Про уран планету: описание планеты, интересные факты, атмосфера Урана и фото

Содержание

описание планеты, интересные факты, атмосфера Урана и фото

Планета Уран

Уран — седьмая планета в Солнечной системе и третий по счету газовый гигант. Планета является третьей по величине и четвертой по массе, а свое название получила в честь отца римского бога Сатурна.

Именно Уран удостоился чести быть первой планетой, открытой в современной истории. Однако на самом деле, его первоначальное открытие его как планеты фактически не происходило. В 1781 году астроном Уильям Гершель при наблюдении звезд в созвездии Близнецов, заметил неких дискообразный объект, который он поначалу записал в разряд комет, о чем и сообщил в Королевское научное сообщество Англии. Однако позже самого Гершеля озадачил тот факт, что орбита объекта оказалась практически круглой, а не эллиптической, как это бывает у комет. И только когда это наблюдения было подтверждено другими астрономами, Гершель пришел к выводу, что на самом деле открыл планету, а не комету, и открытие, наконец, получило широкое признание.

После подтверждения данных о том, что обнаруженный объект является планетой, Гершель получил необыкновенную привилегию — дать ей свое название. Не долго думая, астроном выбрал имя короля Англии Георга III и назвал планету Georgium Sidus, что в переводе означает «Звезда Георга». Однако название так и не получило научного признания и ученые, в большинстве своем, пришли к выводу, что лучше придерживаться определенной традиции в названии планет Солнечной системы, а именно называть их в честь древнеримских богов. Так Уран получил свое современное название.

В настоящее время единственной планетарной миссией, которой удалось собрать сведения про Уран, является Voyager 2.

«Вояджер-2» и Уран

Эта встреча, которая произошла в 1986 году, позволила ученым получить достаточно большое количество данных о планете и сделать множество открытий. Космический корабль передал тысячи фотографий Урана, его спутников и колец. Несмотря на то, что многие фотографии планеты не отобразили практически ничего, кроме сине-зеленого цвета, который можно было наблюдать и с наземных телескопов, другие изображения показали наличие десяти ранее неизвестных спутников и двух новых колец.

На ближайшее будущее никаких новых миссий к Урану не запланировано.

Атмосфера Урана

Из-за темно-синего цвета Урана атмосферную модель планеты оказалось составить гораздо сложнее, нежели модели того же Юпитера или даже Сатурна. К счастью, снимки, полученные с космического телескопа «Хаббл» позволили получить более широкое представление. Более современные технологии визуализации телескопа дали возможность получить гораздо более детальные снимки, нежели чем у Voyager 2. Так благодаря фотографиям «Хаббл» удалось выяснить, что на Уране существуют широтные полосы как и на других газовых гигантах. Кроме того, скорость ветров на планете может достигать более 576 км / час.

Считается, что причиной появления однообразной атмосферы является состав самого верхнего ее слоя. Видимые слои облаков состоят в основном из метана, который поглощает эти наблюдаемые длины волн, соответствующие красному цвету. Таким образом, отраженные волны представлены в виде синего и зеленого цветов.

Под этим наружным слоем метана, атмосфера состоит из примерно 83% водорода (h3) и 15% гелия, где присутствует определенное количество метана и ацетилена. Подобный состав аналогичен другим газовым гигантам Солнечной системы. Однако атмосфера Урана резко отличается в другом отношении. В то время как у атмосферы у Юпитера и Сатурна в основном газообразные, атмосфера Урана содержит гораздо больше льда. Свидетельством тому являются экстремально низкие температуры на поверхности. Учитывая тот факт, что температура атмосферы Урана достигает -224 °С, ее можно назвать самой холодной из атмосфер в Солнечной системе. Кроме того, имеющиеся данные указывают на то, что такая крайне низкая температура присутствует практически вокруг всей поверхности Урана, даже на той стороне которая не освещается Солнцем.

Структура Урана

Уран, по мнению планетологов, состоит из двух слоев: ядра и мантии. Современные модели позволяют предположить, что ядро в основном состоит из камня и льда и примерно в 55 раз превышает массу Земли. Мантия планеты весит 8,01 х 10 в степени 24 кг., или около 13,4 масс Земли. Кроме того, мантия состоит из воды, аммиака и других летучих элементов. Основным отличием мантии Урана от Юпитера и Сатурна является то, что она ледяная, пусть и не в традиционном смысле этого слова. Дело в том, что лед очень горячий и толстый, а толщина мантии составляет 5,111 км.

Что самое удивительное в составе Урана и то, что отличает его от других газовых гигантов нашей звездной системы, является то, что он не излучает больше энергии, чем получает от Солнца. Учитывая тот факт, что даже Нептун, который очень близок по размеру к Урану, производит примерно в 2,6 раза больше тепла, чем получает от Солнца, ученые сегодня очень заинтригованы в столь слабой мощности генерируемой Ураном энергии. На данный момент существует два объяснения данному явлению. Первая указывает на то, что Уран подвергся воздействию объемного космического объекта в прошлом, что привело к потере большей части внутреннего тепла планеты (полученной во время формирования) в космическое пространство. Вторая теория утверждает, что внутри планеты существует некий барьер, который не позволяет внутреннему теплу планеты вырваться на поверхность.

Орбита и вращение Урана

Само открытие Урана позволило ученым расширить радиус известной Солнечной системы почти в два раза. Это означает, что в среднем орбита Урана составляет около 2,87 х 10 в степени 9 км. Причиной столь огромного расстояния является длительность прохождения солнечного излучения от Солнца до планеты. Солнечному свету необходимо около двух часов и сорока минут чтобы достичь Урана, что почти в двадцать раз дольше, чем требуется солнечному свету для того, чтобы достигнуть Земли. Огромное расстояние влияет и на продолжительность года на Уране, он длится почти 84 земных года.

Эксцентриситет орбиты Урана составляет 0.0473, что лишь немногим меньше, чем у Юпитера — 0,0484. Данный фактор делает Уран четвертым из всех планет Солнечной системы по показателю круговой орбиты. Причиной столь небольшого эксцентриситета орбиты Урана является разница между его перигелием 2,74 х 10 в степени 9 км и афелием 3,01 х 109 км составляет всего 2,71 х 10 в степени 8 км.

Самым интересным моментом в процессе вращения Урана является положение оси. Дело в том, что ось вращения для каждой планеты, кроме Урана, примерно перпендикулярна их плоскости орбиты, однако ось Урана наклонена почти на 98°, что фактически означает, что Уран вращается на боку. Результатом такого положения оси планеты является то, что северный полюс Урана находится на Солнце половину планетарного года, а другая половина приходится на южный полюс планеты. Другими словами, дневное время на одном полушарии Урана длится 42 земных года, а ночное, на другом полушарии столько же. Причиной, по которой Уран «повернулся на бок», ученые опять же называют столкновение с огромным космическим телом.

Кольца Урана

Учитывая тот факт, что самыми популярными из колец в нашей Солнечной системе длительное время оставались кольца Сатурна, кольца Урана не удавалось обнаружить вплоть до 1977 года. Однако причина не только в этом, есть еще две причины столь позднего обнаружения: расстояние планеты от Земли и низкая отражательная способность самих колец. В 1986 году космический аппарат Voyager 2 смог определить наличия у планеты еще двух колец, помимо известных на то время. В 2005 году космический телескоп «Хаббл» заметил еще два. На сегодняшний день планетологам известно 13 колец Урана, самым ярким из которых является кольцо Эпсилон.

Кольца Урана отличаются от сатурнианских практически всем — от размеров частиц до из состава. Во-первых, частицы, составляющие кольца Сатурна маленькие, немногими больше, чем несколько метров в диаметре, тогда как кольца Урана содержат множество тел до двадцати метров в диаметре. Во-вторых, частицы колец Сатурна в основном состоят изо льда. Кольца Урана, тем не менее, состоят как изо льда так и значительной пыли и мусора.

Интересные факты об Уране

• Уильям Гершель открыл Уран в только 1781 году, так как планета была слишком тускла для того, чтобы ее могли заметить представители древних цивилизаций. Сам Гершель поначалу полагал, что Уран это комета, однако позже пересмотрел свое мнение и наука подтвердила планетарный статус объекта. Так Уран стал первой планетой, открытой в современной истории. Оригинальное название предложенное Гершелем было «Звезда Георга» — в честь короля Георга III, но научное сообщество не приняло его. Название «Уран» было предложено астрономом Иоганном Боде, в честь древнеримского бога Урана.
• Уран делает оборот вокруг своей оси один раз за каждые 17 часов и 14 минут. Подобно Венере, планета вращается в ретроградном направлении, противоположном направлению Земли и остальным шести планетам.

• Считается, что необычный наклон оси Урана могло вызывать грандиозное столкновение с другим космическим телом. Теория состоит в том, что планета, размеры которой были предположительно с Землю резко столкнулась с Ураном, что сдвинуло его ось практически на 90 градусов.
• Скорость ветра на Уране может достигать до 900 км в час.
• Масса Урана составляет около 14,5 раз масс Земли, что делает его самым легким из четырех газовых гигантов нашей Солнечной системы.
• Уран часто упоминается как «ледяной гигант». Помимо водорода и гелия в верхнем слое (как у других газовых гигантов), Уран также имеет ледяную мантию, которая окружает его железное ядро. Верхние слои атмосферы, состоят из аммиака и кристаллов ледяного метана, что дает Урану характерный бледно-голубой цвет.
• Уран является второй наименее плотной планетой в Солнечной системе, после Сатурна.

Уран — седьмая планета по удалённости от Солнца

• Voyager 2 — единственный космический аппарат, пролетевший мимо Урана. Это произошло в 1986 году, самое близкое расстояние до планеты во время пролета составило около 81500 км. Благодаря этой миссии были получены самые первые изображения планеты в достаточно высоком разрешении. Исследователям удалось выявить кольцевую систему планеты и орбитальные спутники.
• В настоящее время считается, что Уран имеет 13 колец. Все, кроме двух колец Урана, очень узкие — всего лишь несколько километров в ширину. Ученые полагают, что это связано с относительно молодым возрастом самих колец, которые в прошлом были частями от спутников Урана, но были разрушены кометами или астероидами.
• Химический элемент уран, обнаруженный в 1789 году, был назван в честь недавно обнаруженной планеты Уран.
• Уран является самой холодной планетой в Солнечной системе. Минимальная температура поверхности на Уране составляет -224 °C — что делает его самым холодным из восьми планет. Его верхние слои атмосферы покрыты туманом, в основном из метана, который скрывает бури, происходящие в облаках.

• Спутники Урана названы в честь персонажей, созданных Александром Поупом и Уильямом Шекспиром. Например, Оберан, Титании и Миранда. Почти все эти миры покрыты льдом и имеют темную поверхность, а некоторые представляют собой смесь льда и камней. Из спутников Урана наиболее интересным является Миранда, которая имеет ледяные каньоны, террасы и странно выглядящую поверхность.

Фото Урана

Поделиться

Твитнуть

Поделиться

Плюсануть

Поделиться

Твитнуть

Поделиться

Плюсануть

Уран - планета солнечной системы

На окраине нашей Солнечной системы есть настоящие ледяные гиганты. Так называют самую холодную планету Уран. Он состоит он из разных газов и льдов. А температура там держится около -220 градусов. И постоянно дуют сильные ветра. Луч солнца со скоростью света добирается до этой планеты только за 2-3 часа. Вот так погодка!

