Hình ảnh được chụp từ vệ tinh Voyager 2 vào những năm 90 xa xôi đã cho chúng ta thấy những kết quả đáng kinh ngạc. Bầu khí quyển màu xanh lục bí ẩn của Sao Thiên Vương là tất cả những gì hành tinh này được tạo ra, ngoại trừ một lõi kim loại đá nhỏ bé. Thực tế là tổ tiên của chúng ta, những người sở hữu những khám phá về các hành tinh bên ngoài hệ mặt trời, đã chắc chắn rằng tất cả chúng, giống như Trái đất, đều có bề mặt, lớp vỏ không khí và các lớp dưới lòng đất. Hóa ra, những người khổng lồ khí đốt bị tước đoạt tất cả những điều này, vì chúng là đại diện của mô hình hai lớp của các hành tinh.
Lịch sử khám phá và dữ liệu chung về hành tinh
Sao Thiên Vương là hành tinh đứng thứ bảy về khoảng cách so với Mặt trời. Nó được phát hiện bởi William Herschel vào cuối thế kỷ 18, khi ông là người đầu tiên sử dụng kính thiên văn để quan sát thiên văn. Trước đó, trong một thời gian dài, các nhà khoa học tin rằng Sao Thiên Vương chỉ là một ngôi sao xa xôi, rất sáng. Bản thân Herschel, khi ghi chép về thiên thể này, ban đầu so sánh nó với một sao chổi, sau đó đi đến kết luận rằng đây có thể là một hành tinh SS khác. Tất nhiên, sau khi xác nhận tất cả các quan sát, khám phá đã trở thành một cảm giác. Tuy nhiên, vào thời điểm đó, không ai biết sao Thiên Vương thực sự có bầu khí quyển như thế nào.và cấu trúc của nó là gì. Bây giờ chúng ta biết rằng quỹ đạo của nó là một trong những quỹ đạo lớn nhất trong hệ thống. Hành tinh quay quanh Mặt trời trong 84 năm Trái đất. Đồng thời, thời gian quay quanh trục của nó chỉ hơn 17 giờ. Do đó, bầu khí quyển của Sao Thiên Vương, vốn đã bao gồm các khí nặng, trở nên dày đặc đến khó tin và gây áp lực cực lớn lên lõi.
Lịch sử hình thành khí quyển
Người ta tin rằng sự xuất hiện và dữ liệu vật lý của Sao Thiên Vương bị ảnh hưởng bởi lõi của nó, cũng như quá trình hình thành của nó. So với các thông số của chính hành tinh (25.559 km - bán kính xích đạo), lõi chỉ đơn giản là thu nhỏ. Do đó, nó không cung cấp năng lượng hoặc từ trường, như trong trường hợp của Sao Mộc, và cũng không đủ đốt nóng tất cả các khí tạo nên bầu khí quyển của Sao Thiên Vương. Thành phần của nó, đến lượt nó, không thể được so sánh với thành phần của Sao Mộc hoặc Sao Thổ, mặc dù tất cả các hành tinh này đều được xếp vào cùng một loại. Thực tế là Sao Thiên Vương được bao quanh bởi các loại khí băng giá, băng ở mức độ biến đổi cao nhất, các đám mây mêtan và các nguyên tố nặng khác. Các khí nhẹ như hydro và heli chỉ có trong khí quyển với số lượng nhỏ. Có hai phiên bản của nghịch lý này. Theo thứ nhất, kích thước và lực hấp dẫn của lõi tại thời điểm hình thành SS quá nhỏ để thu hút các khí nhẹ. Thứ hai là ở nơi mà sao Thiên Vương được hình thành, chỉ có các thành phần hóa học nặng, trở thành cơ sở của hành tinh.
