우리 태양계의 8개 행성은 각각 고유한 특성을 가지고 있습니다. 일부는 밀도가 높은 이산화탄소 대기 또는 광범위한 고리를 가지고 있는 반면, 다른 일부는 태양을 "옆으로 누워" 공전합니다. 우리는 과학자들을 괴롭히는 천왕성과 그 특이한 위치에 대해 이야기할 것입니다.
천왕성은 태양계의 7번째 행성으로 거대 행성에 속합니다. 평균 반경은 25,362km입니다. 행성은 주로 얼음, 즉 메탄, 물, 암모니아로 구성되어 있다고 믿어집니다. 수소와 헬륨은 소량으로 존재하며, 행성의 대기는 이들로 구성되어 있습니다. 천왕성은 토성만큼 뚜렷하지는 않지만 여전히 관측 가능한 고리 시스템을 가지고 있습니다. ~에 이 순간행성의 27개 위성이 발견되었습니다.
천왕성은 지구 시간으로 84년 동안 우리 별 주위를 한 바퀴 공전하며, 그 축을 중심으로 행성이 자전하는 기간은 17시간 14분입니다. 하지만 이 회전축의 위치는 매우 특이합니다. 행성의 적도면은 궤도면에 대해 97.86°의 각도로 기울어져 있습니다. 즉, 행성이 마치 옆으로 누워 있는 것처럼 회전하고 태양 주위를 공전하는 것처럼 보입니다.
이 특이한 위치로 인해 천왕성의 계절 변화는 완전히 특별한 방식으로 진행됩니다. 동지 순간에 천왕성의 극 중 하나가 태양을 향하고 적도에서는 낮과 밤의 급격한 변화가 있습니다. 6개월 후(즉, 지구 시간으로 42년 후) 다른 극은 태양을 향합니다. 극지방은 반년 동안 태양을 향하고 태양은 적도에서 매우 낮게 빛난다는 사실에도 불구하고 "극지의 날"에는 적도의 온도가 극지방보다 더 높은 것으로 나타났습니다. 천문학자들은 아직 이러한 온도 이상 현상의 원인을 파악하지 못했습니다.
게다가, 과학자들은 천왕성이 왜 그렇게 이상한 위치에 있게 되었는지 오랫동안 생각해 왔습니다. 어떻게 이런 일이 일어날 수 있는지에 대한 여러 버전이 있습니다. 아마도 천왕성은 한때 상당히 큰 위성을 가지고 있었고 그 영향으로 회전축이 그러한 변화를 겪었을 것입니다. 위성은 시간이 지남에 따라 손실되었지만 축의 위치는 변경되지 않았습니다. 다른 버전에 따르면 태양계 형성 초기에 큰 천체가 천왕성과 충돌하여 회전축이 기울어졌습니다.
천문학자 Jacob Kegerray가 이끄는 영미 과학자 그룹도 동일한 버전을 고수합니다. 그들은 천왕성과 대형 물체의 충돌을 시뮬레이션하고 실험 결과를 발표했습니다. 과학자들은 충돌이 행성이 형성될 당시 아직 위성이 없었던 약 20억~30억년 전에 발생했을 수 있다고 믿습니다. 천문학자들에 따르면 천왕성과 충돌한 천체의 크기는 우리 지구의 크기보다 2배나 컸습니다. 충격은 축 위치의 변화로 이어질 수 있으며 행성 자체의 구조에도 영향을 미칠 수 있습니다. 충돌의 결과로 천왕성은 행성의 내장에 포함된 열 에너지의 일부를 잃었으며 이는 오늘날 천왕성이 우리 태양계에서 가장 추운 행성이라는 사실을 설명할 수 있습니다. 표면 온도는 영하 224°C까지 떨어집니다.
천왕성: 태양 주위
"네 편에 누워있어."
