Атмосфера Урана

Уран, снимок Вояджера 2

Атмосфера Урана, так же как и атмосферы Юпитера и Сатурна, состоит в основном из водорода и гелия[1]. На больших глубинах она содержит значительное количество воды, аммиака и метана, что является отличительной чертой атмосфер Урана и Нептуна. Обратная картина наблюдается в верхних слоях атмосферы, которые содержат очень мало веществ тяжелее водорода и гелия. Атмосфера Урана — самая холодная из всех планетарных атмосфер в Солнечной системе, с минимальной температурой 49 K.

Атмосфера Урана делится на три основных слоя:

  • Тропосфера — занимает промежуток высот от −300 км до 50 км (за 0 принята условная граница, где давление составляет 1 бар;) и диапазон давления от 100 до 0,1 бар
  • Стратосфера — покрывает высоты от 50 до 4000 км и давления между 0,1 и 10−10 бар
  • Экзосфера — простирается от высоты 4000 км до нескольких радиусов планеты, давление в этом слое при удалении от планеты стремится к нулю.

Примечательно, что в отличие от земной, атмосфера Урана не имеет мезосферы.

Облака

В тропосфере существует четыре облачных слоя:

  • метановые облака на границе, соответствующей давлению примерно в 1,2 бар;
  • сероводородные и аммиачные облака в слое давлений 3-10 бар. Температура в этой области составляет около 100К (-173С)[2]
  • облака из гидросульфида аммония при 20-40 бар,
  • водяные облака из кристалликов льда ниже условной границы давления 50 бар.

Только два верхних облачных слоя доступны прямому наблюдению, существование же нижележащих слоев предсказано только теоретически. Яркие тропосферные облака редко наблюдаются на Уране, что, вероятно, связано с низкой активностью конвекции в глубинных областях планеты. Тем не менее, наблюдения таких облаков использовались для измерения скорости зональных ветров на планете, которая доходит до 250 м/с[3].

Об атмосфере Урана в настоящее время имеется меньше сведений, чем об атмосферах Сатурна и Юпитера. По состоянию на май 2013 года только один космический корабль, Вояджер 2, изучал Уран с близкого расстояния. Никаких других миссий на Уран в настоящее время не запланировано.

Наблюдение и изучение

Хотя Уран не имеет твердой поверхности как таковой, часть его газовой оболочки, наиболее удаленную от центра и доступную для наблюдения в оптические телескопы, называют атмосферой.[4] Для дистанционного исследования доступны слои газовой оболочки вплоть до глубины 300 км ниже уровня, соответствующего давлению в 1 бар. Температура на такой глубине составляет 320 K, а давление — около 100 бар.[5]

История наблюдения атмосферы Урана полна ошибок и разочарований. Уран — относительно слабый объект, и его видимый угловой диаметр никогда не превышает 4″. Первые спектры атмосферы Урана были получены с помощью спектроскопа в 1869 и 1871 годах Анджело Секки и Уильямом Хаггинсом, которые обнаружили ряд широких темных полос, которые они не смогли идентифицировать.[6] Им также не удалось обнаружить никаких спектральных линий, соответствующих солнечному свету — факт, впоследствии ошибочно истолкованный Норманом Локером как свидетельство того, что Уран испускает свой собственный свет, а не отражает солнечный.[6][7] В 1889 году это неверное представление было опровергнуто.[8] Природа же широких темных полос в его видимой части спектра оставалась неизвестной до 40-х годов XX века.[6]

Ключ к расшифровке темных полос в спектре Урана был обнаружен в 1930-е годы Рупертом Вилдтом и Весто Слайфер[9], которые обнаружили, что темные полосы на 543, 619, 925, 865 и 890 нм принадлежал газообразному метану.[6][9] Это означало, что атмосфера Урана была прозрачна на большую глубину по сравнению с газовыми оболочками других планет — гигантов.[6] В 1950 году, Джерард Койпер заметил ещё диффузную темную полосу в спектре урана на 827 нм, которую он не смог определить.[10] В 1952 году Герхард Херцберг, в будущем лауреат Нобелевской Премии, показал, что эта линия была вызвана слабыми поглощения молекулярного водорода, который, таким образом, стал вторым соединением, обнаруженным на Уране.[11] До 1986 метан и водород оставались единственными веществами, которые были обнаружены в атмосфере Урана[6]. Спектроскопические наблюдений, проводившиеся с 1967 года позволили составить приблизительный тепловой баланс атмосферы. Оказалось, что внутренние источники тепла практически не влияют на температуру атмосферы и её нагревание осуществляется только за счет излучения Солнца.[12] Внутреннего подогрева атмосферы не было обнаружено и аппаратом Вояджер 2, посетившем Уран в 1986 году.[13]

