Землю часто называют голубой планетой, но это немного несправедливо. Ведь даже в Солнечной системе есть планета гораздо голубее. Это Уран — седьмая по удаленности от Солнца и, возможно, первая по странности. Ледяной гигант вращается вокруг Солнца, завалившись набок, а в его недрах может существовать черный лед — чем дольше ее изучают, тем страннее она становится.
И снова Гершель
Уран — первая планета, которую открыли уже в Новое время. Сделал это Уильям Гершель. Этот ученый и музыкант впервые предположил, что туманность Андромеды содержит материал для рождений новых звезд, и обнаружил сверхскопление Девы, которое, как выяснили уже в XX веке, является огромной нитью из галактик. До Гершеля Уран наблюдали и другие астрономы, но только благодаря его открытию наконец стало понятно, что это планета. Наблюдения он вел в телескоп собственной конструкции. Сам первооткрыватель, правда, сомневался. Он долго описывал Уран как комету, но все же с помощью других астрономов убедился в ее планетарной природе.
Встал выбор имени для новой планеты. Предлагалось назвать ее и в честь Кибеллы, жены Сатурна, и в честь Гершеля, но все же остановились на Уране. Так в древнегреческой мифологии звали отца Сатурна, олицетворяющего небо супруга Геи, богини Земли. Так сын-Юпитер, отец-Сатурн и дед-Уран оказались друг рядом с другом в очереди к Солнцу.
Такой холодный
Уран занимает второе место с конца по плотности среди планет нашей системы (после Сатурна) и состоит в основном из льда. Масса гиганта в 14,5 раза превышает земную, расстояние до Солнца почти в 20 раз больше, чем у нашей планеты, а уранианский год равен 84 земным. Как таковой твердой поверхности у Урана нет: газообразная атмосфера плавно переходит в жидкую, а затем в ледяную. Причем температура атмосферы опускается до -224 °C, что делает Уран самой холодной планетой в Солнечной системе. Но почему, ведь за ним есть еще Нептун, который находится дальше от Солнца?
Сравнение размеров Урана и Земли. NASA
Дело во внутреннем тепле Урана, которое он почти не выделяет. Другие гиганты выделяют тепла больше, чем получают от Солнца, в том числе и Нептун — близнец Урана (они имеют одинаковый период обращения, а значит, родились вместе). Возможно, это излучение экранирует еще не обнаруженный слой атмосферы планеты: если два соседних слоя имеют различный состав, это может препятствовать переносу тепла между ними. Другая возможная причина низкого внутреннего тепла связана с еще одной особенностью Урана. Его ось вращения наклонена на 98 градусов относительно орбиты, что отличает Уран от остальных планет системы. Наиболее популярная гипотеза объясняет это тем, что когда-то ледяной гигант столкнулся с огромным телом. Возможно, им был кусок льда в два раза больше Земли. Это вполне вероятно, но более новая версия предполагает, что Уран наклонили его гигантские кольца. Сейчас планета их не имеет, но миллиарды лет назад они могли ее окружать.
Какие аргументы у этой теории? Во-первых, если бы Уран когда-то столкнулся с крупным небесным телом, то вряд ли бы периоды вращения его и Нептуна сегодня совпадали. Во-вторых, такой удар привел бы к таянию льдов всех спутников Урана, но они на месте. Эти недочеты теории столкновения исчезают, если предположить, что ледяная планета имела массивные кольца. Осевой наклон мог возникнуть из-за колебаний, вызванных ими, — эту гипотезу подтвердило и моделирование. Правда, не полностью: кольца могут объяснить, каким образом ось Урана наклонилась на 70 градусов. А оставшиеся 28 градусов как раз могло добавить столкновение с крупным объектом.
Разнояйцевые близнецы
Уран и Нептун очень похожи, но первый — настоящий бунтарь, который отличается от всех планет нашей системы. В том числе и от своего близнеца. Например, оттенком синего, в который окрашены оба тела из-за присутствия метана. Но Уран имеет скорее бледно-голубой цвет, а Нептун — ярко-синий. Как удалось выяснить благодаря снимкам Hubble, атмосфера первого оказалась плотнее. В чем ее отличие от соседки, еще только предстоит узнать, ведь эти две планеты изучены очень мало. За всю историю освоения космоса к ним приблизился лишь зонд Voyager 2 в 1986 году. Так что Уран хранит еще много загадок, а некоторые ученым приходится разгадывать прямо на Земле.
Предполагаемая структура Урана. Wikimedia Commons
Например, в 2021 году в лаборатории удалось получить суперионный лед черного цвета. Главные условия — экстремально высокие температура и давление. Ускоритель электронов разогнал эти частицы почти до скорости света, в результате чего они начали испускать рентгеновские лучи. Их направили на образец льда, зажатый между двух кусочков алмаза, создавших в нем высокое давление. В результате образовался устойчивый черный лед. Он представляет собой на атомном уровне твердую кислородную решетку, в которой свободно плавают атомы водорода. Такая необычная внутренняя структура и придает суперионному льду новые свойства, отличающие его от обычного льда, в том числе и оптические — черный цвет. При этом, когда эксперимент закончили, лед вернулся в обычную свою форму, то есть ученые получили новую агрегатную форму воды. Это открытие может приблизить наше понимание рождения самой холодной и странной планеты Солнечной системы, ведь черный лед может содержаться в ее недрах.
Подписывайтесь на InScience.News в социальных сетях: ВКонтакте, Telegram, Одноклассники.
