Уран. Открытие Урана
| Уран - открыт Уильямом Гершелем в 1781 году. Уран имеет 27 спутников и 11 колец. |
|
| Среднее расстояние от Солнца | 2871 млн. км. |
| Масса | 8,68·1025 кг |
| Плотность | 1,30 г/см3 |
| Экваториальный диаметр | 51118 км |
| Эффективная температура | 57 К |
| Период вращения вокруг оси | 0,72 земных суток |
| Период вращения вокруг Солнца | 84,02 земных лет |
| Крупнейшие спутники | Титания, Оберон, Ариэль, Умбриэль |
| Титания - октрыта У.Гершелем в 1787 году | |
| Среднее расстояние до планеты | 436298 км |
| Экваториальный диаметр | 1577,8 км |
| Период обращения вокруг планеты | 8,7 земных суток |
В ряду самых важных открытий, которые принадлежат исследователям Вселенной, одно из первых мест занимает открытие седьмой большой планеты Солнечной системы - Урана. События, подобного этому, в истории больше не было, и оно заслуживает, чтобы рассказать о нем подробнее. А началось с того, что в поисках заработка в Англию приехал молодой немецкий музыкант по имени Уильям Гершель (1738-1822).
Еще в детстве Уильяму попалась в руки книга Роберта Смита "Система оптики", и под ее влиянием у него появилась большая тяга к астрономии.
В начале 1774 года Уильям построил свой первый зеркальный телескоп с фокусным расстоянием около 2 м. В марте того же года он приступил к регулярным наблюдениям звездного неба, предварительно дав себе слово "не оставлять ни одного, даже самого ничтожного клочка неба без надлежащего исследования". Таких наблюдений еще никто не проводил. Так началась карьера Уильяма Гершеля как астронома. Верной помощницей Гершеля во всех его делах была Каролина Гершель (1750-1848). Эта самоотверженная женщина смогла подчинить свои личные интересы научным увлечениям брата. А брат ее, поставивший перед собой грандиозную "звездную цель", постоянно стремился совершенствовать средства наблюдений. Вслед за 7-футовым телескопом он сооружает 10-футовый, а затем и 20-футовый.
Позади уже было семь лет напряженных исследований неизмеримого звездного "океана", когда наступил вечер 13 марта 1781 года. Воспользовавшись ясной погодой, Уильям решил продолжить свои наблюдения; записи в журнале вела сестра. В тот памятный вечер он задался целью определить положение некоторых двойных звезд в области неба, расположенной между "рогами" Тельца и "ногами" Близнецов. Ничего не подозревая, Уильям направил туда свой 7-футовый телескоп и был поражен: одна из звезд светилась в виде маленького диска.
Все звезды без исключения видны в телескоп светящимися точками, и Гершель сразу понял, что странное светило - не звезда. Чтобы окончательно убедиться в этом, он дважды произвел замену окуляра телескопа на более сильный. С возрастанием увеличения трубы диаметр диска неизвестного объекта тоже увеличивался, в то время как у соседних звезд ничего подобного не наблюдалось. Отойдя от телескопа, Гершель стал вглядываться в ночное небо: таинственное светило было едва различимо простым глазом...
|
Уран движется вокруг Солнца по эллиптической орбите, большая полуось которой (среднее гелиоцентрическое расстояние) в 19,182 больше, чем у Земли, и составляет 2871 млн. км. Эксцентриситет орбиты равен 0,047, то есть орбита довольно близка к круговой. Плоскость орбиты наклонена к эклиптике под углом 0,8°. Один оборот вокруг Солнца Уран совершает за 84,01 земного года. Период собственного вращения Урана составляет приблизительно 17 часов. Существующий разброс при определении значений этого периода обусловлен несколькими причинами, из которых основными являются две: газовая поверхность планеты не вращается как единое целое и, кроме того, на поверхности Урана не обнаружено заметных локальных неоднородностей, которые помогли бы уточнить длительность суток на планете. Вращение Урана обладает рядом отличительных особенностей: ось вращения почти перпендикулярна (98°) к плоскости орбиты, а направление вращения противоположно направлению обращения вокруг Солнца, то есть обратное (из всех других больших планет обратное направление вращения наблюдается только у Венеры). |
Дальнейшие наблюдения показали, что загадочный объект обладает собственным движением относительно окружающих его звезд. Из этого факта Гершель заключил, что он открыл комету, хотя никакого хвоста и туманной оболочки, присущих кометам, не было видно. О том, что это могла быть новая планета, Гершель даже не помышлял.