Уран очень долго принимали за далекую звёздочку из-за его тусклого света и медленного передвижения. Полный оборот вокруг своей оси он делает за 84 земных года. Уран – ледяная планета-гигант. Он больше Земли в 4 раза и тяжелее в 14. В центре планеты находится относительно маленькое каменное  ядро. А большую часть составляет ледяная оболочка – мантия. Однако, лёд там совсем не такой, как мы с вами привыкли видеть. Он похож на плотную вязкую жидкость. И если ты захочешь прогуляться по Урану, у тебя ничего не получится. Здесь нет твердой оболочки, и сделав шаг, ты провалишься в огромное ледяное море. Да и вообще очень сложно определить, где у этой планеты заканчиваются облака, и начинается поверхность. Даже ученые долго не могли договориться, что считать за атмосферу, а что за саму планету.

Вокруг своей оси Уран оборачивается за 17 часов . Однако, как и на других планетах-гигантах,  здесь дуют сильнейшие ветра, достигающие скорости 240 метров в секунду. Поэтому некоторые части атмосферы обгоняют планету и делают оборот вокруг планеты всего за 14 часов. Но по меркам планет-гигантов это очень спокойная погода. Например, ветра на Нептуне могут преодолеть 2000 метров в секунду.

Зима на Уране длится почти 42 года и всё это время Солнце не поднимается над горизонтом. То есть царит полная темнота. Так происходит из-за того, что Уран вращается совсем не так как другие планеты. Его ось так сильно наклонена, что он «лежит» на боку. Если другие планеты можно сравнить с вращающимися волчками, то Уран больше похож на катящийся шар. Ученные предполагают, что давным-давно Уран столкнулся с небольшой планетой, которая «уронила» его. А сама стала одним из 13 колец Урана.

Такие же холодные у Урана его 27 спутников. Одни из самых крупных – Ариэль и Титания на половину состоят изо льда, в том числе и водяного. А поверхность спутников покрыта инеем. А на загадочном темном спутнике Умбриэль можно увидеть светлое вещество на дне кратеров. Считается, что это чистый лёд, из которого, возможно, состоит ядро.

До сих пор планета Уран остается мало изученной планетой. Лишь один космический аппарат «Вояджер-2» приближался к этой планете в 1986 году. И смог изучить только южный полюс Урана. Остальное ученные досчитали и додумали сами. Однако неизвестно сколько ещё тайн хранит в себе огромное ледяное царство.

Для того, чтобы оставить комментарий необходимо зарегистрироваться, либо войти на сайт под своим логином и паролем

Уран — все статьи и новости

Уран — седьмая по удаленности от Солнца планета Солнечной системы. Имея в радиусе порядка 25000 км, является третьей по величине планетой после Юпитера и Сатурна. Как и они, относится к газовым гигантам, однако, в отличие от них, не имеет в своем составе металлического водорода. Уран также имеет много водяного льда в его высокотемпературных модификациях, поэтому ему присвоена категория «ледяных гигантов» как подкатегория газовых. Окружен 27 спутниками, крупнейшие из которых — Титания, Оберон, Ариэль и Умбриэль. Также имеет рекордное количество слабо выраженных колец — 13. Период полного обращения Урана вокруг Солнца составляет 84 земных года. Сутки короткие: полный оборот вокруг своей оси Уран завершает за 17 часов 14 минут 24 секунды. Направление вращения — обратное, то есть противоположное вращению вокруг Солнца.

Отличием Урана от всех остальных планет Солнечной системы является наклон оси его вращения, почти перпендикулярной к плоскости орбиты, делая его похожим на катящийся шар. В момент солнцестояний один из полюсов Урана направлен на Солнце. Благодаря такому наклону полярные области Урана нагреваются Солнцем больше, чем экваториальные, но по неизвестным причинам экватор Урана все равно теплее его полюсов.

Еще одна особенность Урана, до сих пор не объясненная, — очень малый или полностью отсутствующий исходящий от него тепловой поток. Это серьезно осложняет определение температуры его недр, однако если предположить, что температурные условия внутри Урана близки к характерным для других планет-гигантов, то там возможно существование жидкой воды, и, следовательно, Уран может входить в число планет Солнечной системы, где хотя бы теоретически возможно существование жизни.

Уран был открыт британским астрономом Уильямом Гершелем в 1781 году. Тем самым Гершель впервые со времен античности расширил границы Солнечной системы в глазах человека.

Единственным космическим аппаратом, изучавшим Уран с относительно близкого расстояния, был Voyager 2, который во время пролета прошел в 85 500 км от поверхности планеты. В настоящее время NASA планирует запуск зонда Uranus orbiter and Probe, который предположительно состоится в 20-х годах нынешнего столетия.

Изображение: NASA

Планета Уран: описание, фото, интересные факты

Солнечная система > Система Уран > Планета Уран

Спутники | Кольца | Исследование | Фотографии

  1. Введение
  2. Размер, масса и орбита
  3. Состав и поверхность
  4. Спутники Урана
  5. Атмосфера и температура
  6. Кольца Урана
  7. История изучения

Уран - седьмая планета от Солнца и третья по размеру планета в Солнечной система после Юпитера и Сатурна. Обладает коллекцией спутников и кольцевой системой.

Хотя его можно отыскать без использования увеличительных приборов, планетарный статус выявили лишь в 18-м веке. Давайте внимательнее изучим интересные факты об Уране для детей и взрослых.

Интересные факты


Открыт Уильямом Гершелем в 1781 году

  • Это тусклая планета, поэтому была недоступной древним людям. Сначала Гершель посчитал, что видит комету, но спустя пару лет объект получил планетарный статус. Ученый хотел назвать ее «Звездой Георга», но вариант Иоганна Боде подошел лучше.

Осевой оборот занимает 17 часов и 14 минут

  • Планета Уран характеризуется ретроградностью, что не сходится с общей направленностью.

Год длится 84 лет

  • Но некоторые участки направлены прямо к Солнцу и так длится примерно по 42 года. Остальное время отведено на тьму.

Это ледяной гигант

  • Подобно остальным газовым гигантом, верхний слой Урана представлен водородом с гелием. Но ниже идет ледяная мантия, сосредоточенная над ледяным и скалистым ядром. Верхняя атмосфера – вода, аммиак и кристаллы метанового льда.

Морозная планета

  • При показателе температуры в -224°C считается самой холодной планетой. Периодически Нептун остывает еще сильнее, но большую часть времени мерзнет Уран. Верхний атмосферный слой укрыт метановой дымкой, скрывающей бури.

Есть два набора тонких колец

  • Частички крайне маленькие. Есть 11 внутренних и 2 наружных кольца. Сформировались при крушении древних спутников. Первые кольца заметили лишь в 1977 году, а остальные – на снимках телескопа Хаббл в 2003-2005 гг.

Имена лун даны в честь литературных персонажей

  • Все спутники Урана названы по героям Уильяма Шекспира и Александра Поупа. Самой интересной считается Миранда с ледяными каньонами и странным видом поверхности.

Отправили одну миссию

  • К Урану в 1986 году наведывался Вояджер-2 на удаленности в 81500 км.

Размер, масса и орбита

При радиусе в 25360 км, объеме – 6.833 × 1013 км3 и массе – 8.68 × 1025 кг, планета Уран в 4 раза крупнее Земли и в 63 раза превосходит её по объему. Но не забывайте, что это газовый гигант с плотностью в 1.27 г/см3, поэтому здесь  он уступает нам.

Физические характеристики планеты Уран

Полярное сжатие 0,02293
Экваториальный

радиус

25 559 км
Полярный радиус 24 973 км
Площадь поверхности 8,1156·109 км²
Объём 6,833·1013 км³
Масса 8,6832·1025 кг
14,6 земных
Средняя плотность 1,27 г/см³
Ускорение свободного

падения на экваторе

8,87 м/с²
Вторая космическая скорость 21,3 км/c
Экваториальная скорость

вращения

2,59 км/с
9 324 км/ч
Период вращения 0,71833 дней
Наклон оси 97,77°
Прямое восхождение

северного полюса

257,311°
Склонение северного полюса −15,175°
Альбедо 0,300 (Бонд)
0,51 (геом. )
Видимая звёздная величина 5,9 — 5,32
Угловой диаметр 3,3"—4,1"

Уран отличается наибольшим переменным расстоянием от Солнца. По сути дистанция колеблется между 2 735 118 110 км и 3 006 224 700 км. При среднем расстоянии в 3 млрд. км на один орбитальный проход уходит 84 года.

Вращение оси длится 17 часов и 14 минут (столько занимает день на Уране). На верхнем атмосферном слое заметен сильный ветер в сторону вращения. На некоторых широтах массы движутся быстрее и выполняют оборот за 14 часов.

Орбита и вращение планеты Уран

Афелий 3 004 419 704 км
20,083 305 26 а. е.
Большая полуось 2 876 679 082 км
19,229 411 95 а. е.
Эксцентриситет

орбиты

0,044 405 586
Сидерический период

обращения

30 685,4 дней
84. 01 года
Синодический период

обращения

369,66 дней
Орбитальная

скорость

6,81 км/с
Средняя аномалия 142,955717°
Наклонение 0,772556°
Долгота восходящего узла 73,989821°
Аргумент перицентра 96,541318°
Спутники 27

Удивительно то, что эта планета совершает обороты практически на боку. Пока у одних наблюдается небольшой осевой наклон, показатель Урана достигает 98°. Из-за этого планета проходит сквозь кардинальные перемены. На экваторе ночь и день длятся нормально, но на полюсах они охватывают по 42 года!

Состав и поверхность

Планетарная структура представлена тремя слоями: скалистое ядро, ледяная мантия и внешняя оболочка из водорода (83%) и гелия (15%) в газообразном состоянии. Есть еще один важный элемент – 2.3% метанового льда, который влияет на голубой окрас Урана. В составе стратосферы можно найти различные углеводороды, среди которых этан, диацетилен, ацетилен и метилацетилен. На нижнем фото можно внимательно изучить строение Урана.

Внутреннее строение Урана

При помощи спектроскопии обнаружили окись углерода и двуокись углерода в верхних слоях, а также ледяные облака водяного пара и аммиак с сероводородом. Именно поэтому Уран вместе с Нептуном именуют ледяными гигантами.

Ледяная мантия представлена горячей и плотной жидкостью, в составе которой присутствуют вода, аммиак и прочие летучие вещества. Жидкость (водно-аммиачный океан) характеризуется высокой электропроводностью.

Масса ядра достигает всего 0.55 земной, а по радиусу – 20% от общего планетарного размера. Мантия – 13.4 земной массы, а верхний атмосферный слой – 0.5 земной массы.

Плотность ядра – 9 г/см3, где давление в центре поднимается до 8 млн. бар, а температура – 5000К.

Спутники

Семья состоит из 27 известных нам спутников Урана, разделенных на крупные, внутренние и нерегулярные. Наибольшими считаются Миранда, Ариэль, Умбриэль, Оберон и Титания. Их диаметр превосходит 472 км, а масса – 6.7 х 1019 кг для Миранды, а также 1578 км и 3.5 х 1021 кг у Титании.

Сравнение размеров крупнейших спутников Урана с размером планеты

Есть мнение, что все крупные луны появились в аккреционном диске, который присутствовал вокруг планеты еще долгое время с момента ее формирования. Каждая представлена практически равным соотношение горной породы и льда. Выделяется лишь Миранда, которая почти полностью создана из льда.

