Уран, разом з Нептуном, є одним з двох загадкових крижаних гігантів Сонячної системи, що характеризуються надзвичайно низькими температурами в атмосфері. У цій статті ви дізнаєтесь більше про температурну динаміку Урана.
Фундаментальні дані про Уран були отримані завдяки телескопічним спостереженням і знаковій місії Вояджер-2, яка надала безцінні знімки цієї далекої планети.
Уран: найхолодніша планета Сонячної системи
Хоча це логічно очікувано, враховуючи його положення як сьомої планети від Сонця, екстремальний холод Урана підкреслюється його особливим осьовим нахилом на 97,77 градуса, внаслідок чого до Сонця звернені полюси, а не екватор. Цікаво, що він навіть холодніший за Нептун, оскільки температура його верхніх шарів атмосфери вночі опускається до -224 градусів за Цельсієм.
Відстань планет від Сонця
Вчені висунули дві основні гіпотези для пояснення цього явища. Одна з них припускає, що ядро Урана за своєю природою занадто холодне, щоб достатньо нагріти поверхню і атмосферу. Альтернативна теорія припускає існування теплоізоляційного шару, що призводить до таких аномальних температур.
Атмосфера та хімічний склад Урана
Атмосфера Урана, що не має твердої поверхні, визначається як газовий шар, що простягається на 300 кілометрів від точки тиску в 1 бар. Ця атмосфера складається з водню, гелію та метану і поділяється на тропосферу, стратосферу та екзосферу. На відміну від Землі, Уран не має мезосфери.
Спектроскопічні дослідження та дослідження температурних аномалій вказують на наступний хімічний склад:
| Шар | Переважаючі елементи та сполуки |
|---|---|
| Атмосфера | Водень, Гелій, Метан |
| Хмари | Сірководень, Аміак, Гідросульфід амонію, Метан, Вода |
| Крижаний панцир | Метан, Аміак, Вода |
Точний хімічний склад і температура ядра Урана залишаються невловимими. Хоча деякі вчені стверджують, що ядро планети не дуже гаряче, NASA припускає, що температура ядра становить приблизно 4982° C.
Нічні та денні температури на поверхні Урану
Осьовий нахил Урана призводить до нетрадиційного циклу день-ніч, коли добові зміни відбуваються лише на екваторі, де Сонце залишається низько над горизонтом. Враховуючи маловивчену структуру планети, точну температуру поверхні важко встановити. За приблизними оцінками, середня температура в тропосфері становить +47°С, а в глибинах аміачних морів вона зростає до +5000°С.
Через брак даних денні та нічні коливання температури на Урані не дуже добре задокументовані. Активні стратосферні вимірювання розпочалися в 1970-х роках, але залишаються незавершеними. Поточні дані для тропопаузи включають:
| Індикатор | Температури |
|---|---|
| Мінімум | -224° C |
| Середній показник | -220° C |
| Максимальна температура | -216° C |
Особливості сезонних змін температури Урана
Рік Урана охоплює 84 земних роки, і враховуючи, що систематичний збір даних розпочався в 1950-х роках, повний урановий рік ще не спостерігався. Отже, вичерпні дані про сезонні цикли ще не отримані. Існуюча інформація стосується насамперед полярних інверсій, які спричиняють значні коливання поверхневої температури. Однак спостереження з Вояджера-2 і телескопа Габбл вказують на додаткову атмосферну мінливість.
Порівняльний аналіз з іншими планетами Сонячної системи
Унікальний температурний профіль Урана найкраще зрозуміти, порівнявши його з сусідніми планетами – Нептуном і Сатурном:
| Температура | Уран | Нептун | Сатурн |
|---|---|---|---|
| Мінімум | -224° C | -218° C | -190° C |
| Середнє значення при 1 барі | -220° C | -201° C | -150° C |
| Температура ядра | +5000° C | +7000° C | +11700°C |
Висновок
Незважаючи на існуючі прогалини в нашому розумінні, екстремальні температури на Урані продовжують інтригувати вчених. Майбутні дослідження можуть розкрити подальші таємниці цього крижаного гіганта, потенційно виявивши його придатність як нового місця проживання для людства завдяки величезним запасам води та відносно стабільним температурам на певних глибинах.