Sự hiện diện của bầu khí quyển, thành phần của nó
Sao Thiên Vương lần đầu tiên được nghiên cứu chi tiết chỉ sau chuyến đi của Tàu du hành 2, nơi chụp ảnh có độ phân giải cao. Họ cho phép các nhà khoa học thiết lập cấu trúc chính xác của chính hành tinh, cũng như bầu khí quyển của nó. Có thể nói, lớp vỏ không khí của Sao Thiên Vương được chia thành ba phần:
- Tầng đối lưu nằm sâu nhất. Áp suất ở đây nằm trong khoảng từ 100 đến 0,1 bar và chiều cao của lớp này không vượt quá 500 km tính từ mức có điều kiện của lớp phủ.
- Stratosphere - lớp khí quyển ở giữa. Có độ cao từ 50 đến 4000 km.
- Exosphere. Bầu khí quyển bên ngoài của Sao Thiên Vương, nơi áp suất có xu hướng bằng không và nhiệt độ không khí ở mức thấp nhất.
Tất cả các lớp này đều chứa các khí sau với tỷ lệ khác nhau: heli, hydro, metan, amoniac. Ngoài ra còn có nước ở dạng biến đổi khác nhau của nước đá và hơi nước. Tuy nhiên, bầu khí quyển của Sao Thiên Vương, có thành phần tương đương với lớp vỏ không khí của Sao Mộc, cực kỳ lạnh. Nếu trong khối khí lớn nhất, các khối khí được làm nóng đến mức tối đa, thì ở đây chúng được làm lạnh đến 50 kelvins, và do đó có khối lượng lớn.
Tầng đối lưu
Tầng sâu nhất của khí quyển hiện chỉ được tính về mặt lý thuyết, vì công nghệ của người trên trái đất chưa cho phép tiếp cận nó. Lõi đá của hành tinh được bao quanh bởi các đám mây bao gồm các tinh thể băng. Chúng nặng và gây áp lực cực lớn lên trung tâm hành tinh. Theo sau chúng là các đám mây amoni hiđrosunfua, sau đó - không khí tạo thành hiđro sunfua và amoniac. Phần cực nhất của tầng đối lưu bị chiếm giữ bởi các đám mây mêtan,tô màu hành tinh trong cùng một màu xanh lá cây. Nhiệt độ không khí ở tầng đối lưu được coi là cao nhất hành tinh. Nó dao động trong khoảng 200 K. Do đó, một số nhà nghiên cứu tin rằng một lớp băng lớn tạo thành lớp phủ của hành tinh. Nhưng đây chỉ là giả thuyết.
Tầng bình lưu
Sự hiện diện của bầu khí quyển của Sao Thiên Vương được cung cấp bởi các hợp chất của khí nặng và nhẹ, và sự tổng hợp của chúng tạo nên hành tinh có màu xanh lục. Tất cả các quá trình này diễn ra trong khoảng trống không khí giữa, nơi các phân tử amoniac và metan gặp nhau với heli và hydro. Các tinh thể băng ở đây có những biến đổi hoàn toàn khác so với ở tầng đối lưu; nhờ có amoniac, chúng hấp thụ bất kỳ ánh sáng nào từ không gian. Tốc độ của gió trong tầng bình lưu đạt 100 m / s, do đó tất cả các đám mây nhanh chóng thay đổi vị trí của chúng trong không gian. Cực quang xảy ra ở tầng bình lưu, sương mù thường hình thành. Nhưng không có mưa như tuyết hay mưa.
Exosphere
Ban đầu, bầu khí quyển của Sao Thiên Vương được đánh giá chính xác qua lớp vỏ bên ngoài của nó. Nó là một dải nước kết tinh mỏng được bao bọc bởi các luồng gió mạnh và là tâm điểm của nhiệt độ thấp nhất trong hệ Mặt Trời. Nó bao gồm các khí nhẹ (hydro phân tử và heli), trong khi mêtan, được tìm thấy với số lượng lớn trong các lớp dày đặc hơn, không có ở đây. Tốc độ gió trong ngoại quyển đạt 200 m / s, nhiệt độ không khí giảm xuống 49 K. Đó là lý do tại sao hành tinh Uranus, có bầu khí quyển như vậybăng giá, đã trở thành băng giá lạnh nhất trong hệ thống của chúng ta, thậm chí so với người hàng xóm xa hơn của nó, Sao Hải Vương.
