천문학

천왕성과 해왕성이 목성과 토성보다 메탄이 더 많은 이유는 무엇입니까?

천왕성과 해왕성이 목성과 토성보다 메탄이 더 많은 이유는 무엇입니까?



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따라서 태양 성운의 표준 이론은 가스 행성 지역에서 얼음과 바위가 응축되어 행성을 형성 할 수 있으며, 그러면 수소와 헬륨을 축적하여 가스 거인을 형성 할 수 있다는 것입니다. 거대한 행성은 모두 대부분 수소와 헬륨이지만 천왕성과 해왕성은 메탄과 같은 상대적으로 많은 양의 수소 화합물을 가지고 있습니다.

내 질문은 : 왜 그런 일이 일어 났습니까? 천왕성과 해왕성은 어떻게 메탄을 얻었습니까? 내 인상은 모든 가스 거인이 메탄이 얼음으로 응축되기에 충분히 멀리 떨어져 있었는데, 천왕성과 해왕성은 어떻게 메탄으로 우선적으로 끝났습니까?


천왕성과 해왕성이 목성과 토성보다 메탄이 더 많은 이유는 무엇입니까?

상태 방정식 (EOS), 사문석 화 및 혼합 (회전 및 대류)의 조합으로, 일부 반응 (및 결과 화합물)에 대한 선호도를 다른 것보다 선호합니다.

아래 참조를 참조하십시오.

거대한 행성은 모두 대부분 수소와 헬륨이지만 천왕성과 해왕성은 메탄과 같은 상대적으로 많은 양의 수소 화합물을 가지고 있습니다.

목성과 토성은 가스 거인이고 천왕성과 해왕성은 얼음 거인입니다.

제 질문은 왜 그런 일이 일어 났습니까? 천왕성과 해왕성은 어떻게 메탄을 얻었습니까? 내 인상은 모든 가스 거인이 메탄이 얼음으로 응축되기에 충분히 멀리 떨어져 있었는데, 천왕성과 해왕성은 어떻게 메탄으로 우선적으로 끝났습니까?

Wikipedia의 "Extraterrestrial Atmosphere"를 참조하십시오.

어떤 가스가 남아 있는지 보여주는 일부 태양계 물체의 표면 온도에 대한 탈출 속도 그래프. 개체는 배율에 맞게 그려지고 해당 데이터 포인트는 가운데의 검은 색 점에 있습니다. 데이터는 "강의 5 : 태양계 개요, Thermodynamc 평형의 물질"및 "Stargazer의 FAQ-대기는 정확히 어떻게 유지됩니까?"를 기반으로합니다.

위키 백과는이 행성들의 대기에 대해서는 거의 말하지 않고 천왕성과 해왕성에 대해서는 거의 언급하지 않습니다.

  • 목성의 분위기 :

    "온도가 너무 높아 응축하기에는 메탄 구름이 없습니다." -출처 : "목성의 암모니아 구름-지역화 또는 유비쿼터스?" (2004 년 4 월 9 일), S.K. Atreya, A.S.Wong, K.H.Baines, M.H.Wong 및 T.C. Owen.

    논문의 인용문 :

    페이지 502 : "다환 방향족 탄화수소 (PAH) 생산을 위해 화학은 $ lambda le $ 160 nm에서 태양 자외선 광자에 의한 메탄 (CH $ _4 $)의 파괴로 시작하여 궁극적으로 벤젠 ($ c $ -C $ _6 $ H $ _6 $, 또는 A $ _1 $) 및 기타 복합 탄화수소 (그림 3) 에너지 입자가 메탄을 분해하는 극성 오로라 지역에서는 벤젠 생산에서 이온 화학이 지배적입니다. 및 중질 탄화수소 (Wong et al., 2003 및 그림 3). ".

  • 토성의 분위기 :

    "태양으로부터의 자외선 복사는 대기 상층에서 메탄 광분해를 일으켜 일련의 탄화수소 화학 반응을 일으켜 소용돌이와 확산에 의해 아래쪽으로 운반됩니다.이 광화학주기는 토성의 연간 계절주기에 의해 조절됩니다." -출처 : S. Guerlet, T. Fouchet 및 B. Bézard에 의해 "카시니 / CIRS 사지 관찰로부터 토성의 성층권에있는 에탄, 아세틸렌 및 프로판 분포"(2008 년 11 월).

    논문의 인용문 :

    페이지 406 : "3 방법

    합성 스펙트럼을 계산하기 위해 라인 별 복사 전달 모델을 사용했습니다. 불투명도 포함 CH $ _4 $, CH $ _3 $ D, C $ _2 $ H $ _6 $, C $ _2 $ H $ _2 $, C $ _3 $ H $ _8 $, C $ _3 $ H $ _4, C $ _4 $ H $ _2 및 H2-He 및 H2-H2의 충돌 유발 불투명도. 대기 그리드는 10 바에서 10-8 바까지 360 개의 레이어로 구성되었습니다. Conrath et al.에서 채택한 반복적 반전 알고리즘과 결합되었습니다. (1998), 측정 된 스펙트럼에서 대기 상태 (온도, 탄화수소 수직 프로파일)를 검색하기 위해.

    분자 방출 강도는 그 풍부 도와 온도에 따라 달라 지므로 두 단계로 진행했습니다. 먼저, 1305m $ ^ {− 1} $에서 메탄 ν4 방출 대역에서 온도 수직 프로파일을 검색했습니다 (vmr 4.5 x10 $ ^ {− 3} $와 균일하게 혼합되었다고 가정) (Flasar et al. 2005). ), 1 mbar-2 $ mu $ bar 영역에 정보를 제공합니다.

    그림 1은 주어진 두 압력 수준에서 에탄, 아세틸렌 및 프로판의 합성 및 관찰 된 방출 밴드 간의 비교 예를 보여줍니다 (CIRS에 의해 조사 된 모든 다른 압력 수준은 명확성을 위해 플롯되지 않음). 검색된 프로필. ".

이것이 의미하는 바는 메탄보다 더 복잡한 화합물이 조건에 의해 선호된다는 것입니다. "상태 방정식"에 관한 위의 설명을 참조하십시오.

  • 천왕성과 해왕성의 분위기 :

    "얼음 거인의 기체 외층은 기체 거인의 외층과 몇 가지 유사점이 있습니다. 여기에는 수명이 긴 고속 적도 풍, 극지 소용돌이, 대규모 순환 패턴, 위로부터의 자외선 복사에 의해 구동되는 복잡한 화학 과정이 포함됩니다. 낮은 대기와 혼합합니다.

    얼음 거인의 대기 패턴을 연구하면 대기 물리학에 대한 통찰력도 얻을 수 있습니다. 그들의 구성은 서로 다른 화학 과정을 촉진하고 태양계의 다른 어떤 행성보다 먼 궤도에서 햇빛을 훨씬 적게받습니다 (기상 패턴에 대한 내부 난방의 관련성을 높임). "

NASA 자료 표-대기 구성 (부피 별, 괄호 안의 불확실성) :

  • 목성

    • 주요 : 분자 수소 (H $ _2 $)-89.8 % (2.0 %); 헬륨 (He)-10.2 % (2.0 %)

    • 경미 (ppm) : 메탄 (CH $ _4 $)-3000 (1000); 암모니아 (NH $ _3 $)-260 (40); 중수소 화수소 (HD)-28 (10); 에탄 (C $ _2 $ H $ _6 $)-5.8 (1.5); 물 (H $ _2 $ O)-4 (압력에 따라 다름)

    • 에어로졸 : 암모니아 얼음, 물 얼음, 암모니아 하이드로 설파이드

  • 토성

    • 주요 : 분자 수소 (H $ _2 $)-96.3 % (2.4 %); 헬륨 (He)-3.25 % (2.4 %)

    • 경미 (ppm) : 메탄 (CH $ _4 $)-4500 (2000); 암모니아 (NH $ _3 $)-125 (75); 중수소 화수소 (HD)-110 (58); 에탄 (C $ _2 $ H $ _6 $)-7 (1.5)

    • 에어로졸 : 암모니아 얼음, 물 얼음, 암모니아 하이드로 설파이드

  • 천왕성

    • 주요 : 분자 수소 (H $ _2 $)-82.5 % (3.3 %); 헬륨 (He)-15.2 % (3.3 %) 메탄 (CH $ _4 $)-2.3 %

    • 마이너 (ppm) : 중수소 화수소 (HD)-148

    • 에어로졸 : 암모니아 얼음, 물 얼음, 암모니아 수 황화물, 메탄 얼음 (?)