18세기에 토성은 태양계의 경계로 간주되었습니다. 그 뒤에 알려지지 않은 또 다른 행성이 숨어 있다는 사실은 누구에게도 일어나지 않았습니다. 1781년 3월 13일 새로운 행성 - 천왕성 – 영국의 음악 교사가 개설 윌리엄 허셜, 이전에는 천문학 세계에서 완전히 알려지지 않았습니다. 망원경을 통해 하늘을 가로질러 움직이는 밝은 원반을 발견한 Herschel은 그것을 혜성으로 착각하고 천체의 발견을 그리니치의 전문 천문학자들에게 보고했습니다. 이것이 매우 빨리 분명해졌습니다. 새로운 행성, 발견 소식은 유럽 전역에 퍼졌습니다. 거대 행성의 이름은 독일의 천문학자 요한 보데(Johann Bode)에 의해 붙여졌습니다.
에게
그들이 지구에 대해 이야기할 때 " 푸른 행성"는 애정 어린 과장이다. 먼 천왕성은 진정한 푸른 행성으로 밝혀졌습니다.
천왕성과 지구 비교.
이 색깔이 나타나는 이유는 천왕성의 대기 구성과 온도 때문입니다. 추웠을 때(-218도), 수소-헬륨 대기의 상층부가 응축되어 이제는 메탄 안개가 지속적으로 존재합니다. 메탄은 빨간색 광선을 잘 흡수하고 파란색과 녹색 광선을 반사합니다. 이것이 천왕성이 아름다운 청록색을 얻은 이유입니다.
천왕성의 대기는 두껍고 두께가 최소 8,000km에 달하며 약 83%의 수소, 15%의 헬륨, 2%의 메탄으로 구성되어 있습니다.
이 행성은 매우 맑은 밤에는 육안으로 거의 볼 수 없지만, 좋은 지상 망원경으로 발견하는 것은 어렵지 않습니다. 반경은 엄청납니다(직경 51,800km). 25,000km가 넘으며 지구 반경의 4배입니다. 천왕성의 질량(8.7 x 10 25)은 지구 질량의 14.5배입니다. 밀도 – 1710kg/m3. 궤도 경사각은 0.77도, 태양 주위의 공전 주기는 84.01년이다.
보이저 2호에서 얻은 데이터에 따르면 이 행성에는 작고 단단한 철-암석 핵이 있으며 그 위에서 즉시 밀도가 높은 대기가 시작된다는 사실이 밝혀졌습니다.
우라늄의 내부 구조.
천왕성은 지구와 거의 동일한 강한 자기장을 가지고 있지만 그 구성은 특이합니다. 자극지리적 위치에서 거의 60도 정도 벗어납니다. 따라서 그곳의 나침반은 지리적 극점을 가리키지 않습니다.
천왕성의 항성일은 17시간 14분 동안 지속됩니다. 행성은 "옆으로 누워"(약간 "거꾸로") 회전합니다. 회전축의 기울기는 98도입니다. 대부분의 행성은 황도면에 거의 수직인 회전축을 가지고 있지만 천왕성의 축은 이 평면과 거의 평행합니다.
천왕성은 우리 행성보다 거의 400배 적은 빛을 받습니다. 이는 일몰 직후, 황혼이 시작될 때 지구의 조명에 해당합니다.
가스 껍질 아래에는 표면 온도가 2200도인 빽빽한 물, 암모니아 및 메탄의 바다가 있어야 합니다. 해수면의 대기압은 20만입니다. 지구의 대기. 핵의 온도는 7000도에 이르고, 압력은 600만 기압에 이른다.
우라늄의 고리.
천왕성계 연구 역사의 새로운 시대가 1977년 3월 10일에 시작되었습니다. 그날 천왕성은 하늘을 가로질러 이동하면서 꽤 덮혔습니다 밝은 별. 이 장비는 별이 행성에 의해 엄폐되기 전과 후에 별이 9번 “깜박이는 것”을 기록했습니다. 이것이 9개의 조밀하고 좁으며 멀리 떨어져 있는 천왕성의 석탄색 고리가 발견된 방법입니다.
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그 후, 천왕성에 의한 별의 엄폐 현상이 200번 이상 관찰되었으며, 그 결과 특성이 연구되고 고리의 반지름이 개선되었습니다.
고리는 9개의 검은색 "거미줄" 세트입니다. 궤도 반경은 40~50,000km이고 너비는 1~10km에 불과하며 가장 넓은 부분의 외부 고리만 96km에 이릅니다. 각 고리는 행성에서 가장 먼 부분의 폭이 가장 넓습니다. 토성의 고리처럼 그 두께는 수십 미터로 측정됩니다.