Bí ẩn về từ trường của Sao Thiên Vương
Mọi người đều biết rất rõ rằng Sao Thiên Vương màu xanh lục quay quanh trục của nó, nằm nghiêng. Các nhà khoa học tin rằng vào thời điểm hình thành SS, hành tinh này đã va chạm với một tiểu hành tinh hoặc thiên thể vũ trụ khác, làm thay đổi vị trí của nó, làm biến dạng từ trường. Từ trục xác định phía bắc và phía nam của hành tinh so với đường xích đạo, trục từ tính lệch nhau 59 độ. Điều này tạo ra, thứ nhất, sự phân bố không đồng đều của trọng lực, và thứ hai, sự căng thẳng không đồng đều ở bán cầu bắc và bán cầu nam. Tuy nhiên, rất có thể, chính vị trí bí ẩn này cung cấp sự hiện diện của bầu khí quyển của Sao Thiên Vương và thành phần độc đáo của nó. Xung quanh lõi chỉ có các khí nặng được giữ lại, ở các lớp giữa - nước kết tinh. Có lẽ nếu nhiệt độ không khí ở đây cao hơn, Sao Thiên Vương sẽ trở thành một đại dương khổng lồ, bao gồm nước bình thường, là nguồn gốc của sự sống.
Sao Thiên Vương hấp thụ mọi thứ và mọi thứ xung quanh
Như chúng ta đã nói ở trên, bầu khí quyển của Sao Thiên Vương chứa một lượng khí metan khổng lồ. Loại khí này khá nặng, vì nó có khả năng hấp thụ tia hồng ngoại. Đó là, tất cả ánh sáng đến từ Mặt trời, từ các ngôi sao và hành tinh khác, chạm vào bầu khí quyển của Sao Thiên Vương, đều chuyển thành màu xanh lục. Gần đây, các nhà khoa học nhận thấy rằng hành tinh này cũng nuốt các khí lạ có trong không gian vũ trụ, điều nghịch lý là nó yếutừ trường. Carbon dioxide và carbon monoxide được tìm thấy trong thành phần của các lớp giữa của khí quyển. Người ta tin rằng họ đã bị thu hút bởi hành tinh từ các sao chổi đi qua.
Cõi băng trong hệ thống của chúng tôi
Hai hành tinh ngoài cùng của SS là Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương. Cả hai đều được đặc trưng bởi màu hơi xanh, cả hai đều được hình thành từ khí. Bầu khí quyển của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương thực tế giống nhau, ngoại trừ tỷ lệ. Lực hấp dẫn và khối lượng của lõi của cả hai hành tinh gần như giống nhau. Các lớp thấp hơn trong bầu khí quyển của Sao Hải Vương, giống như Sao Thiên Vương, được hình thành từ nước kết tinh trộn với mêtan và hydro sunfua. Tại đây, gần lõi, các khối băng khổng lồ nóng lên đến 200 Kelvin hoặc hơn, do đó hình thành từ trường của riêng chúng. Bầu khí quyển của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương có cùng lượng hydro phân tử trong thành phần của nó - hơn 80%. Lớp không khí bên ngoài của Sao Hải Vương cũng được đặc trưng bởi gió mạnh, nhưng nhiệt độ không khí ở đây cao hơn một chút - 60 K.
Kết
Sự hiện diện của bầu khí quyển của Sao Thiên Vương, về nguyên tắc, đảm bảo sự tồn tại của hành tinh này. Lớp vỏ không khí là bộ phận cấu thành chính của Sao Thiên Vương. Nó nóng lên mạnh mẽ ở gần lõi, nhưng đồng thời nó cũng nguội đi nhiều nhất có thể ở các lớp ngoài cùng. Cho đến nay, hành tinh này không có sự sống do thiếu oxy, cũng như nước lỏng. Nhưng nếu nhiệt độ của lõi bắt đầu tăng lên, các nhà nghiên cứu dự đoán, các tinh thể băng sẽ biến thành một đại dương khổng lồ, nơi các dạng sống mới có thể xuất hiện.