В январе 1986 года космический аппарат Вояджер 2 пролетал от Урана на минимальном расстоянии 107100 км [14] и впервые получил изображения спектра атмосферы планеты с близкого расстояния. Эти измерения подтвердили, что атмосфера состояла в основном из водорода (72 %) и гелия (26 %), и, кроме того, содержала около 2 % метана.[15] Атмосфера освещенной стороны планеты на момент её изучения Вояджер 2 была крайне спокойна и не выявила крупных атмосферных образований. Состояние атмосферы другой стороны Урана изучить не представлялось возможным ввиду царящей там на момент пролёта аппарата полярной ночи. [16]

В 1990-х и 2000-х годах, с помощью космического телескопа «Хаббл» и наземных телескопов, оснащенных адаптивной оптикой впервые наблюдались дискретные детали облачного покрова [17], что позволило астрономам повторно измерить скорость ветра на Уране, известную ранее только из наблюдений Вояджера 2 и исследовать динамику атмосферы планеты.

Состав

Температурный профиль тропосферы и нижней стратосферы Урана. Указаны также основные слои облачности.

Состав атмосферы Урана отличается от планетарного состава в целом, её главными компонентами являются молекулярный водород и гелий.[18] Молярная доля гелия была определена на основе анализа, проведенного космическим аппаратом Вояджер 2.[19] В настоящее время принимаются значения 0.152 ± 0.033 в верхней тропосфере, что соответствует массовой доле 0.262 ± 0.048.[18][20] Это значение очень близко к массовой доле гелия в составе Солнца 0.2741 ± 0.0120.[21][22]

Третий по распространенности газ в составе атмосферы Урана — метан (CH4), сведения о наличии которого были получены в результате наземных спектроскопических измерений.[18] Метан обладает сильными полосами поглощения видимого света и ближнего инфракрасного, что делает Урана аквамаринового или голубого цвета.[23] Ниже метановых облаков, на уровне, соответствующем давлению в 1,3 бар доля молекул метана составляет около 2,3 %[24] , что в 10 — 30 раз превосходит аналогичные показатели для Солнца.[18] [19] Содержание менее летучих соединений, таких, как аммиак, вода и сероводород в глубокой атмосфере в настоящее время известно лишь приблизительно.[18] Предполагается, что их концентрация в атмосфере Урана превосходит аналогичную для Солнца в десятки [25], а то и сотни раз.[26]

Знания об изотопном составе уранианской атмосферы очень ограничены.[27] По состоянию на май 2013 известно только количественное отношение дейтерия к протию. Оно составляет 5.5+3.5
−1.5
⋅10−5
и было измерено с помощью Инфракрасной Космической Обсерватории (ISO) в 1990-х годах. Это значение заметно выше, чем аналогичное для Солнца (2.25 ± 0.35⋅10−5). [28] [29]

ИК-спектроскопия, в том числе измерения с помощью космического телескопа «Спитцер» (SST),[30] [31] позволила обнаружить следовые количества углеводородов в стратосфере урана, которые, как считается, были синтезированы из метана под воздействием индуцированной солнечного УФ-излучения. [32] Они включают этан (C2H6), ацетилен (C2H2), [31] [33] метилацетилен (CH3C2H), диацетилен (C2HC2H).[34]. С помощью ИК — спектроскопии также были обнаружены следы водяного пара,[35] окиси углерода[36] и диоксида углерода в стратосфере. Эти примеси скорее всего исходят из внешнего источника, например, космической пыли и комет.[34]

Структура

Атмосфера Урана может быть разделена на три основных слоя: тропосферу, занимающую промежуток высот от −300 км до 50 км (за 0 принята условная граница, где давление составляет 1 бар), стратосферу, покрывающую высоты от 50 до 4000 км и экзосферу, простирающуюся от высоты 4000 км до нескольких радиусов планеты. Примечательно, что в отличие от земной, уранианская атмосфера не имеет мезосферы.[37][38]