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고리는 약간 타원형이며 천왕성의 적도면에 기울어져 있습니다. 가장자리가 선명하고 각 링이 거의 하나의 단위로 움직입니다. 촘촘한 고리 사이에는 투명한 미세먼지 층이 채워져 있다.
우라늄 위성 .
우주 시대가 시작되기 전에는 천왕성의 위성이 5개만 발견되었습니다. 1986년 보이저 2호가 10개를 더 발견했습니다. 1997년 이후 천문학자들은 지상 망원경을 사용하여 새로운 위성을 발견했습니다.
총 21개의 위성이 발견되었습니다.
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천왕성 위성 시스템에서 물체의 이름은 셰익스피어 희곡에 등장하는 인물의 이름을 따서 명명되었습니다.
대형 위성 - TITANIA, OBERON, ARIEL, UMBRIEL.
가장 먼 위성 두 개는 다음과 같습니다. 오베론 그리고 티타니아 Herschel이 발견한 은(는) 행성으로부터 5억8260만km와 4억3580만km 떨어진 곳에 위치해 있습니다. 그들은 거의 쌍둥이입니다. OBERON의 직경은 1520km, TITANIA는 1580km입니다. 그들의 반경은 달 반경의 약 절반입니다.
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외부 - 오베론
– 운석 분화구가 깊게 패인 고대의 얼음 표면을 가지고 있습니다.
오베론 위성.
~에 티타니아
수많은 분화구 외에도 대규모 지각 단층 네트워크와 고대 화산 활동의 흔적이 있습니다. 일부 협곡의 벽은 얼음으로 덮여 있기 때문에 가벼워 보입니다.
타이타니아 위성.
다음 두 위성인 UMBRIEL과 ARIEL은 1851년 영국의 천문학자 W. Lascelles가 몰타 섬에 만든 강력한 망원경을 사용하여 발견했습니다. 이 천체들은 크기가 거의 같습니다. 직경이 1170km인 UMBRIEL은 265,000km 거리에서 천왕성을 공전합니다. 직경 1160km의 ARIEL은 반경 191,000km의 궤도를 따라 이동합니다.
움브리엘
– 천왕성계에서 가장 어두운 위성으로, 입사광의 19%만 반사하며 특징이 없고 크레이터가 심한 표면을 가지고 있습니다.
움브리엘 위성.
아리엘 – 가장 가볍습니다. 햇빛의 40%를 반사합니다. 표면에는 대규모 지질 운동의 흔적과 고대 화산 활동의 분명한 흔적이 있습니다. 큰 분화구는 거의 존재하지 않음
위성 아리엘.
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1948년 미국의 천문학자 제라드 카이퍼(Gerard Kuiper)는 천왕성의 다섯 번째 달을 처음으로 관찰했습니다. 미란다
, 행성에서 130,000km 떨어진 곳에 위치합니다. 이것은 예상치 못한 격동의 지질학적 과거, 즉 경작지를 연상시키는 광활한 고랑 지역의 흥미로운 흔적을 지닌 작은 위성(직경 470km)입니다.
미란다에서는 수 킬로미터 깊이의 거대한 협곡이 발견되었습니다.
미란다는 천왕성의 위성이다.
토성 이후 우리 은하계에 위치한 천체는 거의 연구되지 않았습니다. 우주 연구 탐사선은 실제로 이러한 장소를 방문한 적이 없습니다. 그러나 지구인들은 태양계의 이 지역에 대해 뭔가를 배웠습니다. 예를 들어, 우리는 어느 행성이 옆으로 누워 회전하는지 알고 있습니다.
천왕성의 회전축 기울기
모든 행성체 태양계자체 경사가 있습니다 회전축, 이는 적도면과 황도면(몸이 별 주위로 움직이는 평면) 사이의 각도입니다.
그러나 천왕성의 기록적인 가치는 거의 98°입니다. 이 몸체는 마치 궤도 궤적을 따라 구르는 것처럼 "옆으로 누운" 자세로 회전하는 것으로 밝혀졌습니다.
이 현상은 천왕성 계절과 하루 중 시간에 특별한 변화를 일으켰습니다.