  • 해왕성

    • 주요 : 분자 수소 (H $ _2 $)-80.0 % (3.2 %); 헬륨 (He)-19.0 % (3.2 %); 메탄 (CH $ _4 $) 1.5 % (0.5 %)

    • 마이너 (ppm) : 중수소 화수소 (HD)-192; 에탄 (C $ _2 $ H $ _6 $)-1.5

    • 에어로졸 : 암모니아 얼음, 물 얼음, 암모니아 수 황화물, 메탄 얼음 (?)

추가 참조 :

"태양계의 메탄"영어, (Bol. Soc. Geol. Mex [온라인]. 2015, vol.67, n.3, pp.377-385.), Andrés Guzmán-Marmolejo 및 Antígona Segura.

"지상 행성에서 메탄의 비 생물 적 생산"(Astrobiology. 2013 Jun; 13 (6) : 550-559), Andrés Guzmán-Marmolejo, Antígona Segura 및 Elva Escobar-Briones 작성.

"태양계의 메탄 clathrates"(Astrobiology. 2015 Apr; 15 (4) : 308-26), Mousis O, Chassefière E, Holm NG, Bouquet A, Waite JH, et al.

NASA- "과학자들은 지구 크기 행성의 풍요의 뿔을 모델링합니다"(2007 년 9 월 24 일).


토성 목성 천왕성과 해왕성 주위에는 무엇이 있습니까?

목성 행성은 또한 달이 많은 특징이 있습니다. 토성목성 마다 있다 60 개 이상의 달, 천왕성은 20 개 이상 해왕성은 10 개 이상. 행성도 있다 격렬한 바람과 폭풍, 그리고 빠른 회전. 지구와 비교할 때 목성 행성은 거대합니다.

결과적으로, 어떤 행성이 단단한 표면 금성 목성 토성 천왕성 해왕성을 가지고 있는가? 원래 답변 : 그렇습니다 목성, 토성, 천왕성해왕성은 단단한 표면을 가지고 있습니다.? 아뇨, 절대 아닙니다. 위에서 언급 한 행성에는 다른 이름의 가스 거인. 행성 전적으로 가스로 만들어졌습니다. 이 큰 행성 밀도가 낮고 질량이 커서 거대한 중력을 가지고 있습니다.

게다가 목성 토성 천왕성과 해왕성이 모두 고리를 가지고있는 이유는 무엇입니까?

Showalter (SETI Institute). 목성의 고리 매우 작은 먼지 입자로 만들어져 있으며 그 구조는 목성의 자기장. 해왕성 어둡다 반지 메탄과 암모니아 얼음으로 만들어졌습니다. 천왕성' 반지 두툼한 바위가 지배적이며 주로 바위로 구성 될 수 있습니다.

토성이 주위에 바위와 얼음 고리가있는 유일한 행성이라는 것이 사실입니까?

토성 웃기게 생긴 행성. 진실, 그것은 아닙니다 반지가있는 유일한 행성. 목성, 천왕성 및 해왕성은 반지, 너무. 그러나 토성의 고리 가장 크고 밝습니다.


천문학 8 장 연습 문제

다음 중 우리 태양계에있는 네 개의 목성 행성의 일반적인 특성이 아닌 것은 무엇입니까?

그들은 지구 행성보다 평균 밀도가 더 높습니다.

다음 중 중심에서 바깥쪽으로 목성의 내부 레이어를 가장 잘 설명하는 것은 무엇입니까?

암석, 금속 및 수소 화합물의 핵심 금속 수소 층의 두꺼운 층의 액체 수소 층의 기체 수소 구름 층

목성 인테리어를 비교 한 다음 설명 중 사실이 아닌 것은 무엇입니까?

이 레이어는 크기가 다르지만 모두 동일한 내부 레이어 세트를 가지고 있습니다.

전반적으로 목성의 구성은 _________의 구성과 가장 비슷합니다.

목성의 색은 부분적으로 구름의 세 층에서 나옵니다. 다음 중 목성의 구름 레이어 중 하나의 주요 구성 요소가 아닌 것은 무엇입니까?

목성 대기의 일반적인 풍속은 지구의 일반적인 풍속과 어떻게 비교됩니까?

그들은 지구의 허리케인 바람보다 훨씬 빠릅니다.

그레이트 레드 스팟은 무엇입니까?

목성의 오래 지속되는 고압 폭풍

천왕성과 해왕성의 푸른 색을 담당하는 대기 성분은 무엇입니까?

목성의 자기장의 강도는 지구 자기장의 강도와 어떻게 비교됩니까?

목성의 자기장은 지구보다 약 20,000 배 강합니다.

목성 행성의 달에 대한 다음 진술 중 사실이 아닌 것은 무엇입니까?

대부분의 달은 구형이 될만큼 충분히 크지 만 일부는 소행성의 감자 모양을 더 많이 가지고 있습니다.

Io에 대한 어떤 진술이 사실입니까?

그것은 우리 태양계에서 가장 화산 활동적인 몸입니다.

주로 질소로 만들어진 두꺼운 대기를 가진 달은 어디일까요?

Huygens 탐사선은 2005 년 Titan의 표면으로 내려 가면서 수많은 사진을 찍었습니다. 사진은 무엇을 보여 줍니까?

건조한 강 계곡과 호숫가로 보이는 것을 포함하여 특징 또는 침식

어느 달이 깊고 지하에 액체가있는 바다를 가질 가능성이있는 것으로 간주됩니까?

현재 궤도에 포착 된 것으로 생각되는 큰 목성의 ​​달은 무엇입니까?

토성의 고리에서 불과 몇 미터 위의 우주에 떠있을 수 있다고 가정 해 보겠습니다. 반지를 내려다 보면 무엇을 보게 될까요?

먼지 알갱이에서 큰 바위에 이르기까지 다양한 크기의 수많은 얼음 입자

행성 고리에 대한 다음 중 사실이 아닌 것은 무엇입니까?

토성의 고리는 46 억년 전에 위성과 함께 형성되었습니다.

다음 중 목성 행성 대기의 중요한 성분이 아닌 가스는 무엇입니까?

목성과 다른 목성 행성은 때때로 "가스 거인"이라고 불립니다.이 용어는 어떤 의미에서 오해의 소지가 있습니까?

그들은 실제로 기체 상태의 물질을 비교적 적게 포함합니다.

질량을 두 배로 늘릴 수 있다면 목성은 어떻게 될까요?

밀도는 증가하지만 지름은 거의 변하지 않습니다.

우리 태양계 형성 이론에 따르면 천왕성과 해왕성이 목성과 토성보다 훨씬 덜 거대하게 된 이유는 무엇입니까?

