Las imágenes tomadas desde el satélite Voyager 2 en los lejanos años 90 nos mostraron resultados asombrosos. La misteriosa atmósfera verdosa de Urano es todo de lo que está hecho este planeta, con la excepción de un pequeño núcleo de piedra y metal. El caso es que nuestros antepasados, dueños de los descubrimientos de los planetas exteriores del sistema solar, estaban seguros de que todos ellos, como la Tierra, tienen una superficie, una capa de aire y capas subterráneas. Al final resultó que, los gigantes gaseosos están privados de todo esto, ya que son representantes del modelo de dos capas de los planetas.
Historia del descubrimiento y datos generales sobre el planeta
Urano es el séptimo planeta en términos de distancia al Sol. Fue descubierto por William Herschel a finales del siglo XVIII, cuando fue el primero en utilizar un telescopio para realizar observaciones astronómicas. Antes de eso, durante mucho tiempo, los científicos creían que Urano era solo una estrella distante y muy brillante. El mismo Herschel, tomando notas sobre este cuerpo celeste, inicialmente lo comparó con un cometa, luego llegó a la conclusión de que este puede ser otro planeta SS. Por supuesto, después de confirmar todas las observaciones, el descubrimiento se convirtió en una sensación. Sin embargo, en ese momento, nadie sabía qué tipo de atmósfera tenía realmente Urano.y cual es su estructura. Ahora sabemos que su órbita es una de las más grandes del sistema. El planeta gira alrededor del Sol en 84 años terrestres. Al mismo tiempo, su período de revolución alrededor de su eje es de poco más de 17 horas. Debido a esto, la atmósfera de Urano, que ya consta de gases pesados, se vuelve increíblemente densa y ejerce una tremenda presión sobre el núcleo.
Historia de la formación de la atmósfera
Se cree que la apariencia y los datos físicos de Urano se ven afectados por su núcleo, así como por el proceso de su formación. En comparación con los parámetros del propio planeta (25 559 km, el radio ecuatorial), el núcleo es simplemente una miniatura. Por tanto, no aporta energía ni campo magnético, como en el caso de Júpiter, y tampoco calienta suficientemente todos los gases que componen la atmósfera de Urano. Su composición, a su vez, no puede compararse con la composición de Júpiter o Saturno, aunque todos estos planetas están incluidos en la misma categoría. El hecho es que Urano está rodeado de gases helados, hielo en sus más altas modificaciones, nubes de metano y otros elementos pesados. Los gases ligeros como el hidrógeno y el helio están presentes en la atmósfera solo en pequeñas cantidades. Hay dos versiones de esta paradoja. De acuerdo con la primera, el tamaño y las fuerzas gravitatorias del núcleo en el momento de la formación de la SS eran demasiado pequeñas para atraer gases ligeros. La segunda es que en el lugar donde se formó Urano, solo había componentes químicos pesados, que se convirtieron en la base del planeta.
La presencia de la atmósfera, su composición
Urano se estudió en detalle por primera vez solo después del viaje de la Voyager 2, que tomó imágenes de alta resolución. Permitieron a los científicos establecer la estructura exacta del propio planeta, así como su atmósfera. Por así decirlo, la capa de aire de Urano se divide en tres partes:
- La troposfera es la más profunda. La presión aquí está en el rango de 100 a 0,1 bar, y la altura de esta capa no supera los 500 km desde el nivel condicional del manto.
- Estratosfera - la capa de la atmósfera en el medio. Ocupa alturas de 50 a 4000 km.
- Exosfera. La atmósfera exterior de Urano, donde la presión tiende a cero y la temperatura del aire es la más baja.
Todas estas capas contienen los siguientes gases en diversas proporciones: helio, hidrógeno, metano, amoníaco. También hay agua en forma de varias modificaciones de hielo y vapor. Sin embargo, la atmósfera de Urano, cuya composición es comparable a la capa de aire de Júpiter, es increíblemente fría. Si en el gigante gaseoso más grande las masas de aire se calientan al máximo, aquí se enfrían a 50 Kelvin y, por lo tanto, tienen una gran masa.
Troposfera
La capa más profunda de la atmósfera ahora se calcula solo teóricamente, ya que la tecnología de los terrícolas aún no permite alcanzarla. El núcleo de piedra del planeta está rodeado de nubes que consisten en cristales de hielo. Son pesados y ejercen una tremenda presión sobre el centro del planeta. Les siguen nubes de hidrosulfuro de amonio, luego - formaciones de aire de sulfuro de hidrógeno y amoníaco. La parte más extrema de la troposfera está ocupada por nubes de metano, quetiñe el planeta del mismo color verde. La temperatura del aire en la troposfera se considera la más alta del planeta. Fluctúa dentro de los 200 K. Debido a esto, algunos investigadores creen que una gran capa de hielo forma el manto del planeta. Pero esto es solo una hipótesis.