Можно отметить также наличие аммиака, диоксида углерода, а скалистая порода – углеродистый материал и органические соединения. Полагают, что в Титании и Обероне на черте между ядром и мантией может существовать жидкий водяной океан. Поверхность щедро усеяна кратерами. Самой молодой и «чистой» считается Ариэль, а вот Умбриэль – старушка со шрамами.

У главных спутников нет атмосферы, а орбитальный путь приводит к сильным сезонным колебаниям. Внутренних лун насчитывают 13: Корделия, Офелия, Биянка, Крессида, Дездемона, Джульетта, Порция, Розалинда, Купидон, Белинда, Пердита, Пак и Маб. Все они получили свои имена в честь героев творений Шекспира. На фото продемонстрированы спутники и кольца Урана.

Спутники и кольца Урана

Внутренние спутники обладают прочной связью с кольцевой системой планеты. С диаметром в 162 км Пак считается в этой группе крупнейшей луной и единственная, чей снимок удалось добыть Вояджеру-2.

Все они выступают темными телами. Сформированы из водяного льда с темным органическим материалом. Система лишена стабильности и модели показывают, что может произойти столкновение. Особенное беспокойство вызывают Дездемона и Крессида.

Есть 9 нерегулярных спутников, чья орбита расположена дальше Оберона. Они были захвачены уже после формирования самой планеты: Франциско, Калибан, Стефано, Тринкуло, Сикоракс, Маргарита, Просперо, Сетебос и Фердинанд. Они охватывают 18-150 км. Все вращаются в ретроградном направлении, кроме Маргариты.

Атмосфера и температура

Атмосфера Урана также делится на слои, определяемые температурой и давлением. Это газовый гигант, поэтому лишен твердой поверхности. Дистанционные зонды способны опускаться до 300 км вглубь.

Можно выделить тропосферу (300 км ниже поверхности и 50 км над ней с давлением в 100-0.1 бар) и стратосферу (50-4000 км и 0.1-1010 бар).

Зависимость температуры на Уране от высоты атмосферы и давления

Наиболее плотный слой – тропосфера, где нагрев достигает 46.85°C и опускается до -220°C. Верхняя область считается самой морозной в системе. Большая часть ИК-лучей создаются в тропопаузе.

Здесь располагаются облака: водные, ниже идут аммиачные и сероводородные, а сверху – тонкие метановые. В стратосфере температура меняется от -220°C до 557°C, к чему приводит солнечная радиация. На этом слое отмечают этановый смог, создающий внешний вид планеты. Есть ацетилен и метан, которые прогревают этот шар.

Термосфера и корона охватывают 4000-50000 км от точки «поверхности», где температура держится на 577°C. Пока никто точно не знает, как планете удается так прогреваться, ведь она удалена от Солнца, а внутреннего тепла недостаточно.

По погоде напоминает старших газовых гигантов. Есть полосы, совершающие обороты вокруг планеты. В итоге, ветры разгоняются до 900 км/ч, приводя к масштабным штормам. В 2012 году телескоп Хаббл заметил Темное пятно – гигантский вихрь, простирающийся на 1700 км х 3000 км.

Кольца

Кольца планеты Уран состоят из темных частичек, чей размер от микрометра до доли метра, поэтому их не так легко разглядеть. Сейчас удается выделить 13 колец, среди которых наиболее яркое – эпсилон. Если не считать двух узких, то тянутся в ширину на несколько км.

Это цветное изображение колец Урана было сделано Вояджером 21 января 1986 года, на расстоянии 4.17 млн. км (2.59 млн миль). На этой фотографии видны все 9 его колец

Кольца молодые и сформировались уже после самой планеты. Есть мнение, что выступают частью разрушенной луны (или нескольких). Одно из первых наблюдений за кольцами выполнили Джеймс Эллиот, Джессика Минк и Эдвард Данхем в 1977 году. В период затмения звезды HD 128598 они отыскали 5 формирований.

Кольца появились и на снимках Вояджера-2 в 1986 году. А новые обнаружил уже телескоп Хаббл в 2005 году. Крупнейшее вдвое шире планеты. В 2006 году обсерватория Кека показала кольца в цвете: внешнее – синее, а внутреннее – красное. Остальные кажутся серыми.

История изучения

Уран входит в список пяти планет, которые можно было разглядеть невооруженным глазом. Но это тусклый объект, а орбитальный путь проходит слишком медленно, поэтому древние считали, что перед ними классическая звезда. Ранний обзор принадлежит Гиппарху, указавшему на тело как на звезду в 128 г. до н. э.

Первое точное наблюдение за планетой выполнил Джон Фламстид в 1690-м году. Он заметил ее минимум 6 раз и записал в качестве звезды (34 Тельца). Примерно 20 раз за Ураном следил Пьер Лемоньер в 1750-1769 гг.

Телескоп, при помощи которого Уильям Гершель наблюдал за Ураном

Но лишь в 1781 году Уильям Гершель начал наблюдать за Ураном как за планетой. Правда сам он считал, что смотрит на комету, которая по повадкам смахивает на планетный объект. В итоге, к изучению подключились и другие астрономы, среди которых был Андерс Лекселл. Ему первому удалось определить почти круговую орбиту. Это подтвердил и Иоганн Боде.

В 1783 году Уран официально признали планетой, а Гершель получил 200 фунтов от короля. За это ученый прозвал объект звездой Георга в честь нового покровителя. Но за пределы Великобритании наименование не вышло.

Уран, запечатленный космическим телескопом Хаббл

Современное наименование предложил Иоганн Боде. Это была латинская версия греческого бога неба. Название прижилось и стало официальным в 1850-м году. Ниже представлена карта Урана.

Карта поверхности

Нажмите на изображение, чтобы его увеличить

Полезные статьи:


Положение и движение Урана

Строение Урана

Поверхность Урана

Ссылки



Состав системы Урана

Планета Уран: строение, спутники, характеристики | Солнечная система

Седьмую планету солнечной системы – Уран – открыли лишь в 1781 году и назвали в честь древнегреческого бога, который был отцом Кроноса. Эту планету классифицируют, как одну из газообразных планет-гигантов, наряду с Юпитером, Сатурном и Нептуном.
Ульям Гершель, открывший Уран, сначала принял его за комету. Он наблюдал за созвездием Тельца, и обратил внимание на небесное тело, находившееся в том месте, которое должно было пустовать, судя по звездным картам того времени. Объект был достаточно четким и медленно двигался относительно звезд.

Он рассказал о своем наблюдении коллегам астрономам, математикам и другим ученым. Европейские астрономы принялись изучать объект, его расстояние, массу, орбиту и прочие характеристики. Российский ученый Андрей Лексель, определил расстояние между Солнцем и Ураном, оно составляло, целых 18 а. е. (2,8 млрд. км). Так, через 2 месяца, после ежедневных многочасовых наблюдений, ученые были убеждены, что Гершель открыл не комету, а далекую седьмую планету. За свое открытие, он был удостоен пожизненной денежной королевской выплаты в 200 фунтов стерлингов и награжден орденом. Эта была первая планета, открытая в Новое время. Уран расширил границы солнечной системы в глазах человека, со времен Античности.

Строение Урана

Как показывают наблюдения со спутников, железно-каменное ядро с температурой около 7000 K, на Уране присутствует, а вот рек и океанов, наблюдать не приходится. Отсутствие металлического водорода, уменьшает количество тепла, выделяемое планетой до 30%, поэтому 70% тепловой энергии Уран получает от Солнца. За ядром сразу начинается плотная очень плотная атмосфера, толщиной около 8 тыс. км. Химический состав атмосферы Урана таков: 83% водорода (h3), 15% гелия (Не) и около 2% метан (Ch5). Метан, так же как и водород, принимают активное участие в поглощении солнечной радиации, и, следовательно, инфракрасного и красного спектров. Этим объясняется сине-зеленый цвет планеты. Ветры в средних слоях, движутся со скоростью 250м/с.

Наклон оси Урана

Уран – уникальная планета солнечной системы. Наклон оси вращения составляет около 98°, это значит, что планета практически завалена набок. Для наглядности: если все планеты похожи на вращающуюся юлу, то Уран, скорее похож, на катящийся шар для боулинга. Из-за такого необычного положения, смены дня и ночи и времен года на планете, протекают, мягко говоря, нестандартно. Получается, что 42 года, один полюс находится в темноте, на другой светит Солнце, а потом они меняются. Ученые объясняют такое странное положение планеты, столкновением с другим небесным телом (возможно с другой планетой), которое произошло миллионы лет назад.

Спутники Урана

В начале третьего тысячелетия открыто и исследовано 27 спутников планеты Уран. Основными, являются 5 самых крупных спутников. Самый большой спутник – Титания – имеет диаметр всего 1570 км, это очень немного, по сравнению со спутниками остальных планет. Оберон – второй по величине спутник Урана. Он и Титания, были открыты все тем же Гершелем, обнаружившим саму планету. Далее идут еще меньшие по размерам спутники: Умбриэль, Ариель и Миранда. Интересен тот факт, что имена всем спутникам Урана, давали в честь героев бессмертных произведений Уильяма Шекспира.

Характеристики Урана

• Масса: 8,69*1025 кг (в 14 раз больше Земли)
• Диаметр на экваторе: 51118 км (в 4 раз больше Земли)
• Диаметр на полюсе: 49946 км
• Наклон оси: 98°
• Плотность: 1,27 г/см³
• Температура верхних слоев: около –220 °C
• Период обращения вокруг оси (сутки): 17 часов 15 минут
• Расстояние от Солнца (среднее): 19 а. е. или 2,87 млрд. км
• Период обращения вокруг Солнца по орбите (год): 84,5 года
• Скорость вращения по орбите: 6,8 км/с
• Эксцентриситет орбиты: e = 0,044
• Наклон орбиты к эклиптике: i = 0,773°
• Ускорение свободного падения: около 9 м/с²
• Спутники: есть 27 шт.

Уран и Нептун

Валерия Сирота
«Квантик» №9 и №10, 2017

Они похожи почти как близнецы: практически одинаковые размеры, очень близкие массы и периоды вращения, очень похожий состав, тонкие и слабые кольца... Есть и ещё одна вещь, которая их связывает — история их открытия.

Меркурий или Сатурн были известны людям с доисторических времён, в древнем Египте жрецы уже с лёгкостью предсказывали время и место их следующего появления. А вот Уран, хоть его вполне можно разглядеть невооружённым глазом в ясную ночь, никто не замечал. Из-за большого периода обращения он слишком медленно движется относительно звёзд, чтобы кто-то обратил на него внимание. Более того, со времени изобретения телескопа в 1610 году его по крайней мере 20 раз наблюдали астрономы, записывали его координаты, зарисовывали на карты — и всё равно не замечали движения. И только в 1781 году Уильям Гершель увидел «туманную звезду» и стал следить за ней, проверяя, не комета ли это. Так была впервые открыта новая планета — Уран, и скоро Пьер Симон Лаплас вычислил её орбиту, так что можно было предсказать её движение на много лет вперёд.

Но прошло ещё полвека, и оказалось, что Уран отклоняется от этой орбиты! Адамс в Англии и Леверье во Франции независимо друг от друга предположили, что это ещё одна неизвестная планета притягивает его и «сбивает с пути». Они вычислили, где искать эту невидимку, но Адамс и вычислил не так точно, и не настаивал на своих результатах. А Леверье, который сам астрономом не был, ходил от одного наблюдателя к другому, уговаривая проверить то место на небе, которое он укажет. И в конце концов Галле, у которого была недавно нарисованная карта этого участка неба, взялся сравнить её с тем, что видно в телескоп — и в первый же час нашёл сдвинувшуюся с места «звезду». Это и был Нептун — первая планета, которую сначала предсказали теоретически и только потом нашли. Оказывается, и Нептун люди видели раньше — сам Галилей несколько раз наблюдал его в свой телескоп! — но тоже не заметили, что это планета, а не звезда.