태양 성운의 입자는 더 먼 거리에 더 많이 퍼져서 부착하는 데 더 오래 걸리고 태양풍이 성운을 제거하기 전에 가스를 끌어들일 시간이 적었습니다.

목성은 왜 세 개의 구름 층을 가지고 있습니까?

세 층은 서로 다른 온도에서 응축되는 가스로 만들어진 구름을 나타냅니다.

다음 중 목성과 토성의 사진에서 수평 "줄무늬"를 보는 가장 좋은 이유는 무엇입니까?

밝은 줄무늬는 높은 구름 영역이고 어두운 줄무늬는 더 깊고 어두운 구름까지 볼 수있는 영역입니다.

천왕성과 해왕성은 메탄 구름을 가지고 있지만 목성과 토성은 그렇지 않습니다. 그 이유를 설명하는 요인은 무엇입니까?

목성과 토성의 온도는 메탄이 응축 되기에는 너무 높습니다.

가장 극단적 인 계절 변화를 가져야하는 목성 행성은 어디일까요?

목성 (Io 원환 체) 주위를 공전하는 Io & # 8217s를 추적하는 지역에서 방사능이 왜 그렇게 강렬합니까?

이 지역은 Io의 화산에서 방출 된 후 이온화되는 가스로 가득 차 있습니다.

다음 중 많은 목성 위성이 달이나 수성보다 지질 학적으로 더 활동적인 이유를 가장 잘 설명하는 것은 무엇입니까?

목성의 달은 달과 수성을 구성하는 암석과 금속보다 낮은 온도에서 녹거나 변형 될 수있는 대부분 얼음으로 만들어집니다.

다음 진술은 모두 사실입니다. 이오에서 발생하는 엄청난 조수 가열을 설명하는 데 가장 중요한 것은 무엇입니까?

이오는 다른 위성과의 궤도 공명으로 인해 타원 궤도에서 목성을 공전합니다.

다음 중 유로파가 지하 바다를 가질 수 있다는 생각을 뒷받침하는 증거가 아닌 것은 무엇입니까?

천문학 자들은 유로파 표면에서 액체 물의 작은 호수를 발견했습니다.

다음 중 Titan에서 찾을 가능성이 가장 낮은 것은 무엇입니까?

따뜻한 적도 지역의 액체 호수

천문학 자들은 왜 트리톤이 포착 된 달이라고 믿습니까?

Triton은 Neptune의 회전과 반대 방향으로 Neptune을 공전합니다.

토성의 반지에 대한 다음 중 사실이 아닌 것은?

고리는 오늘날 토성이 형성된 직후와 거의 동일하게 보일 것입니다.

현재의 이해에 따르면 행성이 고리를 갖기 위해 다음 중 필요한 것은 무엇입니까?

행성에는 적도면에서 행성에 비교적 가깝게 공전하는 작은 위성이 많이 있어야합니다.


해왕성과 천왕성이 다른 이유

천왕성 (왼쪽)과 해왕성 (오른쪽). 두 개의 거대한 얼음 행성은 유사점을 가지고 있지만, 초기 태양계의 다른 큰 물체의 영향으로 설명 될 수있는 중요한 차이점도 있습니다. NASA / JPL / PlanetS를 통한 이미지.

우리는 마치 쌍둥이 세계인 것처럼 천왕성과 해왕성을 함께 생각하는 경향이 있습니다. 그들은 지구보다 크기가 거의 같지만 목성이나 토성보다 작으며 둘 다 푸르스름하거나 청록색이며 깊은 대기와 얼음 내부를 가지고 있습니다. 그러나 표면적으로는 비슷하지만 천왕성과 해왕성은 정말 상당히 다릅니다. 그들은 & # 8217re 대부분의 사람들이 생각하는 것과 다릅니다. 그리고 그들의 차이점은 아직 완전히 설명되지는 않았지만, 이제는 태양계 역사 초기에 돌보는 행성 크기의 물체와의 강력한 충돌이 핵심이 될 수 있습니다.

스위스 취리히 대학의 행성 연구에 관한 국립 역량 센터 (PlanetS)의 연구원들은 천왕성과 해왕성의 차이를 형성하는 충돌의 역할을 탐구하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 실행했습니다. 연구 결과는 2020 년 2 월 4 일 PlanetS에 의해 발표되었으며 관련 연구 논문은 2019 년 11 월 22 일에 처음 발표되었습니다.

천왕성과 해왕성은 우리 태양계에서 가장 멀리 알려진 두 개의 주요 행성입니다. 둘 다 이제 얼음 거인으로 간주됩니다. 둘 다 더 큰 가스 ​​거인 목성과 토성과 지구와 같은 작은 암석 세계와 근본적으로 다릅니다. 천왕성과 해왕성은 비슷한 질량과 내부 구성을 가지고 있습니다. 외부 대기는 수소, 헬륨 및 메탄으로 구성되어 있으며 맨틀은 물, 암모니아 및 메탄 얼음의 조합이며 코어는 암석과 얼음이 혼합되어 있습니다.

천왕성은 해왕성보다 뭉툭한 모습을 보이는 경향이 있으며 대부분 구름이 없습니다. 해왕성의 대기는 천왕성보다 어두운 띠를 가지고 있으며, 줄무늬와 흰 구름, 그리고 커다란 '어두운 점'이 있습니다. & # 8221

그러나 두 세계 사이에는 더 큰 차이가 있으며 연구자들은 그 이유를 알고 싶어했습니다. PlanetS 회원 중 한 명인 Christian Reinhardt의 진술에 따르면 :

& # 8230 두 행성 사이에는 설명이 필요한 놀라운 차이가 있습니다.

천왕성과 해왕성의 형성과 초기 태양계의 다른 대형 물체의 영향으로 인해 어떻게 다르게 진화했는지를 보여주는 다이어그램. 이미지 제공 : Reinhardt & amp Helled / ICS / University of Zürich / PlanetS.

또 다른 팀원 인 Joachim Stadel은 해왕성과 지구 및 태양계의 대부분의 다른 주요 행성과 달리 천왕성은 궤도면에 대해 거의 수직 인 축을 중심으로 회전하지 않는다고 지적했습니다. 대신 :

& # 8230 천왕성과 그 주요 위성은 태양 평면으로 약 97도 기울어 져 있으며 행성은 태양에 대해 효과적으로 역행합니다.

또 다른 주요 차이점은 천왕성의 더 큰 위성이 행성의 기울기와 정렬 된 안정적인 궤도에 있다는 것입니다. 하지만 해왕성에서 가장 큰 달인 트리톤은 매우 기울어 진 궤도에서 행성을 맴 돕니 다.

이러한 차이는 천왕성의 위성이 행성 자체가했던 것과 동일한 먼지와 가스 원반에서 형성된 반면, 트리톤은 아마도 한때 해왕성의 중력에 의해 포착 된 별도의 물체 였음을 시사합니다.

연구자들에 따르면 이러한 차이점과 다른 차이점은 오래 전에 두 행성에 영향을 미쳤던 여러 종류의 영향을 가리 킵니다.

지구와 해왕성의 크기 비교. 새로운 연구에 따르면 약 1 ~ 3 개의 지구 질량을 가진 물체가 형성된 후 천왕성과 해왕성 모두와 충돌했습니다. 천왕성은 방금 방목되었고 해왕성은 정면 충돌을 겪었습니다. NASA / Sky & amp Telescope를 통한 이미지.

