Características de Urano (planeta), composição, órbita, movimento

Urano É o sétimo planeta do sistema solar e pertence ao grupo de planetas externos. Além da órbita de Saturno, Urano é quase visível a olho nu em condições muito excepcionais e é necessário saber onde procurar.

Por esse motivo, para o antigo Urano, era praticamente invisível, até que o astrônomo William Herschel o descobriu em 1781, com um telescópio que ele se construiu. O minúsculo ponto azul esverdeado não era exatamente o que o astrônomo estava procurando. O que Herschel queria era detectar a paraletação estelar causada pelo movimento de tradução da terra.

figura 1. O planeta Urano, 14.5 vezes mais massivo que a Terra. Fonte: Pixabay.

Para fazer isso, eu precisava localizar uma estrela distante (e próxima) e observar como eles foram vistos de dois lugares diferentes. Mas uma noite de primavera em 1781, Herschel viu um pequeno ponto que parecia brilhar um pouco mais do que os outros.

Logo, ele e os outros astrônomos se convenceram de que era um novo planeta e Herschel rapidamente se tornou famosa por expandir o tamanho do universo conhecido, aumentando o número de planetas.

O novo planeta não recebeu seu nome imediatamente, porque Herschel se recusou a usar uma divindade grega ou romana e, em vez disso, ele o batizou como Georgium sidu ou "Jorge Star" em homenagem ao então inglês Monarch Jorge III.

Naturalmente, essa opção não era como alguns no continente europeu, mas a pergunta foi resolvida quando a astronom alemã.

De acordo com as antigas mitologias gregas e romanas, Urano era o pai de Saturno (Cronos), que por sua vez era o pai de Júpiter (Zeus). A comunidade científica finalmente aceitou esse nome, exceto na Inglaterra, onde o planeta continuou chamado de "Jorge Star", pelo menos até 1850.

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Características gerais de Urano

Urano pertence ao grupo de planetas externos do sistema solar, sendo o terceiro planeta em tamanho, depois de Saturno e Júpiter. É, juntamente com Netuno, um gigante do gelo, já que sua composição e muitas de suas características os diferenciam dos outros dois Júpìter e Saturn Giants.

Enquanto em Júpiter e Saturno, hidrogênio e hélio predominam, gigantes de sorvete, como Urano, contêm elementos mais pesados, como oxigênio, carbono, nitrogênio e enxofre. 

Obviamente, Urano também tem hidrogênio e hélio, mas principalmente em sua atmosfera. E também contém gelo, embora nem todos sejam água: há amônia, metano e outros compostos. 

Mas, de qualquer forma, a atmosfera de Urano é uma das mais congeladas de todas no sistema solar. As temperaturas lá podem atingir -224 ºC.

Embora as imagens mostrem um álbum azul distante e misterioso, há muito mais características surpreendentes. Um deles é precisamente a cor azul, devido ao metano da atmosfera, que absorve a luz vermelha e reflete azul.

Urano parece azul pelo gás metano de sua atmosfera, que absorve a luz vermelha e reflete a luz azul

Além disso, Urano tem:

-Próprio campo magnético com disposição assimétrica. 

-Numerosas luas.

-Um sistema mais escuro do que o de Saturno.

Mas definitivamente o que mais atrai a atenção é o retrocesso em um eixo de rotação completamente inclinado, tanto que os pólos de Urano estão localizados onde o equador de outros é, como se estivesse girando de lado.

Figura 2. Inclinação do eixo de rotação de Urano. Fonte: NASA.

A propósito, ao contrário do que a Figura 1 sugere, Urano não é um planeta pacífico ou monótono. O Voyager, a sonda que obteve as imagens, era adequada para um raro período de clima pacífico.

A figura a seguir mostra a inclinação do eixo Urano em 98º em uma comparação global entre todos os planetas. Em Urano, são os pólos que recebem o maior calor do sol distante, em vez do Equador.

Figura 3. Os eixos de rotação dos planetas do sistema solar. Fonte: NASA.