동지 또는 하지 시기:
- 행성 극 중 하나는 태양을 "본다";
- 이 반구에는 극의 낮이 지속되고 반대쪽 반구에는 극의 밤이 있습니다.
- 적도 지역에서는 낮과 밤이 빠르게 번갈아 나타납니다.
- 적도에 있는 관찰자는 지평선 위 극도로 낮은 곳에 위치한 별을 봅니다. 이는 우리 행성의 극 위도와 거의 같습니다.
- 극에 서 있으면 태양이 21년에 걸쳐 나선형 궤적을 따라 거의 천정까지 떠올랐다가 같은 수년 동안 지평선 아래로 나선형으로 내려가는 모습을 볼 수 있습니다.
지구에서 42년이 되는 지역적 6개월 후에 천왕성은 반대편 극이 있는 계의 중앙 발광체로 변할 것이며 상황은 반전될 것입니다.
이 행성에는 춘분과 추분도 있습니다. 이 순간, 태양은 거의 적도 위에 있으며 그 결과 다른 행성에 익숙한 낮과 밤의 순환이 발생합니다.
다음 춘분(남반구에서는 가을, 북반구에서는 봄)은 이곳에서 2007년에 시작되어 2028년까지 지속되며, 2028년에는 각각 겨울 춘분과 여름 춘분으로 대체됩니다.
천왕성의 어느 반구를 북쪽으로 간주하고 어느 반구를 남쪽으로 간주하는지에 대해 과학자들 사이에 약간의 의견 차이가 있습니다.천체의 특이한 위치로 인해 극을 정확하게 식별할 수 없습니다. 토론 결과, 세계의 북극과 남극과 관련하여 다른 행성과 동일한 방식으로 정의하기로 결정되었습니다.
천왕성이 기울어진 이유
천왕성이 옆으로 누워 있는 이유에는 적어도 두 가지 버전이 있습니다. 일부 과학자들은 이 행성에 한때 천왕성의 자전축에 영향을 미친 상당히 큰 자연 달이 있었다고 믿습니다.
그 후 달은 붕괴하거나 궤도를 바꾸었지만 축의 위치는 변하지 않았습니다. 오늘날 행성의 위성도 그에 따라 기울어져 있다는 이론 반대자들. 천왕성과 그 위성을 모두 기울일 충격을 상상하기는 어렵습니다.
대체 가설이 있습니다. 형성 초기에 태양 행성천왕성이 대형 물체와 충돌했다. 천체(아마도 어린 암석-얼음 원시행성이 있을 것으로 추정), 이로 인해 축이 기울어졌습니다. 그러한 충돌은 20억~40억년 전에 일어났을 수도 있다.
일부 천문학자들은 충돌이 "정면"이 아닌 "스스로" 발생했다고 확신합니다. 그렇지 않으면 천왕성은 훨씬 더 많은 파괴를 겪었거나 현대 형태로 완전히 존재하지 않았을 것입니다. 다른 사람들은 단일 충격이 다른 방향으로 회전하기 시작하는 것과 같은 다른 결과를 초래했지만 그러한 반전은 발생하지 않았기 때문에 여러 번의 충돌이 있었다고 주장합니다.
이 이론은 달이 행성과 함께 회전하는 이유를 설명하지 못하지만 미국과 영국의 천문학 자 그룹이 수행 한 실험 결과로 확인되었습니다. 연구원 J. Kegerray와 그의 조수들은 "정확하게" 회전하는 천왕성과 이를 향해 움직이는 큰 물체의 충돌을 시뮬레이션했습니다(그 크기는 지구의 크기보다 2배 더 커야 했습니다).
이 사실은 회전축 위치의 변화를 가져왔을 뿐만 아니라 행성의 구조에도 영향을 미쳤습니다. 충격으로 인해 열에너지가 크게 손실되었습니다. 이는 단순히 천왕성 깊이에서 터져 나와 우주에 용해되었습니다.
두 번째 옵션도 가능합니다. 붕괴되는 다가오는 물체의 잔해가 얼음층 주위의 얇은 암석 껍질 형태로 행성에 떨어져 내부 행성 열을 격리하고 물체를 얼게 만들었습니다. 이것은 천왕성이 현재 태양계에서 가장 추운 행성인 이유를 설명합니다.
