огромным количеством малых тел размером от нескольких метров до нескольких километров.

Кольца Урана очень узкие: ширина всего 1–10 километров, и только внешнее кольцо в самой широкой части достигает 96 километров. Каждое кольцо шире всего в той области, которая наиболее удалена от планеты.

Толщина же колец исчисляется десятками метров. Они имеют четкие края, и каждое кольцо движется практически как единое целое. В наиболее широких кольцах хорошо просматриваются радиальные структуры километровых масштабов.

Таким образом, выяснилось, что в 1789 году Гершель и впрямь зарисовал кольца Урана. Вот только неизвестно, видел ли великий астроном кольца в действительности, или ему помог их «наблюдать» дефект телескопа?

Но вариант с дефектом маловероятен, так как Гершель имел в своем распоряжении оптические приборы самого высокого качества. Но в таком случае почему в течение почти двух веков колец больше никто не увидел? Видимо, астрономы еще долгое время не смогут ответить на этот вопрос…

Равномерно обогретая планета

Итак, Уран вертится и движется по своим собственным правилам. Конечно же, это не могло остаться для планеты без последствий. В результате у Урана появился целый набор необычных явлений, которые на других планетах отсутствуют.

Одним из них является довольно необычная картина смены времен года. За один оборот вокруг Солнца, который у Урана продолжается в течение 84 земных лет, на нем один за другим появляются четыре годовых сезона: весна, лето, осень и зима.

Уран вертится и движется по своим собственным правилам

И, без сомнения, каждый из них имеет свои характерные особенности. Так, лето в Северном полушарии Урана – это один день, который по продолжительности равен 20 земным годам. А вот Южное полушарие все это время окутано сплошной тьмой: там царствует дуэт настоящей полярной «зимы» и полярной ночи.

А вот весной и осенью Солнце на Уране каждые сутки, которые равняются приблизительно 16,8 часа, поднимается и заходит. Однако по мере того как планета, двигаясь по орбите, приближается к районам, соответствующим зиме в северном полушарии, освещенность начинает меняться: северное полушарие погружается на 20 земных лет в холодную тьму, а в южном – наступает 20‑летний день.

Совсем по‑иному времена года меняются на полюсах и на экваторе. На экваторе урановый год включает 2 лета и 2 зимы, и продолжительность этих сезонов соответствует почти 21 земному году. На полюсах же, в отличие от экватора, в урановом году только одно лето и одна зима. Зато тянутся они в этих областях планеты по 42 земных года…

Очень обширную информацию об Уране передал на Землю космический аппарат «Вояджер‑2». Особенно много сведений получили астрономы об атмосфере планеты. Так, выяснилось, что ее мощность достигает 7000 километров, а верхнюю ее границу формируют облака.

Кроме того, было установлено, что атмосфера содержит 84 % молекулярного водорода, 14 % гелия, 2 % метана, а также незначительное количество ацетилена, цианида водорода и моноксида углерода.

Поскольку красные лучи поглощают молекулы метана, атмосфера Урана имеет зеленовато‑голубой цвет.

Среди всех планет Солнечной системы у Урана самая низкая температура атмосферы: –224 °C.

Так как Уран, как и любая другая планета, во время движения лишь одной своей стороной повернут к Солнцу, то можно было бы предположить, что из‑за столь неравномерного обогрева солнечным теплом между освещенными и погруженными во мрак областями планеты должна быть колоссальная разница в температуре. То есть сторона, обращенная к Солнцу, будет намного теплее той, которая находится в темноте. Но, как выяснилось, ничего такого на планете не происходит.

Очень важные сведения о температурном режиме планеты передал на Землю «Вояджер‑2». Тем более что в то время, когда космический аппарат находился в окрестностях Урана, зима и лето на полюсах планеты достигли своего максимума.

Полученная информация поразила планетологов: оказалось, что температура на обоих полюсах и на экваторе практически одинакова!

С чем это связано, сказать трудно. Пока ученые выдвигают лишь версии. Но несомненно, что такая температурная стабильность связана с некими, пока неизвестными процессами, в результате которых атмосферное тепло переносится от более нагретых районов к менее нагретым, и наоборот.

Кроме того, верхняя граница температуры Урана над освещенным полушарием почти одинаковая в различных районах – от полюса до экватора. Разброс составляет всего лишь 4° (от –208 до –212 °С). Это был еще один температурный сюрприз, который преподнес Уран землянам.

В атмосфере всех планет‑гигантов дуют очень сильные ветры. Есть такие ветры и на Уране. В основном это ветры, которые несут воздушные массы с запада на восток со скоростями от 140 до 580 километров в час. А вот вдоль экватора направление ветров обратное. И скорость их тоже приличная: 350 километров в час.