Resumo das principais características físicas do planeta

-Massa: 8.69 x 10²⁵ kg.

-Rádio: 2.5362 x 10⁴   km

-Forma: Prostituta.

-Distância média do sol: 2.87 x 10⁹ km

-Inclinação da órbita: 0.77º sobre o plano eclíptico.

-Temperatura: Entre -220 e -205.2 ºC aproximadamente.

-Gravidade: 8.69 m/s²

-Próprio campo magnético: Sim.

-Atmosfera: Sim, de hidrogênio e hélio

-Densidade: 1290 kg/m³

-Satélites: 27 com designação até o momento.

-Argolas: Sim, cerca de 13 descobertos até agora.

Movimento de tradução

Urano, como os grandes planetas, vira majestosamente ao redor do sol, levando aproximadamente 84 anos para concluir uma órbita. 

Figura 4. Órbita de urano (em vermelho) ao redor do sol. Fonte: Wikimedia Commons. Simulação original = Todd K. Autor de Timberlake da Simulação Easy Java = Francisco Esquembre/CC BY-S (https: // criativeCommons.Org/licenças/BY-SA/3.0)

A órbita de Urano é consideravelmente elíptica e, em princípio, mostrou algumas discrepâncias com a órbita calculada para ele das leis de Newton e Kepler, pelo grande matemático Pierre de Laplace em 1783. 

Você pode atendê -lo: terceira lei de Newton: pedidos, experimentos e exercícios

Algum tempo depois, em 1841, astronom inglesa. 

Em 1846, o matemático francês Urbain Le Verrier refinou os cálculos da possível órbita do planeta desconhecido e os entregou ao astrônomo alemão Johann Gottfried Galle em Berlim. Netuno apareceu imediatamente em seu telescópio pela primeira vez, no local indicado pelo cientista francês. 

Figura 5. À esquerda, Sir William Herschel (1738-1822) e à direita Urbain Le Verrier (1811-1877). Fonte: Wikimedia Commons.

Quando e como observar Urano

Urano é difícil de observar com o olho nu porque está extremamente distante da terra. Assim que apresentar uma magnitude de 6, quando é mais brilhante e um diâmetro de 4 segundos de arco (Júpiter tem cerca de 47º quando parece melhor).

Com céu escuro muito claro, sem luzes artificiais e sabendo com antecedência onde olhar, é possível vê -lo a olho nu. 

No entanto, os fãs de astronomia podem colocá -lo com a ajuda das letras celestes encontradas na internet e um instrumento, que pode até ser binóculos de boa qualidade. Mesmo assim, parecerá um ponto azul sem mais detalhes.

Figura 6. Urano pode ser visto como um pequeno ponto azul com a ajuda do telescópio e letras celestes. Fonte: pexels.

Para ver as 5 principais luas de Urano, é necessário um grande telescópio. Os detalhes do planeta podem ser observados com um telescópio pelo menos 200 mm. Instrumentos menores revelam apenas um pequeno álbum azul esverdeado, no entanto, vale a pena tentar, sabendo que lá, até agora, esconde tantas maravilhas.

Urano anéis

Em 1977, Urano passou uma estrela e o escondeu. Durante esse período, a estrela piscou algumas vezes, antes e depois da ocultação. A trêmula foi causada pelo passe.

Todos os planetas externos têm um sistema de anéis, embora nenhum exceda a beleza dos anéis de Saturno, no entanto, os de Urano são muito interessantes.

A sonda Voyager 2 encontrou mais anéis e obteve excelentes imagens. Em 2005, o telescópio espacial Hubble também descobriu outros 2 anéis exteriores. 

A questão que compõe os anéis de Urano é escura, é possivelmente rochas com alto teor de carbono e apenas os anéis mais externos são ricos em pó.

Os anéis são mantidos em forma graças ao Satélites de pastor de Urano, cuja ação gravitacional determina a forma daqueles. Eles também são muito magros, portanto os satélites que pastam são muito pequenos luas.