작가가 상상한 천왕성과 그 위성. 신용: NASA.
아시다시피 천왕성은 태양에서 일곱 번째 행성이자 태양계에서는 세 번째로 큰 행성입니다. 그럼에도 불구하고 우리는 그것에 대해 거의 알지 못하며 목성이나 토성과는 달리 그곳에는 단일 궤도 탐사선도 없습니다. 이것이 천왕성이 미래 우주 임무의 좋은 목표인 이유입니다.
천왕성은 크기가 약 4배인 얼음 거인이다. 지구보다 더(천왕성은 직경이 50,724km이고 지구는 직경이 12,742km입니다.) 천왕성은 자체적으로 이상한 먼지 고리를 갖고 있는데, 아마도 달 중 하나가 파괴된 후에 형성되었을 것입니다. 오늘날 우리는 총 27개의 천왕성 위성을 알고 있으며, 만약 우리가 천왕성에 우주 탐사선을 보낸다면 이 아름다운 행성의 흥미롭고 놀라운 특징을 많이 배울 수 있을 것이라고 믿습니다. 슬픈 점은 보이저 2호 우주선이 1986년에 천왕성을 근접 비행한 적이 단 한 번뿐이라는 것입니다.
우리는 명왕성을 가까이서 본 적도 있지만 NASA나 ESA는 천왕성을 방문할 계획이 전혀 없습니다. 이건 정말 미친 짓이야!
천왕성의 회전축 기울기
아마도 천왕성의 가장 흥미롭고 이상한 특징은 기울기일 것입니다. 행성은 말 그대로 옆으로 누워 있습니다.
실제로 태양계의 모든 행성은 회전축(행성의 공전면과 적도면 사이의 각도)에 대해 특정한 기울기를 가지고 있습니다. 예를 들어 지구의 자전축은 23.5도, 화성은 25도, 수성의 자전축도 2.1도 기울어져 있습니다. 즉, 모든 행성의 회전축이 어느 정도 기울어져 있습니다.
그러나 천왕성에 대한 이 매개변수는 기록적인 97.8도입니다! 천왕성에는 무슨 일이 일어났을까요?
지구 크기의 두 배에 달하는 큰 물체가 천왕성과 충돌하면서 가스 거인의 회전축이 비정상적으로 기울어졌습니다. 신용 및 저작권: Jacob Kegerreis / Durham University / University of Wisconsin-Madison / W.W. 켁 천문대. 천왕성이 옆으로 누워 있다는 사실은 궤도에서 태양계 행성의 조용하고 신중한 움직임이 항상 이렇지는 않았다는 증거입니다. 태양과 행성이 형성된 직후, 우리 시스템은 다소 격동적인 곳이었습니다.
그 당시 행성들은 지금 충돌할 수 있는 것보다 더 강력하게 상호 작용하고 서로를 새로운 궤도로 밀었습니다. 일부 행성은 더 긴 궤도로 이동할 수 있는 반면 다른 행성은 반대로 태양에 더 가깝게 이동할 수 있습니다. 우리 달은 화성 크기의 물체가 지구에 충돌하면서 형성되었을 수도 있습니다. 다른 위성은 거대한 행성에 의해 포착되었습니다. 정말 악몽이었습니다.
따라서 오늘날 여러분이 보고 있는 태양계는 치명적인 타격을 피한 물체인 "생존자" 그룹입니다.
그렇다면 천왕성이 기울어지는 원인은 무엇입니까?
오늘날에는 두 가지 이론이 있습니다. 첫 번째이자 지배적인 이론에 따르면, 기울기는 천왕성과 작은(지구 크기) 행성의 충돌로 인해 발생했으며, 행성의 위성은 그렇게 큰 기울기를 갖지 않기 때문에 충돌은 우리 시스템이 형성된 직후에 발생했습니다. 천왕성이 나중에 위성이 형성된 가스와 먼지 원반으로 만 둘러싸여 있었을 때. 두 번째 이론에 따르면 기울기가 발생했습니다. 대규모 위성수백만 년 동안 그것을 흔들다가 우리 시스템에서 쫓겨나거나 붕괴된 천왕성.
