الصور المأخوذة من القمر الصناعي Voyager 2 في التسعينيات البعيدة أظهرت لنا نتائج مذهلة. الغلاف الجوي الغامض المخضر لأورانوس هو كل ما يتكون منه هذا الكوكب ، باستثناء قلب صغير من المعدن الحجري. الحقيقة هي أن أسلافنا ، الذين يمتلكون اكتشافات الكواكب الخارجية للنظام الشمسي ، كانوا على يقين من أن جميعها ، مثل الأرض ، لها سطح وقذيفة هوائية وطبقات تحت الأرض. كما اتضح فإن عمالقة الغاز محرومون من كل هذا ، فهم ممثلون لنموذج الكواكب المكون من طبقتين.
تاريخ الاكتشاف والبيانات العامة عن الكوكب
أورانوس هو الكوكب السابع من حيث المسافة من الشمس. اكتشفه ويليام هيرشل في نهاية القرن الثامن عشر ، عندما كان أول من استخدم التلسكوب في الملاحظات الفلكية. قبل ذلك ، اعتقد العلماء لفترة طويلة أن أورانوس كان مجرد نجم بعيد جدًا ولامع. قام هيرشل نفسه ، بتدوين ملاحظات حول هذا الجسم السماوي ، بمقارنته في البداية بمذنب ، ثم توصل لاحقًا إلى استنتاج مفاده أن هذا قد يكون كوكبًا آخر من نوع SS. بالطبع ، بعد تأكيد كل الملاحظات ، أصبح الاكتشاف ضجة كبيرة. ومع ذلك ، في ذلك الوقت ، لم يكن أحد يعرف نوع الغلاف الجوي لأورانوس بالفعل.وما هو هيكلها. نحن نعلم الآن أن مداره هو أحد أكبر المدارات في النظام. يدور الكوكب حول الشمس في 84 سنة أرضية. في الوقت نفسه ، فإن فترة ثورته حول محوره تزيد قليلاً عن 17 ساعة. وبسبب هذا ، فإن جو أورانوس ، الذي يتكون بالفعل من غازات ثقيلة ، يصبح كثيفًا بشكل لا يصدق ويمارس ضغطًا هائلاً على القلب.
تاريخ تكوين الغلاف الجوي
يُعتقد أن مظهر أورانوس وبياناته الفيزيائية يتأثران بجوهره ، وكذلك عملية تكوينه. بالمقارنة مع معلمات الكوكب نفسه (25559 كم - نصف القطر الاستوائي) ، فإن اللب هو ببساطة مصغر. لذلك ، فهو لا يوفر طاقة أو مجالًا مغناطيسيًا ، كما في حالة المشتري ، كما أنه لا يسخن بشكل كافٍ جميع الغازات التي يتكون منها الغلاف الجوي لأورانوس. لا يمكن مقارنة تركيبته ، بدوره ، بتكوين كوكب المشتري أو زحل ، على الرغم من أن كل هذه الكواكب مدرجة في نفس الفئة. الحقيقة هي أن أورانوس محاط بالغازات الجليدية ، والجليد في أعلى تعديلاته ، وسحب الميثان والعناصر الثقيلة الأخرى. توجد الغازات الخفيفة مثل الهيدروجين والهيليوم في الغلاف الجوي بكميات صغيرة فقط. هناك نسختان من هذه المفارقة. وفقًا للأول ، كان حجم وقوى الجاذبية لللب في وقت تكوين SS صغيرة جدًا لجذب الغازات الخفيفة. والثاني أنه في المكان الذي تشكل فيه أورانوس ، لم يكن هناك سوى مكونات كيميائية ثقيلة ، والتي أصبحت أساس الكوكب.
حضور الغلاف الجوي تكوينه
تمت دراسة أورانوس لأول مرة بالتفصيل فقط بعد رحلة فوييجر 2 ، التي التقطت صورًا عالية الدقة. لقد سمحوا للعلماء بتحديد الهيكل الدقيق للكوكب نفسه ، وكذلك غلافه الجوي. إذا جاز التعبير ، تنقسم القشرة الهوائية لأورانوس إلى ثلاثة أجزاء:
- تروبوسفير يقع في العمق. يتراوح الضغط هنا من 100 إلى 0.1 بار ، ولا يتجاوز ارتفاع هذه الطبقة 500 كم من المستوى الشرطي للوشاح.