O sistema de anéis é uma estrutura bastante frágil e pouco duradoura, pelo menos do ponto de vista dos tempos astronômicos.

As partículas que compõem os anéis colidem continuamente, o esfregamento com a atmosfera de Urano os agrupa e também a radiação solar constante os deteriora.

Portanto, a persistência dos anéis depende do fato de que o novo material chega a eles, a partir da fragmentação dos satélites para os impactos com asteróides e cometas. Como nos anéis de Saturno, os astrônomos acreditam que são recentes e que sua origem é precisamente nessas colisões.

Figura 7. Há uma relação muito próxima entre os anéis de Urano e os satélites de pastor, isso é comum em planetas com sistemas de anéis. Fonte: Wikimedia Commons. Trassiorf / domínio público.

Movimento rotatório

Entre todas as características do Urano, isso é o mais incrível, porque este planeta tem rotação retrógrada; Ou seja, rapidamente quebrado na direção oposta de como os outros planetas (exceto Vênus) fazem isso, levando pouco mais de 17 horas para retornar. Essa velocidade contrasta com a moderação de Urano ao viajar sua órbita.

Além disso, o eixo de rotação é tão inclinado que parece que o planeta gira deitado, como pode ser visto na animação da Figura 2. Os cientistas planetários acreditam que um impacto colossal mudou o eixo de rotação do planeta para sua posição atual.

Pode servir a você: goniômetro: história, peças, operação, usos, tiposFigura 8. A rotação retrógrada e a inclinação do eixo Urano são devidas a um impacto colossal que ocorreu milhões de anos atrás. Fonte: NASA.

As estações em Urano

É por causa dessa inclinação peculiar que as estações em Urano são realmente extremas e dão origem a grandes variações climáticas.

Por exemplo, durante um solstício, um dos pólos aponta diretamente para o sol, enquanto o outro faz isso em direção ao espaço. Um viajante lateral iluminado observaria que, por 21 anos, o sol não se levanta ou coloca, enquanto o poste oposto está atolado no escuro.

E pelo contrário, em um equinócio, o sol está sobre o Equador do planeta e depois sai e se esconde ao longo do dia, que dura aproximadamente 17 horas.

Graças à sonda Voyager 2, sabe -se que atualmente o hemisfério sul de Urano é direcionado para o inverno, enquanto o norte vai para o verão, que ocorrerá em 2028.

Figura 9. Variação sazonal em Urano visto por um viajante hipotético. Fonte: sementes, M. Sistema solar.

Como Urano leva 84 anos para viajar sua órbita ao redor do sol e estar tão longe da terra, entende -se que muitas das variações climáticas do planeta ainda são desconhecidas. A maioria dos dados disponíveis vem da missão Voyager acima mencionada de 1986 e das observações feitas através do Telescópio Espacial Hubble.

Composição

Urano não é um gigante gasoso, mas um gigante de gelo. Na seção dedicada às características, foi visto que a densidade de Urano, embora seja menor que a dos planetas rochosos como a Terra, é maior que a de Saturno, que poderia muito bem flutuar na água.

Na verdade, uma boa parte de Júpiter e Saturno é bastante líquida que o refrigerante, mas Urano e Netuno contêm muito gelo, não apenas de água, mas de outros compostos.

E como a massa de Urano é menor, por dentro não há pressões que dêem origem à formação de hidrogênio líquido, portanto, características de Júpiter e Saturno. Quando o hidrogênio é encontrado neste estado, ele se comporta como um metal, que origina os campos magnéticos intensos desses dois planetas.

Urano também tem seu próprio campo magnético, do qual existe um esquema na Figura 12, embora curiosamente as linhas de campo não passem por seu centro, como no caso da terra, mas elas parecem se originar em outro ponto deslocado a partir daí.

Então, na atmosfera de Urano, há hidrogênio e hélio molecular, com uma pequena porcentagem de metano, responsável por sua cor azul, uma vez que esse composto absorve os comprimentos de onda da onda de.