그러나 천문학자들은 행성의 회전축을 이동시키는 과정이 실제로 더 복잡하다고 믿습니다. 컴퓨터 모델에 따르면 단일 충돌이 발생하면 행성도 회전할 수 있기 때문입니다. 역방향, 하지만 완전히 뒤집힐 것입니다. 오늘날 우리가 볼 수 있는 천왕성의 기울어짐을 초래한 두 번째 또는 일련의 충돌이 있었을 가능성이 높습니다.
"남부 고리"와 천왕성 북쪽의 밝은 구름. 출처: NASA/ESA/M. Showalter(SETI 연구소). 회전축이 이렇게 크게 기울어져 있는 천왕성은 우리 시스템의 다른 행성들과 상당히 다릅니다. 84년 동안의 궤도 여행 동안 행성의 극은 교대로 태양을 향합니다. 따라서 각 극의 낮과 밤은 지구 시간으로 42년 동안 지속됩니다.
이제 우리는 조용하고 질서 정연한 태양계에 있으며 많은 사람들은 생애 첫 수백만 년 동안 어떤 대격변을 겪었는지 생각조차하지 않습니다.
천왕성은 태양계의 일곱 번째 행성이자 세 번째 거대 가스 행성이다. 이 행성은 질량이 세 번째로 크고 네 번째로 크며 로마 신 토성의 아버지를 기리기 위해 그 이름을 받았습니다.
정확히 천왕성현대 역사상 최초로 발견된 행성이라는 영광을 누렸습니다. 그러나 실제로 행성으로서의 그의 최초 발견은 실제로 일어나지 않았습니다. 1781년에 천문학자는 윌리엄 허셜쌍둥이 자리의 별을 관찰하던 중 그는 처음에 혜성으로 기록했던 원반 모양의 물체를 발견하고 영국 왕립 과학 학회에 보고했습니다. 그러나 나중에 Herschel 자신은 물체의 궤도가 혜성의 경우처럼 타원형이 아니라 실질적으로 원형이라는 사실에 당황했습니다. 이 관찰이 다른 천문학자들에 의해 확인된 후에야 Herschel은 자신이 실제로 혜성이 아닌 행성을 발견했다는 결론에 이르렀고 그 발견은 마침내 널리 받아들여졌습니다.
발견된 물체가 행성이라는 데이터를 확인한 후, 허셜은 그 물체에 자신의 이름을 붙일 수 있는 특별한 특권을 받았습니다. 천문학자는 주저 없이 영국 왕 조지 3세의 이름을 선택하고 행성의 이름을 조지움 시더스(George's Star)로 명명했습니다. 그러나 그 이름은 과학적으로 인정받지 못했으며, 과학자들은 대부분태양계 행성의 이름을 지정할 때 특정 전통, 즉 고대 로마 신을 기리기 위해 이름을 지정하는 것이 더 낫다는 결론에 도달했습니다. 이것이 천왕성이 그의 것을 얻은 방법입니다 현대 이름.
현재 천왕성에 대한 정보를 수집한 유일한 행성 임무는 보이저 2호입니다.
1986년에 열린 이 회의를 통해 과학자들은 충분한 정보를 얻을 수 있었습니다. 많은 수의지구에 관한 데이터를 수집하고 많은 발견을 하게 됩니다. 우주선천왕성과 그 위성, 고리의 수천 장의 사진을 전송했습니다. 이 행성의 많은 사진은 지상 망원경으로 볼 수 있는 청록색만을 보여주었지만, 다른 사진에서는 이전에 알려지지 않았던 10개의 달과 2개의 새로운 고리의 존재를 보여주었습니다. 가까운 장래에 천왕성에 대한 새로운 임무는 계획되어 있지 않습니다.
천왕성의 진한 파란색으로 인해 동일한 모델이나 심지어 . 다행스럽게도 허블 우주 망원경의 이미지는 더 넓은 그림을 제공했습니다. 더 현대 기술망원경의 시각화 덕분에 보이저 2호보다 훨씬 더 상세한 이미지를 얻을 수 있게 됐다. 따라서 허블 사진 덕분에 천왕성에도 다른 가스 거성들과 마찬가지로 위도 띠가 있다는 사실을 알아낼 수 있었다. 게다가 지구상의 풍속은 시속 576km 이상에 달할 수 있습니다.