연구진은 두 행성에서 발생할 수있는 다양한 충돌 가능성을 조사하기 위해 컴퓨터 시뮬레이션을 실행했습니다. 논문에서 :

많은 유사점에도 불구하고 천왕성과 해왕성 사이에는 상당한 차이가 있습니다. 천왕성은 기울어 져 있고 일정한 위성 세트를 가지고있어 원반으로부터의 부착을 암시하지만 해왕성의 위성은 불규칙하고 캡처 된 물체입니다. 또한 해왕성은 내부 열원을 가지고있는 반면 천왕성은 태양열 절연과 평형을 이루고 있습니다. 마지막으로 중력 데이터를 기반으로 한 구조 모델은 천왕성이 해왕성보다 더 중앙에 집중되어 있음을 시사합니다. 우리는 이러한 차이가 거대한 영향에 의해 설명 될 수 있는지 조사하기 위해 대규모의 고해상도 SPH 시뮬레이션을 수행합니다.

천왕성의 경우, 우리는 비스듬한 충격이 회전축을 기울여 일반 위성이 형성되는 디스크를 만들기에 충분한 물질을 방출 할 수 있음을 발견했습니다. 일부 원반은 거대하고 충분히 확장되어 있으며 천왕성의 일반 위성의 형성을 설명하기에 충분한 암석 물질로 구성되어 있습니다.

Neptune의 경우 정면 충돌이 내부를 혼합 할 수 있는지 조사합니다. 거대하고 조밀 한 발사체가 중앙을 향해 침투하여 내부 깊은 곳에서 질량과 에너지를 축적하여 Neptune의 내부가 덜 집중적으로 집중 될 수 있음을 발견했습니다.

우리는 얼음 거인 사이의 이분법이 형성 후 폭력적인 영향으로 설명 될 수 있다고 결론지었습니다.

또 다른 팀원 인 Alice Chau는 다음과 같이 언급했습니다.

두 행성이 비슷한 방식으로 형성되었다고 종종 가정합니다.

그러나 이러한 결과는 그들의 형성 '또는 적어도 그들의 초기 역사'가 최초의 생각과 그렇게 유사하지 않다는 것을 보여줍니다.

해왕성과 가장 큰 위성 인 트리톤은 궤도가 매우 기울어 져 있습니다. Triton의 궤도에 따르면 Neptune의 중력에 의해 포착되었습니다. 한편, 천왕성의 위성은 천왕성이 한 것과 같은 가스와 먼지 원반에서 형성되었을 가능성이 높습니다. NASA / JPL / USGS / Astronomy를 통한 이미지.

천왕성과 해왕성이 더 비슷해지기 시작하는 한 시나리오에서, 1 ~ 3 개의 지구 질량의 몸체가 충돌하는 것이 오늘날 우리가 보는 차이점을 설명 할 수 있다는 것을 발견했습니다. 물체가 정면 충돌 대신 천왕성을 스치면 행성의 내부는 영향을받지 않지만 그 충격은 여전히 ​​행성을 기울일만큼 충분할 것입니다.

반대로 해왕성이 정면 충돌을 경험했다면 충돌은 행성의 내부에 영향을 주었을 것이지만 잔해 디스크를 형성하지는 않을 것입니다. 이것은 해왕성이 규칙적인 궤도에 큰 위성이없는 이유를 설명 할 것입니다. Neptune의 큰 열유속은 또한 내부가 대규모 충돌로 리믹스되고 있음을 나타냅니다.

시뮬레이션은 두 행성이 훨씬 더 비슷해지기 시작했지만 다른 종류의 충돌로 인해 크게 변경된 방법을 보여줍니다. 팀원 Ravit Helled는 다음과 같이 말했습니다.

우리는 처음에 천왕성과 해왕성에 대한 유사한 형성 경로가이 매혹적인 외부 행성의 특성에서 관찰되는 이분법을 초래할 수 있음을 분명히 보여줍니다.

2 개의 가스 거인 목성과 토성, 그리고 2 개의 얼음 거인 천왕성과 해왕성의 내부 구조 비교. 지구는 확장 될 것입니다. NASA / Lunar and Planetary Institute를 통한 이미지.

이 연구의 결과는 초기 태양계에서 다른 큰 물체와의 행성 충돌과 같은 무작위 사건이 행성의 미래 진화에 결정적으로 영향을 미칠 수 있음을 보여줍니다. 천왕성과 해왕성은 그러한 사건 때문에 오늘날 우리가 보는 세계라고이 연구는 말한다. 두 행성 모두 타격을 입지 않았다면 어떨까요? 천왕성 대신 해왕성이 방금 방목 되었다면 어떨까요? 이러한 상황에서 오늘날이 얼음 거인들은 어떤 모습일까요? 우리는 모르지만 그들이 어떻게 그럴 수 있었다 영향을받은 과학자들은 목성과 토성과 같은 가스 거인과 지구, 화성, 금성 및 수성과 같은 암석 세계뿐만 아니라 이러한 유형의 행성의 형성을 더 잘 이해하는 데 도움이 될 것입니다.

우리 태양계의 행성이 어떻게 형성되고 진화했는지 더 잘 이해하면 그 지식을 먼 태양계의 세계 연구에 적용 할 수도 있습니다.

결론 : PlanetS의 연구원들이 진행 한 새로운 연구는 천왕성과 해왕성이 어떤면에서는 비슷하지만 다른면에서는 근본적으로 다른 이유를 밝힙니다. 태양계 역사의 초기에 충돌이 핵심 인 것 같습니다.


천왕성과 해왕성이 목성과 토성보다 메탄이 더 많은 이유는 무엇입니까? -천문학

천왕성은 태양에서 일곱 번째 행성입니다. 그것은 태양계에서 세 번째로 큰 행성 반경과 네 번째로 큰 행성 질량을 가지고 있습니다. 천왕성은 해왕성과 구성이 비슷하며 둘 다 더 큰 가스 ​​거인 목성과 토성의 그것과는 다른 벌크 화학 조성을 가지고 있습니다. 이러한 이유로 과학자들은 천왕성과 해왕성을 가스 거인과 구별하기 위해 종종 "얼음 거인"으로 분류합니다. 천왕성의 대기는 수소와 헬륨의 주성분이 목성과 토성과 비슷하지만 물, 암모니아, 메탄과 같은 "얼음"과 기타 탄화수소의 흔적을 더 많이 포함하고 있습니다. 이것은 태양계에서 가장 추운 행성 대기로 최저 기온이 49K (224C 371F)이며 물이 가장 낮은 구름을 구성하고 메탄이 구름의 최상층을 구성한다고 생각되는 복잡한 층상 구름 구조를 가지고 있습니다. 천왕성의 내부는 주로 얼음과 바위로 구성되어 있습니다.

천왕성은 하늘 Ouranos의 그리스 신의 라틴어 버전에서 그리스 신화의 인물에서 파생 된 유일한 행성입니다. 다른 거대 행성과 마찬가지로 천왕성은 링 시스템, 자기권 및 수많은 위성을 가지고 있습니다. 천왕성 시스템은 자전축이 태양 궤도면에 거의 옆으로 기울어 져 있기 때문에 행성들 중에서 독특한 구성을 가지고 있습니다. 따라서 북극과 남극은 대부분의 다른 행성에 방정식이있는 곳에 있습니다. 1986 년 Voyager 2의 이미지는 천왕성이 다른 거대 행성과 관련된 구름 띠나 폭풍이없는 가시 광선에서 거의 특징이없는 행성으로 나타났습니다. 천왕성이 2007 년에 춘분에 가까워짐에 따라 지구에서 관측 한 결과 계절적 변화와 기상 활동이 증가했습니다. 풍속은 초당 250 미터 (900km / h 560mph)에이를 수 있습니다.