- الستراتوسفير - طبقة الغلاف الجوي في المنتصف. إرتفاعات من 50 إلى 4000 كم
- إكزوسفير. الغلاف الجوي الخارجي لأورانوس حيث يميل الضغط إلى الصفر وتكون درجة حرارة الهواء في أدنى مستوياته.
كل هذه الطبقات تحتوي على الغازات التالية بنسب مختلفة: الهيليوم ، الهيدروجين ، الميثان ، الأمونيا. يوجد أيضًا ماء على شكل تعديلات مختلفة للثلج والبخار. ومع ذلك ، فإن جو أورانوس ، الذي يشبه تكوينه الغلاف الجوي لكوكب المشتري ، بارد بشكل لا يصدق. إذا تم تسخين الكتل الهوائية في أكبر عملاق غازي إلى الحد الأقصى ، فعندئذ يتم تبريدها هنا إلى 50 كلفن ، وبالتالي يكون لها كتلة كبيرة.
تروبوسفير
يتم الآن حساب أعمق طبقة من الغلاف الجوي من الناحية النظرية فقط ، لأن تكنولوجيا أبناء الأرض لا تسمح بعد بالوصول إليها. اللب الحجري للكوكب محاط بسحب تتكون من بلورات الجليد. إنها ثقيلة وتضع ضغطًا هائلاً على مركز الكوكب. تليها سحب من هيدرو كبريتيد الأمونيوم ، ثم - التكوينات الهوائية لكبريتيد الهيدروجين والأمونيا. تشغل سحب الميثان الجزء الأكثر تطرفا من طبقة التروبوسفيرتلوين الكوكب بنفس اللون الأخضر. تعتبر درجة حرارة الهواء في طبقة التروبوسفير الأعلى على هذا الكوكب. تتقلب في حدود 200 كلفن ولهذا السبب ، يعتقد بعض الباحثين أن طبقة جليدية كبيرة تشكل غطاء الكوكب. لكن هذه مجرد فرضية.
الستراتوسفير
يتم توفير وجود الغلاف الجوي لأورانوس من خلال مركبات من الغازات الثقيلة والخفيفة ، وتكوينها يرسم الكوكب بدرجات اللون الأخضر. تتم كل هذه العمليات في فجوة الهواء الوسطى ، حيث تلتقي جزيئات الأمونيا والميثان بالهيليوم والهيدروجين. تأخذ بلورات الجليد هنا تعديلات مختلفة تمامًا عن تلك الموجودة في طبقة التروبوسفير ؛ بفضل الأمونيا ، تمتص أي ضوء قادم من الفضاء. تصل سرعة الرياح في طبقة الستراتوسفير إلى 100 م / ث ، مما يؤدي إلى تغيير جميع السحب بسرعة في موقعها في الفضاء. تحدث الشفق القطبي في طبقة الستراتوسفير ، وغالبًا ما تتشكل الضباب. لكن لا يوجد هطول مثل الثلج أو المطر.
إكزوسفير
في البداية ، تم الحكم على الغلاف الجوي لأورانوس بدقة من خلال غلافه الخارجي. إنه شريط رقيق من الماء المتبلور محاط بتيارات رياح قوية وهو محور أدنى درجة حرارة في النظام الشمسي. يتكون من الغازات الخفيفة (الهيدروجين الجزيئي والهيليوم) ، بينما الميثان ، الموجود بكميات كبيرة في الطبقات الأكثر كثافة ، غائب هنا. تصل سرعة الرياح في الغلاف الخارجي إلى 200 م / ث ، وتنخفض درجة حرارة الهواء إلى 49 كلفن ، ولهذا السبب كوكب أورانوس ، الذي يكون غلافه الجوي كذلك.جليدي ، أصبح الأبرد في نظامنا ، حتى بالمقارنة مع جاره الأبعد ، نبتون.