단조로운 분위기가 나타나는 이유는 최상층의 구성 때문이라고 믿어집니다. 눈에 보이는 구름층은 주로 메탄으로 구성되어 있으며, 이는 빨간색에 해당하는 관측된 파장을 흡수합니다. 따라서 반사파는 파란색과 녹색으로 표현됩니다.
이 메탄의 바깥층 아래 대기는 약 83%의 수소(H2)와 15%의 헬륨으로 구성되어 있으며 일부 메탄과 아세틸렌도 존재합니다. 이 구성은 태양계의 다른 거대 가스 행성과 유사합니다. 그러나 천왕성의 대기는 또 다른 면에서 현저하게 다릅니다. 목성과 토성의 대기는 대부분 기체로 구성되어 있지만, 천왕성의 대기에는 많은 가스가 포함되어 있습니다. 더 많은 얼음. 이에 대한 증거는 표면의 극도로 낮은 온도입니다. 천왕성의 대기 온도가 -224 ° C에 도달한다는 사실을 고려하면 태양계에서 가장 추운 대기라고 할 수 있습니다. 또한, 이용 가능한 데이터에 따르면 천왕성의 거의 전체 표면, 심지어 태양이 비치지 않는 쪽에서도 이러한 극도로 낮은 온도가 존재한다는 것을 알 수 있습니다.
행성 과학자들에 따르면 천왕성은 핵과 맨틀의 두 층으로 구성되어 있습니다. 현대 모델핵은 주로 암석과 얼음으로 구성되어 있으며 질량은 . 행성 맨틀의 무게는 8.01 x 10의 24kg, 즉 지구 질량의 약 13.4배입니다. 또한 맨틀은 물, 암모니아 및 기타 휘발성 요소로 구성됩니다. 천왕성과 목성, 토성의 맨틀 사이의 주요 차이점은 비록 전통적인 의미는 아니지만 얼음이 있다는 것입니다. 사실 얼음은 매우 뜨겁고 두껍고 맨틀의 두께는 5.111km입니다.
천왕성의 구성에 있어서 가장 놀라운 점과 우리 항성계의 다른 거대 가스 행성들과 구별되는 점은 천왕성이 태양으로부터 받는 것보다 더 많은 에너지를 방출하지 않는다는 것입니다. 천왕성과 크기가 매우 가까운 조차 태양으로부터 받는 열보다 약 2.6배 더 많은 열을 생성한다는 사실을 감안할 때 오늘날 과학자들은 천왕성이 생성하는 이러한 약한 전력에 매우 흥미를 느끼고 있습니다. 현재 이 현상에 대해서는 두 가지 설명이 있습니다. 첫 번째는 천왕성이 체적에 노출되었음을 나타냅니다. 우주 물체과거에는 행성 내부 열(형성 과정에서 얻은) 대부분이 손실되었습니다. 공간. 두 번째 이론은 행성 내부에 행성 내부의 열이 표면으로 빠져나가는 것을 막는 일종의 장벽이 있다고 말합니다.
천왕성의 궤도와 자전
천왕성의 발견으로 과학자들은 알려진 태양계의 반경을 거의 두 배로 늘릴 수 있었습니다. 이는 평균적으로 천왕성의 궤도가 약 2.87 x 10의 9km제곱이라는 것을 의미합니다. 그렇게 먼 거리가 되는 이유는 태양 복사가 태양에서 행성까지 이동하는 기간 때문입니다. 햇빛이 천왕성에 도달하는 데는 약 2시간 40분이 걸리며, 이는 햇빛이 지구에 도달하는 데 걸리는 시간보다 거의 20배 더 깁니다. 엄청난 거리는 또한 천왕성의 연도 길이에 영향을 미치며 지구에서는 거의 84년 동안 지속됩니다.
천왕성의 궤도 이심률은 0.0473으로 목성의 궤도 이심률인 0.0484보다 약간 작습니다. 이 요인으로 인해 천왕성은 원형 궤도 측면에서 태양계의 모든 행성 중 네 번째가 됩니다. 천왕성 궤도의 이심률이 이렇게 작은 이유는 근일점 2.74 x 10의 9km 거듭제곱과 원일점 3.01 x 109km의 차이가 2.71 x 10의 8km 거듭제곱에 불과하기 때문입니다.