Примечания

  1. Uranus (англ.). NASA. Дата обращения: 11 сентября 2013. Архивировано из оригинала 25 января 2013 года.
  2. УРАН. Дата обращения: 10 мая 2013. Архивировано 4 марта 2016 года.
  3. Dr. David R. Williams. Uranus Fact Sheet (англ.). NASA Goddard Space Flight Center. Дата обращения: 11 сентября 2013. Архивировано 11 августа 2011 года.
  4. Lunine, 1993, pp. 219-222.
  5. de Pater Romani et al., 1991, Fig. 13, p. 231.
  6. 1 2 3 4 5 6 Fegley Gautier et al., 1991, pp. 151–154.
  7. Lockyer, 1889.
  8. Huggins, 1889.
  9. 1 2 Adel, Slipher, 1934.
  10. Kuiper, 1949.
  11. Herzberg, 1952.
  12. Pearl Conrath et al., 1990, Table I, pp. 12–13.
  13. Smith, 1984, pp. 213-214.
  14. Stone, 1987, Table 3, p. 14,874.
  15. Fegley Gautier et al., 1991, pp. 155–158, 168–169.
  16. Smith Soderblom et al., 1986, pp. 43–49.
  17. Sromovsky, Fry, 2005, pp. 459–460.
  18. 1 2 3 4 5 Lunine, 1993, pp. 222-230.
  19. 1 2 Tyler Sweetnam et al., 1986, pp. 80–81.
  20. Conrath Gautier et al., 1987, Table 1, p. 15,007.
  21. Lodders, 2003, pp. 1,228-1,230.
  22. Conrath Gautier et al., 1987, pp. 15,008–15,009.
  23. Lunine, 1993, pp. 235-240.
  24. Lindal Lyons et al., 1987, pp. 14,987, 14,994-14,996.
  25. Atreya, Wong, 2005, pp. 130–131.
  26. de Pater Romani et al., 1989, pp. 310–311.
  27. Encrenaz, 2005, pp. 107-110.
  28. Encrenaz, 2003, Table 2 on p. 96, pp. 98–100.
  29. Feuchtgruber Lellouch et al., 1999.
  30. Burgdorf Ортон et al., 2006, pp. 634-635.
  31. 1 2 Bishop Atreya et al., 1990, p. 448.
  32. Summers, Strobel, 1989, pp. 496–497.
  33. Encrenaz, 2003, p. 93.
  34. 1 2 Burgdorf Ортон et al., 2006, p. 636.
  35. Encrenaz, 2003, p. 92.
  36. Encrenaz Lellouch et al., 2004, p. L8.
  37. Lunine, 1993, pp. 219–222.
  38. Herbert Sandel et al., 1987, Fig. 4, p. 15,097.

Литература

Read other articles:

Arondisemen Haguenau Administrasi Negara Prancis Region Alsace Departemen Bas-Rhin Kanton 3 Komune 56 Sous-préfecture Haguenau Statistik Luas¹ 666 km² Populasi  - 1999 120,445  - Kepadatan 181/km² Lokasi Lokasi Haguenau di Alsace ¹ Data Pendaftaran Tanah Prancis, tak termasuk danau, kolam, dan gletser lebih besar dari 1 km² (0.386 mi² atau 247 ekar) juga muara sungai. Arondisemen Haguenau merupakan sebuah arondisemen di Prancis, terletak di département Bas-Rhin, di ...

 

AsuhanKelurahanKantor Kelurahan AsuhanPeta lokasi Kelurahan AsuhanNegara IndonesiaProvinsiSumatera UtaraKotaPematangsiantarKecamatanSiantar TimurKode Kemendagri12.72.01.1004 Kode BPS1273050007 Luas-Jumlah penduduk-Kepadatan- Asuhan adalah salah satu kelurahan di Kecamatan Siantar Timur, Pematangsiantar, Sumatera Utara, Indonesia. Galeri Gereja HKBP Parsaoran Nauli di Kelurahan Asuhan Gereja HKBP Petra di Kelurahan Asuhan Gereja HKI Resort Khusus Asuhan Stadion di Kelurahan Asuhan lbsKeca...

 

GaiaGaia, lukisan karya Anselm Feuerbach (1875).Perwujudan bumiSimbolBumi dan TanahPasanganUranus, Pontos, dan TartarosOrang tuaKhaosSaudaraTartaros, Eros, Erebos, NiksAnakUranus, Pontos, para Urea, para Titan, para Kiklops, para Hekatonkhires, Keto, Euribia, Forkis, Nereus, Thaumas, dan TifonPadanan dalam mitologi RomawiTerralbs Gaia (bahasa Yunani Kuno: Γαῖα Gaia, bentuk puitis dari bahasa Yunani Kuno: Γῆ Gē tanah/bumi) adalah dewi perwujudan dari bumi dalam mitologi Yunani...