По сравнению с Юпитером и Сатурном Уран и Нептун какие-то «гиганты-маломерки». Это потому, что газа им там, вдали от Солнца, не хватило — пока они неспешно набирали массу, весь газ «расхватали» другие планеты-гиганты, а остатки разлетелись вдаль. Так что водорода и гелия на Уране и Нептуне всего процентов 10–20, что составляет 1–2 массы Земли — а не 200 или 80, как на Юпитере или Сатурне. Зато на них вполне хватило льда — похоже, тут им ещё Юпитер помог, «подбрасывая куски» из более близкой к центру и густо заполненной области. (Юпитер ведь уже тогда хулиганил и разбрасывал всё куда попало.) Причём лёд не только обычный, водяной, но и аммиачный (NH3), и метановый (CH4). Так что их иногда называют ледяными гигантами. Но тут надо иметь в виду, что термин этот обманчив: какой уж там лёд при таком давлении и при температуре внутри планеты несколько тысяч градусов! Это не лёд, а то, во что он давно превратился со времени падения на протопланету — очень горячая и очень плотная жидкость, похожая на земную магму, только состоящая из более лёгких молекул, которая плавно — как и на «водородных» гигантах — переходит в газ по мере приближения к поверхности.

Итак, ядро этих планет (из смеси металла и камня, а не металлическое, как на Земле, и не из металлического водорода, как на Юпитере и Сатурне) составляет по разным оценкам от 0,5 до 3 масс Земли и занимает место от центра до 1/5 радиуса, атмосфера из водорода и гелия — ещё 0,5–1,5 массы Земли и ту же 1/5 радиуса, но с внешнего края; всё остальное — мантия из «льдов». Голубой цвет обеих планет объясняется, как предполагают, присутствием в верхнем слое атмосферы примеси метана, который поглощает красные и отражает синие солнечные лучи.

Но между Ураном и Нептуном есть и различия. Главное — это направление вращения. В отличие от «нормально», то есть слегка наклонённого Нептуна, Уран «ходит лёжа на боку»: его ось вращения лежит почти ровно в плоскости орбиты. Поэтому практически на всей планете полгода (то есть 42 наших года!) длится полярный день и полгода — полярная ночь (почему так — см. «Квантик» № 6 и № 7 за 2016 год). От такого равномерного и постепенного прогрева и охлаждения погода на Уране очень скучная: ни штормов, ни ураганов, ни даже разноцветных полос вдоль экватора... Когда там пролетал «Вояджер-2» — единственный до сих пор космический аппарат, приближавшийся к Урану и Нептуну, — был как раз разгар полярного лета, и ему не удалось увидеть ничего интересного. Лишь весной и осенью там хоть что-то происходит: вот недавно (равноденствие как раз только что прошло) появилось яркое облачное колечко (см. фото) и хоть какие-то пятна-вихри.

Отчего же ось Урана так наклонилась? Никто не знает. Ведь в облаке, из которого образовались планеты, всё крутилось вокруг Солнца в одну и ту же сторону — против часовой стрелки. Вот и растущие в нём комки-планеты закручивались так же. А Уран (и ещё Венера) — нет. Как всегда в таких случаях, «ищут виноватого»: может, Уран столкнулся с чем-нибудь крупным, и это — последствия соударения. Но Венера после такого удара почти перестала вращаться, а Уран крутится быстро, только не в той плоскости. Непонятно, когда он мог так покалечиться: если это случилось, когда Уран сам ещё был небольшим, то при дальнейшем наборе массы он должен был сильно замедлить вращение — ведь всё, что на него падало, вращалось не так, как он. А если это случилось поздно, когда Уран уже был большим, то какой же это гигант должен был в него врезаться?!

А ещё Уран — самая холодная планета, холоднее даже Нептуна, который на треть дальше от Солнца: температура на поверхности опускается до 50 градусов Кельвина (примерно −225°C). И в центре, как думают астрономы, она тоже ниже, чем у всех планет-гигантов: всего 5000 К. (Да, это почти как на краю Солнца — там 6000 К. Но не думайте, что это очень много — на Сатурне, например, температура внутри достигает 12 тысяч градусов.) Даже Нептун внутри горячее: он излучает в космос в 2,5 раза больше тепла, чем получает от Солнца. Откуда берётся излишек? Может, от распада радиоактивных элементов, а может, от просачивания более тяжёлых атомов гелия в водородной атмосфере вниз, поближе к ядру. (На Юпитере и Сатурне гелий уже давно «утонул», а на Уране и Нептуне — нет.) Уран же излучает ровно столько же, сколько получил, не добавляя ни на грош своей энергии.

Почему так? Тоже неизвестно. Одни говорят, что опять виновато то столкновение, которое повернуло Уранову ось — из-за него и тепло растратилось, и Уран раньше срока остыл. Другие считают, что с Ураном-то всё в порядке, это Нептун слишком горячий для такого расстояния от Солнца — из-за большого спутника, Тритона, который «теребит» его приливными силами. Если так, то лишняя энергия «отбирается» у Тритона, орбита которого постепенно опускается всё ниже.

Что ещё у этих двух планет разное — это спутники. У Урана спутники, в общем-то, мелкие, все вместе они весят меньше половины одного нептуновского Тритона, не говоря уж о нашей Луне. Но всё-таки пять из них имеют сферическую форму. Почти все спутники (кроме совсем мелких булыжников вдали от планеты) вращаются в плоскости экватора Урана — значит, они, скорее всего, образовались вокруг него, и уже после «катастрофы» (а возможно, и благодаря ей — из появившегося в результате стройматериала). Все крупные спутники Урана состоят из смеси льда (водного, сухого и аммиачного) и камня — примерно поровну. Вероятно, они были раньше разогреты и «переплавились», так что камень опустился вниз, а лёд поднялся к поверхности. Посредине между тем и другим мог быть океан из воды, подогреваемый приливами, как у спутников Юпитера и Сатурна. У спутников поменьше он давно замёрз, а у Титании и Оберона — двух самых больших — мог сохраниться и по сей день. Правда, всё равно температура такой «воды» ненамного выше −100°C (!) — замёрзнуть ей мешает большое давление (сверху ведь толстый ледяной панцирь) и добавки-«незамерзайки» — аммиак и разные соли.

Все пять крупных спутников ужасно исцарапаны — покрыты гигантскими глубокими каньонами длиной сотни километров, шириной до 50 км и глубиной до 5 км. Самый большой каньон на Титании тянется от её экватора почти до самого полюса (1500 км). Предполагают, что эти каньоны — огромные трещины в ледяной коре — образовались при постепенном замерзании подлёдного океана: ведь вода при замерзании не сжимается (как большинство веществ), а расширяется. Каждый новый слой льда «распирал» ледяную кору и разламывал её — это похоже на образование эскарпов Меркурия, только там кора проваливалась внутрь, а тут — выталкивалась наружу. Возможно, при этом немного воды выливалось наружу и затем заливало дно трещин.

Совсем непохожи на них спутники Нептуна. Они, правда, совсем мало изучены — но и так уже видно, что один только Тритон имеет сферическую форму. Остальные — бесформенные глыбы, хотя по крайней мере два из них могли бы, судя по массе, быть шарообразными. Очевидно, они никогда не нагревались — иначе уж точно «переплавились» бы в шарики. Непохоже, чтобы эти спутники образовались вместе с планетой — видимо, они все захвачены позже.

Тритон раза в 3–4 легче Луны, занимает 7-е место по массе среди спутников. По размерам он больше Плутона, недавно лишённого звания планеты, да и по другим параметрам похож на него. При этом он — единственный из крупных спутников, который вращается вокруг своей планеты «не в ту сторону» и по сильно наклонённой орбите. И это при том, что период обращения вокруг Нептуна — всего 6 часов, то есть орбита очень низкая! Не иначе Тритон, как и остальные нептуновы спутники, не родился в этих местах, а был захвачен. Откуда же Нептун ухитрился раздобыть такого большого вассала? Из пояса Койпера.

Планет всего 8, а ещё лет десять назад говорили — 9: Плутон «разжаловали» в карликовые планеты. Дело в том, что за орбитой Нептуна обнаружили целую кучу небольших планеток, и некоторые из которых по размеру и массе очень похожи на Плутон. Чтобы не объявлять их всех планетами, пришлось придумать для них отдельную категорию — карликовые планеты. Скопление карликовых планет и малых тел за орбитой Нептуна, на расстояниях 30–50 а. е., называется поясом Койпера, по аналогии с поясом астероидов. Кстати, крупнейшее тело из пояса астероидов — Цереру — тоже перевели из астероидов в разряд карликовых планет. И, как Юпитер в поясе астероидов, Нептун наводит свои порядки в поясе Койпера, возмущая и раскачивая орбиты одних планеток и стабилизируя орбиты других. Чуть ли не весь пояс Койпера находится с ним в резонансе: например, периоды обращения Нептуна и Плутона относятся как 2:3. Их орбиты почти пересекаются, но они никогда не столкнутся именно из-за резонанса.

Возвращаясь к Тритону, заметим, что Нептун уже успел «воспитать» его — вращается Тритон синхронно (всё время «смотрит» на планету одной стороной). Замечательно, что его орбита — идеальный круг. Очевидно, раньше она была вытянутой (хотя и неизвестно, насколько), и на её «выравнивание» приливными силами пришлось затратить довольно много энергии. Эта энергия, переходя в тепло, нагревала Тритон, и до сих пор на нём действуют криовулканы, которые вместо горячей магмы извергают жидкий азот. Возможно, что под поверхностью до сих пор осталась незамёрзшая жидкость (вода с аммиаком при −100°C). При этом на поверхности Тритона до того холодно (−235°C), что азот, который в земных условиях — только газ, там может даже выпадать в виде снега.

И Уран, и Нептун окружены кольцами, но кольца эти слабые и состоят из тёмных частиц — вид совсем не тот, что у Сатурна. По тому, какие они тонкие и какие широкие между ними промежутки (см. фото) похоже, что это останки совсем недавно разрушенных приливными силами маленьких спутников.

Вот и подошло к концу наше путешествие по восьми большим планетам Солнечной системы и их лунам. Но секреты и загадки Солнечной системы на этом, конечно, не кончаются...

Художник Мария Усеинова

Планета Уран - фото, видео, новости

Дарья Елецкая

Нептун — холодный гигант, расположившийся на самом краю Солнечной системы. В 1989 году “Вояджер-2” впервые смог передать данные об этой ярко-синей планете и ее 6 новых лунах, а также смог сделать первые снимки колец планеты и сильного шторма, бушующего в атмосфере ледяной планеты. Несмотря на то, что Нептун расположен дальше Урана, последний имеет абсолютно такую же температуру, несмотря на более близкое расположение к Солнцу. Столь любопытный факт указывает на то, что у Нептуна может иметься дополнительный источник тепла, который в настоящее время остается загадкой для исследователей. Так чем же может быть этот таинственный “обогреватель” планеты, названной в честь бога морей и океанов?

