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10 incredibili fatti scientifici sul pianeta Urano
Prende il nome dal dio greco del cielo, il pianeta Urano fu scoperto dal famoso astronomo William Herschel nel 1781. Troppo debole per gli antichi scienziati da vedere ad occhio nudo, fu il primo pianeta ad essere localizzato usando un telescopio. Di conseguenza, Urano è stato inizialmente pensato per essere una stella o una cometa del leggendario astronomo e dei suoi coetanei.
Finalmente conosciuto come il settimo pianeta dal Sole, questo enigmatico, bellissimo, gassoso gigante di ghiaccio blu-verde è così lontano dalla sua stella natale che un'orbita completa impiega 84 anni terrestri per essere completata.
I giganti del gas e del ghiaccio nel nostro sistema solare sono così lontani dalla Terra che sono estremamente difficili da osservare e studiare. Le missioni del Voyager sono state l'unica fonte di molti, se non tutti, i veri dati grezzi che abbiamo sui pianeti esterni. Quindi queste missioni sono state di grande aiuto nel supportare la nostra attuale comprensione di questi pianeti.
10 Un pianeta con una mente propria
Come Venere, Urano ruota da est a ovest, che è l'esatto opposto della direzione in cui ruotano la Terra e la maggior parte degli altri pianeti. Una giornata su Urano è piuttosto breve e dura solo 17 ore della Terra e 14 minuti terrestri.
L'asse di rotazione del pianeta è inclinato di un angolo quasi parallelo al suo piano orbitale, facendo apparire Urano come se stesse ruotando su un lato come un marmo che rotola sul pavimento. Un pianeta "normale" sembra un pallone da basket che gira su un dito.
Gli scienziati planetari teorizzano che questa anomalia rotazionale possa essere il risultato di una gigantesca collisione tra Urano e un altro corpo celeste come un asteroide. A causa di questa rotazione non ortodossa, le stagioni su Urano hanno una durata di 21 anni terrestri. Ciò provoca enormi variazioni nella quantità di luce solare che il pianeta riceve in momenti diversi e in diverse regioni durante tutto il lungo anno ucraino.
9 Il sistema ad anello di Urano
Nel gennaio del 1986, la sonda spaziale Voyager 2 arrivò a 81.500 chilometri (50.600 mi) delle banche di nuvole superiori di Urano mentre trasmetteva alla Terra enormi quantità di dati sul gigante ghiacciato, inclusi il suo campo magnetico, l'interno e l'atmosfera. Questa storica missione della NASA ha anche inviato migliaia di fotografie digitali del pianeta, delle sue lune e dei suoi anelli.
Sì, è corretto, i suoi anelli. Come tutti i giganti del sistema solare, Urano ha anelli. Diversi strumenti scientifici sulla sonda si sono concentrati sul sistema ad anello, rivelando dettagli precisi di quelli noti e scoprendo due anelli precedentemente sconosciuti per un totale di 13.
I detriti negli anelli vanno dalle particelle di polvere a oggetti solidi grandi come piccoli massi. Ci sono due anelli esterni dai colori vivaci, e 11 quelli interni un po 'più deboli. Gli anelli interni di Urano furono scoperti per la prima volta nel 1977, mentre i due esterni furono scoperti dal Telescopio Spaziale Hubble tra il 2003 e il 2005.
Nove dei 13 anelli furono scoperti accidentalmente nel 1977 mentre gli scienziati stavano osservando una stella lontana che era passata dietro il pianeta, rivelandoli come fece. Gli anelli di Urano esistono in realtà come due distinti "set di anelli" o "sistemi di anelli", che è anche piuttosto insolito nel nostro sistema solare.
8 Il tempo strano e selvaggio di Urano
Sul pianeta Terra, godiamo della pioggia sotto forma di acqua liquida. A volte, potrebbe piovere strani organismi rossi o addirittura pesci. Ma per la maggior parte, la pioggia sulla Terra è innocua.
Su Titano, piove metano. Venere ha la pioggia acida che evapora prima che raggiunga il suolo. Ma su Urano, piove diamanti. Diamanti solidi.