For other places called Norwood, in Massachusetts, or elsewhere, see Norwood (disambiguation). Town in Massachusetts, United StatesNorwood, MassachusettsTownNorwood Memorial Municipal Building (Town Hall) SealLocation in Norfolk County in MassachusettsCoordinates: 42°11′40″N 71°12′0″W / 42.19444°N 71.20000°W / 42.19444; -71.20000Country United StatesState MassachusettsCountyNorfolkSettled1678Incorporated1872Government • TypeRepresentat...

 

Двуязычный французско-монегаскский уличный знак Официальный язык Монако — французский. Кроме того, в княжестве говорят ещё на нескольких языках, включая монегаскский диалект и окситанский; последний используется редко. Содержание 1 Французский 2 Монегаскский 3 Италь...

 

Nazi history museum in Munich, Germany The National Socialism-Documentation Centre, 2015 200m220yds National Socialism-Documentation Centre  National Socialism-Documentation Centre, Munich Inside the Documentation Centre, 2015 The NS-Dokumentationszentrum is a museum in the Maxvorstadt area of Munich, Germany, which focuses on the history and consequences of the National Socialist (Nazi) regime and the role of Munich as Hauptstadt der Bewegung (′capital of the movement′). Establishmen...

Map of The Bahamas This is a list of newspapers in the Bahamas. Newspapers Abaconian, Marsh Harbour, Abaco[1] The Bahama Journal - Nassau, New Providence[2][1] Bahamas National[1] Bahamas News Ma Bey, founded in 2009, headquarters located in Orlando, Florida[1][3] Bahamas Press[1] Bahamas Spectator[1] Bahamas Uncensored[1] Bahamas Weekly[1] Eleutheran, Eleuthera[1] The Freeport News - Freeport, Grand Baha...

 

Final Piala Liga Inggris 1971TurnamenPiala Liga Inggris 1970–1971 Tottenham Hotspur Aston Villa 2 0 Tanggal27 Februari 1971StadionStadion Wembley, LondonWasitJim Finney (Hereford)Penonton100.000← 1970 1972 → Final Piala Liga Inggris 1971 adalah pertandingan final ke-11 dari turnamen sepak bola Piala Liga Inggris untuk menentukan juara musim 1970–1971. Pertandingan ini diselenggarakan pada 27 Februari 1971 di Stadion Wembley. Tottenham Hotspur memenangkan pertandingan ini denga...

 

American actress (born 1997) Madelyn ClineCline in 2022BornMadelyn Renee Cline (1997-12-21) December 21, 1997 (age 26)Goose Creek, South Carolina, U.S.OccupationActressYears active2009–present Madelyn Renee Cline (born December 21, 1997) is an American actress and model. She is best known for her roles as Sarah Cameron on the Netflix teen drama series Outer Banks (2020–present) and as Whiskey in Rian Johnson's mystery film Glass Onion: A Knives Out Mystery (2022).[1] ...

This article may need to be rewritten to comply with Wikipedia's quality standards. You can help. The talk page may contain suggestions. (December 2023) Type of application software A screenshot of the xfig vector graphic editor A vector graphic editor is a computer program that enables its users to create, compose and edit images with the use of mathematical and geometrical commands rather than individual pixels. This software is used in creating high-definition vector graphic images that ca...

 

Robert Van't Hof Nazionalità  Stati Uniti Altezza 193 cm Peso 82 kg Tennis Carriera Singolare1 Vittorie/sconfitte 83-105 Titoli vinti 2 Miglior ranking 25º (4 luglio 1983) Risultati nei tornei del Grande Slam  Australian Open 3T (1981)  Roland Garros 1T (1981)  Wimbledon 4T (1983)  US Open 2T (1980, 1982) Doppio1 Vittorie/sconfitte 170-171 Titoli vinti 6 Miglior ranking 20º (25 agosto 1986) Risultati nei tornei del Grande Slam  Australian Open QF (1990)  ...

 

Canon SLR EF-mount zoom lens Canon EF 22–55mm f/4–5.6 USMMakerCanonTechnical dataFocus driveUltrasonic motorFocal length22–55mmCrop factor1Aperture (max/min)f/4–5.6 – f/22–32Close focus distance0.35 mDiaphragm blades5Construction9 elements in 9 groupsFeaturesShort back focus NoLens-based stabilization NoMacro capable YesApplicationstandard zoom lensPhysicalMax. length59 mmDiameter69 mmWeight175 gFilter diameter58 mmHistor...