천왕성의 회전에서 가장 흥미로운 점은 축의 위치입니다. 사실 천왕성을 제외한 모든 행성의 회전축은 궤도면에 거의 수직이지만 천왕성의 축은 거의 98° 기울어져 있어 사실상 천왕성이 옆으로 회전한다는 의미입니다. 행성 축의 이러한 위치의 결과는 천왕성의 북극이 행성 연도의 절반 동안 태양 위에 있고 나머지 절반은 행성의 남극에 있다는 것입니다. 다시 말해서, 낮천왕성의 한 반구에서는 42년 동안 지속되며, 다른 반구의 밤 생활도 동일합니다. 과학자들은 천왕성이 "옆으로 돌아선" 이유로 거대한 우주체와의 충돌을 다시 언급합니다.
오랫동안 우리 태양계에서 가장 인기 있는 고리가 토성의 고리였다는 점을 고려하면, 천왕성의 고리는 1977년이 되어서야 발견될 수 있었습니다. 그러나 이것이 유일한 이유는 아닙니다. 이렇게 늦게 감지되는 데는 두 가지 이유가 더 있습니다. 바로 지구에서 행성까지의 거리와 고리 자체의 낮은 반사율입니다. 1986년 우주선보이저 2호는 당시 알려진 고리 외에 행성에 두 개의 고리가 더 존재한다는 사실을 확인할 수 있었습니다. 2005년에 허블 우주 망원경은 두 개를 더 발견했습니다. 오늘날 행성 과학자들은 천왕성의 고리 13개에 대해 알고 있으며, 그 중 가장 밝은 고리는 엡실론 고리입니다.
천왕성의 고리는 입자 크기부터 구성에 이르기까지 거의 모든 면에서 토성의 고리와 다릅니다. 첫째, 토성의 고리를 구성하는 입자는 직경이 몇 미터 남짓으로 작은 반면, 천왕성의 고리에는 직경이 최대 20미터에 달하는 많은 몸체가 포함되어 있습니다. 둘째, 토성 고리의 입자는 대부분 얼음으로 이루어져 있습니다. 그러나 천왕성의 고리는 얼음과 상당량의 먼지와 파편으로 구성되어 있습니다.
윌리엄 허셜은 1781년에야 천왕성을 발견했는데, 그 이유는 이 행성이 너무 어두워 고대 문명이 볼 수 없었기 때문입니다. Herschel 자신은 처음에는 천왕성이 혜성이라고 믿었지만 나중에 그의 의견을 수정했고 과학은 그 물체의 행성 상태를 확인했습니다. 따라서 천왕성은 현대 역사상 최초로 발견된 행성이 되었습니다. Herschel이 제안한 원래 이름은 King George III를 기리기 위해 "George's Star"였지만 과학계에서는 이를 받아들이지 않았습니다. "천왕성"이라는 이름은 천문학자 요한 보데(Johann Bode)가 고대 로마의 신 천왕성을 기리기 위해 제안한 것입니다.
천왕성은 17시간 14분마다 한 번씩 자전합니다. 처럼 행성은 지구와 다른 6개 행성의 방향과 반대인 역행 방향으로 회전합니다.
천왕성의 축이 비정상적으로 기울어지면 다른 우주체와 거대한 충돌이 발생할 수 있다고 믿어집니다. 이론에 따르면 지구만한 크기의 행성이 천왕성과 급격하게 충돌하여 축이 거의 90도 바뀌었다는 것입니다.
천왕성의 풍속은 시속 900km에 이릅니다.
천왕성의 질량은 지구 질량의 약 14.5배로 태양계의 4개 거대 가스 행성 중 가장 가볍습니다.
천왕성은 종종 "얼음 거인"으로 불립니다. 천왕성은 상층의 수소와 헬륨(다른 가스 거인과 마찬가지로) 외에도 철핵을 둘러싸고 있는 얼음 맨틀을 가지고 있습니다. 상부 대기는 암모니아와 얼음 메탄 결정으로 구성되어 있으며, 이는 천왕성의 특징적인 옅은 파란색을 나타냅니다.
천왕성은 태양계에서 토성에 이어 밀도가 두 번째로 작은 행성이다.
