URAN + NEPTUN - Ledové výběžky sluneční soustavy

URAN + NEPTUN - Ledové výběžky sluneční soustavy
Sdílej
 
Sedmou a osmou planetu sluneční soustavy nevidíme pouhým okem - nalézají se daleko od zdroje světla i od Země. Jednu z nich objevil hudební skladatel s českými předky.


Neptun bez dalekohledu neuvidíme určitě a Uran jen za výjimečně příhodných podmínek, například na horách.
Proto ani jednu z planet neznaly starověké či středověké národy a objevila je až novověká astronomie, vybavená optickými přístroji a znalostí Newtonovy nebeské mechaniky.

Dalekohledy a výpočty


Uran objevil v roce 1781 významný hvězdář a hudebník William Herschel (viz box Dirigent s českou krví). Náhodně byl pozorován již v roce 1690, ale byl považován za hvězdu.

Historie objevu Neptunu je jiná. Porovnáním vypočteného a skutečného pohybu Uranu se zjistilo, že na něj působí kromě tehdy známých objektů ve sluneční soustavě ještě jiné, poměrně velké centrum gravitace. A to se pohybuje po ještě vzdálenější dráze kolem Slunce jako další planeta. Podle celkem přesných výpočtů Francouze Le Verriera a Brita Adamse pak Němec Galle 23. září 1846 skutečně nalezl osmou planetu sluneční soustavy - Neptun. (Některé zdroje uvádějí, že ho viděl pravděpodobně již Galileo Galilei v roce 1612, ale nevěděl o tom.)

Většinu poznatků o těchto planetách máme z jediné kosmické sondy Voyager 2, která prolétla kolem Uranu v roce 1986 a kolem Neptunu v roce 1989. Další sondy se k těmto planetám zatím nepřipravují.

Modrozelení ledoví obři


Uran a Neptun jsou v zásadě rychle rotující plynokapalní obři jako Jupiter a Saturn, avšak mají trochu odlišné složení, díky němuž jsou občas nazýváni obry ledovými. Pod svrchní, relativně tenkou plynnou atmosférickou obálkou z vodíku a hélia (a také metanu, který dodává oběma planetám modrý nebo modrozelený nádech - pohlcuje totiž červenou část spektra) se nacházejí zřetelně oddělené velké jádro a plášť, tvořené směsí hornin, vody (ledu), metanu a čpavku. Poslední tři látky se považují za těkavé složky typu led, protože teplota jejich bodu tání je vyšší než 100 Kelvinů.

Uran válí sudy


Obě planety mají také výrazná magnetická pole, ale jejich osa je velmi odkloněná od osy rotace planet. V případě Uranu jde o úhel 60° a umístění centra pole o 1/3 poloměru mimo střed planety. Uran zároveň vykazuje i velmi neobvyklý sklon rotační osy vůči rovině své oběžné dráhy kolem Slunce, 98°.

Jako by tedy válel sudy a jeho rotace je tak mírně protisměrná. V téměř stejné rovině rotace leží i jeho prstence a roviny oběžných drah většiny jeho měsíců. To vše je zřejmě důsledkem srážky s velkým tělesem v minulosti.

Neproniknutelná tma


Atmosféra Uranu je málo strukturovaná. Zvláštní sklon rotační osy k rovině dráhy kolem Slunce způsobuje, že v jistých bodech dráhy svítí Slunce na jeden pól skoro z nadhlavníku, tedy kolmo, zatímco na většině opačné polokoule zároveň panuje největší tma (v době průletu Voyageru 2 šlo o jižní pól, také jsme viděli rovinu prstenců a systém měsíčků hezky shora). Po zhruba 21 letech od tohoto momentu pro změnu Slunce svítí kolmo na rovník, takže se světelné poměry podobají stavu, který známe ze Země (např. v roce 2007). Za dalších 21 let se role pólů vymění. Atmosféra Uranu vede velmi dobře teplo, takže tepelné rozdíly na planetě nejsou velké. Uran na rozdíl od ostatních velkých planet nemá svůj vnitřní významný zdroj tepla.

Největrnější Neptun


Neptun má šest velmi jemných, ze Země skoro neviditelných prstenců (objeveny v roce 1984 při zákrytu hvězdy Neptunem). Jsou složené z prachových částeček a malých tělísek. Ta hojně dopadají na povrch řady ze třinácti Neptunových měsíců. Neptun se vyznačuje výraznější pásovitou strukturou atmosféry s obřími anticyklony a skvrnami (dominantní byla např. dočasná Velká temná skvrna o velikosti Země, dalším výrazným jevem jsou bílé obláčky, tvořené ledovými krystalky metanu). Nitro planety, do vzdálenosti asi 2/3 poloměru, je tvořeno vrstvami hornin, ledu, tekutého čpavku a metanu.

Vnější 1/3 sestává z plynokapalné směsi vodíku, helia, vody a metanu. Na Neptunu vanou nejsilnější větry ve sluneční soustavě (až 2400 km/hod.) a střídají se roční období, přestože získává od Slunce o více než dvě třetiny méně energie než Jupiter (navenek vyzařuje více než 2,6násobek přijímané energie).