26 апреля 1781 года Гершель представил в Королевское общество (Английскую академию наук) "Сообщение о комете". Вскоре астрономы принялись наблюдать новую "комету". Они с нетерпением ждали того часа, когда гершелевская комета приблизится к Солнцу и подарит людям феерическое зрелище. Но "комета" по-прежнему медленно совершала свой путь где-то у границ солнечных владений.
К лету 1781 года количество наблюдений странной кометы было уже вполне достаточным для однозначного вычисления ее орбиты. Их выполнил с большим мастерством петербургский академик Андрей Иванович Лексель (1740-1784). Он первый установил, что Гершель открыл вовсе не комету, а новую, еще никому не известную планету, которая движется по почти круговой орбите, расположенной в 2 раза дальше от Солнца, чем орбита Сатурна, и в 19 раз дальше, чем орбита Земли. Лексель определил также период обращения новой планеты вокруг Солнца: он был равен 84 годам. Итак, Уильям Гершель оказался первооткрывателем седьмой планеты Солнечной системы. С ее появлением радиус планетной системы увеличился сразу в 2 раза! Такого сюрприза никто не ожидал.
|
Подобно другим планетам-гигантам, атмосфера Урана в основном состоит из водорода, гелия и метана, хотя их относительные вклады несколько ниже по сравнению с Юпитером и Сатурном. Теоретическая модель строения Урана такова: его поверхностный слой представляет собой газожидкую оболочку, под которой находится ледяная (смесь водяного и аммиачного льда) мантия, а еще глубже — ядро из твердых пород. Масса мантии и ядра составляет примерно 85-90% от всей массы Урана. Зона твердого вещества простирается до 3/4 радиуса планеты. |
Известие об открытии новой большой планеты быстро разнеслось по всему миру. Гершель был награжден золотой медалью, избран членом Королевского общества, ему были присвоены многие научные степени, в том числе почетного члена Петербургской Академии наук. И, конечно, скромного "любителя звезд", ставшего вдруг мировой знаменитостью, пожелал увидеть сам английский король Георг III. По повелению короля Гершеля вместе с его инструментами доставили в королевскую резиденцию, и весь двор увлекся астрономическими наблюдениями. Очарованный рассказом Гершеля, король произвел его в должность придворного астронома с ежегодным окладом в 200 фунтов. Теперь Гершель смог целиком посвятить себя астрономии, а музыка осталась для него лишь приятным развлечением. По предложению французского астронома Жозефа Лаланда планета некоторое время носила имя Гершеля, а в дальнейшем ей по традиции присвоили мифологическое название - Уран. Так в Древней Греции назывался бог неба.
Получив новое назначение, Гершель поселился с сестрой в местечке Слоу, поблизости от Виндзорского замка - летней резиденции английских королей. С удвоенной энергией принялся он за организацию новой обсерватории.
Невозможно даже перечислить все научные достижения Гершеля. Им были открыты сотни двойных, кратных и переменных звезд, тысячи туманностей и звездных скоплений, спутники у планет и многое другое. Но только открытия Урана было бы достаточно, чтобы имя пытливого астронома-самоучки навсегда вошло в историю развития мировой науки. А домик в Слоу, в котором когда-то жил и работал Уильям Гершель, ныне известен как "Дом-обсерватория". Доминик Франсуа Араго назвал его "уголком мира, в котором было сделано наибольшее число открытий".
Коротцев О.Н.