O corpo do planeta como tal é composto de gelo, não apenas de água, mas de amônia e metano.

Este é o momento de destacar um detalhe importante: quando os cientistas planetários falam de "gelo", eles não se referem à água congelada que colocamos em bebidas para resfriá -los.

O "gelo" dos planetas de sorvete está sob grandes pressões e altas temperaturas, pelo menos vários milhares de graus, por isso não tem nada em comum com o que é salvo em geladeiras, exceto a composição.

Diamantes em Urano

É possível produzir diamantes de metano? Estudos de laboratório realizados na Alemanha, no laboratório Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf, indicam que sim, desde que tenham condições adequadas de pressão e temperatura.

E essas condições existem dentro de Urano, então simulações de computador mostram que o metano CHA₄ Dissocia formando outros compostos. 

O carbono presente nas moléculas de metano é precipitado e se torna nada menos que diamante. À medida que se movem em direção ao interior do planeta, os cristais estão desapegando o calor por atrito e se acumulam no núcleo do planeta (consulte a seção a seguir).

Estima -se que os diamantes assim formados possam atingir até 200 kg, embora seja improvável que o confirme, pelo menos em um futuro próximo.

Estrutura interna

No diagrama mostrado abaixo, temos a estrutura de Urano e suas camadas, cuja composição foi mencionada brevemente na seção anterior:

-Atmosfera superior.

-A camada intermediária rica em hidrogênio e hélio molecular, no total a espessura da atmosfera é de cerca de 7.500 km.

-O manto baseado no gelo (que já sabemos não é como o gelo comum na terra), com uma espessura de 10.500 km.

-Um núcleo rochoso feito de ferro, níquel e silicatos de 7.Rádio de 500 km.

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O material "rochoso" do núcleo não é como as rochas da terra, porque no coração do planeta a pressão e a temperatura são muito altas para que essas "rochas" se pareçam com aqueles que conhecemos, mas pelo menos a composição química I não teria que ser diferente.

Figura 10. Estrutura interna de Urano. Fonte: Wikimedia Commons.

Satélites naturais de Urano

Urano tem 27 satélites designados até agora, nomeados como personagens de William Shakespeare e Alexander Pope, graças a John Herschel, filho de William Herschel, descobridor do planeta.

Existem 5 principais luas que foram descobertas pela observação pelo telescópio, mas nenhuma tem atmosfera, embora se saiba que eles têm água congelada. Todos eles são muito pequenos, porque suas massas combinadas não atingem o meio do Triton, uma das luas de Netuno, o Uranus Twin Planet.

O maior deles é Titania, cujo diâmetro é 46% do da lua, seguido por Oberon. Ambos os satélites foram descobertos por William Herschel em 1787. Ariel e Umbriel eram conhecidos em meados do século XIX por William Lassell, um astrônomo amador que também construiu seus próprios telescópios.

Miranda, a quinta lua principal de Urano, com apenas 14% do diâmetro lunar, foi descoberto no século XX por Gerard Kuiper. A propósito, com o nome desse notável astrônomo, o cinto de Kuiper também foi batizado no sistema solar confinendo.

Figura 11. As 5 principais luas de Urano, o próprio planeta e a pequena lua. Da esquerda para a direita Urano em Blue, Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, o Maior e Overthon. Fonte: Wikimedia Commons.

A superfície de Miranda é extremamente robusta devido a possíveis impactos e uma atividade geológica incomum.

Os outros satélites são menores e se conhecem graças ao Voyager 2 e ao Telescópio Espacial Hubble. Essas luas estão muito escuras, talvez por causa de numerosos impactos que vaporizaram o material da superfície e concentraram -o nele. Também para a intensa radiação à qual eles são submetidos.

A Figura 7 aparece os nomes de alguns deles e sua ação para manter o sistema de anéis.