Читать далее

Дарья Елецкая

Уран — самая таинственная и малоизученная планета Солнечной системы. Когда в 1986 году космическая станция “Вояджер-2” передал снимки этого ледяного гиганта на Землю, ученые назвали голубую планету “невыразительной” из-за того, что на Уране нет ярких полос, как на Юпитере, нет выдающихся колец, как на Сатурне, а по своим температурным показателям Уран даже холоднее более удаленного от Солнца Нептуна. Вместе с тем, несмотря на всю свою “непримечательность”, у Урана имеется целых 27 спутников, некоторые из которых действительно заслуживают нашего внимания.

Читать далее

Николай Хижняк

Несмотря на то, что Сатурн обладает самой впечатляющей системой колец в Солнечной системе, это планета не единственная, которая может похвастаться такой отличительной особенностью. У Нептуна, Юпитера и Урана кольца тоже имеются, но они менее выражены, а поэтому за ними очень сложно вести наблюдение без наличия очень мощного телескопа. В ходе последнего исследования ученым из США и Великобритании удалось выяснить некоторые подробности о кольцах Урана. В частности, астрономы смогли впервые произвести замеры их температуры, о чем сообщает статья в журнале Astronomical Journal.

Читать далее

Эрнест Василевский

Седьмая планета от Солнца полна секретов и тайн, раскрыв которые можно узнать многое о происхождении нашей Солнечной системы. Международная команда исследователей приблизилась к разгадке этих тайн, но для этого им пришлось выяснить, что Уран обладает одним из самых неприятных запахов, известных человеку.

Читать далее

Николай Хижняк

Если бы Дэвиду Линчу поручили разработать планету, то этой планетой определенно бы стал Уран. Потому что с таким градусом странностей, которые его окружают и порой даже не имеют пока логического объяснения, смог бы справиться только режиссер, снявший «Твин Пикс». И одна из таких странностей заключается в том, что угол оси вращения Урана составляет 98 градусов, что говорит о том, что планета фактически вращается на боку. Конечно, есть несколько идей, почему это именно так, но точную причину не в состоянии назвать ни один из ученых.

Читать далее

Николай Хижняк

Несмотря на то, что эта планета была открыта еще 1781 году, посетителей у нее не было с 1986 года, то есть с момента, когда космический зонд «Вояджер-2» совершил пока единственный в истории облет Урана. С тех пор его никто никогда не посещал, и это очень печалит современных ученых, потому что Уран – удивительное место.

Читать далее

Илья Хель

26.10.2016,

Космический аппарат NASA «Вояджер-2» пролетел мимо Урана 30 лет назад, но ученые до сих пор извлекают открытия из собранных тогда данных. Новое исследование ученых Университета Айдахо говорит о том, что на орбите вблизи двух колец планеты может быть два крошечных и пока не обнаруженных спутника.

Читать далее

Илья Хель

На холодных задворках Солнечной системы два загадочных часовых прогуливаются вокруг Солнца. Одна прогулка по их гигантским орбитам занимает порядка столетия. Времена года измеряются десятилетиями. На таких больших расстояниях от Земли эти миры крайне неохотно раскрывают свои секреты. В то время как любую другую планету в нашей системе неоднократно посетили и избороздили орбитальные и спускаемые аппараты, Нептун и Уран, если не считать короткого тура в 1980-м году, остаются в значительной степени неизученными.

Читать далее

Илья Хель

Обыкновенно гладколицый Уран становится все более бурным, его невероятная система облаков становится ярче, поэтому, впервые в истории, астрономы-любители могут видеть сине-зеленую атмосферу планеты в деталях.

Читать далее

Николай Хижняк

Фотография Нептуна, заснятого космическим исследовательским аппаратом «Вояджер-2»

В настоящий момент большинство космических исследовательских миссий так или иначе связаны с Марсом. А вы никогда не задумывались, почему другие планеты нашей Солнечной системы не привлекают такое же пристальное внимание как Красная планета? Ведь помимо Марса и Земли есть другие 6 планет, но лишь некоторые из них только частично изучены. Думаете, ученых они не интересуют? Очень даже напротив.

Читать далее

Уран - НАСА Исследование солнечной системы

Планетарные особенности

Интересные факты об Уране

  • Уран известен как «боковая планета», потому что он вращается на боку.
  • Уран был открыт в 1781 году Уильямом Гершелем.
  • Уран был первой планетой, обнаруженной с помощью телескопа.
  • Уран - планета Ледяного Гиганта, которая почти в четыре раза больше Земли.
  • Урану известно 27 спутников, большинство из которых названы в честь литературных персонажей.
  • Как Сатурн, Юпитер и Нептун, Уран - планета с кольцами.

Первая планета, обнаруженная с помощью телескопа, Уран был открыт в 1781 году астрономом Уильямом Гершелем, хотя первоначально он думал, что это либо комета, либо звезда.

Два года спустя этот объект был повсеместно признан новой планетой, отчасти из-за наблюдений астронома Иоганна Элерта Боде. Гершель безуспешно пытался назвать свое открытие Георгием Сидусом в честь короля Георга III.Вместо этого научное сообщество приняло предложение Боде назвать его Ураном, греческим богом неба, как предложил Боде.

Дальше. Исследуйте Уран глубже ›

Десять фактов об Уране

10 фактов об Уране, которые нужно знать

1

Огромный

Уран примерно в четыре раза шире Земли. Если бы Земля была большим яблоком, Уран был бы размером с баскетбольный мяч.

2

Седьмой странник

Уран вращается вокруг нашего Солнца, звезды, и является седьмой планетой от Солнца на расстоянии около 1.8 миллиардов миль (2,9 миллиарда километров).

3

Короткий день, длинный год

Урану требуется около 17 часов, чтобы совершить один оборот (уранский день), и около 84 земных лет, чтобы совершить полный оборот вокруг Солнца (уранский год).

4

Ледяной гигант

Уран - ледяной гигант. Большая часть его массы представляет собой горячую плотную жидкость из «ледяных» материалов - воды, метана и аммиака - над небольшим каменным ядром.

5

Газовый

Уран имеет атмосферу, состоящую в основном из молекулярного водорода и атомарного гелия с небольшим количеством метана.

6

Много лун

У Урана 27 известных спутников, и они названы в честь персонажей из произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа.

7

Другой окольцованный мир

У Урана 13 известных колец. Внутренние кольца узкие и темные, а внешние кольца ярко окрашены.

8

Немного одиноко

"Вояджер-2" - единственный космический корабль, пролетевший мимо Урана. Ни один космический корабль не обращался к этой далекой планете, чтобы изучить ее подробно и вблизи.

9

Безжизненный

Уран не может поддерживать жизнь в том виде, в каком мы ее знаем.

10

Один интересный факт

Подобно Венере, Уран вращается с востока на запад. Но Уран уникален тем, что вращается на бок.

Вы знали?

Знаете ли вы?

Уникальное вращение Урана вбок создает странные времена года. На северном полюсе планеты 21 год ночи зимой, 21 год днем ​​летом и 42 года дня и ночи весной и осенью.

Поп культура

Поп-культура

Уран - это "прикладом" больше, чем несколько шуток и остроумных (и не очень остроумных) каламбуров, но он также часто встречается в различных вымышленных историях, таких как видеоигра Mass Effect и телешоу, вроде Доктора Кто. Радиоактивный элемент уран был назван в честь Урана, когда он был открыт в 1789 году, всего через восемь лет после открытия планеты.

Уран для детей

Уран для детей

Уран состоит из воды, метана и аммиачных жидкостей над небольшим скалистым центром.Его атмосфера состоит из водорода и гелия, как Юпитер и Сатурн, но также есть метан. Метан делает Уран синим.

Уран также имеет слабые кольца. Внутренние кольца узкие и темные. Внешние кольца ярко окрашены и их легче увидеть.

Как и Венера, Уран вращается в противоположном направлении, как и большинство других планет. И в отличие от любой другой планеты, Уран вращается набок.

Посетите NASA Space Place, чтобы узнать больше о детях.

NASA Space Place: все об Уране › Ресурсы

ресурсов

фактов об уране | Живая наука

6 августа 1945 года бомба длиной 3 метра упала с неба над японским городом Хиросима.Менее чем через минуту все в пределах мили от взрыва бомбы было уничтожено. Сильный огненный шторм быстро уничтожил еще несколько миль, убив десятки тысяч человек.

Это было первое в истории использование атомной бомбы в войне, и он использовал один известный элемент, чтобы нанести ущерб: уран. Этот радиоактивный металл уникален тем, что один из его изотопов, уран-235, является единственным изотопом природного происхождения, способным поддерживать реакцию ядерного деления. (Изотоп - это версия элемента с различным количеством нейтронов в ядре.)

Чтобы понять уран, важно понимать радиоактивность. Уран по своей природе радиоактивен: его ядро ​​нестабильно, поэтому элемент находится в постоянном состоянии распада, ища более стабильную структуру. Фактически, уран был элементом, который сделал возможным открытие радиоактивности. В 1897 году французский физик Анри Беккерель оставил несколько солей урана на фотопластинке в рамках исследования влияния света на эти соли. К его удивлению, пластина запотела, что указывало на какие-то выбросы солей урана.Беккерель разделил Нобелевскую премию с Мари и Пьером Кюри в 1903 году за это открытие.

Только факты

По данным Национальной лаборатории линейных ускорителей Джефферсона, свойства урана следующие:

Уран (Изображение предоставлено Андреем Маринкасом Шаттерстоком)
  • Атомный номер (количество протонов в ядре): 92
  • Атомный символ (в Периодической таблице элементов): U
  • Атомный вес (средняя масса атома): 238,02891
  • Плотность: 18.95 грамм на кубический сантиметр
  • Фаза при комнатной температуре: твердое вещество
  • Точка плавления: 2075 градусов по Фаренгейту (1135 градусов по Цельсию)
  • Точка кипения: 7468 F (4131 C)
  • Количество изотопов (атомов одного элемента с различное количество нейтронов): 16, 3 встречающиеся в природе
  • Наиболее распространенные изотопы: U-234 (естественное содержание 0,0054 процента), U-235 (естественное содержание 0,7204 процента), U-238 (естественное содержание 99,2742 процента)

История урана

Мартин Генрих Клапрот, немецкий химик, открыл уран в 1789 году, хотя об этом было известно по крайней мере с А.D. 79, когда оксид урана использовался в качестве красителя для керамической глазури и стекла, согласно Chemicool. Клапрот обнаружил этот элемент в минеральной урановой обманке, которая в то время считалась цинком и железной рудой. Минерал растворяли в азотной кислоте, а затем к оставшемуся желтому осадку добавляли поташ (соли калия). Клапрот пришел к выводу, что он открыл новый элемент, когда реакция между калием и осадком не следовала никаким реакциям известных элементов.Его открытие оказалось оксидом урана, а не чистым ураном, как он первоначально полагал.

Согласно Лос-Аламосской национальной лаборатории, Клапрот назвал новый элемент в честь недавно открытой планеты Уран, названной в честь греческого бога неба. Эжен-Мельхиор Пелиго, французский химик, выделил чистый уран в 1841 году путем нагревания тетрахлорида урана с калием.

Уран был обнаружен радиоактивным в 1896 году французским физиком Антуаном Беккерелем.Беккерель оставил образец урана на неэкспонированной фотографической пластинке, которая стала мутной. По данным Королевского химического общества, он пришел к выводу, что он испускает невидимые лучи. Это был первый случай изучения радиоактивности, открывший новую область науки. Мари Кюри, польский ученый, ввела термин «радиоактивность» вскоре после открытия Беккереля, и вместе с французским ученым Пьером Кюри продолжила исследования по открытию других радиоактивных элементов, таких как полоний и радий, и их свойств.

