Уран

УРАН (астрономічний знак I), планета, середня відстань від Сонця — 19,18 а. о. (2871 млн. км), період обертання 84 роки, період власного обертання 17 год, екваторіальний діаметр 51 200 км, маса 8,7·10²⁵ кг, склад атмосфери: Н₂, Не, СН₄. Вісь обертання Урану нахилена на кут 98 °. Уран має 15 супутників (5 відкриті із Землі — Міранда, Аріель, Умбріель, Тітанія, Оберон, і 10 відкриті космічним апаратом «Вояджер-2» — Корделія, Офелія, Біанка, Крессида, Дездемона, Джульєта, Порція, Розалінда, Белінда, Пек) і система кілець. Це сьома від Сонця велика планета Сонячної системи, відноситься до планет-гігантів.

Уран рухається навколо Сонця по еліптичній орбіті, велика піввісь якої (середня геліоцентрична відстань) в 19,182 більше, ніж у Землі, і складає 2871 млн. км. Ексцентриситет орбіти рівний 0,047, тобто орбіта досить близька до кругової. Площина орбіти нахилена до екліптики під кутом 0,8°. Один оберт навколо Сонця Уран здійснює за 84,01 земного року. Період власного обертання Урану складає приблизно 17 годин. Існуючий розкид при визначенні значень цього періоду обумовлений декількома причинами, з яких основними є дві: газова поверхня планети не обертається як єдине ціле і, крім того, на поверхні Урану не виявлено помітних локальних неоднорідностей, які допомогли б уточнити тривалість доби на планеті.

Обертання Урану має ряд особливостей: вісь обертання майже перпендикулярна (98°) до площини орбіти, а напрям обертання протилежний до  напряму обертання навколо Сонця, тобто зворотній (зі всіх інших великих планет зворотний напрям обертання спостерігається тільки у Венери).

Уран відносять до планет-гігантів: його екваторіальний радіус (25600 км) майже в чотири рази, а маса (8,7·10²⁵ кг) — в 14,6 разу більше, ніж у Землі. При цьому середня щільність Урану (1,26 г/см³) в 4,38 раз менше, ніж щільність Землі. Відносно мала щільність типова для планет-гігантів: в процесі формування з газово-пилової протопланетної хмари найбільш легкі компоненти (в першу чергу, водень і гелій) стали для них основним «будівельним матеріалом», тоді як планети земної групи включають помітну частку важчих елементів. Подібно до інших планет-гігантів, атмосфера Урану в основному складається з водню, гелію і метану, хоча їх відносні внески дещо нижче в порівнянні з Юпітером і Сатурном.

Теоретична модель будови Урану така: його поверхневий шар є газорідкою оболонкою, під якою знаходиться крижана (суміш водяного і аміачного льоду) мантія, а ще глибше — ядро з твердих порід. Маса мантії і ядра складає приблизно 85-90% від всієї маси Урану. Зона твердої речовини тягнеться до 3/4 радіусу планети.

Температура в центрі Урану близька до 10000 К при тиску 7-8 млн. атмосфер (одна атмосфера приблизно відповідає одному бару). На межі ядра тиск приблизно на два порядки нижче (близько 100 кілобар). Ефективна температура, визначувана по тепловому випромінюванню з поверхні планети, складає 55 К.

Подібно до Нептуна і Сатурну, Уран має велике число супутників (до 1997 відкрито 15) і систему кілець. Найбільші розміри (у кілометрах) і маса (у долях маси Урану) характерні для перших п'яти (відкритих із Землі) супутників. Це Міранда (127 км, 10-7 ), Аріель (565 км, 1,1·10-5 ), Умбріель (555 км, 1,1·10-5 ), Тітанія (800 км, 3,2·10-5 ) і Оберон (815 км, 3,4·10-5 ). Останні два супутники, згідно теоретичним оцінкам, випробовують диференціацію, тобто перерозподіл різних елементів по глибині, внаслідок чого відбулося утворення силікатного ядра, мантії з льоду (водяного і аміачного) і крижаної кори. Теплота, що виділяється при диференціації, приводить до помітного розігрівання надр, що може викликати навіть їх розплавлення. Решта 10 супутників Урану (Корделія, Офелія, Біанка, Крессида, Дездемона, Джульєта, Порція, Розалінда, Белінда, Пек) була відкрита з борту космічного апарату «Вояджер-2» в 1985-86.

Протягом багатьох століть астрономи Землі знали тільки п'ять «блукаючих зірок» — планет. 1781 був ознаменований відкриттям ще однієї планети, названої Ураном. Це відбулося, коли англійський астроном Гершель приступив до реалізації грандіозної програми: складання повного систематичного огляду зоряного неба.

13 березня поблизу однієї із зірок сузір'я близнюків Гершель відмітив цікавий об'єкт, який явно не був зіркою: його видимі розміри мінялися залежно від збільшення телескопа, а головне, мінялося його положення на небосхилі. Гершель спочатку вирішив, що відкрив нову комету (його доповідь на засіданні Королівського комітету 26 квітня 1781 так і називався — «Повідомлення про комету»), але від кометної гіпотези незабаром довелося відмовитися. У подяку Георгу III, що призначив Гершеля королівським астрономом, останній запропонував назвати планету «Георгієва зірка», проте, щоб не порушувати традиційного зв'язку з міфологією, була прийнята назва «Уран».

Перші нечисленні спостереження ще не дозволяли достатньо точно визначити параметри орбіти нової планети, але, по-перше, число цих спостережень (зокрема, в Росії, Франції і Німеччині) швидко збільшувалося, і по-друге, уважне дослідження каталогів минулих спостережень дозволило переконатися, що планета неодноразово фіксувалася і раніше, але сприймалася за зірку, що також помітно збільшувало число даних.

Протягом 30 років після відкриття Урану гострота інтересу до нього періодично падала, але тільки на якийсь час. Річ у тому, що підвищення точності спостережень виявило загадкові аномалії в русі планети: вона то «відставала» від розрахункового, то починала «випереджати» його. Теоретичне пояснення цих аномалій привело до нових відкриттів — виявлення зауранових планет.