천왕성은 84 년에 한 번씩 태양을 공전합니다. 태양과의 평균 거리는 약 20AU (30 억 km 2 billion mi)입니다. 태양으로부터의 최소 거리와 최대 거리의 차이는 1.8AU로, 왜 소행성 명왕성만큼 크지는 않지만 다른 행성보다 큽니다. 태양 광의 강도는 거리의 제곱에 따라 반비례하므로 천왕성 (지구에 비해 태양과의 거리가 약 20 배)에서는 지구 빛의 강도의 약 1/400이됩니다. 천왕성은 17 시간 14 분입니다. 모든 거대 행성과 마찬가지로 상층 대기는 회전 방향으로 강한 바람을 경험합니다. 남쪽으로 약 60도 정도의 일부 위도에서는 눈에 보이는 대기 기능이 훨씬 빠르게 이동하여 14 시간 만에 완전한 회전을합니다.

천왕성은 궤도에 98도 기울어 진 회전축으로 측면이 기울어 져 있다는 사실로 구별됩니다.

그것의 특이한 위치는 태양계 역사 초기에 행성 크기의 몸체와 충돌 한 결과로 생각됩니다 (달이 과거에 폭력적인 사건의 증거를 보여주고 있음에 유의하십시오).

이 비정상적인 축 기울기는``표면 ''에서 볼 때 독특한 계절 및 일주 운동으로 이어집니다. 예를 들어, 북반구의 여름 동안 관찰자는 17 시간마다 태양이 하늘에서 원을 그리는 것을 볼 수 있습니다. 여름이지나 감에 따라 태양은 점차 남쪽으로 이동할 것입니다. 결국, 태양은하지 21 년 후 같은 낮과 밤의 춘분으로 떠오르고진다. 그러면 어느 날 태양이 뜨지 않고 21 년의 긴 밤이 시작될 때까지 밤이 길어질 것입니다.

천왕성은 태양으로부터 19AU 이상 떨어져 있기 때문에 지구보다 태양으로부터 360 배 더 적은 빛과 열을받습니다. 결과적으로 대기는 1 bar 압력 수준에서 약 -214C (지구의 해수면 평균 기압과 동일)의 온도로 매우 차갑습니다.

천왕성의 대기는 83 % 수소, 15 % 헬륨, 2 % 메탄 및 소량의 아세틸렌 및 기타 탄화수소로 구성됩니다. 대기 상층부의 메탄은 적색광을 흡수하여 천왕성에 청록색을 부여합니다. 내부 목성 세계 (목성과 토성)에서 암모늄 하이드로 설파이드는 빨간색과 노란색으로 대기의 색을 지배합니다. 그러나 온도가 70K 이하로 떨어지면 암모니아 가스가 얼음 결정으로 얼어 대기에서 떨어집니다. 메탄이 더 우세 해지고 푸른 가스이기 때문에 외부 목성 세계 (천왕성과 해왕성)는 청록색에서 진한 파란색으로 변합니다. 또한 메탄, CH 4 온실 가스입니다.

천왕성의 대기는 목성과 토성에서 볼 수있는보다 생생한 위도 띠의 방향과 유사하게 일정한 위도에서 흐르는 구름으로 배열되어 있지만이 구름은 적외선으로 만 볼 수 있습니다. 천왕성의 중위도 바람은 행성의 자전 방향으로 움직입니다. 이 바람은 시속 90 ~ 360 마일의 속도로 불어납니다.

천왕성은 목성과 토성과 같은 내부 에너지 원이 없기 때문에 대기 에너지 시스템이 훨씬 덜 활성화되어 더 적은 기능 (예 : 폭풍, 소용돌이 등)이 발생합니다. 구름 패턴은 대기 안개 아래 깊은 곳에서 더 따뜻하고 낮은 수준에서만 볼 수 있습니다. 또한 천왕성의 기울어 진 축은 두 반구에서 고르지 않은 온난화를 일으켜 위도 영역을 가로 질러 장기간 남북 흐름을 생성합니다. 이러한 효과의 조합은 대기 기능이 토성과 매우 유사하게 사라진다는 것을 의미합니다.

천왕성 내부 구조:

천왕성 구조의 표준 모델은 중앙의 암석 (실리케이트 / 철 니켈) 코어, 중앙의 얼음 맨틀 및 외부 기체 수소 / 헬륨 엔벨로프의 3 개 층으로 구성되어 있다는 것입니다. 코어는 상대적으로 작으며, 질량은 0.55 개에 불과하고 반지름은 천왕성의 20 % 미만이며, 맨틀은 대략 13.4 개의 지구 질량을 가진 벌크로 구성되어 있으며, 상부 대기는 상대적으로 실체가없고 무게는 약 0.5 개의 지구 질량과 확장되어 있습니다. 천왕성 반경의 마지막 20 % 동안. 천왕성의 중심 밀도는 약 9g / cm3이며, 중앙의 압력은 800 만 바 (800GPa)이고 온도는 약 5000K입니다. 얼음 맨틀은 실제로 기존의 의미에서 얼음으로 구성되어 있지 않지만 물, 암모니아 및 기타 휘발성 물질로 구성된 뜨겁고 밀도가 높은 유체. 전기 전도도가 높은이 유체는 때때로 물-암모니아 바다라고 불립니다.

천왕성 깊은 곳의 극심한 압력과 온도는 메탄 분자를 분해 할 수 있으며, 탄소 원자는 우박처럼 맨틀을 통해 쏟아지는 다이아몬드 결정으로 응축됩니다. Lawrence Livermore National Laboratory의 초고압 실험에 따르면 맨틀의 바닥은 떠 다니는 고체 '다이아몬드 버그'와 함께 액체 다이아몬드 바다로 구성 될 수 있습니다.

천왕성과 해왕성의 벌크 구성은 목성 및 토성의 구성과 다르며, 얼음이 가스를 지배하므로 얼음 거인으로 구분되는 것을 정당화합니다. 물 분자가 수소와 산소 이온 수프로 분해되는 이온수 층이있을 수 있으며, 산소가 결정화되지만 수소 이온이 산소 격자 내에서 자유롭게 이동하는 더 깊은 초 이온수 층이있을 수 있습니다.

위에서 고려한 모델은 합리적으로 표준이지만 다른 모델도 관찰을 만족시키는 독특한 것은 아닙니다. 예를 들어, 상당한 양의 수소와 암석 물질이 얼음 맨틀에 혼합되면 내부의 총 얼음 질량은 낮아지고 이에 따라 암석과 수소의 총 질량은 더 높아집니다. 현재 사용 가능한 데이터는 어떤 모델이 올바른지 과학적 결정을 허용하지 않습니다. 천왕성의 유체 내부 구조는 단단한 표면이 없음을 의미합니다. 기체 분위기는 점차 내부 액체 층으로 전환됩니다. 편의상, 대기압이 1bar (100kPa)와 같은 지점에 설정된 회전 편원 스페 로이드는 조건부로 "표면"으로 지정됩니다. 적도 및 극지 반경은 각각 25,559km (15,881.6 마일) 및 24,973km (15,518 마일)입니다.

천왕성의 내부 열은 천문학적 관점에서 다른 거대 행성의 열보다 현저히 낮으며 열유속이 낮습니다. 천왕성의 내부 온도가 왜 그렇게 낮은지는 아직 이해되지 않았습니다. 크기와 구성이 천왕성에 가까운 쌍둥이 인 해왕성은 태양으로부터받는 에너지보다 2.61 배 더 많은 에너지를 우주로 방출하지만 천왕성은 과도한 열을 거의 방출하지 않습니다. 스펙트럼의 원적외선 (즉, 열) 부분에서 천왕성이 방사하는 총 전력은 대기에 흡수 된 태양 에너지의 1.060 배입니다. 천왕성의 열유속은 0.042W / m2에 불과하며 이는 지구의 내부 열유속 인 약 0.075W / m2보다 낮습니다. 천왕성의 대류권에 기록 된 최저 기온은 49K (224.2C 371.5F)로 천왕성은 태양계에서 가장 추운 행성입니다.