Энергия и война

По данным Всемирной ядерной ассоциации, 6,6 миллиарда лет назад в результате сверхновых образовался уран Вселенной. Он разбросан по всей планете и составляет от 2 до 4 частей на миллион большинства горных пород. По данным Министерства энергетики США, он занимает 48-е место среди самых распространенных элементов, содержащихся в природных земных породах, и в 40 раз больше, чем серебро.

Хотя уран тесно связан с радиоактивностью, скорость его распада настолько мала, что этот элемент на самом деле не является одним из самых радиоактивных.Период полураспада урана-238 составляет невероятные 4,5 миллиарда лет. Период полураспада урана-235 составляет чуть более 700 миллионов лет. Уран-234 имеет самый короткий период полураспада из всех - 245 500 лет, но он возникает только косвенно в результате распада U-238.

Для сравнения, наиболее радиоактивным элементом является полоний. Его период полураспада составляет всего 138 дней.

Тем не менее, уран обладает взрывоопасным потенциалом благодаря своей способности поддерживать ядерную цепную реакцию. U-235 является «делящимся», что означает, что его ядро ​​может быть расщеплено тепловыми нейтронами - нейтронами с той же энергией, что и их окружение.Вот как это работает, по данным Всемирной ядерной ассоциации: ядро ​​атома U-235 состоит из 143 нейтронов. Когда свободный нейтрон сталкивается с атомом, он расщепляет ядро, отбрасывая дополнительные нейроны, которые затем могут проникать в ядра соседних атомов U-235, создавая самоподдерживающийся каскад ядерного деления. Каждое событие деления генерирует тепло. В ядерном реакторе это тепло используется для кипячения воды, создавая пар, который вращает турбину для выработки энергии, а реакция контролируется такими материалами, как кадмий или бор, которые могут поглощать дополнительные нейтроны, чтобы вывести их из цепочки реакции.

В бомбе деления, подобной той, что разрушила Хиросиму, реакция становится сверхкритической. Это означает, что деление происходит с постоянно возрастающей скоростью. Эти сверхкритические реакции высвобождают огромное количество энергии: взрыв, разрушивший Хиросиму, имел мощность примерно 15 килотонн в тротиловом эквиваленте, и все они были созданы с использованием менее килограмма (2,2 фунта) расщепляющегося урана.

Чтобы сделать деление урана более эффективным, инженеры-ядерщики обогащают его. Природного урана всего около 0.7 процентов U-235, делящегося изотопа. Остальное - U-238. Чтобы увеличить долю U-235, инженеры либо газифицируют уран для отделения изотопов, либо используют центрифуги. По данным Всемирной ядерной ассоциации, наиболее обогащенный уран для атомных электростанций состоит из 3–5 процентов U-235.

На другом конце шкалы находится обедненный уран, который используется для брони танков и для изготовления пуль. Обедненный уран - это то, что остается после того, как обогащенный уран расходуется на электростанции.По данным Министерства по делам ветеранов США, он примерно на 40 процентов менее радиоактивен, чем природный уран. Этот обедненный уран опасен только при его вдыхании, проглатывании или попадании в организм при стрельбе или взрыве.

Кто знал?

  • По данным Фонда атомного наследия, только 1,38 процента урана в бомбе «Маленький мальчик», разрушившей Хиросиму, подверглись делению. Бомба содержала около 140 фунтов (64 кг) всего урана.
  • Бомба "Маленький мальчик" взорвалась на высоте 1670 футов (509 метров) над Хиросимой и оставила только каркасы нескольких железобетонных зданий, стоящих в радиусе мили вокруг Граунд Зиро, согласно отчету Министерства обороны США за 1980 год.Огненные бури уничтожили все в радиусе 7 км от взрыва.
  • Период полураспада урана-238 составляет 4,5 миллиарда лет. Он распадается на радий-226, который, в свою очередь, распадается на радон-222. Радон-222 превращается в полоний-210, который в конечном итоге распадается на стабильный нуклид, свинец.
  • Мария Кюри, которая работала с ураном и обнаружила еще несколько радиоактивных элементов (полоний и радий), вероятно, поддалась радиационному облучению, которое использовалось в ее работе. Она умерла в 1934 году от апластической анемии, дефицита эритроцитов, вероятно, вызванного радиационным повреждением ее костного мозга.
  • Чистый уран - это серебристый металл, который быстро окисляется на воздухе.
  • Уран иногда используется для окраски стекла, которое светится зеленовато-желтым под черным светом - но не из-за радиоактивности (стекло является радиоактивным лишь в малейшей степени). Согласно Collectors Weekly, флуоресценция возникает из-за ультрафиолетового света, возбуждающего ураниловое соединение в стекле, заставляя его испускать фотоны, когда оно снова оседает.
  • Желтый кек - ​​твердый оксид урана. Это форма, в которой уран обычно продается до его обогащения.
  • Уран добывается в 20 странах, более половины из которых поступает из Канады, Казахстана, Австралии, Нигера, России и Намибии, по данным Всемирной ядерной ассоциации.
  • Согласно Lenntech, все люди и животные подвергаются естественному воздействию незначительных количеств урана из пищи, воды, почвы и воздуха. По большей части, население в целом может спокойно игнорировать количества, которые попадают в организм, за исключением случаев, когда они живут рядом с местами хранения опасных отходов, шахтами или если сельскохозяйственные культуры выращиваются на загрязненной почве или поливаются загрязненной водой.

Текущие исследования

Учитывая важность урана в ядерном топливе, исследователи очень заинтересованы в том, как функционирует уран, особенно во время расплавления. Расплавление происходит, когда системы охлаждения вокруг реактора выходят из строя и тепло, генерируемое реакциями деления в активной зоне реактора, расплавляет топливо. Это произошло во время ядерной катастрофы на Чернобыльской АЭС, в результате чего образовалась радиоактивная капля, получившая название «Слоновья нога».

Понимание того, как действует ядерное топливо при его плавлении, имеет решающее значение для инженеров-ядерщиков, строящих защитные контейнеры, - сказал Джон Пэрис, химик и минералог из Университета Стоуни-Брук и Брукхейвенской национальной лаборатории.

В ноябре 2014 года Париз и его коллеги из Аргоннской национальной лаборатории и других организаций опубликовали в журнале Science статью, в которой впервые были описаны внутренние механизмы расплавленного диоксида урана, основного компонента ядерного топлива. Диоксид урана не плавится до тех пор, пока температура не превысит 5432 F (3000 C), поэтому трудно измерить, что происходит, когда материал становится жидким, - сказал Париз Live Science - просто нет достаточно прочного контейнера.

«Решение проблемы в том, что мы нагреваем шар из диоксида урана сверху лазером на диоксиде углерода, и этот шар поднимается в воздух в потоке газа», - сказал Париз.«У вас есть этот шар материала, который парит в потоке газа, поэтому вам не нужен контейнер».

Затем исследователи пропускают рентгеновские лучи через пузырек из диоксида урана и измеряют рассеяние этих рентгеновских лучей с помощью детектора. Угол рассеяния показывает структуру атомов внутри диоксида урана.

Исследователи обнаружили, что в твердом диоксиде урана атомы расположены в виде серии кубов, чередующихся с пустым пространством в виде сетки, с восемью атомами кислорода, окружающими каждый атом урана.По мере того как материал приближается к своей температуре плавления, кислород «сходит с ума», - сказала в видеоролике о результатах исследователь Аргоннской национальной лаборатории Лори Скиннер. Атомы кислорода начинают двигаться, заполняя пустое пространство и перескакивая с одного атома урана на другой.

Наконец, когда материал плавится, структура напоминает картину Сальвадора Дали, поскольку кубы превращаются в неупорядоченные многогранники. На этом этапе, как сказал Париз, количество атомов кислорода вокруг каждого атома урана, известное как координационное число, падает с восьми до примерно семи (некоторые атомы урана имеют шесть атомов кислорода, а некоторые - семь, что в среднем составляет 6 атомов кислорода. .7 атомов кислорода на уран).

Зная это число, можно смоделировать, как диоксид урана будет действовать при таких высоких температурах, сказал Париз. Следующий шаг - добавить больше сложности. По его словам, ядерные ядра - это не просто диоксид урана. Они также включают материалы, такие как цирконий, и все, что используется для защиты внутренней части реактора. Теперь исследовательская группа планирует добавить эти материалы, чтобы увидеть, как меняется реакция материала.

«Вам нужно знать, как ведет себя чистый жидкий диоксид урана, чтобы, когда вы начали смотреть на эффекты небольших добавок, вы могли увидеть, в чем разница?» - сказал Париз.

Подавляющее большинство урана используется в энергетике, обычно в контролируемых ядерных реакциях. Оставшиеся отходы, обедненный уран, можно переработать, чтобы использовать другие виды энергии, такие как энергия солнца. В патенте 2017 года, выданном учеными Лос-Аламосской национальной лаборатории Игорем Усовым и Миланом Сикорой, обсуждается использование обедненного урана, полученного в результате ядерных реакций, для создания солнечных элементов. Авторы писали, что обедненный оксид урана является обильным и дешевым в качестве остатков процесса обогащения ядерного топлива и может быть оптимизирован для использования в качестве солнечных элементов, контролируя толщину, соотношение уран / кислород, кристалличность и легирование.

Диоксид урана - превосходный полупроводник, согласно статье 2000 года Томаса Мика из Окриджской национальной лаборатории, и потенциально может быть усовершенствован для некоторых применений по сравнению с традиционными применениями кремния, германия или арсенида галлия. При комнатной температуре оксид урана даст максимально возможную эффективность солнечного элемента по сравнению с традиционными элементами и соединениями для того же использования.

Дополнительная информация от Рэйчел Росс, участника Live Science

Дополнительные ресурсы

8 основных фактов об уране

Насколько хорошо вы знаете таблицу Менделеева? Наша серия «Элементы» исследует фундаментальные строительные блоки наблюдаемой Вселенной - и их значение для вашей жизни - один за другим.

Уран потребовалось некоторое время для самоутверждения. На протяжении веков его груды томились в кучах пустой породы возле европейских рудников. После официального открытия элемента в конце 18 века, в ней нашли полезную нишу для окраски стекла и обеденных тарелок. В первой половине 20-го века ученые начали исследовать врожденный потенциал урана как источника энергии, и он занял свое место среди веществ, определяющих «атомный век», эпоху, в которой мы все еще живем. Вот несколько важных фактов о U92.

1. ЭТО САМЫЙ ТЯЖЕЛЫЙ ПРИРОДНЫЙ ЭЛЕМЕНТ ВСЕЛЕННОЙ.

С ядром, заполненным 92 протонами, уран является самым тяжелым из элементов. Этот вес когда-то заставлял судостроителей использовать отработанный уран в качестве балласта в килях кораблей. Если бы сейчас это применялось таким образом, заход в порт мог бы сбить с толку системы обороны.

Уран впервые был обнаружен в серебряных рудниках в 1500-х годах на территории современной Чешской Республики. Обычно он появлялся там, где выходила серебряная жила, за что получил прозвище pechblende , что означает «камень неудач».«В 1789 году немецкий химик Мартин Клапрот, анализировавший образцы минералов из шахт, нагрел их и выделил« странный вид полуметалла »- диоксид урана. Он назвал его в честь недавно открытой планеты Уран.

Французский физик Анри Беккерель обнаружил радиоактивные свойства урана - и саму радиоактивность - в 1896 году. Он оставил уранилсульфат калия, разновидность соли, на фотографической пластинке в ящике, и обнаружил, что уран затуманил стекло, как если бы воздействие солнечного света могло .Он излучал свои собственные лучи.

