Snímky nasnímané zo satelitu Voyager 2 vo vzdialených 90. rokoch nám ukázali úžasné výsledky. Tajomná zelenkastá atmosféra Uránu je všetko, z čoho sa táto planéta skladá, s výnimkou maličkého kamenno-kovového jadra. Faktom je, že naši predkovia, ktorí vlastnia objavy vonkajších planét slnečnej sústavy, si boli istí, že všetky z nich, podobne ako Zem, majú povrch, vzdušný obal a podzemné vrstvy. Ako sa ukázalo, plynní obri sú o toto všetko ochudobnení, keďže sú predstaviteľmi dvojvrstvového modelu planét.
História objavov a všeobecné údaje o planéte
Urán je siedma planéta z hľadiska vzdialenosti od Slnka. Objavil ho William Herschel na konci 18. storočia, keď ako prvý použil ďalekohľad na astronomické pozorovania. Predtým sa vedci dlho domnievali, že Urán je len vzdialená, veľmi jasná hviezda. Samotný Herschel, ktorý si robil poznámky o tomto nebeskom tele, ho spočiatku porovnával s kométou, neskôr dospel k záveru, že to môže byť ďalšia planéta SS. Samozrejme, po potvrdení všetkých pozorovaní sa objav stal senzáciou. Nikto však vtedy nevedel, akú atmosféru Urán vlastne má.a aká je jeho štruktúra. Teraz vieme, že jeho obežná dráha je jednou z najväčších v systéme. Planéta obehne okolo Slnka za 84 pozemských rokov. Jeho doba otáčania okolo svojej osi je zároveň niečo vyše 17 hodín. Z tohto dôvodu sa atmosféra Uránu, ktorá už pozostáva z ťažkých plynov, neuveriteľne zahustí a vyvíja obrovský tlak na jadro.
História vzniku atmosféry
Verí sa, že vzhľad a fyzikálne údaje Uránu sú ovplyvnené jeho jadrom, ako aj procesom jeho formovania. V porovnaní s parametrami samotnej planéty (25 559 km - rovníkový polomer) je jadro jednoducho miniatúrne. Neposkytuje teda energiu ani magnetické pole ako v prípade Jupitera a taktiež dostatočne neohrieva všetky plyny, ktoré tvoria atmosféru Uránu. Jeho zloženie sa zas nedá porovnávať so zložením Jupitera či Saturnu, hoci všetky tieto planéty sú zaradené do rovnakej kategórie. Faktom je, že Urán je obklopený ľadovými plynmi, ľadom v najvyšších modifikáciách, oblakmi metánu a inými ťažkými prvkami. Ľahké plyny ako vodík a hélium sú v atmosfére prítomné len v malých množstvách. Existujú dve verzie tohto paradoxu. V súlade s prvým boli veľkosť a gravitačné sily jadra v čase formovania SS príliš malé na to, aby pritiahli ľahké plyny. Druhým je, že na mieste, kde vznikol Urán, boli iba ťažké chemické zložky, ktoré sa stali základom planéty.
Prítomnosť atmosféry, jej zloženie
Urán bol prvýkrát podrobne študovaný až po ceste sondy Voyager 2, ktorá nasnímala snímky s vysokým rozlíšením. Umožnili vedcom stanoviť presnú štruktúru samotnej planéty, ako aj jej atmosféry. Vzdušný obal Uránu je takpovediac rozdelený na tri časti:
- Troposféra leží najhlbšie. Tlak je tu v rozmedzí od 100 do 0,1 baru a výška tejto vrstvy nepresahuje 500 km od podmienenej úrovne plášťa.
- Stratosféra - vrstva atmosféry v strede. Zaberá výšky od 50 do 4000 km.
- Exosféra. Vonkajšia atmosféra Uránu, kde tlak smeruje k nule a teplota vzduchu je najnižšia.
Všetky tieto vrstvy obsahujú nasledujúce plyny v rôznych pomeroch: hélium, vodík, metán, amoniak. Nechýba ani voda v podobe rôznych modifikácií ľadu a pary. Atmosféra Uránu, ktorej zloženie je porovnateľná so vzduchovým obalom Jupitera, je však neskutočne chladná. Ak sa v najväčšom plynnom obrovi zohrievajú vzduchové hmoty na maximum, potom sa tu ochladia na 50 kelvinov, a preto majú veľkú hmotnosť.
Troposféra
Najhlbšia vrstva atmosféry je teraz vypočítaná len teoreticky, keďže technológia pozemšťanov ju ešte nedovoľuje dosiahnuť. Kamenné jadro planéty obklopujú oblaky pozostávajúce z ľadových kryštálikov. Sú ťažké a vyvíjajú obrovský tlak na stred planéty. Za nimi nasledujú oblaky hydrosulfidu amónneho, potom - vzdušné útvary sírovodíka a amoniaku. Najextrémnejšiu časť troposféry zaberajú metánové oblaky, ktorézafarbite planétu rovnakou zelenou farbou. Teplota vzduchu v troposfére sa považuje za najvyššiu na planéte. Pohybuje sa v rozmedzí 200 K. Niektorí výskumníci sa preto domnievajú, že plášť planéty tvorí veľká vrstva ľadu. Ale toto je len hypotéza.
