Уран – самая интересная планета?

[Димитър]

Согласно современным представлениям модель строения Урана такова: его поверхностный слой представляет собой газо-жидкую 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.
Водородно-гелиевая атмосфера Урана и Нептуна содержит порядка всего лишь 10 - 15 % массы планеты и простирается до глубины в 6000 - 8000 км.
Конфигурация магнитного поля указывает на то, что на твердой поверхности находится  жидкий слой.
http://www.rol.ru/news/misc/spacenews/04/03/12_003.htm
Разгадана загадка магнитных полей Урана и Нептуна
12 марта 2004 г.
Оказалось, что магнитные поля Урана и Нептуна образованы как бы двумя стержневыми магнитами. То есть у них два южных и два серверных полюса.
Объяснение этому факту дано в новой теории, опубликованной на этой неделе в журнале Nature. Ее авторами являются научные сотрудники Гарвардского университета Джереми Блоксхэм (Jeremy Bloxham) и Сабин Стэнли (Sabine Stanley). Они считают, что внутреннее строение Урана и Нептуна совсем не такое, каким его считали раньше.
По мнению Блоксхэма и Стенли, внутри Урана и Нептуна слой токопроводящей металлической жидкости, совершающей конвекционное движение, очень тонкий. Поэтому генерируемое ею магнитное поле располагается лишь в тонкой оболочке, расположенной непосредственно под поверхностным слоем газообразного водорода. Из-за такой структуры магнитное поле ведет себя неустойчиво. Оно может легко отклоняться от оси вращения планеты и "раздваиваться", в результате чего образуются парные магнитные полюса. Составленная авторами компьютерная модель внутреннего строения Урана и Нептуна дает ту же странную картину магнитных полей этих планет, зафиксированную зондом Voyager 2.
И еще:  "Океаны жидкой воды на ледяных гигантах"
http://arxiv.org/PS_cache/astro-ph/pdf/0609/0609723v1.pdf

По мнению Блоксхэма и Стенли, внутри Урана и Нептуна слой токопроводящей металлической жидкости, совершающей конвекционное движение, очень тонкий. То есть – вполне возможно наличие океанов и континентов, как на Земле. А также и все остальное: моря, реки и озера, острова и т.д. Считается, что океан состоит из воды, аммиака и метана. Площадь твердо-жидкой поверхности в 9 раз больше площади Земли! Но давление на этой поверхности огромное – 100 – 200 тысяч атмосфер (100 – 200 кБар = 10 – 20 GPa). “Под газовой оболочкой должен располагаться океан из воды, аммиака и метана”

Оказывается поверхность Урана и Нептуна можно исследовать!
В 2003 года американская компания успела сделать полупроводник на основе искусственного алмаза. А алмаз плавится при температуре 3500 - 4000 °C! При введении добавок температура плавления уменьшится, но не намного. А если есть полупроводники, значит можно сделать электронику и машины, которые смогут работать на поверхность Урана и Нептуна – при давлении в 100 – 200 тысяч атмосфер (10 – 20 GPa) и предполагаемой температурой поверхности порядка 2000 градусов С. При таких условиях алмаз стабилен:
Вот только при температур выше 850 °C  нужно убрать кислород из воздуха. Иначе алмаз сгорит – он все-таки просто форма углерода. Но на поверхность Урана и Нептуна свободного кислорода нет.

Кстати:
http://www.mignews.co.il/news/technology/world/240110_145137_18586.html
24.01 14:51 MIGnews.com
Новые исследования показывают, что на Уране и Нептуне могут находиться целые "айсберги" из расплавленных драгоценных камней. Первое подробное исследование плавления алмазов обнаружило, что, достигая точки плавления, порода начинает вести себя как вода – обретает способность таять и замерзать, превращаясь в айсберги. Две гигантские газовые планеты, в отличие от Земли, не имеют магнитных полюсов, которые совпадают с географическими полюсами, и этим ученые объясняют существование на них алмазных айсбергов.
И еще: Теоретически возможно существование на поверхности Урана и Нептуна полупроводниковых структур на основе углерода (алмаза), в которых возможно ... е-е-е ... накопление, обработка и обмен информации. “Живые кристаллы”, одна из любимых тем писателей-фантастов, однако...

Почему в заголовке темы только Уран? Потому что на эго поверхности ожидается значительно более низкой температуры, чем на Нептуне. ВСЕ планеты-гиганты излучают в 2 – 3 раза больше энергии, чем получают от Солнца. Все за исключением Урана!
Википедия:
Температура Урана значительно ниже температуры других планет-гигантов Солнечной системы. Тепловое излучение планеты очень низкое, и причина этого в настоящее время остаётся неизвестной. Нептун, схожий с Ураном размерами и составом, излучает в космос в 2,61 раза больше тепловой энергии, чем получает от Солнца. У Урана же этот показатель равен 0,042 ± 0,047 Вт/м², и эта величина меньше той, которую выделяет земное ядро (~0,075 Вт/м²). Измерения в дальней инфракрасной части спектра показали, что Уран излучает лишь 1,06 ± 0,08 % энергии от той, что получает от Солнца (то есть избыточная теплота крайне мала, почти отсутствует). Самая низкая температура, зарегистрированная в тропопаузе Урана, составляет 49 К, что делает планету самой холодной из всех планет Солнечной системы — даже более холодной, чем Нептун.
Отсутствие избыточного теплового излучения планеты значительно затрудняет определение температуры её недр, однако если предположить, что температурные условия внутри Урана близки к характерным для других планет-гигантов, то там возможно существование жидкой воды и, следовательно, Уран может входить в число планет Солнечной системы, где возможно существование жизни.