2. ЕЕ ПРЕОБРАЗОВАНИЯ ДОКАЗЫВАЛИ ПРАВО АЛХИМИСТОВ… НЕМНОГО.

Уран распадается на другие элементы, выделяя протоны, превращаясь в протактиний, радий, радон, полоний, и в общей сложности 14 переходов, все из которых радиоактивны, пока он не найдет точку покоя в виде свинца. До того, как Эрнест Резерфорд и Фредерик Содди обнаружили эту черту примерно в 1901 году, идея преобразования одного элемента в другой считалась прерогативой исключительно алхимиков.

3. КРАЙНЕ НЕСТАБИЛЬНО.

Размер урана создает нестабильность. Как пишет Том Зёлльнер в книге «Уран: война, энергия и скала, сформировавшая мир »: «Атом урана настолько перегружен, что начал отлетать от себя, как обманутый человек может сорвать с себя одежду. в безумном стремлении достичь состояния покоя, он запускает ракету из двух протонов и двух нейтронов со скоростью, достаточной для того, чтобы облететь окружность Земли примерно за две секунды.«

4. ЕСЛИ ВЫ ПРОГЛЯНЕТЕ, СПАСИБО СВОИ ПОЧКИ ЗА ЖИЗНЬ.

Следы урана появляются в горных породах, почве и воде и могут попадать в корнеплоды и морепродукты. По данным Аргоннской национальной лаборатории, на почки ложится бремя удаления его из кровотока, и на достаточно высоких уровнях этот процесс может повредить клетки. Но вот и хорошие новости: после кратковременного воздействия на низком уровне почки могут восстанавливаться.

5. ПОСУДА FIESTA ИЗ УРАНА, ЦВЕТНАЯ… И РАДИОАКТИВНАЯ.

До того, как мы осознали потенциал урана для получения энергии - и бомб, - большинство его применений вращалось вокруг цвета. Фотографы промыли платинотипные отпечатки в солях урана, чтобы сделать черно-белые изображения красновато-коричневыми. Добавленный в стекло уран придавал бусам и кубкам канареечный оттенок. Пожалуй, самое неприятное, что уран делает красно-оранжевую глазурь Fiesta Ware - a.k.a. «радиоактивно-красный» - такой горячий, как кажется; пластины, изготовленные до 1973 года, до сих пор приводят в неистовство счетчики Гейгера.

6.«Щекотание ДРАКОНА ХВОСТОМ» БЫЛО КЛЮЧОМ ДЛЯ ИЗГОТОВЛЕНИЯ ПЕРВЫХ АТОМНЫХ БОМБ.

Уран в природе встречается в трех изотопах (формах с разной массой): 234, 235 и 238. Только уран-235, который составляет всего 0,72 процента от среднего образца урановой руды, может вызвать ядерную цепную реакцию. В этом процессе нейтрон бомбардирует ядро ​​урана, заставляя его расщепляться, выделяя нейтроны, которые продолжают делить другие ядра.

В 1940-х годах группа ученых начала экспериментировать в тогдашнем секретном городе Лос-Аламос, штат Нью-Мексико, чтобы узнать, как использовать эту силу.Они назвали это «щекоткой драконьего хвоста». Урановая бомба Little Boy, которую они построили, взорвалась над японским городом Хиросима 6 августа 1945 года. Оценки разнятся, но считается, что в результате взрыва погибло 70 000 человек в результате первого взрыва и по крайней мере еще 130 000 человек погибло от радиационного отравления. следующие пять лет.

То же свойство, что и бомбы, делает уран пригодным для производства электроэнергии. «Он очень энергоемкий, поэтому количество энергии, которое вы можете получить из одного грамма урана, экспоненциально больше, чем вы можете получить из грамма угля или грамма нефти», - говорит Дениз Ли, сотрудник отдела исследований и разработок компании Oak. «Риджская национальная лаборатория», - рассказывает Mental Floss.Таблетка уранового топлива размером с кончик пальца обладает таким же энергетическим потенциалом, как 17000 кубических футов природного газа, 1780 фунтов угля или 149 галлонов нефти, по данным отраслевой группы Института ядерной энергии.

7. ЗЕМЛЯ СОЗДАЛА СВОИ ПРИРОДНЫЕ ЯДЕРНЫЕ РЕАКТОРЫ МИЛЛИАРДЫ ЛЕТ НАЗАД.

В 1970-х годах в пробах руды из шахты на территории нынешнего Габона не хватало урана-235, обнаружив, что он составляет 0,717 процента вместо ожидаемых 0,72 процента. В части шахты таинственным образом отсутствовало около 200 килограммов - достаточно, чтобы заправить полдюжины ядерных бомб.В то время возможность спонтанного возникновения ядерных реакторов деления была всего лишь теорией. Условия для этого требовали определенного размера отложений, более высокой концентрации урана-235 и окружающей среды, которая побуждала ядра продолжать расщепление. Основываясь на периоде полураспада урана-235, исследователи определили, что около 2 миллиардов лет назад уран составлял около 3 процентов руды. Этого было достаточно, чтобы вызвать реакции ядерного деления по крайней мере в 16 местах, которые вспыхивали и гасли в течение сотен тысяч лет.Как бы впечатляюще это ни звучало, средняя выходная мощность, вероятно, была менее 100 киловатт - достаточной для работы нескольких десятков тостеров, как объяснил физик Алекс Мешик в Scientific American .

8. В КАЧЕСТВЕ ИСТОЧНИКА ПИТАНИЯ ОН «ПРАКТИЧЕСКИ БЕСКОНЕЧНЫЙ».

Исследование, проведенное Массачусетским технологическим институтом в 2010 году, показало, что в мире достаточно запасов урана для обеспечения электроэнергией на десятилетия вперед. В настоящее время все коммерческие атомные электростанции используют по крайней мере некоторое количество урана, хотя плутоний также присутствует в смеси. Один проход через реакторы потребляет только около 3 процентов обогащенного урана.«Если бы вы могли обрабатывать его несколько раз, он мог бы быть практически бесконечным», - говорит Mental Floss Стефани Брюффи, сотрудник отдела исследований и разработок Национальной лаборатории Окриджа. Тонны обедненного урана или его побочных радиоактивных отходов находятся на бетонных платформах атомных электростанций и в хранилищах исторических оружейных объектов по всей стране; эти когда-то системы временного хранения превратились в постоянный дом.

Краткие сведения об элементе уран

Вы, наверное, знаете, что уран - это элемент и что он радиоактивен.Вот еще несколько фактов об уране. Вы можете найти подробную информацию об уране, посетив страницу с фактами об уране.

11 фактов об уране

  1. Чистый уран - серебристо-белый металл.
  2. Атомный номер урана 92, что означает, что атомы урана имеют 92 протона и обычно 92 электрона. Изотоп урана зависит от того, сколько в нем нейтронов.
  3. Поскольку уран радиоактивен и всегда распадается, радий всегда находится в урановых рудах.
  4. Уран немного парамагнитен.
  5. Уран назван в честь планеты Уран.
  6. Уран используется в качестве топлива для атомных электростанций и в боеприпасах проникающего действия высокой плотности. Один килограмм урана-235 теоретически может произвести ~ 80 тераджоулей энергии, что эквивалентно энергии, которую можно получить из 3000 тонн угля.
  7. Известно, что природная урановая руда самопроизвольно расщепляется. Ископаемые реакторы Окло в Габоне, Западная Африка, содержат 15 древних бездействующих естественных ядерных реакторов деления.Природная руда расщеплялась еще в доисторические времена, когда 3% природного урана существовало в виде урана-235, что было достаточно высоким процентом, чтобы поддерживать устойчивую цепную реакцию ядерного деления.
  8. Плотность урана примерно на 70% выше, чем у свинца, но меньше, чем у золота или вольфрама, хотя уран имеет второй по величине атомный вес среди встречающихся в природе элементов (уступая плутонию-244).
  9. Уран обычно имеет валентность 4 или 6.
  10. Воздействие урана на здоровье обычно не связано с радиоактивностью элемента, поскольку испускаемые ураном альфа-частицы не могут даже проникнуть через кожу.Скорее, воздействие на здоровье связано с токсичностью урана и его соединений. Проглатывание соединений шестивалентного урана может вызвать врожденные дефекты и повреждение иммунной системы.
  11. Мелкодисперсный урановый порошок пирофорен, то есть самовоспламеняется при комнатной температуре.

Это элементаль - Элемент Уран

Сказать что? Уран произносится как you-RAY-nee-em .

Уран был обнаружен немецким химиком Мартином Генрихом Клапротом в минеральной урановой обманке (в основном смеси оксидов урана) в 1789 году.Хотя Клапрот, как и остальная часть научного сообщества, считал, что вещество, которое он извлек из урана, было чистым ураном, на самом деле это был диоксид урана (UO 2 ). Заметив, что «чистый» уран странным образом реагирует с тетрахлоридом урана (UCl 4 ), французский химик Эжен-Мельшуар Пелиго выделил чистый уран путем нагревания диоксида урана с калием в платиновом тигле. Радиоактивность была впервые обнаружена в 1896 году, когда французский физик Антуан Анри Беккерель обнаружил ее на образце урана.Сегодня уран получают из урановых руд, таких как настуран, уранинит (UO 2 ), карнотит (K 2 (UO 2 ) 2 VO 4 · 1-3H 2 O) и аутунит. (Ca (UO 2 ) 2 (PO 4 ) 2 · 10H 2 O), а также из фосфатной руды (Ca 3 (PO 4 ) 2 ), лигнит (бурый уголь) и монацитовый песок ((Ce, La, Th, Nd, Y) PO 4 ). Поскольку спрос на металлический уран невелик, уран обычно продается в форме диураната натрия (Na 2 U 2 O 7 · 6H 2 O), также известного как желтый кек или октоксид триурана ( У 3 О 8 ).

Поскольку уран по своей природе радиоактивен, обычно в форме диоксида урана (UO 2 ) чаще всего используется в атомной энергетике для выработки электроэнергии. Встречающийся в природе уран состоит из трех изотопов: урана-234, урана-235 и урана-238. Хотя все три изотопа радиоактивны, только уран-235 является расщепляющимся материалом, который можно использовать в ядерной энергетике.

Когда делящийся материал сталкивается с нейтроном, его ядро ​​может выделять энергию, расщепляясь на более мелкие фрагменты.Если некоторые из фрагментов являются другими нейтронами, они могут ударить по другим атомам и вызвать их расщепление. Делящийся материал, такой как уран-235, представляет собой материал, способный производить достаточно свободных нейтронов для поддержания ядерной цепной реакции.

Только 0,7204% природного урана составляет уран-235. Это слишком низкая концентрация для поддержания цепной ядерной реакции без помощи материала, известного как замедлитель. Замедлитель - это материал, который может замедлять нейтрон, не поглощая его.Медленные нейтроны с большей вероятностью будут реагировать с ураном-235, и реакторы, использующие природный уран, могут быть созданы с использованием графита или тяжелой воды в качестве замедлителя. Также существуют методы концентрирования урана-235. После повышения уровня урана-235 примерно до 3% в качестве замедлителя можно использовать обычную воду.