سر المجال المغناطيسي لأورانوس
يعلم الجميع جيدًا أن أورانوس المخضر يدور حول محوره مستلقيًا على جانبه. يعتقد العلماء أنه في وقت تكوين SS ، اصطدم الكوكب بكويكب أو جسم كوني آخر ، مما أدى إلى تغيير موقعه ، مما أدى إلى تشويه المجال المغناطيسي. من المحور الذي يحدد شمال وجنوب الكوكب بالنسبة لخط الاستواء ، يتم تعويض المحور المغناطيسي بمقدار 59 درجة. هذا يخلق ، أولاً ، توزيعًا غير متساوٍ للجاذبية ، وثانيًا ، توتر غير متكافئ في نصفي الكرة الشمالي والجنوبي. ومع ذلك ، على الأرجح ، فإن هذا الموقف الغامض هو الذي يوفر وجود جو أورانوس وتكوينه الفريد. حول القلب يتم الاحتفاظ بالغازات الثقيلة فقط ، في الطبقات الوسطى - الماء المتبلور. ربما لو كانت درجة حرارة الهواء هنا أعلى ، فإن أورانوس سيصبح محيطًا ضخمًا ، يتكون من ماء عادي ، وهو مصدر الحياة.
أورانوس يمتص كل شيء وكل شيء حوله
كما قلنا أعلاه ، فإن جو أورانوس مليء بكمية هائلة من الميثان. هذا الغاز ثقيل جدًا ، لأنه قادر على امتصاص الأشعة تحت الحمراء. أي أن كل الضوء الذي يأتي من الشمس ، من النجوم والكواكب الأخرى ، الذي يلامس الغلاف الجوي لأورانوس ، يتحول إلى لون أخضر. لاحظ العلماء مؤخرًا أن الكوكب يبتلع أيضًا الغازات الأجنبية الموجودة في الفضاء الخارجي ، وهو ما يتناقض مع ضعفه.حقل مغناطيسي. تم العثور على ثاني أكسيد الكربون وأول أكسيد الكربون في تكوين الطبقات الوسطى من الغلاف الجوي. يُعتقد أنهم انجذبوا إلى الكوكب من مرور المذنبات.
عوالم الجليد لنظامنا
الكوكبان الخارجيان من SS هما أورانوس ونبتون. كلاهما يتميز بألوان مزرقة ، وكلاهما يتكون من الغازات. الغلاف الجوي لأورانوس ونبتون متماثل تقريبًا ، باستثناء النسب. قوة الجاذبية وكتلة نوى كلا الكواكب هي نفسها تقريبًا. تتكون الطبقات السفلية من الغلاف الجوي لنبتون ، مثل أورانوس ، من ماء متبلور ممزوج بالميثان وكبريتيد الهيدروجين. هنا ، بالقرب من اللب ، يسخن عمالقة الجليد ما يصل إلى 200 كلفن أو أكثر ، مما يشكل مجالًا مغناطيسيًا خاصًا بهم. يحتوي الغلاف الجوي لأورانوس ونبتون على نفس كمية الهيدروجين الجزيئي في تركيبته - أكثر من 80 بالمائة. تتميز طبقة الهواء الخارجية لنبتون أيضًا بالرياح القوية ، لكن درجة حرارة الهواء هنا أعلى قليلاً - 60 كلفن
الخلاصة
وجود الغلاف الجوي لأورانوس ، من حيث المبدأ ، يضمن وجود هذا الكوكب. الغلاف الجوي هو الجزء الأساسي المكون من أورانوس. يسخن بقوة بالقرب من القلب ، لكنه في نفس الوقت يبرد قدر الإمكان في الطبقات الخارجية. حتى الآن ، لا حياة على كوكب الأرض بسبب نقص الأكسجين والمياه السائلة. لكن إذا بدأت درجة حرارة اللب في الارتفاع ، كما توقع الباحثون ، ستتحول بلورات الجليد إلى محيط ضخم يمكن أن تظهر فيه أشكال جديدة من الحياة.
