When will there be a solar eclipse in 2023?

Trăng tròn thắp sáng bầu trời của chúng ta mỗi tháng, mỗi lần có ý nghĩa chiêm tinh riêng và "trăng hải ly" của tháng 11 cũng không khác.

Mỗi lần trăng tròn có một tên cụ thể, từ "trăng sói" của tháng 1 đến "trăng lạnh" của tháng 12. Theo nhà chiêm tinh Noura Bourni, mặt trăng hải ly tháng 11 được đặt tên như vậy "vì nó trùng với thời điểm hải ly bắt đầu nghỉ hưu và trú ẩn sau khi dự trữ thức ăn cho mùa lạnh tiếp theo, mùa đông."

Trên thực tế, mặt trăng hải ly năm 2022 đặc biệt quan trọng vì nó trùng với nguyệt thực, mang đến những góc nhìn mới cho chúng ta về những sinh vật trên cạn. Đây là tất cả mọi thứ bạn cần biết

Mặt trăng hải ly là gì?

Trăng hải ly là tên được đặt cho trăng tròn vào tháng 11. Vào năm 2022, nó sẽ xảy ra vào ngày 8 tháng 11 và vào năm 2023, nó sẽ xảy ra vào ngày 27 tháng 11

Đọc thêm

Các chu kỳ mặt trăng mà bạn nên biết trong năm 2022 và tác động thực sự của chúng đến chúng ta

Có một năng lượng rất mạnh mẽ

Bởi Anya Meyerowitz

Tại sao nó được gọi là mặt trăng hải ly?

Như Noura nói, người ta tin rằng trăng tròn vào tháng 11 được gọi là trăng hải ly vì hành vi rút lui của loài vật này khi đối mặt với mùa đông, mặc dù những người khác tin rằng nó xuất phát từ truyền thống đặt bẫy hải ly của người Mỹ bản địa trong tháng này.

Tại sao mặt trăng hải ly năm 2022 lại quan trọng?

Noura, người cũng là hướng dẫn chiêm tinh cho podcast Saturn Returns của Caggie Dunlop, nói. "Năm 2022, trăng hải ly xảy ra vào ngày 8 tháng 11 và nằm trong cung Kim Ngưu. Điều này trùng hợp với Nguyệt thực, khiến nó trở thành Hải ly và Mặt trăng máu. Điều này làm cho mặt trăng hải ly năm 2022 trở nên phù hợp hơn bao giờ hết, vì nó làm nổi bật nhiều thay đổi mới theo chu kỳ đối với hầu hết mọi người. "

Ý nghĩa tâm linh của Mặt trăng hải ly năm 2022 là gì?

Noura nói: “Chúng ta đang hướng tới một chu kỳ trong đó, để đạt được sự ổn định thực sự, một cái gì đó phải được biến đổi”. "Mặt trăng này cũng mang đến bề mặt những nhu cầu và giá trị thực sự của chúng ta. Kim Ngưu là cung có liên quan nhiều nhất đến luân xa cổ họng và do đó, đến giọng nói của chúng ta. Hải ly và Mặt trăng máu mở ra một cách mới để đạt được sự thể hiện bản thân đích thực, lòng can đảm, lòng tự trọng và sự ổn định bên trong. Trong vòng 6 tháng, chúng ta sẽ có nhật thực ở cung Kim Ngưu, điều này sẽ làm nổi bật hơn nữa những nguyên tắc tương tự này ở cả cấp độ tập thể và cá nhân. Để tận dụng tối đa chu kỳ này, chúng ta được yêu cầu phải dám thực hiện một bước nhảy vọt về niềm tin, nhưng cũng phải thực sự sở hữu những gì chúng ta muốn và thể hiện nó. Chu kỳ tương tự này sẽ không xảy ra trong 17 năm nữa, vì vậy bây giờ là lúc để tận dụng tối đa nó.”

Tại sao mặt trăng hải ly đôi khi được gọi là "mặt trăng tang tóc"?

Vì trăng hải ly của tháng 11 là trăng tròn cuối cùng trước ngày đông chí, nên nó được một số người gọi là "trăng tang" và theo truyền thống ngoại giáo, là thời điểm để bỏ lại sau lưng những rắc rối hoặc nỗi đau của ngày xưa và nhìn lại hướng tới một mùa giải mới và sớm đến một năm mới

Theo Noura, trăng hải ly còn thường được gọi là "mặt trăng băng giá" vì mối quan hệ của nó với sự xuất hiện của mùa đông.

Khi nào trăng tròn tiếp theo?

Trăng tròn sau trăng hải ly của tháng 11 là "trăng lạnh" của tháng 12, được đặt tên cho những đêm lạnh giá của mùa đông. Nó sẽ đạt cực đại vào ngày 7 tháng 12 năm 2022

Sao Thiên Vương là hành tinh thứ bảy trong hệ mặt trời, lớn thứ ba và nặng thứ tư. Nó được đặt tên để vinh danh vị thần bầu trời Hy Lạp Uranus [từ tiếng Hy Lạp cổ đại Οὐρανός], cha của Cronus [Saturn] và ông nội của Zeus [Jupiter]. Mặc dù nó có thể được phát hiện bằng mắt thường trên bầu trời đêm, nhưng nó không được các nhà thiên văn học cổ đại phân loại là hành tinh do độ sáng thấp và quỹ đạo chậm. [13] William Herschel công bố khám phá của mình vào ngày 13 tháng 3 năm 1781, lần đầu tiên trong lịch sử hiện đại mở rộng ranh giới được biết đến lúc bấy giờ của hệ mặt trời. Sao Thiên Vương cũng là hành tinh đầu tiên được phát hiện bằng kính thiên văn.

Sao Thiên Vương có thành phần tương tự như Sao Hải Vương và cả hai có thành phần khác với hai hành tinh khí khổng lồ khác [Sao Mộc và Sao Thổ]. Vì lý do này, các nhà thiên văn học đôi khi xếp chúng vào một loại khác, những người khổng lồ băng giá. Bầu khí quyển của Sao Thiên Vương, trong khi tương tự như bầu khí quyển của Sao Mộc và Sao Thổ ở chỗ được cấu tạo chủ yếu từ hydro và heli, chứa một tỷ lệ cao hơn cả "băng"[chú thích 4] và nước, amoniac và metan, cùng với một lượng nhỏ hydrocacbon. [9] [chú thích 5] Nó có bầu khí quyển hành tinh lạnh nhất trong hệ mặt trời, với nhiệt độ tối thiểu là 49 K [-224 °C]. Tương tự như vậy, nó có cấu trúc mây rất phức tạp, được sắp xếp theo cấp độ, nơi người ta tin rằng những đám mây thấp nhất bao gồm nước và những đám mây cao nhất gồm mêtan. [9] Ngược lại, phần bên trong của Sao Thiên Vương được cấu tạo chủ yếu từ băng và đá.