Уран-238, наиболее распространенный изотоп урана, может быть преобразован в плутоний-239, делящийся материал, который также можно использовать в качестве топлива в ядерных реакторах. Для производства плутония-239 атомы урана-238 подвергаются воздействию нейтронов.Уран-239 образуется, когда уран-238 поглощает нейтрон. Уран-239 имеет период полураспада около 23 минут и распадается на нептуний-239 в результате бета-распада. Нептуний-239 имеет период полураспада около 2,4 дня и распадается на плутоний-239, также через бета-распад.

Хотя уран-233 не встречается в природе, он также является расщепляющимся материалом, который может использоваться в качестве топлива в ядерных реакторах. Для производства урана-233 атомы тория-232 подвергаются воздействию нейтронов. Торий-233 образуется, когда торий-232 поглощает нейтрон.Торий-233 имеет период полураспада около 22 минут и распадается на протактиний-233 посредством бета-распада. Протактиний-233 имеет период полураспада около 27 дней и распадается на уран-233, также через бета-распад. В случае полного расщепления один фунт (0,45 кг) урана-233 обеспечит такое же количество энергии, как при сжигании 1500 тонн (1 350 000 кг) угля.

Уран - это плотный металл, который используется не в атомной энергетике. Он используется в качестве мишени для производства рентгеновских лучей, в качестве боеприпасов для некоторых типов военного оружия, в качестве защиты от радиации, в качестве противовеса для поверхностей управления самолетами и в гироскопах инерциальных систем наведения.

Соединения урана веками использовались для окрашивания стекла. Образец желтого стекла возрастом 2000 лет, найденный недалеко от Неаполя, Италия, содержит оксид урана. Триоксид урана (UO 3 ) представляет собой порошок оранжевого цвета, который использовался при производстве пластин Fiestaware. Другие соединения урана также использовались для изготовления вазелинового стекла и глазури. Уран в этих предметах радиоактивен, и с ним следует обращаться осторожно.

Самый стабильный изотоп урана, уран-238, имеет период полураспада около 4 468 000 000 лет.Он распадается на торий-234 в результате альфа-распада или распадается в результате спонтанного деления.

Радиоактивных элементов могут иметь решающее значение для обитаемости каменистых планет - ScienceDaily

Количество долгоживущих радиоактивных элементов, включенных в каменистую планету по мере ее образования, может быть решающим фактором в определении ее будущей пригодности для обитания, согласно новому исследованию междисциплинарная группа ученых Калифорнийского университета в Санта-Крус.

Это связано с тем, что внутренний нагрев от радиоактивного распада тяжелых элементов тория и урана приводит в движение тектонику плит и может быть необходимо планете для генерации магнитного поля.Магнитное поле Земли защищает планету от солнечных ветров и космических лучей.

Конвекция в расплавленном металлическом ядре Земли создает внутреннее динамо («геодинамо»), которое генерирует магнитное поле планеты. По словам Фрэнсиса Ниммо, профессора Земли и планетных наук Калифорнийского университета в Санта-Крузе и первого автора статьи о новых открытиях, опубликованной 10 ноября в Astrophysical Journal, запасы радиоактивных элементов на Земле обеспечивают более чем достаточный внутренний нагрев для создания устойчивого геодинамо. Письма .

«Мы поняли, что разные планеты накапливают разное количество этих радиоактивных элементов, которые в конечном итоге приводят в действие геологическую активность и магнитное поле», - объяснил Ниммо. «Итак, мы взяли модель Земли и увеличили и уменьшили количество внутреннего радиогенного производства тепла, чтобы увидеть, что происходит».

Они обнаружили, что если радиогенное нагревание больше, чем у Земли, планета не может постоянно поддерживать динамо-машину, как это сделала Земля. Это происходит потому, что большая часть тория и урана попадает в мантию, а слишком много тепла в мантии действует как изолятор, не позволяя расплавленному ядру терять тепло достаточно быстро, чтобы генерировать конвективные движения, которые создают магнитное поле.

Из-за большего радиогенного внутреннего нагрева планета также имеет гораздо большую вулканическую активность, которая может вызывать частые события массового вымирания. С другой стороны, слишком мало радиоактивного тепла приводит к отсутствию вулканизма и геологически «мертвой» планете.

«Просто изменив эту одну переменную, вы пройдете по этим различным сценариям, от геологически мертвых до земных и чрезвычайно вулканических без динамо-машины», - сказал Ниммо, добавив, что эти результаты требуют более подробных исследований.

«Теперь, когда мы видим важные последствия изменения количества радиогенного нагрева, используемую нами упрощенную модель следует проверить более детальными расчетами», - сказал он.

По словам Натали Батальи, профессора астрономии и астрофизики, чья астробиологическая инициатива в Калифорнийском университете в Санта-Крузе, динамо-планетарная машина была связана с обитаемостью несколькими способами, что привело к созданию этой статьи.

«Долгое время предполагалось, что внутреннее нагревание приводит в движение тектонику плит, которая вызывает круговорот углерода и геологическую активность, такую ​​как вулканизм, создающий атмосферу», - пояснил Баталья.«А способность удерживать атмосферу связана с магнитным полем, которое также вызывается внутренним нагревом».

Соавтор Джоэл Примак, заслуженный профессор физики, объяснил, что звездные ветры, которые представляют собой быстро движущиеся потоки вещества, выбрасываемого из звезд, могут постоянно разрушать атмосферу планеты, если у нее нет магнитного поля.

«Отсутствие магнитного поля, по-видимому, является одной из причин, наряду с его меньшей гравитацией, почему у Марса очень тонкая атмосфера», - сказал он.«Раньше у него была более плотная атмосфера, и какое-то время у него была поверхностная вода. Без защиты магнитного поля через него проходит гораздо больше радиации, и поверхность планеты также становится менее пригодной для жизни».

Примак отметил, что тяжелые элементы, имеющие решающее значение для радиогенного нагрева, образуются во время слияния нейтронных звезд, что является чрезвычайно редким явлением. Создание этих так называемых элементов r-процесса во время слияния нейтронных звезд было предметом исследования соавтора Энрико Рамирес-Руиса, профессора астрономии и астрофизики.

«Мы ожидаем значительной вариабельности в количествах этих элементов, включенных в звезды и планеты, потому что это зависит от того, насколько близко материя, которая их сформировала, была к тому месту, где произошли эти редкие события в галактике», - сказал Примак.

Астрономы могут использовать спектроскопию для измерения содержания различных элементов в звездах, и ожидается, что состав планет будет аналогичен составу звезд, вокруг которых они вращаются. Редкоземельный элемент европий, который легко наблюдается в звездных спектрах, создается в результате того же процесса, что и два самых долгоживущих радиоактивных элемента, торий и уран, поэтому европий можно использовать в качестве индикатора для изучения изменчивости этих элементов в звезды и планеты нашей галактики.

Астрономы получили измерения европия для многих звезд в наших галактических окрестностях. Ниммо смог использовать эти измерения, чтобы установить естественный диапазон входных данных для своих моделей радиогенного отопления. Состав солнца находится в середине этого диапазона. По словам Примака, многие звезды содержат вдвое меньше европия по сравнению с магнием, чем Солнце, а многие звезды содержат до двух раз больше, чем Солнце.

По словам Батальи, важность и вариативность радиогенного нагрева ставит перед астробиологами много новых вопросов.

«Это сложная история, потому что обе крайности имеют значение для обитаемости. Вам нужно достаточно радиогенного нагрева, чтобы поддерживать тектонику плит, но не настолько, чтобы вы отключили магнитное динамо», - сказала она. «В конечном счете, мы ищем наиболее вероятные обители жизни. Обилие урана и тория, по-видимому, являются ключевыми факторами, возможно, даже еще одним измерением для определения планеты Златовласки».

Используя измерения европия своих звезд для идентификации планетных систем с различным количеством радиогенных элементов, астрономы могут начать искать различия между планетами в этих системах, сказал Ниммо, особенно после того, как будет развернут космический телескоп Джеймса Уэбба.«Космический телескоп Джеймса Уэбба станет мощным инструментом для описания атмосфер экзопланет», - сказал он.

Помимо Ниммо, Примака и Рамирес-Руиса, соавторами статьи являются Сандра Фабер, почетный профессор астрономии и астрофизики, и постдокторант Мохаммадтахер Сафарзаде.

Сколько урана в Солнечной системе?


Мы не знаем детально состав астероидов или объектов в кометном облаке Оорта или поясе Койпера.Одна из теорий образования солнечной системы состоит в том, что во внутренней части солнечной системы больше металлов. Это означало бы, что большая часть урана - это Марс, Меркурий, Земля, Венера и пояс астероидов. По оценкам, в земной коре содержится 40 триллионов тонн урана и 120 триллионов тонн тория. Большая часть этого урана сосредоточена в континентальной коре. В каминной полке концентрация урана ниже, но гораздо больше камина и камина перерабатывается в корку.

Содержание тяжелых солнечных элементов, описанное выше, обычно измеряется как с помощью спектроскопии фотосферы Солнца, так и путем измерения содержания в метеоритах, которые никогда не нагревались до температуры плавления.Считается, что эти метеориты сохраняют состав протозвездного Солнца и, следовательно, не подвержены осаждению тяжелых элементов. Эти два метода в целом хорошо согласуются.

Метеоры обычно содержат только 0,008 частей на миллион урана

Солнце - это 332 830 земных масс. Итак, если Солнце состояло из 8 частей на миллиард (частей на миллиард) урана, тогда 0,27% земной массы урана на Солнце.

Национальная физическая лаборатория (Великобритания) оценила количество всех элементов в Солнце, солнечной системе, метеоритах, коре и океане

0.14 тонн урана. По оценкам, 600 триллионов тонн или в 12 раз больше количества урана в земной коре, чем на Солнце, в Солнечной системе.

В астероидах определенно много металла (железа, платины).

Согласно одному отчету НАСА, полезные ископаемые астероидов в поясе астероидов могут превышать 100 миллиардов долларов на каждого из шести миллиардов людей на Земле. Джон С. Льюис, автор книги по космической добыче Mining the Sky, сказал, что астероид диаметром в один километр будет иметь массу около двух миллиардов тонн.В Солнечной системе около миллиона астероидов такого размера. Один из этих астероидов, по словам Льюиса, будет содержать 30 миллионов тонн никеля, 1,5 миллиона тонн металлического кобальта и 7500 тонн платины. Одна только платина будет стоить более 150 миллиардов долларов.

Считается, что внешнее облако Оорта содержит несколько триллионов отдельных кометных ядер размером более 1,3 км (около 500 миллиардов с абсолютной величиной ярче 10,9), при этом соседние кометы обычно находятся на расстоянии десятков миллионов километров друг от друга.25 килограммов, или примерно в пять раз больше массы Земли.

Модели

предсказывают, что внутреннее облако должно иметь в десятки или сотни раз больше кометных ядер, чем внешнее гало; это рассматривается как возможный источник новых комет для пополнения запасов относительно разреженного внешнего облака, поскольку количество последнего постепенно истощается

Общая масса пояса Койпера относительно невелика. Верхний предел общей массы оценивается примерно в одну десятую массы Земли, а по некоторым оценкам она составляет одну тридцатую массу Земли.

На Марсе есть уран и торий

На Луне есть уран.

Ядро нескольких более крупных спутников Солнечной системы и планет может содержать значительный процент урана. Существует спорная теория о том, что в ядрах планет много урана. Некоторый спектральный анализ поверхности некоторых солнечных тел, пара миссий по отбору проб и предположения о том, что находится в ядре объектов, - вот что мы делаем.

Обсуждение урана в солнечной системе

Брайан Ван - идейный лидер футуризма и популярный научный блоггер с 1 миллионом читателей в месяц.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *