Les images prises par le satellite Voyager 2 dans les lointaines années 90 nous ont montré des résultats étonnants. La mystérieuse atmosphère verdâtre d'Uranus est tout ce dont cette planète est faite, à l'exception d'un minuscule noyau de pierre et de métal. Le fait est que nos ancêtres, qui possèdent les découvertes des planètes extérieures du système solaire, étaient sûrs que toutes, comme la Terre, avaient une surface, une coquille d'air et des couches souterraines. Il s'est avéré que les géantes gazeuses sont privées de tout cela, car elles sont représentatives du modèle à deux couches des planètes.
Histoire de la découverte et données générales sur la planète
Uranus est la septième planète en termes de distance au Soleil. Il a été découvert par William Herschel à la fin du XVIIIe siècle, lorsqu'il fut le premier à utiliser un télescope pour des observations astronomiques. Avant cela, pendant longtemps, les scientifiques ont cru qu'Uranus n'était qu'une étoile lointaine et très brillante. Herschel lui-même, prenant des notes sur ce corps céleste, l'a d'abord comparé à une comète, est ensuite arrivé à la conclusion qu'il pourrait s'agir d'une autre planète SS. Bien sûr, après avoir confirmé toutes les observations, la découverte est devenue une sensation. Cependant, à cette époque, personne ne savait quel genre d'atmosphère avait réellement Uranus.et quelle est sa structure. Nous savons maintenant que son orbite est l'une des plus grandes du système. La planète tourne autour du Soleil en 84 années terrestres. Dans le même temps, sa période de révolution autour de son axe est d'un peu plus de 17 heures. De ce fait, l'atmosphère d'Uranus, déjà constituée de gaz lourds, devient incroyablement dense et exerce une pression énorme sur le noyau.
Histoire de la formation de l'atmosphère
On pense que l'apparence et les données physiques d'Uranus sont affectées par son noyau, ainsi que par le processus de sa formation. Comparé aux paramètres de la planète elle-même (25 559 km - le rayon équatorial), le noyau est tout simplement miniature. Par conséquent, il ne fournit pas d'énergie ni de champ magnétique, comme dans le cas de Jupiter, et ne chauffe pas non plus suffisamment tous les gaz qui composent l'atmosphère d'Uranus. Sa composition, à son tour, ne peut être comparée à la composition de Jupiter ou de Saturne, bien que toutes ces planètes soient incluses dans la même catégorie. Le fait est qu'Uranus est entouré de gaz glacés, de glace dans ses plus hautes modifications, de nuages de méthane et d'autres éléments lourds. Les gaz légers tels que l'hydrogène et l'hélium ne sont présents dans l'atmosphère qu'en petites quantités. Il existe deux versions de ce paradoxe. Conformément au premier, la taille et les forces gravitationnelles du noyau au moment de la formation des SS étaient trop petites pour attirer les gaz légers. La seconde est qu'à l'endroit où Uranus s'est formée, il n'y avait que des composants chimiques lourds, qui sont devenus la base de la planète.
La présence de l'atmosphère, sa composition
Uranus n'a été étudiée en détail qu'après le voyage de Voyager 2, qui a pris des images haute résolution. Ils ont permis aux scientifiques d'établir la structure exacte de la planète elle-même, ainsi que son atmosphère. Pour ainsi dire, la coquille d'air d'Uranus est divisée en trois parties:
- La troposphère est la plus profonde. La pression ici est comprise entre 100 et 0,1 bar et la hauteur de cette couche ne dépasse pas 500 km du niveau conditionnel du manteau.
- Stratosphere - la couche de l'atmosphère au milieu. Occupe des hauteurs de 50 à 4000 km.
- Exosphère. L'atmosphère extérieure d'Uranus, où la pression tend vers zéro et la température de l'air est au plus bas.
Toutes ces couches contiennent les gaz suivants dans des proportions variables: hélium, hydrogène, méthane, ammoniac. Il y a aussi de l'eau sous forme de diverses modifications de glace et de vapeur. Cependant, l'atmosphère d'Uranus, dont la composition est comparable à la coquille d'air de Jupiter, est incroyablement froide. Si dans la plus grande géante gazeuse les masses d'air sont chauffées au maximum, alors ici elles sont refroidies à 50 kelvins, et ont donc une masse importante.
Troposphère
La couche la plus profonde de l'atmosphère n'est désormais calculée que théoriquement, puisque la technologie des terriens ne permet pas encore de l'atteindre. Le noyau de pierre de la planète est entouré de nuages constitués de cristaux de glace. Ils sont lourds et exercent une pression énorme sur le centre de la planète. Ils sont suivis de nuages d'hydrosulfure d'ammonium, puis de formations aériennes d'hydrogène sulfuré et d'ammoniac. La partie la plus extrême de la troposphère est occupée par des nuages de méthane, quiteinter la planète dans la même couleur verte. La température de l'air dans la troposphère est considérée comme la plus élevée de la planète. Il fluctue à moins de 200 K. Pour cette raison, certains chercheurs pensent qu'une grande couche de glace forme le manteau de la planète. Mais ce n'est qu'une hypothèse.
Stratosphère
La présence de l'atmosphère d'Uranus est assurée par des composés de gaz lourds et légers, et leur synthèse peint la planète d'une teinte verdâtre. Tous ces processus se déroulent dans l'entrefer intermédiaire, où les molécules d'ammoniac et de méthane rencontrent l'hélium et l'hydrogène. Les cristaux de glace prennent ici des modifications complètement différentes de celles de la troposphère; grâce à l'ammoniac, ils absorbent toute lumière venant de l'espace. La vitesse des vents dans la stratosphère atteint 100 m / s, grâce à quoi tous les nuages changent rapidement de position dans l'espace. Des aurores se produisent dans la stratosphère, des brouillards se forment souvent. Mais il n'y a pas de précipitations telles que de la neige ou de la pluie.
Exosphère
Initialement, l'atmosphère d'Uranus était jugée précisément par sa coquille extérieure. C'est une mince bande d'eau cristallisée qui est enveloppée de forts courants de vent et qui est le foyer de la température la plus basse du système solaire. Il est constitué de gaz légers (hydrogène moléculaire et hélium), alors que le méthane, présent en grande quantité dans les couches plus denses, est ici absent. La vitesse du vent dans l'exosphère atteint 200 m/s, la température de l'air chute à 49 K. C'est pourquoi la planète Uranus, dont l'atmosphère est siglacial, est devenu le plus froid de notre système, même par rapport à son voisin plus éloigné, Neptune.
Le mystère du champ magnétique d'Uranus
Tout le monde sait très bien que l'Uranus verdâtre tourne autour de son axe, couché sur le côté. Les scientifiques pensent qu'au moment de la formation du SS, la planète est entrée en collision avec un astéroïde ou un autre corps cosmique, qui a changé de position, déformant le champ magnétique. De l'axe qui détermine le nord et le sud de la planète par rapport à l'équateur, l'axe magnétique est décalé de 59 degrés. Cela crée, d'une part, une répartition inégale de la gravité, et d'autre part, une tension inégale dans les hémisphères nord et sud. Néanmoins, très probablement, c'est cette position mystérieuse qui fournit la présence de l'atmosphère d'Uranus et sa composition unique. Autour du noyau, seuls les gaz lourds sont retenus, dans les couches intermédiaires - l'eau cristallisée. Peut-être que si la température de l'air ici était plus élevée, Uranus deviendrait un immense océan, composé d'eau ordinaire, qui est la source de la vie.
Uranus absorbe tout et tout autour
Comme nous l'avons dit plus haut, l'atmosphère d'Uranus est remplie d'une énorme quantité de méthane. Ce gaz est assez lourd, car il est capable d'absorber les rayons infrarouges. C'est-à-dire que toute la lumière qui vient du Soleil, d'autres étoiles et planètes, touchant l'atmosphère d'Uranus, se transforme en une teinte verdâtre. Récemment, des scientifiques ont remarqué que la planète avale également des gaz étrangers qui se trouvent dans l'espace, ce qui est paradoxal avec sa faiblechamp magnétique. Le dioxyde de carbone et le monoxyde de carbone ont été trouvés dans la composition des couches intermédiaires de l'atmosphère. On pense qu'ils ont été attirés vers la planète par le passage de comètes.
Les royaumes de glace de notre système
Les deux planètes les plus éloignées des SS sont Uranus et Neptune. Les deux sont caractérisés par des teintes bleutées, les deux sont formés à partir de gaz. L'atmosphère d'Uranus et de Neptune est pratiquement la même, à l'exception des proportions. La force de gravité et la masse des noyaux des deux planètes sont presque les mêmes. Les couches inférieures de l'atmosphère de Neptune, comme Uranus, sont formées d'eau cristallisée mélangée à du méthane et du sulfure d'hydrogène. Ici, près du noyau, les géantes de glace chauffent jusqu'à 200 Kelvin ou plus, formant ainsi leur propre champ magnétique. L'atmosphère d'Uranus et de Neptune a la même quantité d'hydrogène moléculaire dans sa composition - plus de 80 %. La couche d'air externe de Neptune est également caractérisée par des vents forts, mais la température de l'air y est légèrement supérieure - 60 K.
Conclusion
La présence de l'atmosphère d'Uranus, en principe, assure l'existence de cette planète. La coquille d'air est le principal élément constitutif d'Uranus. Il se réchauffe fortement près du noyau, mais en même temps il se refroidit autant que possible dans les couches les plus externes. Jusqu'à présent, la planète est sans vie en raison du manque d'oxygène, ainsi que d'eau liquide. Mais si la température du noyau commence à augmenter, prédisent les chercheurs, les cristaux de glace se transformeront en un immense océan dans lequel de nouvelles formes de vie pourront émerger.