Giống như các hành tinh khổng lồ khác, Sao Thiên Vương có một hệ thống vành đai, từ quyển và vô số vệ tinh. Hệ thống Sao Thiên Vương có một cấu hình độc đáo so với các hành tinh khác ở chỗ trục quay của nó rất nghiêng, gần như trùng với mặt phẳng quay quanh Mặt trời. Do đó, cực bắc và cực nam của nó là nơi hầu hết các hành tinh khác có đường xích đạo. [14] Nhìn từ Trái đất, các vành đai của Sao Thiên Vương dường như bao quanh hành tinh giống hồng tâm, và các vệ tinh xoay quanh nó như theo chiều kim đồng hồ, mặc dù vào năm 2007 và 2008, các vành đai xuất hiện ngược chiều. Vào ngày 24 tháng 1 năm 1986, các hình ảnh của Du hành 2 cho thấy Sao Thiên Vương là một hành tinh không có bất kỳ đặc điểm đặc biệt nào của ánh sáng khả kiến ​​và thậm chí không có các dải mây hoặc bão liên quan đến các hành tinh khổng lồ khác. [14] Tuy nhiên, các nhà quan sát mặt đất đã nhìn thấy dấu hiệu của sự thay đổi theo mùa và hoạt động thời tiết gia tăng trong những năm gần đây khi sao Thiên Vương tiến đến điểm phân của nó. Tốc độ gió trên Sao Thiên Vương có thể đạt hoặc thậm chí vượt quá 250 m/s [900 km/h]. [15]​

Lịch sử

Khám phá

Sao Thiên Vương đã được quan sát nhiều lần trước khi nó được phát hiện là một hành tinh, nhưng nó thường bị nhầm với một ngôi sao. Quan sát lâu đời nhất có tài liệu tham khảo được thực hiện từ năm 1690 khi John Flamsteed quan sát hành tinh này ít nhất sáu lần, xếp nó vào danh mục "34 Tauri". Nhà thiên văn học người Pháp Pierre Charles Le Monnier đã quan sát Sao Thiên Vương ít nhất mười hai lần trong khoảng thời gian từ 1750 đến 1769,[16] và thậm chí trong bốn đêm liên tiếp. Vào năm 1738, nhà thiên văn học người Anh John Bevis đã vẽ hành tinh Sao Thiên Vương là ba ngôi sao ở các vị trí liên tiếp, trong tập bản đồ "Uranographia Britannica" của ông, những quan sát này được thực hiện trong khoảng thời gian từ tháng 5 đến tháng 7 năm 1738, tuy nhiên Bevis đã không phát hiện ra các đặc điểm của hành tinh. Do các quan sát khác nhau được thực hiện vào những ngày này, chúng được biết đến trong Thiên văn học là thời đại của những khám phá trước.

Ngài William Herschel đã quan sát hành tinh này vào ngày 13 tháng 3 năm 1781 khi ông đang ở trong khu vườn của ngôi nhà nằm ở số 19 Phố New King ở thị trấn Bath [Hạt Somerset],[17] mặc dù ban đầu [vào ngày 26 tháng 4 năm 1781] đã báo cáo rằng đó là một "sao chổi". [18] Herschel "đã cống hiến hết mình để thực hiện một loạt các quan sát về thị sai của các ngôi sao cố định",[19] sử dụng kính thiên văn do chính ông thiết kế. [20][chú thích 6]​

Anh ấy đã viết trong nhật ký của mình "Trong phần tư gần ζ Tauri [...] có thể là [một] ngôi sao mờ hoặc có lẽ là một sao chổi". [21] Vào ngày 17 tháng 3, ông viết, "Tôi đã tìm kiếm sao chổi hoặc tinh vân sao và thấy rằng đó là một sao chổi vì nó đã thay đổi vị trí.". [22] Khi trình bày phát hiện của mình tại Hội Hoàng gia, ông tiếp tục tuyên bố rằng mình đã phát hiện ra một sao chổi trong khi ngầm so sánh nó với một hành tinh. [23

Độ phóng đại tôi đeo khi lần đầu tiên nhìn thấy hành tinh này là 227. Từ kinh nghiệm của mình, tôi biết rằng đường kính của các ngôi sao cố định không phóng đại theo tỷ lệ ở độ phóng đại cao hơn, như các hành tinh, vì vậy bây giờ tôi đặt các độ phóng đại là 460 và 932, và tôi tin rằng đường kính của sao chổi đã tăng theo tỷ lệ độ phóng đại, vì có thể giả định rằng nó không phải là một ngôi sao cố định, trong khi đường kính của các ngôi sao mà tôi đã so sánh với nó không tăng với cùng tốc độ. Ngoài ra, vì sao chổi được phóng đại nhiều hơn so với ánh sáng của nó mang lại, nên nó có vẻ mờ và không rõ ràng ở độ phóng đại này, trong khi các ngôi sao vẫn giữ được độ bóng và nét mà tôi biết từ hàng nghìn lần quan sát mà chúng sẽ giữ được. Các sự kiện tiếp theo đã chỉ ra rằng các giả thuyết của tôi là có cơ sở, chứng minh rằng đó chính là sao chổi mà chúng ta đã quan sát gần đây.

Herschel đã thông báo cho Nevil Maskelyne về khám phá của mình, người này bối rối đã trả lời vào ngày 23 tháng 4. Tôi không biết phải gọi nó là gì. Khả năng nó là một hành tinh bình thường chuyển động theo một quỹ đạo gần như tròn xung quanh mặt trời cũng như khả năng xảy ra đối với một sao chổi chuyển động trong một hình elip rất lệch tâm. Tôi chưa thấy cái đuôi nào ». [24]​

Trong khi Herschel tiếp tục mô tả vật thể mới của mình một cách thận trọng là một sao chổi, thì các nhà thiên văn học khác đã bắt đầu nghi ngờ rằng nó không phải như vậy. Nhà thiên văn học người Nga Anders Johan Lexell ước tính khoảng cách của nó gấp 18 lần khoảng cách giữa Mặt trời và Trái đất, và chưa từng quan sát thấy sao chổi nào có điểm cận nhật gấp 4 lần khoảng cách Mặt trời-Trái đất. [25] Nhà thiên văn học Berlin Johann Elert Bode đã mô tả khám phá của Herschel là "một ngôi sao đang chuyển động có thể là một vật thể giống hành tinh cho đến nay chưa được biết đến, quay quanh quỹ đạo của Sao Thổ". [26] Bode kết luận rằng quỹ đạo gần tròn của nó giống một hành tinh hơn là một sao chổi. [27]