이 불일치에 대한 가설 중 하나는 천왕성이 대부분의 원시 열을 방출하도록 만든 초 거대 질량 충격기에 맞았을 때 천왕성이 고갈 된 중심부 온도로 남겨 졌다는 것을 암시합니다. 또 다른 가설은 천왕성의 상층에 어떤 형태의 장벽이 존재하여 핵의 열이 표면에 도달하는 것을 방지한다는 것입니다. For example, convection may take place in a set of compositionally different layers, which may inhibit the upward heat transport perhaps double diffusive convection is a limiting factor.

Neptune is the eighth and farthest known planet from the Sun in the Solar System. In the Solar System, it is the fourth-largest planet by diameter, the third-most-massive planet, and the densest giant planet. Neptune is 17 times the mass of Earth and is slightly more massive than its near-twin Uranus, which is 15 times the mass of Earth and slightly larger than Neptune. It has an equatorial radius of 24,900 kilometers (about 1.4 Earth radii). If Neptune were hollow, it could contain nearly 60 Earths. It has a mean density of 1.7 gm/cc. Neptune orbits the Sun once every 164.8 years at an average distance of 30.1 astronomical units. It is named after the Roman god of the sea and has the astronomical symbol , a stylised version of the god Neptune's trident.

Neptune's composition can be compared and contrasted with the Solar System's other giant planets. Like Jupiter and Saturn, Neptune's atmosphere is composed primarily of hydrogen and helium, along with traces of hydrocarbons and possibly nitrogen, but it contains a higher proportion of "ices" such as water, ammonia, and methane. However, its interior, like that of Uranus, is primarily composed of ices and rock, which is why Uranus and Neptune are normally considered "ice giants" to emphasise this distinction. Traces of methane in the outermost regions in part account for the planet's blue appearance.

In contrast to the hazy, relatively featureless atmosphere of Uranus, Neptune's atmosphere has active and visible weather patterns. For example, at the time of the Voyager 2 flyby in 1989, the planet's southern hemisphere had a Great Dark Spot comparable to the Great Red Spot on Jupiter. These weather patterns are driven by the strongest sustained winds of any planet in the Solar System, with recorded wind speeds as high as 2,100 kilometres per hour (580 m/s 1,300 mph). Because of its great distance from the Sun, Neptune's outer atmosphere is one of the coldest places in the Solar System, with temperatures at its cloud tops approaching 55 K (218 C). Temperatures at the planet's centre are approximately 5,400 K (5,100 C). Neptune has a faint and fragmented ring system (labelled "arcs"), which was first detected during the 1960s and confirmed by Voyager 2.

Neptune has eight moons, six of which were found by Voyager. A day on Neptune is 16 hours and 6.7 minutes long. Neptune was discovered on September 23, 1846 by Johann Gottfried Galle, of the Berlin Observatory, and Louis d'Arrest, an astronomy student, through mathematical predictions made by Urbain Jean Joseph Le Verrier.

At high altitudes, Neptune's atmosphere is 80% hydrogen and 19% helium. A trace amount of methane is also present. Prominent absorption bands of methane exist at wavelengths above 600 nm, in the red and infrared portion of the spectrum. As with Uranus, this absorption of red light by the atmospheric methane is part of what gives Neptune its blue hue, although Neptune's vivid azure differs from Uranus's milder cyan. Because Neptune's atmospheric methane content is similar to that of Uranus, some unknown atmospheric constituent is thought to contribute to Neptune's color.

Unlike Uranus with its lack of atmospheric features, Neptune is a dynamic planet with several large, dark spots reminiscent of Jupiter's hurricane-like storms. The largest spot, known as the Great Dark Spot, is about the size of the earth and is similar to the Great Red Spot on Jupiter.

Other dark spots display cyclone-like structure in their centers.

Just like the storms on Jupiter, the dark spots on Neptune ``tumble'' along the zones absorbing smaller storms to power themselves. The most surprising thing about these storms is that, unlike Jupiter, they are short-lived. Recent HST images do not show the Great Dark Spot.

Long bright clouds, similar to cirrus clouds on Earth, were seen high in Neptune's atmosphere. At low northern latitudes, Voyager captured images of cloud streaks casting their shadows on cloud decks below.

The strongest winds on any planet were measured on Neptune. Most of the winds there blow westward, opposite to the rotation of the planet. Near the Great Dark Spot, winds blow up to 1,200 miles an hour.

Neptune emits 2.7 times more energy than it receives from the Sun. This access energy powers the atmosphere to produce the storms that are not seen on its twin planet Uranus. The source of internal energy cannot be due solely to leftover energy from formation (i.e. Jupiter) since Neptune is smaller and would have radiated away the energy long ago. Nor is it due to an unusual chemical change, such as the helium rain for Saturn. Rather, it appears that Neptune is more efficient at trapping leftover formation heat due to the fact that methane is highly abundant in Neptune's atmosphere, and methane is an excellent insulator of heat (i.e. the greenhouse effect). Neptune has a sub-zero type greenhouse effect that is trapping formation heat that should have been radiated billions of years ago like Uranus.

The interiors of Uranus and Neptune are almost identical, due to the fact they are similar in mass and size. Both have rocky cores like Jupiter and Saturn. But at that point the similarity ends. The pressures are never sufficient to convert molecular hydrogen to metallic hydrogen in the interiors of Uranus and Neptune. Instead, a large mantle of icy water and ammonia forms about 20,000 km below the surface.

Uranus/Neptune magnetic field:

The magnetic fields for both Uranus and Neptune are unusual and are not well understood at this time. As the diagram below shows, the magnetic fields of the strongest three worlds, Jupiter, Saturn and the Earth, are all roughly aligned with the rotational axis of the planets. The generation of these magnetic fields occurs in liquid mantles around solid cores (liquid rock for the Earth, metallic hydrogen for Jupiter and Saturn).

Uranus and Neptune, on the other hand, have radically different magnetic fields. Not only are they not aligned with the rotational axis of the planet, but neither are they located at the center of the planet either. The magnetic fields are probably be generated by local events in the icy mantles of both planets and may be unstable.

The best theory for the origin of these magnetic fields involves the high concentration of ammonia, NH 3 in the planet's interiors. Ammonia, in solution, is high electrically conductive. This is due to a high amount of free ions (atoms missing electrons so that they have net positive charge). These free ions could form a conducting ionic layer in the mantle which would then produce a magnetic field with Uranus and Neptune's high rotation rates.


Uranus' Satellites

  • Unlike the other bodies in the solar system which have names from classical mythology, Uranus' moons take their names from the writings of Shakespeare and Pope.
  • They form three distinct classes: the 11 small very dark inner ones discovered by Voyager 2, the 5 large ones (right), and the newly discovered much more distant ones.
  • Most have nearly circular orbits in the plane of Uranus' equator (and hence at a large angle to the plane of the ecliptic) the outer 4 are much more elliptical.

Why do Uranus and Neptune appear blue quizlet?

Most of the mass of each planet is made up of heavier gases, such as methane, ammonia, and water. 그 결과 Uranus and Neptune are more dense than Jupiter. 천왕성 외모 푸른-green, and Neptune appears deep 푸른. The color comes from methane gas, which absorbs certain colors of light.

Similarly, what atmospheric constituent is responsible for the blue color of Uranus and Neptune? methane

Beside this, why is Neptune blue?