[Nik-Kul]

  Может быть , под нижним слоем водяных облаков , где давление несколько десятков атм. при минусовой температуре плещется жидкий океан воды , глубиной  больше ста км ..может такое возможно , мол ниже жидкого слоя находится уже пережатый пар с большей плотностью . Кроме этого , на полюсе плавает ледяной континент который изменяет температуру атмосферы в радиодиапазоне . В 80-х годах этот полюс был направлен к солнцу .     Конечно в свете современных данных такой , верхний океан маловероятен , но что-же является там запирающим слоем ? Что-то закрывает выход тепла из внутренних частей планеты

[Димитър]

Предложения по отправке АМС к Урану:

http://futureplanets.blogspot.co.il/2009/05/minimalistic-uranus-orbiter.html

http://futureplanets.blogspot.de/2011/01/uranus-orbiter-concept-study.html

[истребитель крыс]

Что-то закрывает выход тепла из внутренних частей планеты

Закрыть выход тепла не возможно, просто  у Урана видимо слишком мало тяжелых элементов и радиоактивных изотопов. Вероятнее всего железного ядра нет, либо оно слишком маленькое.

[vika vorobyeva]

Предложен новый масштабный проект по изучению Урана и Нептуна - миссия ODINUS, состоящая в отправке к ледяным гигантам двух орбитальных аппаратов-близнецов. Миссия предложена в рамках европейской программы Cosmic Vision 2015-2025, причем предполагается, что это будет флагманская миссия (L-класса).
Вот тут:
http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1402/1402.2650.pdf
авторы подробно рассказывают, чем же интересны системы Урана и Нептуна. Интересного и непонятного там действительно много, и если хотя бы один аппарат профинансируют, это будет хорошо и замечательно

Сайт миссии ODINUS:
http://odinus.iaps.inaf.it/

[SY]

Вот только при температур выше 850 °C  нужно убрать кислород из воздуха. Иначе алмаз сгорит – он все-таки просто форма углерода. Но на поверхность Урана и Нептуна свободного кислорода нет.

Так он и в воде сгорит(отберет у нее кислород).

Под газовой оболочкой должен располагаться океан из воды, аммиака и метана ...
и предполагаемой температурой поверхности порядка 2000 градусов С.

В таких условия вода и метан сосуществовать не могут:
CH₄ + H₂O = CO + 3H₂

[Космический мусор]

Вот тут:
http://arxiv.org/ftp/arxiv/papers/1402/1402.2650.pdf
авторы подробно рассказывают, чем же интересны системы Урана и Нептуна. Интересного и непонятного там действительно много

Ну, ёлкина жизнь, на американском....(((

[L_Pt]

   

Под газовой оболочкой должен располагаться океан из воды, аммиака и метана ...
    и предполагаемой температурой поверхности порядка 2000 градусов С.

В таких условия вода и метан сосуществовать не могут:
CH4 + H2O = CO + 3H2

Это обратимая реакция, и при сильном давлении равновесие смещено влево.

[Andrey_Samoilov]

миссия ODINUS, состоящая в отправке к ледяным гигантам двух орбитальных аппаратов-близнецов. Миссия предложена в рамках европейской программы Cosmic Vision 2015-2025, причем предполагается, что это будет флагманская миссия (L-класса).

Статья на итальянском языке (08.10.2014) про проект ODINUS: http://www.media.inaf.it/2014/10/08/vogliamo-urano-e-nettuno/
Вкратце: авторы проекта ищут финансирование; источником энергии будет однозначно атомный реактор.

http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0032063314002852

Uranus Pathfinder - миссия к Урану
astronomy.ru/forum/index.php/topic,82024.msg1460963.html

https://ru.wikipedia.org/wiki/Uranus_orbiter_and_probe
Предпочтительным двигателем для такой миссии является ЭРД, что позволит увеличить массу аппарата по сравнению с аналогичной в случае использования химических РД. Запуск миссии планируется в 2020—2023 годах. Время в пути до Урана с солнечной ЭРД будет 13 лет, с одним гравитационным манёвром у Земли, со стартовым окном 21 день каждый год.
В 2013 году проект был заморожен.

[Amadeus]

возможно существование на поверхности Урана и Нептуна полупроводниковых структур на основе углерода (алмаза),

Алмаз - диэлектрик, не уступающий стеклу. Не надо спать на лекциях по физике.

[Golossvyshe]

возможно существование на поверхности Урана и Нептуна полупроводниковых структур на основе углерода (алмаза),

Алмаз - диэлектрик, не уступающий стеклу. Не надо спать на лекциях по физике.