Estratosfera
La presencia de la atmósfera de Urano es proporcionada por compuestos de gases pesados y livianos, y su síntesis tiñe al planeta de un tono verdoso. Todos estos procesos tienen lugar en el espacio de aire medio, donde las moléculas de amoníaco y metano se encuentran con helio e hidrógeno. Los cristales de hielo aquí adoptan modificaciones completamente diferentes a las de la troposfera; gracias al amoníaco, absorben cualquier luz proveniente del espacio. La velocidad de los vientos en la estratosfera alcanza los 100 m / s, por lo que todas las nubes cambian rápidamente de posición en el espacio. Las auroras se producen en la estratosfera, a menudo se forman nieblas. Pero no hay precipitaciones como nieve o lluvia.
Exosfera
Inicialmente, la atmósfera de Urano se juzgaba precisamente por su capa exterior. Es una delgada franja de agua cristalizada que está envuelta en fuertes corrientes de viento y es el foco de la temperatura más baja del sistema solar. Se compone de gases ligeros (hidrógeno molecular y helio), mientras que el metano, que se encuentra en grandes cantidades en las capas más densas, está ausente aquí. La velocidad del viento en la exosfera alcanza los 200 m/s, la temperatura del aire baja a 49 K. Por eso el planeta Urano, cuya atmósfera es tanhelado, se ha convertido en el más frío de nuestro sistema, incluso en comparación con su vecino más lejano, Neptuno.
El misterio del campo magnético de Urano
Todo el mundo sabe muy bien que el verdoso Urano gira alrededor de su eje, acostado de lado. Los científicos creen que en el momento de la formación de la SS, el planeta chocó con un asteroide u otro cuerpo cósmico, que cambió su posición, distorsionando el campo magnético. Desde el eje que determina el norte y el sur del planeta con respecto al ecuador, el eje magnético se desplaza 59 grados. Esto crea, en primer lugar, una distribución desigual de la gravedad y, en segundo lugar, una tensión desigual en los hemisferios norte y sur. Sin embargo, lo más probable es que sea esta posición misteriosa la que proporciona la presencia de la atmósfera de Urano y su composición única. Alrededor del núcleo solo se retienen gases pesados, en las capas intermedias, agua cristalizada. Tal vez si la temperatura del aire aquí fuera más alta, Urano se convertiría en un gran océano, formado por agua corriente, que es la fuente de la vida.
Urano absorbe todo y todo a su alrededor
Como dijimos anteriormente, la atmósfera de Urano está llena de una gran cantidad de metano. Este gas es bastante pesado, ya que es capaz de absorber los rayos infrarrojos. Es decir, toda la luz que proviene del Sol, de otras estrellas y planetas, al tocar la atmósfera de Urano, se torna verdosa. Recientemente, los científicos notaron que el planeta también traga gases extraños que se encuentran en el espacio exterior, lo cual es paradójico con su débilcampo magnético. El dióxido de carbono y el monóxido de carbono se encontraron en la composición de las capas medias de la atmósfera. Se cree que fueron atraídos al planeta por el paso de cometas.
Los reinos de hielo de nuestro sistema
Los dos planetas más exteriores de las SS son Urano y Neptuno. Ambos se caracterizan por tonalidades azuladas, ambos se forman a partir de gases. La atmósfera de Urano y Neptuno es prácticamente la misma, excepto por las proporciones. La fuerza de gravedad y la masa de los núcleos de ambos planetas es casi la misma. Las capas inferiores de la atmósfera de Neptuno, como Urano, se forman a partir de agua cristalizada mezclada con metano y sulfuro de hidrógeno. Aquí, cerca del núcleo, los gigantes de hielo se calientan hasta 200 Kelvin o más, formando así su propio campo magnético. La atmósfera de Urano y Neptuno tiene la misma cantidad de hidrógeno molecular en su composición, más del 80 por ciento. La capa de aire exterior de Neptuno también se caracteriza por fuertes vientos, pero la temperatura del aire aquí es ligeramente superior: 60 K.
Conclusión
La presencia de la atmósfera de Urano, en principio, asegura la existencia de este planeta. La capa de aire es la principal parte constituyente de Urano. Se calienta fuertemente cerca del núcleo, pero al mismo tiempo se enfría tanto como sea posible en las capas más externas. Hasta el momento, el planeta se encuentra sin vida debido a la f alta de oxígeno, así como de agua líquida. Pero si la temperatura del núcleo comienza a aumentar, predicen los investigadores, los cristales de hielo se convertirán en un enorme océano en el que pueden emerger nuevas formas de vida.