Neptune's atmosphere 이다 made up of hydrogen, helium and methane. The methane in Neptune's upper atmosphere absorbs the red light from the sun but reflects the 푸른 light from the Sun back into space. 이 이다Neptune appears blue.

Why Uranus and Neptune do not contain liquid metallic hydrogen?

the axis 이다 nearly parallel to the plane of its orbit. Uranus and Neptune do not contain liquid metallic hydrogen because they a. are not massive enough. are not rich enough in hydrogen.


Other Ring Worlds

Jupiter&rsquos rings are made of very small dust particles, and their structure is dependent on Jupiter&rsquos magnetic fields. Neptune has dark rings made of methane and ammonia ice. Uranus&rsquo rings are dominated by chunky boulders and may consist primarily of rock.

Webb will observe how the rings change around their planets, and look for small moons, new rings, and other material around the giant planets. Webb will watch as the planets move in front of stars and observe how the rings block starlight. This will show whether the rings are dense or porous, and how their structures change over time. Most importantly, Webb will conduct spectroscopic observations of the rings, examining the light they emit for clues to their chemical composition. Spectroscopy will also tell astronomers the age of the ice in the rings. These clues will assist astronomers in determining whether the rings&rsquo origins are planetary moons that broke up, or objects from the distant Kuiper Belt that were drawn to the planet by gravity and then torn apart. Gaps in our understanding of Solar System evolution will be filled in.

Finally, Webb will look at some puzzling features of rings that astronomers are still working to understand. The spoke-like structures that appear in Saturn&rsquos rings and have rarely been observed by Cassini or the Hubble Space Telescope. Around Neptune, intermittent regions of thickly clustered particles, known as ring arcs, have been seen to split and evolve, but astronomers need more data to truly understand the processes taking place. Webb will provide a much clearer understanding of how the Solar System works, and likely open up new areas of study we haven&rsquot yet imagined.


The Outer Planets of the Solar System

Jupiter is the fifth planet from the sun and the largest in our solar system. It has 1 400 times the 음량 of our Earth, but is only 300 times as 무거운 because the planet must be made up of gas rather than rocks or metal.

It takes Jupiter almost 12 years to orbit the sun. 하지만 rotates on its own axis very quickly &ndash it completes one full turn every 10 hours. If you look at Jupiter closely, you can see , probably clouds that are created by fast-moving winds.

We don't know very much about Jupiter because not very many spaceships have visited it. In 1979 two American Voyager spacecraft flew past Jupiter and gave us lots of new information. Today we know that most of the planet consists of gases - hydrogenhelium - and does not have a hard 핵심 , like the Earth. In 1994 a big comet crashed into Jupiter and stirred up the planet's atmosphere. Scientists could find out what kind of gases Jupiter's atmosphere is made up of.

In 1989 NASA launched an unmanned spacecraft to Jupiter - Galileo. After 6 years, Galileo reached the planet and went into orbit. It sent a small probe through the clouds of Jupiter to find out more about the atmosphere. It turned out to be very dense and filled with sulphur and other poisonous gases, impossible to breathe .

One of Jupiter's main features is a great red spot on the planet, probably a big storm about the size of our earth.

Jupiter has four large moons and many other smaller ones &ndash over 60 moons have been found so far. Galileo discovered the four biggest moons in the 17th century. They are also called the Galilean moons. Ganymede, the biggest moon in the solar system is even larger than Mercury and would be an own planet if it didn't travel around Jupiter. Callisto is as big as Mercury. Both these moons have an icy 표면. Io is a rocky, volcanic moon from which lava and sulphur come out. It is about as big as our moon and the innermost of Jupiter's moons. Europa is the smallest of the Galilean moons. It has a very 부드러운 surface and a lot of lines and dots on it that may be frozen rivers or seas. Maybe there is even water underneath 그만큼 surface of Europa.

Scientists discovered that, not only Saturn, but also Jupiter has a system of rings. They do not reflect the light from the sun because they are made of dark dust and pieces of rock. That's why they are not visible.

Saturn

Saturn is the sixth planet from the sun and the second-largest in our solar system. It is different from the other planets because of its rings, which were first seen by the Italian astronomer Galileo in 1610.

You can see Saturn without using a telescope, but you need one if you want to see its rings. Saturn has a 직경 about 10 times larger than the Earth and about 760 Earths could fit into the planet.

Saturn compared to our Earth

Because it spins so quickly, Saturn looks a bit flat, with a longer 직경 through the equator than through the poles. Saturn is a very light planet - the only one that would float in a big body of water.

One Saturnian day lasts about 10 hours and it takes the planet almost 30 years to orbit the sun once. Because it moves so quickly around its axis there are strong winds that sweep the whole planet. At the equator they probably have a 속도 of up to 1700 km an hour. Because it is very far away from the sun, temperatures on the surface are abut -175 ° C.

Saturn's rings are the most fascinating 특색 about the planet. They are extremely 넓은, but very flat. 그들 stretch거리 of over 130,000 km from the planet&rsquos centre, but most of them are only very few meters thick. There are probably over 100,000 갈라진 rings - made of icy rock and frozen gases. This makes them shine in the sunlight.

More than 50 moons have been discovered around Saturn. Some of them are only 20 km wide others are bigger than our moon. Saturn's largest moon is Titan- even larger than Mercury. Not very much is known about this moon because it has a very thick orange-colored atmosphere made up of nitrogen and other gases. Underneath thick clouds there might be some form of water on Titan.

In 1997 NASA launched a spacecraft from Cape Canaveral, Florida with the aimreaching Saturn. After a 7-year trip Cassini went into orbit around Saturn and sent a small probe ~로 surface of Saturn's biggest moon, Titan. In the past few years it has sent important 데이터 about Titan back to Earth. It also found out that liquid methane rains down on the surface of Titan, forming rivers and lakes of hydrocarbon.

천왕성

Uranus is the seventh planet from the sun. It is sixth in size and just visible to the human eye. 그것은 discovered by accident by the British astronomer William Herschel in the 18th century.

Uranus has a 직경 of over 50,000 km - about 4 times that of the Earth and it is 3 billion km away from the sun. It takes Uranus 84 years for one single orbit around the sun and 17 hours for one 회전 around its axis. 그만큼 unusual thing about Uranus is that its poles are pointed directly at the sun. This means that it orbits the sun on its side. Each pole gets 42 years of sunlight and then 42 years of darkness.

Uranus belongs to the "gas giants". Its atmosphere consists mostly of hydrogenhelium and a bit of methane, which gives the planet a bluish-green color. 그만큼 surface of Uranus is probably made up of frozen gas. Underneath this crust, there is a layerpoisonous water. 그만큼 핵심 is ice and rock.

In 1977 an American astronomer discovered that Uranus also has a system of rings. 10 of the 17 moons were discovered when Voyager 2 flew by the planet in 1986.

해왕성

When Neptune was discovered 1846 astronomers thought it was a star. It is the eighth planet from the sun. It does not shine so brightly, so it is only visible when you use a 망원경. 그것 appears as a green - bluish disc, like Uranus.

It takes Neptune, which is almost 4.5 billion km away from Earth, almost 165 years to travel around the sun once . Neptune's day is shorter than an Earth day - only 16 hours.

Image of Neptune taken from Voyager 2

Neptune has a few dark spots. Scientists think that these spots are tremendous hurricanes that travel across the frozen planet. Strong and icy winds of up to 1000 km an hour blow on this planet. They are the fastest winds ever measured in our solar system. Neptune's atmosphere can change very quickly. When Voyager 2 flew past the planet in 1989 the dark spots were gone

Like the other giant planets, Neptune is a ball of gas. The atmosphere is made up of frozen methane , which gives the planet its blue color. The planet has 8 known satellites. The biggest moon is Triton - about the same size as our own moon. It has 유효한 ice volcanoes. When they erupt, they shoot frozen nitrogen and gas about 20 km high.