O movimento de satélite de Urano é governado pelas forças da maré, bem como pelo sistema de luna de terra. Dessa maneira, os períodos de rotação e tradução dos satélites são os mesmos e sempre mostram o mesmo rosto no planeta.

O campo magnético 

Urano tem um campo magnético com aproximadamente 75 % de intensidade da terra, de acordo com a magnetometria da sonda Voyager 2. Como o interior do planeta não atende às condições necessárias para produzir hidrogênio metálico, os cientistas acreditam que há outro fluido de motorista que gera o campo.

Na figura seguinte, os campos magnéticos dos planetas jovinos são representados. Todos os campos se assemelham a certa medida que produz um ímã magnético da barra no centro, também o da terra.

Mas o dipolo em Urano não está no centro, nem o de Netuno, mas deslocado para o pólo sul e notavelmente inclinado em relação ao eixo de rotação, no caso de Urano.

Figura 12. Esquema de campo magnético para planetas jovinos. O campo Urano é deslocado do centro e o eixo forma um ângulo marcado com o eixo de rotação. Fonte: sementes, M. O sistema solar.

Se Urano produzir campo magnético, deve haver um efeito dínamo graças a um fluido de movimento. Especialistas acreditam que é um corpo de água com metano e amônia dissolvida, bastante profundidade.

Com a pressão e a temperatura do interior de Urano, esse fluido seria um bom condutor de eletricidade. Essa qualidade, juntamente com a rápida rotação do planeta e a transmissão de calor por convecção, são fatores capazes de gerar um campo magnético.

Missões para Urano

Urano está extremamente longe da terra, então, no início, a exploração foi apenas através do telescópio. Felizmente, a investigação da Voyager se aproximou o suficiente, para reunir informações incapacitantes sobre este planeta desconhecido até recentemente.

Pensou -se que a missão Cassini, que havia sido lançada para estudar Saturno, poderia chegar a Urano, mas quando seu combustível estava esgotado aqueles responsáveis ​​pela missão a fizeram desaparecer dentro de Saturno em 2017.

A sonda continha elementos radioativos, que, por bater contra Titan, uma das luas de Saturno, poderia ter contaminado este mundo, que talvez abriga algum tipo de vida primitiva.

O Telescópio Espacial Hubble também oferece informações importantes e revelou a existência de novos anéis em 2005.

Posteriormente, para a missão Voyager, algumas missões que não puderam ser realizadas foram propostas, uma vez que a exploração de Marte e até de Júpiter é considerada prioridade para as agências espaciais em todo o mundo.

Viajante

Esta missão consistia em lançar duas sondas: Voyager 1 e Voyager 2. Em princípio, eles chegariam apenas a chegar a Júpiter e Saturno, mas depois de visitar esses planetas, as sondas continuaram nos planetas do gelo.

O Voyager 2 chegou a Urano em 1986, e muitos dos dados que até agora vêm dessa sonda. 

Dessa maneira, foram alcançadas informações sobre a composição da atmosfera e a estrutura das camadas descobriram anéis adicionais, estudaram as principais luas de Urano, descobriram mais 10 luas e mediram o campo magnético do planeta.

Ele também enviou muitas imagens de alta qualidade, tanto do planeta quanto das superfícies de suas luas, cheias de crateras de impacto.

A sonda foi para Netuno e finalmente foi para o espaço interestelar.

Referências

1. N+1. 200 kg de diamantes em Urano e Netuno. Recuperado de: NMAS1.org.
2. Powell, m. Os planetas para os olhos nus no céu noturno (e como identificá -los). Recuperado de: NakeyePlanets.com.
3. Sementes, m. 2011.O sistema solar. Sétima edição. Cengage Learning.
4. Wikipedia. Anel planetário. Recuperado de: é.Wikipedia.org.
5. Wikipedia. ANNEAUX d'Aranus. Recuperado de: frio.Wikipedia.org.
6. Wikipedia. Exploração de Urano. Recuperado de: em.Wikipedia.org.
7. Wikipedia. Urano (planeta). Recuperado de: é.Wikipedia.org.