Největším měsícem je Triton (trochu menší než Měsíc), údajně nejchladnější těleso sluneční soustavy. Přesto je zvláštním způsobem geologicky aktivní - kapalný dusík a prach tryskají do výše několika kilometrů. Triton obíhá Neptun proti směru jeho rotace, jde tedy asi o těleso zachycené z vnějšího Kuiperova pásu.

Co je za Neptunem?


Za drahou Neptuna začíná tzv. oblast ledových transneptunických objektů (TNO), nejvýraznější je tzv. Kuiperův pás. Je to oblast převážně ledových, zmrzlých či pololedových těles za drahou Neptuna, která obíhají ve vzdálenosti 30-55 astronomických jednotek od Slunce (astronomická jednotka AU je rovna střední vzdálenosti Země od Slunce). Největší jsou Eris, Pluto a Makemake.


Uran


střední vzdálenost od Slunce 2871 milionů km (19,19 astronomické jednotky)
poloměr na rovníku 25 559 ± 4 km (4 poloměry Země)
poloměr od pólu k pólu 24 973 ± 20 km
Uranův siderický rok (doba oběhu kolem Slunce vzhledem k hvězdám) 84 pozemských let
den na Uranu (doba rotace kolem osy) 16-18 hod. (různá rychlost pásů - diferenciální rotace)
teplota svrchních vrstev atmosféry kolem -200 °C až -220 °C (teplota vnitřku dosahuje až 11 000 Kelvinů)
hmotnost 14,5násobek Země
objem 63krát větší než objem Země
průměrná hustota 1,27-1,29 g/cm³
počet měsíců 27


Neptun


střední vzdálenost od Slunce 4504 milionů km (30 astronomických jednotek)
poloměr na rovníku 24,764 ± 15 km (3,8 poloměrů Země)
poloměr od pólu k pólu 24,341 ± 30 km
Neptunův siderický rok (doba oběhu kolem Slunce vzhledem k hvězdám) 164,8 pozemského roku
den na Neptunu (doba rotace kolem osy) 16-19 hod. (různá rychlost pásů - diferenciální rotace)
teplota svrchních vrstev atmosféry kolem -200 °C až -220 °C (teplota vnitřku dosahuje až 5000 Kelvinů)
hmotnost 17,15násobek Země
objem 57,7krát větší než objem Země
průměrná hustota 1,64 g/cm³
počet měsíců 13
Řez Neptunem (pdf)


Měsíce a prstence Uranu


Dnes známe v Uranově systému 27 měsíců, pět má průměr větší než 470 km: Miranda, Ariel, Umbriel, Oberon a Titania (největší, v minulosti zřejmě geologicky aktivní; jsou na něm velké kaňony). Deset menších měsíců objevila sonda Voyager 2. Další měsíce byly objeveny pozemskými dalekohledy a Hubbleovým kosmickým teleskopem v letech 1988-1989.

Miranda vypadá jako těleso, složené nahrubo z několika velkých kusů. Rýhy a kaňony na jejím povrchu jsou hluboké až 20 km; možná tento měsíc měl katastrofickou minulost, spojenou se srážkou, rozlomením a opětovným spojením. Ariel má velmi jasný a také mladý povrch. Umbriel a Oberon jsou zase velmi tmavá tělesa a mají starý, neaktivní povrch.

Uran má 11 mladých a slabých prstenců. Vznikly zřejmě klasicky - rozpadem některého měsíce či jako zbytky po srážkách těles v okolí. I zde, podobně jako u Saturnu, existuje vzájemné ovlivňování mezi prstenci a měsíčky.


Dirigent s českou krví


Za objev sedmé planety sluneční soustavy Uranu vděčíme nadanému hudebnímu skladateli a zapálenému astronomovi Williamu Herschelovi. Jeho předkové pocházeli z moravských Heršpic nedaleko Slavkova u Brna. Jako protestanti však byli pronásledováni a emigrovali do luteránského Saska. Budoucí slavný astronom, tehdy ještě Wilhelm Friedrich Herschel, uprchl v 17 letech do Anglie, aby se vyhnul vojenské službě.

Výrazný hudební talent ho nasměroval na dráhu varhaníka a skladatele, stal se dokonce královským kapelníkem. Víc než noty však v hlavě nosil hvězdy. Konstruoval velké zrcadlové dalekohledy a systematicky zkoumal noční oblohu. V březnu 1781 nalezl v souhvězdí Blíženců "putující hvězdu", kterou zpočátku mylně považoval za kometu.
Petra Miklošková



Planety

(1. díl Merkur ABC 22 )


(2. díl Venuše ABC 23 )


(3. díl Mars ABC 24 )


(4. díl Jupiter ABC 25-26 )


(5. díl Saturn ABC 1/2009 )


6. díl Uran + Neptun ABC 2/2009

 

Hry