Internal Heat Sources

Because of their large sizes, all the giant planets were strongly heated during their formation by the collapse of surrounding material onto their cores. Jupiter, being the largest, was the hottest. Some of this primordial heat can still remain inside such large planets. In addition, it is possible for giant, largely gaseous planets to generate heat after formation by slowly contracting. (With so large a mass, even a minuscule amount of shrinking can generate significant heat.) The effect of these internal energy sources is to raise the temperatures in the interiors and atmospheres of the planets higher than we would expect from the heating effect of the Sun alone.

목성 has the largest internal energy source, amounting to 4 × 10 17 watts that is, it is heated from inside with energy equivalent to 4 million billion 100-watt lightbulbs. This energy is about the same as the total solar energy absorbed by Jupiter. The atmosphere of Jupiter is therefore something of a cross between a normal planetary atmosphere (like Earth’s), which obtains most of its energy from the Sun, and the atmosphere of a star, which is entirely heated by an internal energy source. Most of the internal energy of Jupiter is primordial heat, left over from the formation of the planet 4.5 billon years ago.

Saturn has an internal energy source about half as large as that of Jupiter, which means (since its mass is only about one quarter as great) that it is producing twice as much energy per kilogram of material as does Jupiter. Since Saturn is expected to have much less primordial heat, there must be another source at work generating most of this 2 × 10 17 watts of power. This source is the separation of helium from hydrogen in Saturn’s interior. In the liquid hydrogen mantle, the heavier helium forms droplets that sink toward the core, releasing gravitational energy. In effect, Saturn is still differentiating—letting lighter material rise and heavier material fall.

천왕성해왕성 are different. Neptune has a small internal energy source, while Uranus does not emit a measurable amount of internal heat. As a result, these two planets have almost the same atmospheric temperature, in spite of Neptune’s greater distance from the Sun. No one knows why these two planets differ in their internal heat, but all this shows how nature can contrive to make each world a little bit different from its neighbors.


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This strange posture is just one on Uranus’s list of mysteries, a list that also includes its temperature. While the other gas planets are still slowly radiating out the heat of their formation, Uranus generates hardly any internal heat at all. No one is sure why, but that lack of heat may be the underlying cause of the planet’s extreme atmospheric temperatures: Deeper cloud layers get as low as 360 degrees below zero, colder than any other planet in the solar system, and yet the outer-most layer can reach more than 500 degrees, far higher than any other gas giant.

Like Jupiter and Saturn, Uranus’s atmosphere is full of hydrogen and helium, but unlike its larger cousins, Uranus also holds an abundance of methane, ammonia, water, and hydrogen sulfide. Methane gas absorbs light on the red end of the spectrum, giving Uranus its blue-green hue. If you were to fly down through the layers of the atmosphere, the surrounding clouds would grow denser and denser, colder and colder, bluer and bluer as the gases absorbed more of the visible spectrum. And deep below the atmosphere you may find the answer to yet another one of Uranus’s big puzzles: Its unruly magnetic field is tilted 60 degrees from its rotational axis, much stronger on one pole than the other, and shifted a few thousand miles off-center. Some astronomers believe the warped field may be the result of vast oceans of ionic liquids hidden beneath the greenish clouds, full of water, ammonia, or even liquefied diamond.

Perhaps Uranus wouldn’t be quite so mysterious if more spacecraft stopped by—but while Mars, Jupiter, and Saturn seem to receive a constant stream of high-tech fan-mail from Earth, Uranus has only been visited once. In 1986, Voyager 2 swung by on its way into deep space. It was the first and so far the only mission to get an up-close view of Uranus, and what the probe saw was, at first glance, dull. Voyager 2 observed little atmospheric activity, and few cloud formations. For a moment, it seemed the icy clouds held little of interest. But it’s been 30 years since the Voyager fly-by, and we’re wiser now.

When Voyager visited, Uranus was just about at its solstice—the South Pole was almost directly facing the sun, and its North Pole was turned away. But as Uranus continued along its slow orbit, the seasons changed, and the northern hemisphere slowly came back into the light. In 2007, Uranus reached its equinox, the time when the equator faces the sun and the hemispheres receive equal sunlight. According to Imke de Pater, a professor of astronomy at the University of California, Berkeley, the earlier observations of Uranus were “nothing like what we’ve seen during the Equinox.” Over the past several years, astronomers have witnessed winds that blow hundreds of miles an hour, massive storm systems persisting for hours to years, bright cloud patches that migrate across the planet, and “dark spot” storms similar to the famous Neptunian version.

Uranus’s trips around the sun take just over eight decades, but it doesn’t travel alone. It is joined in its orbit by 27 known moons and 13 known rings, altogether every bit as bizarre as the planet itself. The rings of Uranus aren’t made of bright ice like Saturn’s—they’re more reserved, mostly rock and dust, and so dark they can be hard to spot (even Voyager 2 overlooked Uranus’s two outermost rings). But when Saturn’s rings have dissipated, as astronomers suspect will happen millions of years from now, Uranus’s surprisingly stable rings—which come in all sorts of strange flavors—will remain long into the future. One appears to be made entirely of dust knocked off the moon Mab by asteroid impacts another dusty ring seems to have disappeared sometime in the last few decades, while a different ring appeared elsewhere and perhaps most incredibly, one of the rings “breathes,” expanding and contracting around five kilometers once every several hours. According to Mark Showalter of the SETI Institute, these rings are “totally unlike anything else we’ve seen.”

And then there are the moons, which, like Uranus itself, bear unusual names—most moons in our solar system inherit their names from Greek mythology, but Uranus’s moons come from English literature. There’s Umbriel, strangely dark except for a mysterious bright band Oberon, covered in craters and one very large mountain Miranda, scarred by cracks and fissures so extreme they put the Grand Canyon to shame and two dozen more.

When describing the motion of Uranus’ moons, Showalter uses words like “random” and “unstable.” The moons are constantly pushing and pulling each other gravitationally, which makes their long-term orbits unpredictable, and over millions of years some are expected to crash into each other. In fact, at least one of Uranus’s rings is thought to be the result of such a collision.

An image from the Hubble Space Telescope of the planet and its rings (NASA)

Learn enough, and it’s impossible to not be entranced by the beautiful chaotic dance of Uranus’s ring and moon system. Hidden among those strange movements may be the keys to understanding the unusual gravitational interactions of bodies across the cosmos.

So why not take a closer look?

Astronomers have considered sending an orbiter to Uranus, but there are complications. For one, Uranus is incredibly far away, between 1.5 and 2 billion miles from Earth. Besides that, Uranus is hard to predict. We don’t know what to expect from the fluctuating temperatures of the planet’s upper atmosphere, and while the chaotic motion of the moons is too slow to threaten a spacecraft, there’s reason to suspect we haven’t yet spotted all of the moons and debris orbiting the planet.

“What I’d really like to do,” says Glenn Orton of NASA’s Jet Propulsion Laboratory, “is get a probe into the atmosphere.” There, astronomers might be able to start unraveling some of Uranus’ most enduring puzzles: the deep structure of its atmosphere, the cause of its off-kilter magnetic field, and perhaps the reason for its frigid internal temperatures.

Until then, we can only gaze at the planet across 2 billion miles of space, guessing at its secrets. The best questions in science are the unanswered ones, and the best planet in the solar system is seventh from the sun, shrouded in methane and in mystery.


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