Usando la fonte più brillante di raggi X sul pianeta, gli scienziati hanno finalmente ciò che considerano una solida prova di questa lunga affermazione scientifica. Pubblicato in Astronomia naturale nel 2017, il lavoro ha comportato il matrimonio con un laser ottico ad alta potenza, la Linac Coherent Light Source (LCLS), con il laser a elettroni liberi a raggi X presso lo SLAC National Accelerator Laboratory, che produce impulsi a raggi X della durata di un miliardesimo di un secondo!
Ciò si traduce in un controllo superveloce ed estremamente preciso dei processi fino al livello atomico. Usando questa configurazione, gli scienziati hanno assistito alla formazione di minuscoli diamanti mentre le onde d'urto passavano attraverso una speciale plastica. Ciò ha permesso di intravedere i processi che si verificano nelle atmosfere dei pianeti ma su una scala molto più ampia.
Il materiale plastico, chiamato polistirolo, è costituito da carbonio e idrogeno (che sono due elementi che abbondano su Urano), quindi l'induzione di onde d'urto nel materiale era l'obiettivo principale dell'esperimento. La teoria coinvolge il metano, costituito da un atomo di carbonio e quattro atomi di idrogeno che risiedono nell'atmosfera e creano catene di idrocarburi che alla fine si trasformano in diamanti quando viene applicata la giusta quantità di calore e pressione.
Questo accade più di 8.000 chilometri (5.000 mi) sotto la superficie del pianeta, dove i diamanti fuoriescono e alla fine formano pioggia di diamanti. Dominik Kraus, autore principale di Astronomia naturale articolo, ha detto: "Quando ho visto i risultati di questo ultimo esperimento, è stato uno dei migliori momenti della mia carriera scientifica." Questi piccoli diamanti sono noti scientificamente come nanodiamanti.
Si pensa che anche la pioggia di Nanodiamondo si verifichi su Nettuno.
7 Urano è il posto più freddo nel sistema solare ... A volte
Con una temperatura atmosferica minima di -224 gradi Celsius (-371,2 ° F), Urano rimane a una distanza media di 2,9 miliardi di chilometri (1,8 miliardi di mi) dal Sole ed è a volte il punto più freddo del sistema solare.
D'altra parte, Nettuno mantiene una distanza media di 4,5 miliardi di chilometri (2,8 miliardi di mi) dal Sole e quindi rimane in forte contesa per il pianeta più freddo. Quale pianeta pensi sia il Nettuno più freddo, con una temperatura media di -214 gradi Celsius (-353.2 ° F) o Urano?
Da un punto di vista logico, molti sceglierebbero Nettuno perché è il pianeta più lontano dal Sole. Ma quelle persone si sbagliano. Urano dà a Nettuno una corsa per i suoi soldi nel tentativo di essere il corpo più freddo del sistema solare.
Attualmente, ci sono due teorie sul motivo per cui Urano è a volte il pianeta più freddo. In primo luogo, Urano sembra essere stato sbattuto sul fianco da una precedente collisione, che avrebbe causato il calore dal nucleo del pianeta per fuggire nello spazio. Secondo la seconda teoria, la vivace atmosfera di Urano durante il suo equinozio potrebbe essere una fonte di calore.
6 Perché Urano è blu-verde?
Essendo uno dei due giganti del ghiaccio nelle zone esterne del sistema solare (Nettuno è l'altro), Urano ha un'atmosfera molto simile a quella del suo fratello gassoso Giove - principalmente idrogeno ed elio con un po 'di metano e tracce di ammoniaca e acqua . È il gas metano nell'atmosfera che conferisce al pianeta le sue splendide tonalità blu-verdi.
Assorbendo la porzione rossa della luce solare, il metano provoca una colorazione blu-verde da inserire sul colosso ghiacciato. La maggior parte della massa di Urano - fino all'80 percento, se non di più - è tenuta saldamente insieme in un nucleo fluido costituito principalmente da elementi congelati e composti come ammoniaca, acqua ghiacciata e metano.
5 Urano potrebbe nascondere due lune
Quando la Voyager 2 fece un sorvolo di Urano nel 1986, scoprì 10 nuove lune per un nuovo totale complessivo di 27. Tuttavia, se gli scienziati planetari dell'Università dell'Idaho hanno ragione, la sonda perse un paio di lune durante la sua missione storica.