Экий вы суровый товарищ.

http://www.findpatent.ru/patent/80/803323.html
СПОСОБ ПОЛУЧЕНИЯ ПОЛУПРОВОДНИКОВОГО АЛМАЗА

Так что не спать на лекциях, этого порой недостаточно.

[rsarsa]

Данный материал получается в результате воздействия человека - в природе я думаю такой материал (уж точно на поверхности Урана-Нептуна) не существует, с максимальной долей вероятности.
Хотя, думаю малая вероятность того есть (с точки зрения тервера).

[Nik-Kul]

возможно существование на поверхности Урана и Нептуна полупроводниковых структур на основе углерода (алмаза),

Алмаз - диэлектрик, не уступающий стеклу. Не надо спать на лекциях по физике.

  Бред какой-то , я такой пост не писал, на лекциях по физике не присутствовал , но по тв -каналам был фильм про создании микросхем на основе супералмазов , гораздо более стойких к высоким температурам и ёмкими по сравнению с кремниевыми . Точно не знаю , но нужные свойства материалы получают очень тонким введением добавок и легированием

[Константин ВАРБ]

   

орядка 2000 градусов С.

В таких условия вода и метан сосуществовать не могут:
CH4 + H2O = CO + 3H2

Это обратимая реакция, и при сильном давлении равновесие смещено влево.

При таких температурах произойдёт полный пиролиз. Так что только CO и H2

Другое дело, что такие температуры на "твёрдой поверхности" Урана и Нептуна если она не под океаном металлов, разумеется, фантастичны.
В реальности же на этих планетах следует ожидать достаточно сложный букет органических соединений.

[Dem]

При таких температурах произойдёт полный пиролиз. Так что только CO и H2

Две молекулы занимают меньше места чем четыре. Поэтому в  уравнение надо добавить разницу состояний в энергии - и чем выше давление тем она больше.

[vagabond]

Планетологов заинтересовали гигантские бури на Уране[/b] [/color]
15:23, 3 марта 2015
http://lenta.ru/news/2015/03/03/uran/

Планетологи из США и Нидерландов описали гигантские штормы, бушевавшие в прошлом году на Уране. Результаты своих исследований авторы направили на публикацию в журнал Icarus, а кратко о них сообщает издание The Conversation.
Ледяной гигант, как считается, имеет слоистую атмосферу, верх которой состоит из метана, а низ — из воды.
Ранее ученые считали, что планета имеет спокойную атмосферу. Это мнение укрепилось после того, как в 1986 году космическая станция Voyager 2 пролетела рядом с ледяным гигантом. Аппарат сделал снимки планеты, на которых не было заметно каких-либо облачных полос и других атмосферных возмущений.
Однако наблюдения из обсерватории Кека 5 и 6 августа 2014 года опровергли эту точку зрения. Всего начиная с этого времени ученые и астрономы-любители зафиксировали в северном полушарии планеты восемь бурь.

В отличие от других планет Солнечной системы, где атмосферная активность преимущественно обусловлена, как считается, внутренними процессами, на Уране она, как считалось, связана с его ориентацией относительно светила.

Собственная ось вращения Урана наклонена под углом 97 градусов к перпендикуляру к плоскости орбиты вращения планеты вокруг Солнца. Для Земли этот угол не превышает 23,5 градуса. Фактически это означает, что Уран вращается вокруг Солнца, лежа на боку.
Перед этим событием астрономы заметили на планете множество облаков, грозу и сильный ветер. Однако уже в 2007 году, когда Уран прошел через точку равноденствия (а период вращения планеты вокруг Солнца равен 84 годам), атмосферная активность пошла на спад.
Причина, по которой в 2014 году на Уране возникли ураганы, до сих пор не ясна. Ученые собираются продолжить свои исследования. Как считается, это необходимо в том числе и для понимания природы экзопланет типа ледяных гигантов, находящихся вне Солнечной системы.
Уран, седьмая по удаленности планета Солнечной системы, открыта 13 марта 1781 года английским астрономом Уильямом Гершелем.

[Ремвер]

Предложения по отправке АМС к Урану:

Написано, что выход на орбиту Урана ожидается в сентябре 2030. Что они там собираются рассматривать - одни только южные полушария Урана и его спутников? В это время года севернее 12 град. с.ш. ничего не будет видно. Северные полярные районы выйдут из тени только к 2048 году. Наверное, надеются на длительный ресурс аппарата?

[Грехов Михаил]

В отличие от других планет Солнечной системы, где атмосферная активность преимущественно обусловлена, как считается, внутренними процессами, на Уране она, как считалось, связана с его ориентацией относительно светила.

Уха-ха. Вообще-то на всех планетах Солнечной системы на которых есть заметный наклон оси вращения к плоскости орбиты - есть и заметная смена времен года. Однако так явно прослеживается у Земли и Марса. и все атмосферные процессы зависят в первую очередь от этого...

[Olweg]

Видимо имелись в виду планеты-гиганты.

[Димитър]

Ничего нового?