Stratosphere
Prítomnosť atmosféry Uránu zabezpečujú zlúčeniny ťažkých a ľahkých plynov a ich syntéza farbí planétu do zelenkastého odtieňa. Všetky tieto procesy prebiehajú v strednej vzduchovej medzere, kde sa stretávajú molekuly amoniaku a metánu s héliom a vodíkom. Ľadové kryštály tu nadobudnú úplne iné úpravy ako v troposfére, vďaka amoniaku pohlcujú akékoľvek svetlo prichádzajúce z vesmíru. Rýchlosť vetra v stratosfére dosahuje 100 m / s, vďaka čomu všetky oblaky rýchlo menia svoju polohu v priestore. Polárne žiary sa vyskytujú v stratosfére, často sa tvoria hmly. Ale nie sú tam žiadne zrážky ako sneh alebo dážď.
Exosphere
Spočiatku sa atmosféra Uránu posudzovala presne podľa jeho vonkajšieho obalu. Ide o tenký pásik skryštalizovanej vody, ktorý je zahalený silnými veternými prúdmi a je ohniskom najnižšej teploty v slnečnej sústave. Pozostáva z ľahkých plynov (molekulárneho vodíka a hélia), zatiaľ čo metán, ktorý sa vo veľkom množstve nachádza v hustejších vrstvách, tu chýba. Rýchlosť vetra v exosfére dosahuje 200 m/s, teplota vzduchu klesá na 49 K. Preto planéta Urán, ktorej atmosféra je tzv.ľadový, sa stal najchladnejším v našej sústave, dokonca aj v porovnaní s jeho vzdialenejším susedom, Neptúnom.
Záhada magnetického poľa Uránu
Každý veľmi dobre vie, že zelenkastý Urán sa točí okolo svojej osi a leží na boku. Vedci sa domnievajú, že v čase vzniku SS sa planéta zrazila s asteroidom alebo iným kozmickým telesom, ktoré zmenilo svoju polohu a narušilo magnetické pole. Od osi, ktorá určuje sever a juh planéty vzhľadom k rovníku, je magnetická os posunutá o 59 stupňov. Vzniká tak po prvé nerovnomerné rozloženie gravitácie a po druhé nerovnomerné napätie na severnej a južnej pologuli. Avšak s najväčšou pravdepodobnosťou je to práve táto tajomná poloha, ktorá poskytuje prítomnosť atmosféry Uránu a jeho jedinečného zloženia. Okolo jadra sa zadržiavajú len ťažké plyny, v stredných vrstvách - kryštalizovaná voda. Možno keby tu bola vyššia teplota vzduchu, Urán by sa stal obrovským oceánom pozostávajúcim z obyčajnej vody, ktorá je zdrojom života.
Urán pohlcuje všetko a všetko okolo
Ako sme už povedali vyššie, atmosféra Uránu je naplnená obrovským množstvom metánu. Tento plyn je dosť ťažký, pretože je schopný absorbovať infračervené lúče. To znamená, že všetko svetlo, ktoré prichádza zo Slnka, z iných hviezd a planét, ktoré sa dotýka atmosféry Uránu, sa zmení na zelenkastý odtieň. Nedávno si vedci všimli, že planéta pohlcuje aj cudzie plyny, ktoré sa nachádzajú vo vesmíre, čo je paradoxné pri jej slabostimagnetické pole. Oxid uhličitý a oxid uhoľnatý sa našli v zložení stredných vrstiev atmosféry. Verí sa, že boli priťahovaní k planéte prelietajúcimi kométami.
Ľadové ríše nášho systému
Dve najvzdialenejšie planéty SS sú Urán a Neptún. Oba sa vyznačujú modrastými odtieňmi, oba vznikajú z plynov. Atmosféra Uránu a Neptúna je až na proporcie prakticky rovnaká. Gravitačná sila a hmotnosť jadier oboch planét je takmer rovnaká. Spodné vrstvy atmosféry Neptúna, podobne ako Urán, sú tvorené z kryštalickej vody zmiešanej s metánom a sírovodíkom. Tu, v blízkosti jadra, sa ľadoví obri zahrievajú na 200 alebo viac Kelvinov, čím vytvárajú svoje vlastné magnetické pole. Atmosféra Uránu a Neptúna má vo svojom zložení rovnaké množstvo molekulárneho vodíka – viac ako 80 percent. Vonkajšia vzduchová vrstva Neptúna sa tiež vyznačuje silným vetrom, ale teplota vzduchu je tu o niečo vyššia - 60 K.
Záver
Prítomnosť atmosféry Uránu v princípe zabezpečuje existenciu tejto planéty. Vzduchová škrupina je hlavnou zložkou Uránu. V blízkosti jadra sa silne zahrieva, no zároveň sa v najkrajnejších vrstvách maximálne ochladzuje. Planéta je zatiaľ bez života kvôli nedostatku kyslíka, ako aj tekutej vody. Ak však teplota jadra začne stúpať, vedci predpovedajú, že ľadové kryštály sa zmenia na obrovský oceán, v ktorom sa môžu objaviť nové formy života.