Durante la revisione dei dati del Voyager, gli scienziati planetari Rob Chancia e Matthew Hedman hanno scoperto che due anelli attorno al pianeta, denominati Alpha e Beta, erano increspati. Motivi ondulati simili erano stati causati prima dalla gravità di due lune passanti, Ofelia e Cordelia, e da un paio di dozzine di sfere e sfere che ruotavano attorno al gigante ghiacciato.
Si pensa che gli anelli attorno a Urano siano stati formati dalla gravità di questi piccoli corpi che lo circondano e che costringono particelle di polvere spaziale e altri detriti negli anelli sottili che vediamo oggi. La scoperta di questi ultimi modelli di increspature suggerisce fortemente l'esistenza di due lune sconosciute.
Se queste lune esistono, Chancia crede che siano molto piccoli, probabilmente di 4,0-13,7 chilometri (2,5-8,5 mi) di diametro. Di conseguenza, la videocamera della Voyager non poteva vederli o si presentavano come rumore di sottofondo nelle immagini.
Mark Showalter della fama SETI ha detto: "Le nuove scoperte dimostrano che Urano ha un sistema giovane e dinamico di anelli e lune". In altre parole, è certo che Urano continuerà a stupirci.
4 Il misterioso campo magnetico di Urano
Questo è strano I poli magnetici del pianeta non sono nemmeno vicini all'allineamento con i suoi poli geografici. Il campo magnetico di Urano è obliquo di 59 gradi rispetto all'asse di rotazione del pianeta e viene spostato in modo tale da non passare attraverso il centro del pianeta.
Per fare un confronto, il campo magnetico della Terra è inclinato di soli 11 gradi ed è simile a un magnete a barra, che ha un polo nord e un polo sud ed è indicato come un campo di dipolo. Il campo magnetico di Urano è molto più complesso. Ha un componente dipolo e un'altra parte con quattro poli magnetici.
Considerando tutti questi diversi poli magnetici e l'inclinazione principale del pianeta, non c'è da meravigliarsi se il campo magnetico varia molto in luoghi diversi. Ad esempio, nell'emisfero australe, il campo magnetico di Urano ha solo un terzo della forza del campo sulla Terra. Tuttavia, nell'emisfero nord, il campo magnetico di Urano è quasi quattro volte più forte del campo terrestre.
Gli scienziati credono che un grande corpo di acqua salata su Urano stia fornendo l'impulso per il campo magnetico del pianeta. Pensavano che l'inclinazione di 59 gradi del campo magnetico di Urano e l'inclinazione di 98 gradi del suo asse di rotazione avrebbero fornito al pianeta una potente magnetosfera. Ma si sbagliavano.
La magnetosfera di Urano è abbastanza normale e non è diversa da quella di altri pianeti. Gli scienziati stanno ancora cercando di capire perché. Hanno scoperto che Urano sperimenta aurore simili alle luci del nord e del sud qui sulla Terra.
3 sonda NASA Voyager 2 e Urano
Lanciata il 20 agosto 1977, la sonda spaziale NASA Voyager 2 divenne la prima e finora l'unica nave spaziale della NASA ad eseguire un sorvolo di Urano, rimandando le prime immagini ravvicinate della grande sfera blu.
Durante la sua lunga missione, Voyager 2 ha completato con successo un sorvolo di tutti e quattro i cosiddetti "giganti del gas", a partire da Jupiter nel luglio 1979, poi da Saturno nell'agosto del 1981, da Urano nel gennaio 1986 e da Nettuno nell'agosto del 1989.
La Voyager 1 ha lasciato il nostro sistema solare per avventurarsi nello spazio interstellare nel 2012. Voyager 2 è ancora nell'eliosfera, la regione esterna della bolla del Sole (aka eliosfera). Alla fine, Voyager 2 volerà anche nello spazio interstellare.
2 Urano puzza
Uno studio recente suggerisce che le nubi nell'atmosfera superiore di Urano siano principalmente composte da idrogeno solforato, che è il composto chimico responsabile del cattivo odore delle uova marce.Per molto tempo gli scienziati sono stati interessati alla composizione di queste nuvole, chiedendosi in particolare se sono principalmente fatte di ghiaccio idrogeno solforato o ghiaccio ammoniacale come quelli di Saturno e Giove.
Poiché Urano è così distante, le osservazioni altamente dettagliate del gigante di ghiaccio sono difficili nella migliore delle ipotesi. Inoltre, con solo un sorvolo del pianeta di Voyager 2 nel gennaio 1986, le risposte a queste domande sono difficili da trovare.
Gli scienziati hanno utilizzato lo spettrometro a campo integrale nel vicino infrarosso alle Hawaii per studiare la luce del sole che si riflette dall'atmosfera appena sopra le cime delle nuvole su Urano. Hanno rilevato la firma per l'idrogeno solforato. Leigh Fletcher, coautore dello studio, ha dichiarato:
Solo una piccola quantità rimane sopra le nuvole come un vapore saturo, ed è per questo che è così impegnativo catturare le firme di ammoniaca e idrogeno solforato sopra i ponti nuvolosi di Urano. Le capacità superiori dei Gemelli ci hanno finalmente regalato quella fortunata pausa.
Gli scienziati ipotizzano che le nubi di Urano e Nettuno siano molto simili. Probabilmente differiscono da quelli di Saturno e Giove a causa della coalescenza molto più lontana dal Sole rispetto ai due giganti gassosi. Patrick Irwin, autore principale dello studio, ha dichiarato: "Se uno sfortunato umano dovesse mai scendere attraverso le nuvole di Urano, incontrerebbero condizioni molto sgradevoli e odorose".
Ha aggiunto: "La soffocamento e l'esposizione nell'atmosfera di -200 gradi Celsius [-328 ° F], fatta principalmente di idrogeno, elio e metano, avrebbe richiesto il suo pedaggio molto prima dell'odore".
1 Urano è inclinato lateralmente da impatti multipli
Secondo molti, Urano è uno "strano" nel sistema solare ed è spesso chiamato "il pianeta inclinato". I ricercatori dicono che le scoperte recenti stanno gettando nuova luce sulla storia antica del gigante ghiacciato, inclusa la formazione e l'evoluzione di tutti i pianeti giganti nel nostro sistema solare.
Nel 2011, il leader dello studio Alessandro Morbidelli disse: "La teoria standard della formazione planetaria presuppone che Urano, Nettuno e i nuclei di Giove e Saturno formino accrescendo solo piccoli oggetti nel disco protoplanetario. Non avrebbero dovuto subire collisioni giganti. "
Ha continuato, "Il fatto che Urano sia stato colpito almeno due volte suggerisce che gli impatti significativi erano tipici nella formazione di pianeti giganti, quindi la teoria standard deve essere rivista".
Urano è davvero uno strano. Il suo asse rotante è fuori di testa da un assurdo 98 gradi. La gigantesca palla di gas ghiacciato sta praticamente rotolando su un fianco. Nessun altro pianeta nel sistema solare si avvicina nemmeno a 98 gradi fuori dal tempo.
Ad esempio, la Terra è spenta di 23 gradi, mentre il Giove gigante è inclinato di soli 3 gradi. Per un bel po 'gli scienziati hanno creduto che un grande impatto causasse l'imponente inclinazione di Urano. Ma dopo aver eseguito una serie di complesse simulazioni al computer, potrebbero aver scoperto una spiegazione più adatta.
Hanno iniziato la simulazione utilizzando un modello a impatto singolo nei primissimi giorni del sistema solare. Ciò ha dimostrato che il piano equatoriale gravemente distorto sarebbe stato tradotto nelle lune, rendendole altrettanto inclinate. Fino a quel momento avevano ragione, ma arrivò una sorpresa.
Con un modello a collisione singola, le lune orbitano nella direzione opposta a ciò che fanno oggi. Non bene. Quindi i ricercatori hanno ottimizzato i parametri del programma per simulare un impatto con due corpi. Scoprirono che un minimo di due collisioni più piccole spiegherebbe i movimenti delle lune come sono oggi. Ovviamente, saranno necessarie ulteriori ricerche per verificare questi risultati.