Raniero Capoccicardinale di Santa Romana ChiesaCarlo Saraceni, Raniero Capocci (fine '500/inizi '600); olio su tela, coll. Longhi, Firenze  Incarichi ricopertiCardinale diacono di Santa Maria in Cosmedin  Nato1180/1190 a Viterbo Creato cardinale1216 da papa Innocenzo III Deceduto27 maggio 1250 a Lione   Manuale Raniero Capocci, o Rainerio da Viterbo (Viterbo, 1180/1190 – Lione, 27 maggio 1250), è stato un cardinale italiano, creato da papa Innocenzo III. È famoso per essere...

 

American singer This article is about Odessa Rose Jorgensen. For other musicians, see Odessa (disambiguation). Odessa Rose Jorgensen, known mononymously as Odessa, is an American singer, songwriter, and violinist from California. Jorgensen learned violin from age four, and her father played in surf rock groups in the 1960s. Though born in California, she lived for many years in Nashville.[1] As a teenager, she performed as a violinist at Carnegie Hall and modeled for Versace.[2 ...

 

Prototype strategic bomber aircraft based on Tu-4 Tu-85 Role Heavy bomberType of aircraft National origin Soviet Union Manufacturer Tupolev First flight 9 January 1951 Status Cancelled Number built 2 Developed from Tupolev Tu-4 Tupolev Tu-80 The Tupolev Tu-85 (Russian: Туполев Ту-85; USAF/DoD reporting name: Type 31, NATO reporting name: Barge[1]) was a Soviet prototype strategic bomber based on the Tu-4, an unlicensed, reverse engineered copy of the Boeing B-29 Superfortress...

Artikel ini sebatang kara, artinya tidak ada artikel lain yang memiliki pranala balik ke halaman ini.Bantulah menambah pranala ke artikel ini dari artikel yang berhubungan atau coba peralatan pencari pranala.Tag ini diberikan pada Desember 2022. Margarita MukashevaMukasheva pada Olimpiade 2016Informasi pribadiNama lahirMargarita MatskoLahir29 April 1989 (1989-04-29) (usia 35)Novopokrovka, Distrik Shal akyn, Kazakhstan[1]PendidikanUniversitas Negeri Kazakhstan UtaraTinggi165 ...

 

Segment of audiovisual content intended for broadcast on television Not to be confused with Broadcast programming. A live television show set and cameras A television show, TV program, or simply a TV show, is the general reference to any content produced for viewing on a television set that is traditionally broadcast via over-the-air, satellite, or cable. This includes content made by television broadcasters and content made for broadcasting by film production companies. It excludes breaking ...

 

莎拉·阿什頓-西里洛2023年8月,阿什頓-西里洛穿著軍服出生 (1977-07-09) 1977年7月9日(46歲) 美國佛羅里達州国籍 美國别名莎拉·阿什頓(Sarah Ashton)莎拉·西里洛(Sarah Cirillo)金髮女郎(Blonde)职业記者、活動家、政治活動家和候選人、軍醫活跃时期2020年—雇主內華達州共和黨候選人(2020年)《Political.tips》(2020年—)《LGBTQ國度》(2022年3月—2022年10月)烏克蘭媒�...

Pandanus conoideus Klasifikasi ilmiah Kerajaan: Plantae (tanpa takson): Angiospermae (tanpa takson): Monokotil Ordo: Pandanales Famili: Pandanaceae Genus: Pandanus Spesies: P. Conoideus Nama binomial Pandanus conoideusLam. Biji Buah Merah (Pandanus conoideus Lamk.) Buah Merah adalah sejenis buah tradisional dari Pulau Papua. Khususnya masyarakat Wamena, Papua Pegunungan, buah ini disebut kuansu. Nama ilmiahnya Pandanus Conoideus karena tanaman ini termasuk tanaman keluarga pandan-pandan...

 

Reluctance by those living in the USA to be vaccinated with a COVID-19 vaccine After the December 2020 introduction of COVID vaccines, a partisan gap in death rates developed, indicating the effects of vaccine skepticism.[1] As of March 2024, more than 30 percent of Republicans had not received a Covid vaccine, compared with less than 10 percent of Democrats.[1] See also: COVID-19 vaccine misinformation and hesitancy and COVID-19 vaccine Part of a series on theCOVID-19 pandem...