Ý tưởng rằng vật thể mới tự nó là một hành tinh mới đã sớm được chấp nhận rộng rãi. Năm 1783, chính Herschel đã thừa nhận sự thật này với chủ tịch Hiệp hội Hoàng gia, Joseph Banks. «Theo quan sát của các nhà thiên văn học lỗi lạc nhất của châu Âu, có vẻ như ngôi sao mới mà tôi đã vinh dự chỉ ra cho bạn vào tháng 3 năm 1781, là một hành tinh chính trong hệ mặt trời của chúng ta». [28] Để ghi nhận đóng góp của ông, Vua George III đã cấp cho Herschel khoản trợ cấp hàng năm £200 với điều kiện ông phải chuyển đến Windsor để gia đình hoàng gia có thể quan sát hành tinh này qua kính thiên văn của họ. [29]

Tên

Maskelyne đã yêu cầu Herschel "làm ơn cho toàn bộ cộng đồng thiên văn bằng cách gọi hành tinh của bạn, hành tinh này hoàn toàn là của bạn, vì khám phá mà chúng tôi mang ơn bạn.". [30] Đáp lại yêu cầu của Maskelyne, Herschel quyết định đặt tên cho vật thể là "Georgium Sidus" [Ngôi sao của George] theo tên người bảo trợ mới của ông, Vua George III. [31] Ông giải thích quyết định của mình trong một bức thư gửi cho Joseph Banks. [28]

Trong những thời kỳ thần tiên của thời cổ đại, tên của Sao Thủy, Sao Kim, Sao Hỏa, Sao Mộc và Sao Thổ là tên của các Hành tinh, bởi vì chúng là tên của các anh hùng và vị thần chính của chúng. Trong thời đại hiện nay, một thời đại triết học hơn, khó có thể sử dụng phương pháp tương tự và gọi thiên thể mới là Juno, Pallas, Apollo hay Minerva. Việc xem xét đầu tiên đối với bất kỳ sự kiện cụ thể nào, hoặc sự kiện đáng chú ý, dường như là trình tự thời gian của nó. nếu bất kỳ lúc nào trong tương lai được hỏi, Hành tinh cuối cùng này được phát hiện khi nào?

Tuy nhiên, cái tên này không tồn tại ngoài Vương quốc Anh. Lalande, một nhà thiên văn học người Pháp, đã đề xuất gọi nó là Herschel để vinh danh người phát hiện ra nó;[32] Về phần mình, nhà thiên văn học người Thụy Điển Erik Prosperin đã đề xuất cái tên "Neptune" cho hành tinh mới được phát hiện, điều mà nhiều đồng nghiệp của ông tán thành. ý tưởng tưởng niệm Hải quân Hoàng gia Anh trong quá trình cách mạng Mỹ bằng cách gọi hành tinh mới là "Neptune George III" hay "Neptune của Anh". [33] Cuối cùng, chính nhà thiên văn học người Đức Johann Elert Bode đã đặt ra và chọn phiên bản Latin hóa của vị thần bầu trời trong thần thoại Hy Lạp "Uranus", cha đẻ của Cronus [người La Mã tương đương đặt tên cho sao Thổ], lập luận rằng vì sao Thổ là cha của sao Mộc, điều hợp lý nhất là hành tinh mới sẽ lấy tên từ cha của sao Thổ. [29][34][35] Năm 1789, Martin Klaproth, một người bạn của Bode từ Viện Hàn lâm Khoa học Pháp, gọi nguyên tố mà ông mới phát hiện ra là "uranium", ủng hộ lựa chọn của Bode. [36] Cuối cùng "Uranus" đã được chọn, tuy nhiên HM Nautical Almanac tiếp tục liệt kê nó là "Georgium Sidus" cho đến năm 1850. [34]

danh pháp

Sao Thiên Vương là hành tinh duy nhất có tên bắt nguồn từ cả một nhân vật trong thần thoại Hy Lạp và thần thoại La Mã; . [37] Tính từ cho Uranus là "Uranian". [38] Biểu tượng thiên văn của Sao Thiên Vương được miêu tả là. Nó là sự kết hợp giữa các biểu tượng của hành tinh Sao Hỏa và Mặt trời, vì Sao Thiên Vương là một vị thần và là hiện thân của thiên đường trong thần thoại Hy Lạp, nơi được cho là bị chi phối bởi sức mạnh tổng hợp của Mặt trời và Sao Hỏa. [39] Tuy nhiên, biểu tượng chiêm tinh là , được đề xuất bởi Lalande vào năm 1784. Trong một bức thư gửi cho Herschel, Lalande đã mô tả nó là "un Globe surmonté par la première lettre de votre nom" ["một quả địa cầu được bao phủ bởi chữ cái đầu tiên trong họ của anh ấy"]. [32] Trong các ngôn ngữ của Trung Quốc, Việt Nam, Nhật Bản và Hàn Quốc, tên của hành tinh được dịch theo nghĩa đen là "ngôi sao nữ hoàng của thiên đường" [天王星] trong tiếng Nhật và tiếng Trung. [40][41]

quỹ đạo và chuyển động quay

Sao Thiên Vương quay quanh Mặt trời cứ sau 84 năm Trái đất một lần. Khoảng cách trung bình của nó với Mặt trời là khoảng 3 tỷ km [xấp xỉ 20 au].

Sao Thiên Vương quay quanh Mặt trời cứ sau 84,01 năm Trái đất. Khoảng cách trung bình của nó với Mặt trời là khoảng 3 tỷ km [khoảng 20 AU] [2.870.990.000 km]. Cường độ ánh sáng mặt trời trên Sao Thiên Vương là khoảng 1/400 trên Trái đất. [42] Các phần tử quỹ đạo của nó lần đầu tiên được tính toán vào năm 1783 bởi Pierre-Simon Laplace. [43] Theo thời gian, sự khác biệt bắt đầu xuất hiện giữa quỹ đạo được quan sát và dự đoán, và vào năm 1841, John Couch Adams là người đầu tiên đề xuất rằng sự khác biệt có thể là do lực hấp dẫn của một hành tinh chưa biết. Năm 1845, Urbain Le Verrier bắt đầu một cuộc tìm kiếm độc lập về những nhiễu loạn quỹ đạo của Sao Thiên Vương. Vào ngày 23 tháng 9 năm 1846, Johann Gottfried Galle đã tìm thấy một hành tinh mới, sau này được gọi là Sao Hải Vương, ở vị trí gần giống như Le Verrier đã dự đoán. [44]

Thời gian đồng bộ của nó là 370 ngày, do đó, mỗi năm, sự phản đối xảy ra với độ trễ khoảng 5 ngày so với năm trước. Nhìn từ Trái đất, chuyển động biểu kiến ​​của Sao Thiên Vương so với nền sao là trực tiếp ngoại trừ gần đối lập. Sao Thiên Vương dường như sẽ đi lùi khoảng 76 ngày trước khi đối lập và sẽ duy trì như vậy trong khoảng thời gian khoảng 152 ngày,[45] dường như di chuyển lùi qua một góc 4° trước khi quay trở lại chuyển động thẳng.

Chu kỳ quay của phần bên trong Sao Thiên Vương là 17 giờ 14 phút. Tuy nhiên, giống như tất cả các hành tinh khổng lồ, phần trên của bầu khí quyển chịu những cơn gió rất mạnh theo hướng quay. Trên thực tế, ở một số vĩ độ, chẳng hạn như khoảng 2/3 khoảng cách giữa xích đạo và Nam Cực, các đặc điểm nhìn thấy được của bầu khí quyển di chuyển nhanh hơn nhiều, khiến toàn bộ một vòng quay chỉ mất 14 giờ. [46]

nghiêng trục

Trục quay của sao Thiên Vương nằm nghiêng so với mặt phẳng của hệ mặt trời, với độ nghiêng trục là 97,77°. Điều này tạo ra những thay đổi trong các mùa theo một cách hoàn toàn khác so với các hành tinh lớn khác. Sự quay của các hành tinh khác có thể được hình dung như các đỉnh nghiêng so với mặt phẳng của hệ mặt trời, trong khi Sao Thiên Vương quay giống như một quả bóng lăn nghiêng hơn. Khi điểm chí của Sao Thiên Vương đến gần, một cực liên tục hướng về phía Mặt trời trong khi cực kia quay về hướng ngược lại. Chỉ một dải hẹp xung quanh đường xích đạo trải qua chu kỳ ngày/đêm nhanh chóng, nhưng với Mặt trời ở rất thấp so với đường chân trời như ở các vùng cực của Trái đất. Ở phía bên kia quỹ đạo của Sao Thiên Vương, hướng của các cực theo hướng của Mặt trời bị đảo ngược. Mỗi cực nhận được khoảng 42 năm ánh sáng mặt trời liên tục, sau đó là 42 năm bóng tối. [47] Khi điểm phân đến gần, Mặt trời thẳng hàng với đường xích đạo của Sao Thiên Vương tạo ra một chu kỳ ngày đêm tương tự như chu kỳ được thấy trên hầu hết các hành tinh khác. Điểm phân gần đây nhất của sao Thiên Vương là vào ngày 7 tháng 12 năm 2007. [48][49]​

Bắc bán cầu Năm Nam bán cầu Đông chí 1902, 1986 Hạ chí Xuân phân 1923, 2007 Thu phân Hạ chí 1944, 2028 Đông chí Thu phân 1965, 2049 Xuân phân

Hệ quả của sự định hướng của trục là các vùng cực nhận được nhiều năng lượng mặt trời hơn trong năm so với các vùng xích đạo, tuy nhiên, nhiệt độ của Sao Thiên Vương ở xích đạo cao hơn ở các cực của nó. Cơ chế gây ra tình trạng này vẫn chưa được biết. Người ta vẫn chưa biết lý do tại sao trục của hành tinh bị nghiêng ở mức độ cao như vậy, mặc dù người ta suy đoán rằng có lẽ trong quá trình hình thành, hành tinh này có thể đã va chạm với một tiền hành tinh lớn có khả năng tạo ra hướng dị thường này. [50] Một khả năng khác là nhiễu loạn hấp dẫn gây ra bởi các hành tinh khổng lồ khác trong hệ mặt trời đã buộc nó phải nghiêng theo cách này. Cực nam của Sao Thiên Vương gần như hướng thẳng vào Mặt trời trong thời gian Du hành 2 vào năm 1986. Việc gọi cực này là "nam" là do định nghĩa hiện được Liên minh Thiên văn Quốc tế khuyến nghị, nghĩa là cực bắc của một hành tinh hoặc vệ tinh là cực chỉ trên mặt phẳng bất biến của hệ mặt trời, với dửng dưng hướng hành tinh quay. [51][52] Tuy nhiên, một quy ước khác đôi khi được sử dụng, trong đó cực bắc và cực nam của một vật thể được xác định theo quy tắc bàn tay phải so với hướng quay. [53] Theo hệ tọa độ khác này, đó là cực bắc của Sao Thiên Vương được chiếu sáng vào năm 1986

Hiển thị

Từ năm 1995 đến 2006, cấp sao biểu kiến ​​của Sao Thiên Vương dao động trong khoảng từ +5,6 đến +5,9, đặt nó ở giới hạn rất cao của khả năng nhìn thấy bằng mắt thường là +6,5. [1] Đường kính góc của nó nằm trong khoảng từ 3,4 đến 3,7 giây cung, so với 16 đến 20 giây cung đối với Sao Thổ và 32 đến 45 giây cung đối với Sao Mộc. [1] Vào thời điểm đối lập, Sao Thiên Vương có thể nhìn thấy bằng mắt thường trên bầu trời tối, không bị ô nhiễm ánh sáng và dễ dàng quan sát ngay cả trong bối cảnh đô thị bằng ống nhòm. [7] Trong các kính viễn vọng nghiệp dư mạnh nhất có đường kính vật kính từ 15 đến 23 cm, hành tinh này xuất hiện dưới dạng một đĩa màu lục lam nhạt và đậm dần về phía rìa. Với kính viễn vọng 25 cm hoặc lớn hơn, có thể nhìn thấy hình dạng đám mây, cũng như một số vệ tinh lớn nhất, chẳng hạn như Titania và Oberon. [54]

tính chất vật lý

Thành phần và cấu trúc bên trong

Khối lượng của Sao Thiên Vương gấp 14,5 lần khối lượng Trái đất, khiến nó trở thành hành tinh có khối lượng nhỏ nhất trong số các hành tinh khí khổng lồ, trong khi mật độ của nó, 1,27 g/cm³, khiến nó trở thành hành tinh có mật độ thấp thứ hai trong số chúng, sau Sao Thổ. [6][55] Mặc dù có đường kính lớn hơn một chút so với Sao Hải Vương [khoảng bốn lần so với Trái đất], nhưng nó có khối lượng nhỏ hơn. Những giá trị này chỉ ra rằng nó được cấu tạo chủ yếu từ nhiều loại "băng" khác nhau, chẳng hạn như nước, amoniac và metan. [8] Tổng khối lượng băng bên trong Sao Thiên Vương không được biết chính xác, vì các giá trị khác nhau xuất hiện tùy thuộc vào mô hình, tuy nhiên, nó phải nằm trong khoảng từ 9,3 đến 13,5 khối lượng Trái đất. [8][56] Hydro và heli chỉ chiếm một phần nhỏ trong tổng số, từ 0,5 đến 1,5 khối lượng Trái đất. [8] Phần còn lại của khối lượng [0,5 đến 3,7 khối lượng Trái đất] là vật liệu đá. [8]​

Mô hình chung về cấu trúc của Sao Thiên Vương bao gồm một lõi bao gồm đá có khối lượng tương đối nhỏ, một dải băng và bầu khí quyển được hình thành bởi hydro và heli, có thể chiếm tới 15% khối lượng hành tinh. [8][57] Lõi tương đối nhỏ, với khối lượng chỉ bằng 0,55 khối lượng Trái đất và bán kính nhỏ hơn 20% so với Sao Thiên Vương, lớp phủ tạo thành phần lớn hành tinh, với khoảng 13,4 khối lượng Trái đất, trong khi tầng khí quyển phía trên tương đối mỏng, nặng khoảng 0,5 khối lượng Trái đất và chiếm 20% bán kính cuối cùng của Sao Thiên Vương. [8][57] Mật độ lõi của Sao Thiên Vương là khoảng 9 g/cm³, với áp suất ở trung tâm là 8 triệu bar [800 GPa] và nhiệt độ khoảng 5000 K. [56][57] Trên thực tế, lớp phủ đông lạnh không bao gồm băng theo nghĩa thông thường mà là một chất lỏng đặc, nóng bao gồm nước, amoniac và các chất dễ bay hơi khác. [8][57] Chất lỏng này, có độ dẫn điện cao, đôi khi được gọi là đại dương nước amoniac. [58] Thành phần của Sao Thiên Vương và Sao Hải Vương rất khác so với Sao Mộc và Sao Thổ, với băng chiếm ưu thế trên các khí. Điều này biện minh cho sự phân loại riêng biệt của chúng là những người khổng lồ băng.

Mặc dù mô hình được mô tả ở trên ít nhiều là tiêu chuẩn, nhưng nó không phải là mô hình duy nhất, các mô hình khác cũng đồng ý với các quan sát. Ví dụ, nếu có một lượng đáng kể hydro và vật liệu đá trộn lẫn trong lớp phủ đông lạnh, thì tổng khối lượng băng ở bên trong sẽ ít hơn, và do đó tổng khối lượng đá và hydro sẽ lớn hơn. Dữ liệu hiện có không cho phép khoa học xác định mô hình nào là chính xác. [56] Cấu trúc bên trong chất lỏng của Sao Thiên Vương có nghĩa là nó không có bề mặt rắn. Bầu khí quyển chuyển dần sang các lớp chất lỏng bên trong. [8] Tuy nhiên, để thuận tiện, một hình cầu xoay tròn được mô tả, trong đó áp suất là 1 bar [100 kPa] và được chỉ định là "bề mặt". Nó có bán kính xích đạo và cực lần lượt là 25.559 ± 4 và 24.973 ± 20 km. [6] Bề mặt này sẽ được coi là điểm không độ cao trong bài viết này

nhiệt bên trong

Nhiệt bên trong của Sao Thiên Vương dường như thấp hơn so với các hành tinh khí khổng lồ khác, về mặt thiên văn, nó có dòng nhiệt thấp. [15][59] Vẫn chưa rõ tại sao nhiệt độ bên trong Sao Thiên Vương lại thấp như vậy. Sao Hải Vương, hầu như giống với Sao Thiên Vương về kích thước và thành phần, bức xạ năng lượng vào không gian gấp 2,61 lần năng lượng mà nó nhận được từ Mặt trời. [15] Sao Thiên Vương, ngược lại, hầu như không tỏa nhiệt. Tổng công suất do Sao Thiên Vương bức xạ trong phần hồng ngoại xa của quang phổ [tức là nhiệt] là 01. 06 ± 12. 08 lần năng lượng mặt trời hấp thụ trong bầu khí quyển của nó. [9][60] Trên thực tế, thông lượng nhiệt của Sao Thiên Vương chỉ là 0,042 ± 0,047 W/m², thấp hơn thông lượng nhiệt bên trong Trái đất [xấp xỉ 0,075 W/m²]. [60] Nhiệt độ thấp nhất được ghi nhận tại điểm đối lưu của Sao Thiên Vương là 49 K [−224 °C], khiến Sao Thiên Vương trở thành hành tinh lạnh nhất trong Hệ Mặt Trời. [9][60]

Một trong những giả thuyết cho sự khác biệt này là khi Sao Thiên Vương nhận tác động khiến trục nghiêng cao của nó, sự kiện này đã khiến nó giải phóng phần lớn nhiệt nguyên thủy, làm giảm nhiệt độ lõi của nó. [61] Một giả thuyết khác cho rằng có một loại rào cản nào đó ở các tầng trên của Sao Thiên Vương ngăn nhiệt từ lõi truyền tới bề mặt. [8] Ví dụ, có thể có sự đối lưu trong một tập hợp các lớp có thành phần khác nhau, ngăn cản quá trình truyền nhiệt đi lên. [9][60]

Khí quyển

Mặc dù không có bề mặt rắn được xác định rõ ràng trong phần bên trong của Sao Thiên Vương, nhưng phần ngoài cùng của lớp vỏ khí của Sao Thiên Vương có thể tiếp cận được bằng cảm biến từ xa được gọi là bầu khí quyển. [9] Khả năng của viễn thám là khoảng 300 km dưới mức 1 bar [100 kPa], với áp suất tương ứng khoảng 100 bar [10 MPa] và nhiệt độ 320 K. [62] Vành nhật hoa mờ của bầu khí quyển kéo dài trên hai bán kính hành tinh tính từ bề mặt danh nghĩa [điểm áp suất 1 bar]. [63] Bầu khí quyển của Sao Thiên Vương có thể được chia thành ba lớp. tầng đối lưu, giữa độ cao −300 và 50 km và áp suất từ ​​100 đến 0,1 bar [10 MPa đến 10 kPa], tầng bình lưu, ở độ cao từ 50 đến 4000 km và áp suất từ ​​0,1 đến 10-10 bar [10 kPa đến 10 μPa], và tầng nhiệt điện/nhật hoa, kéo dài từ 4.000 km đến khoảng 50.000 km tính từ bề mặt. [9] Không có tầng trung lưu

Thành phần

Thành phần bầu khí quyển của Sao Thiên Vương khác với thành phần của toàn bộ Sao Thiên Vương, vì nó bao gồm chủ yếu là hydro và heli phân tử. [9] Phần mol của heli, tức là số nguyên tử heli trên mỗi phân tử khí, là 0,15 ± 0,03[11] ở tầng đối lưu phía trên, tương ứng với phần khối lượng là 12. 26 ± 0,05. [9][60] Giá trị này rất gần với phần khối lượng helium của tiền hệ mặt trời là 0,275 ± 0,01,[64] chỉ ra rằng heli không lắng đọng ở trung tâm hành tinh không giống như phần còn lại của các hành tinh khí khổng lồ. [9] Thành phần nhiều thứ ba trong bầu khí quyển của Sao Thiên Vương là mêtan [CH4]. [9] Khí mê-tan có các dải hấp thụ nổi bật trong dải ánh sáng nhìn thấy được và hồng ngoại gần [IR], khiến Sao Thiên Vương có màu xanh lam hoặc lục lam. [9] Các phân tử mêtan chiếm 2,3% bầu khí quyển trên mỗi phần mol dưới lớp mây mêtan ở mức áp suất 1,3 bar [130 kPa], gấp 20 đến 30 lần lượng carbon dồi dào tìm thấy trong mặt trời. [9][10][65] Tốc độ pha trộn[lưu ý 7] thấp hơn nhiều ở tầng khí quyển phía trên do nhiệt độ cực thấp, làm giảm mức độ bão hòa và khiến khí mê-tan dư thừa đóng băng và thoát ra ngoài. [66] Sự phong phú của các hợp chất ít bay hơi hơn như amoniac, nước hoặc hydro sunfua trong bầu khí quyển bên trong vẫn chưa được biết rõ. Tuy nhiên, nó có lẽ cũng cao hơn trên Mặt trời. [9][67] Ngoài khí mê-tan, một lượng nhỏ các hydrocacbon khác nhau được tìm thấy trong tầng bình lưu của Sao Thiên Vương, được cho là được tạo ra từ khí mê-tan bằng quá trình quang phân do bức xạ cực tím [UV] từ mặt trời gây ra. [68] Điều này bao gồm etan [C2H6], axetylen [C2H2], metylaxetylen [CH3C2H], polyaxetylen [C2HC2H]. [66][69][70] Quang phổ học cũng đã phát hiện ra một lượng nhỏ hơi nước, carbon monoxide và carbon dioxide trong bầu khí quyển phía trên, chỉ có thể bắt nguồn từ một nguồn bên ngoài như bụi từ diều. [69][70][71]​

tầng đối lưu

Tầng đối lưu là phần thấp nhất và dày đặc nhất của khí quyển và được đặc trưng bởi sự giảm nhiệt độ theo độ cao. [9] Nhiệt độ giảm từ khoảng 320 K ở đáy tầng đối lưu danh nghĩa [−300 km] xuống 53 K trên 50 km. [62][65] Nhiệt độ ở khu vực phía trên lạnh nhất của tầng đối lưu [tầng đối lưu] thay đổi trong khoảng từ 49 đến 57 K tùy thuộc vào vĩ độ của hành tinh. [9][59] Vùng đối lưu chịu trách nhiệm cho phần lớn lượng phát xạ nhiệt hồng ngoại xa của hành tinh, do đó xác định nhiệt độ hiệu dụng của nó là 59,1 ± 0,3 K. [59][60]

Tầng đối lưu được cho là có cấu trúc đám mây rất phức tạp; . [9][10][62][72] Tầng đối lưu là một phần rất năng động của khí quyển, với gió mạnh, mây sáng và thay đổi theo mùa, sẽ được thảo luận bên dưới. [15]​

Khí quyển tầng cao

Tầng giữa của bầu khí quyển Sao Thiên Vương là tầng bình lưu, nơi nhiệt độ thường tăng theo độ cao từ 53 K ở tầng đối lưu đến 800-850 K ở đáy tầng nhiệt. [63] Sự nóng lên của tầng bình lưu là do sự hấp thụ bức xạ mặt trời cực tím và hồng ngoại của mêtan và các hydrocacbon khác,[73] được hình thành trong phần này của khí quyển do quá trình quang phân mêtan. [68] Nhiệt cũng đến do dẫn nhiệt từ tầng nhiệt. [73] Hydrocacbon chiếm một lớp tương đối hẹp ở độ cao từ 100 đến 280 km, tương ứng với dải áp suất từ ​​10 đến 0,1 bar [1.000 đến 10 kPa] và nhiệt độ từ 75 đến 170 K. [66][69] Các hydrocacbon phong phú nhất là metan, axetylen và etan với tỷ lệ pha trộn khoảng 10-7 so với hydro. Tỷ lệ pha trộn của carbon monoxide là tương tự nhau ở những độ cao này. [66][69][71] Hydrocacbon nặng hơn và carbon dioxide có tốc độ trộn thấp hơn ba bậc. [70] Tỷ lệ phong phú của nước là khoảng 7 × 10−9. [70] Ethane và axetylen có xu hướng ngưng tụ ở phần thấp hơn, mát hơn của tầng bình lưu và tầng đối lưu [dưới mức 10 mBar] tạo thành các lớp sương mù hoặc sương mù,[68] có thể là nguyên nhân gây ra một phần khía cạnh nhẵn của Sao Thiên Vương. Tuy nhiên, nồng độ hydrocarbon trong tầng bình lưu phía trên đám mây của Sao Thiên Vương thấp hơn đáng kể so với trong tầng bình lưu của các hành tinh khí khổng lồ khác. [66][74]​

Lớp khí quyển ngoài cùng của Sao Thiên Vương là tầng nhiệt điện nhật hoa, có nhiệt độ đồng nhất khoảng 800 đến 850 K. [9][74] Các nguồn nhiệt cần thiết để duy trì giá trị cao như vậy vẫn chưa được hiểu rõ, vì cả bức xạ mặt trời cực tím hoặc cực tím cũng như hoạt động cực quang đều không thể cung cấp năng lượng cần thiết. Hiệu quả làm mát kém do thiếu hydrocarbon trong tầng bình lưu trên mức áp suất 0,1 mBar cũng có thể góp phần. [63][74] Ngoài hydro phân tử, tầng nhiệt nhật hoa chứa một tỷ lệ cao các nguyên tử hydro tự do. Khối lượng nhỏ của nó cùng với nhiệt độ cao giải thích tại sao vành nhật hoa kéo dài tới 50.000 km hoặc hai bán kính "uranian" tính từ hành tinh này. [63][74] Vành nhật hoa rộng lớn này là tài sản độc nhất của Sao Thiên Vương. [74] Một trong những tác động của nó là lực cản khí động học đối với các hạt nhỏ trên quỹ đạo quanh Sao Thiên Vương, khiến bụi giữa các vì sao nói chung bị cạn kiệt về các vành đai của hành tinh. [63] Tầng nhiệt điện của Sao Thiên Vương, cùng với phần trên của tầng bình lưu, tương ứng với tầng điện ly của Sao Thiên Vương. [65] Các quan sát cho thấy tầng điện ly chiếm độ cao từ 2.000 đến 10.000 km. [65] Tầng điện ly của Sao Thiên Vương đặc hơn so với Sao Thổ hoặc Sao Hải Vương, điều này có thể là do nồng độ hydrocarbon thấp trong tầng bình lưu. [74][75] Tầng điện ly được duy trì chủ yếu bởi bức xạ tia cực tím của mặt trời và mật độ của nó phụ thuộc vào hoạt động của mặt trời. [76] Hoạt động của cực quang không đáng kể so với hoạt động của Sao Mộc và Sao Thổ. [74][77]

vành đai hành tinh

Sơ đồ các vành đai của Sao Thiên Vương

So sánh các vành đai của Sao Thiên Vương sử dụng ánh sáng tán xạ thuận và tán xạ ngược

Sơ đồ tăng cường màu sắc của các vòng bên trong bắt nguồn từ hình ảnh của Du hành 2

Sao Thiên Vương, giống như các hành tinh khổng lồ khác trong hệ mặt trời, có một hệ thống vành đai. Hệ thống vành đai của Sao Thiên Vương là vành đai thứ hai được phát hiện trong hệ mặt trời sau vành đai của Sao Thổ. [78] Các hạt tạo nên các vòng rất sẫm màu, có kích thước từ micromet đến một phần mét. [14] Hiện nay người ta biết được 13 vành đai, trong đó sáng nhất là vành ε. Tất cả trừ hai vành đai đều cực kỳ hẹp, với một số vành đai chỉ rộng vài km. Chủ yếu gồm các thân to, đường kính 0,2-20 m. Tuy nhiên, một số vòng mỏng về mặt quang học. Các vành đai có lẽ khá gần đây, những cân nhắc về động lực học chỉ ra rằng chúng không hình thành cùng với Sao Thiên Vương. Vật chất trong các vành đai có thể là một phần của vệ tinh [hoặc nhiều vệ tinh] đã bị phá vỡ do tác động ở tốc độ cao. Trong số rất nhiều mảnh vụn được tạo ra bởi những tác động này, chỉ có một số hạt sống sót trong một số vùng ổn định hạn chế tương ứng với các vành đai ngày nay. [78][79]​

Hoạt cảnh huyền bí năm 1977 [Click vào ảnh]

Lần đầu tiên đề cập đến hệ thống vành đai của Sao Thiên Vương đến từ các ghi chú của William Herschel mô tả chi tiết các quan sát của ông về hành tinh này vào thế kỷ 18, bao gồm cả đoạn văn sau. « 22 tháng 2 năm 1789. Sự tồn tại của một chiếc nhẫn bị nghi ngờ. [80] Quan sát này thường bị coi là đáng ngờ, vì các vành đai rất mờ nhạt, và trong hai thế kỷ tiếp theo, không có nhà quan sát nào nhận thấy sự tồn tại của các vành đai này. Tuy nhiên, Herschel đã đưa ra mô tả chi tiết về vòng ε về kích thước, góc với Trái đất, màu đỏ và những thay đổi rõ ràng khi Sao Thiên Vương di chuyển quanh Mặt trời. [81][82] Những chiếc nhẫn được phát hiện một cách tình cờ vào ngày 10 tháng 3 năm 1977 bởi James L. Elliott, Edward W. Dunham và Douglas J. Mink, người sử dụng Đài quan sát trên không Kuiper, đã quan sát ánh sáng từ một ngôi sao gần Sao Thiên Vương nhạt dần như thế nào khi nó đến gần hành tinh này. Sau khi phân tích cẩn thận các quan sát của mình, họ nhận thấy rằng ngôi sao đã biến mất trong thời gian ngắn 5 lần cả trước và sau khi biến mất phía sau hành tinh. Họ kết luận rằng lời giải thích duy nhất là có một hệ thống các vành đai hẹp bao quanh Sao Thiên Vương. [83] Sau đó, bốn người nữa được phát hiện. [83] Các vành đai được quan sát trực tiếp bởi tàu thăm dò không gian Du hành 2 khi nó đi qua hệ sao Thiên Vương vào năm 1986. [14] Du hành 2 cũng phát hiện thêm hai vành mờ cho đến mười một. [14]​

Vào tháng 12 năm 2005, Kính viễn vọng Không gian Hubble đã phát hiện ra một cặp vành đai cho đến nay vẫn chưa được biết đến; . [84] Vành đai lớn nhất cách xa hành tinh gấp đôi so với các vành đai đã biết trước đây. Những vành đai này cách xa hành tinh đến mức chúng được gọi là "hệ thống vành đai ngoài". Hubble cũng định vị được hai vệ tinh nhỏ, một trong số đó, Mab, có chung quỹ đạo với vòng ngoài cùng mới được phát hiện gần đây. Các vành đai mới nâng tổng số vành đai của Sao Thiên Vương lên 13. [85] Vào tháng 4 năm 2006, hình ảnh của các vành đai mới do Đài quan sát Keck thu được cho thấy màu sắc của các vành đai bên ngoài. cái xa nhất có màu xanh lam và ở phía bên kia cái còn lại có màu hơi đỏ. [86][87] Một giả thuyết về màu xanh lam của vòng ngoài là nó bao gồm các hạt băng nước cực nhỏ từ bề mặt Mab đủ nhỏ để tán xạ ánh sáng xanh lam. [86][88] Ngược lại, các vành đai bên trong của hành tinh có màu xám. [86]

từ quyển

Trước khi Du hành 2 đến, không có phép đo nào về từ quyển của Sao Thiên Vương. Các nhà thiên văn dự kiến ​​từ trường của Sao Thiên Vương sẽ thẳng hàng với gió mặt trời, vì khi đó nó sẽ thẳng hàng với các cực của hành tinh nằm trên đường hoàng đạo. [89]

Các quan sát của Du hành tiết lộ rằng từ trường cũng bất thường về vị trí và đặc điểm của nó do nguồn gốc của nó không nằm ở tâm hình học của hành tinh, và ngoài ra, trục từ nghiêng 59° so với trục quay. [89][90] Trên thực tế, lưỡng cực từ lệch về phía cực nam của vòng quay gần một phần ba bán kính hành tinh. [89] Dạng hình học bất thường này dẫn đến một từ quyển có tính bất đối xứng cao, trong đó cường độ từ trường tại bề mặt ở bán cầu nam có thể thấp tới 0,1 gauss [10 μT], trong khi ở bán cầu bắc có thể đạt tới 1,1 gauss [110 μT]. [89] Trường trung bình trên bề mặt là 0,23 gauss [23 μT]. [89] Để so sánh, từ trường của Trái đất có cường độ gần như bằng nhau ở cả hai cực và "đường xích đạo từ" của nó gần như song song với đường xích đạo địa lý. [90] Momen lưỡng cực từ của Sao Thiên Vương gấp 50 lần Momen của Trái đất. [89][90] Từ trường của Sao Hải Vương cũng bị dịch chuyển tương tự, cho thấy đây là đặc điểm chung của những người khổng lồ băng. [90] Một giả thuyết cho rằng, không giống như từ trường của các hành tinh đất đá và hành tinh khí khổng lồ được tạo ra bên trong lõi của chúng, từ trường của các hành tinh khổng lồ băng được tạo ra do chuyển động ở những khu vực tương đối nông, như đại dương nước-amoniac. [58][91]

Bất chấp sự thẳng hàng ban đầu của nó, theo những cách khác, từ quyển của Sao Thiên Vương giống như từ quyển của các hành tinh khác. nó có một giới hạn bên ngoài khoảng 23 bán kính phía trước, một từ trường cách 18 bán kính từ Sao Thiên Vương, một đuôi từ phát triển đầy đủ và các vành đai bức xạ. [89][90][92] Trên toàn cầu, cấu trúc từ quyển của Sao Thiên Vương khác với từ quyển của Sao Mộc và giống với Sao Thổ hơn. [89][90] Phần đuôi của từ quyển của Sao Thiên Vương kéo dài phía sau hành tinh ra ngoài không gian hàng triệu km và bị xoắn lại bởi sự quay của hành tinh thành một cái nút chai dài. [89][93]

Từ quyển của sao Thiên Vương chứa các hạt tích điện. proton và electron với một lượng nhỏ ion H2+. [90][92] Các ion nặng hơn chưa được phát hiện. Nhiều hạt trong số này có thể đến từ vành nhật hoa trong khí quyển, nơi có nhiệt độ quá nóng. [92] Năng lượng của ion và electron có thể đạt tương ứng là 4 và 1,2 MeV [megaelectronvolts]. [92] Mật độ của các ion năng lượng thấp [dưới 1 kiloelectronvolt] trong từ quyển bên trong là khoảng 2 cm−3. [94] Quần thể hạt bị ảnh hưởng mạnh do các vệ tinh của Sao Thiên Vương quét qua từ quyển để lại những khoảng trống có thể phát hiện được. [92] Dòng hạt đủ cao để khiến bề mặt của vệ tinh tối đi hoặc bị ăn mòn trong khung thời gian rất nhanh [về mặt thiên văn] là 100.000 năm. [92] Đây có thể là nguyên nhân khiến các vệ tinh và vành đai có màu sẫm đồng nhất. [79] Sao Thiên Vương có cực quang tương đối phát triển, được xem như những vòng cung sáng xung quanh hai cực từ. [74] Tuy nhiên, không giống như Sao Mộc, cực quang của Sao Thiên Vương dường như không đáng kể đối với sự cân bằng năng lượng của tầng nhiệt hành tinh. [77]

Khí hậu

Ở bước sóng cực tím và khả kiến, bầu khí quyển của Sao Thiên Vương mịn màng đáng kể so với các hành tinh khí khổng lồ khác, bao gồm cả Sao Hải Vương, mà nó gần giống theo những cách khác. [15] Khi Du hành 2 bay ngang qua Sao Thiên Vương vào năm 1986, nó đã quan sát thấy tổng cộng 10 hình dạng đám mây trên toàn bộ hành tinh. [14][95] Một lời giải thích được đề xuất cho lý do tại sao có rất ít là nhiệt lượng bên trong của Sao Thiên Vương khá thấp so với các hành tinh khí khổng lồ khác. Nhiệt độ thấp nhất được ghi nhận tại tầng đối lưu của Sao Thiên Vương là 49 K, khiến Sao Thiên Vương trở thành hành tinh lạnh nhất trong hệ Mặt Trời, thậm chí còn lạnh hơn cả Sao Hải Vương. [9][60]

Cấu trúc dải, gió và mây

Năm 1986, Du hành 2 phát hiện ra rằng bán cầu nam có thể nhìn thấy của Sao Thiên Vương có thể được chia thành hai khu vực. một chỏm cực sáng và các dải xích đạo tối. [14] Giới hạn của nó là khoảng −45 độ vĩ độ. Một dải hẹp kéo dài từ vĩ độ −45 đến −50 độ và là đặc điểm lớn sáng nhất trên bề mặt nhìn thấy được của hành tinh. [14][96] Nó được gọi là "cổ áo" miền nam. Mũ và vòng cổ được cho là vùng dày đặc của các đám mây mêtan nằm trong phạm vi áp suất 1,3 đến 2 bar. [97] Ngoài cấu trúc dải quy mô lớn, Du hành 2 còn quan sát thấy mười đám mây sáng nhỏ, hầu hết chúng nằm cách vành đai vài độ về phía bắc. [14] Thật không may, Du hành 2 đã đến vào giữa mùa hè phía nam của hành tinh và không thể quan sát bán cầu bắc. Tuy nhiên, vào đầu thế kỷ 21, khi vùng cực bắc có thể nhìn thấy được, Kính viễn vọng Không gian Hubble [HST] và kính viễn vọng Keck đã không quan sát thấy vành đai hoặc nắp cực ở bán cầu bắc. [96] Do đó, Sao Thiên Vương có vẻ bất đối xứng. sáng gần cực nam và mờ đều ở vùng phía bắc của vòng cực nam. [96] Vào năm 2007, khi Sao Thiên Vương đi qua điểm phân của nó, vành đai phía nam gần như biến mất, trong khi vành đai mờ nhạt với vĩ độ 45 độ lờ mờ ở phía bắc. [98]

Tuy nhiên, vào những năm 1990, số lượng hình dạng đám mây sáng quan sát được đã tăng lên đáng kể, một phần là do sự sẵn có của các kỹ thuật hình ảnh độ phân giải cao mới. [15] Hầu hết được tìm thấy ở bán cầu bắc khi nó trở nên hữu hình. [15] Một lời giải thích ban đầu—rằng những đám mây sáng dễ xác định hơn ở phần tối của hành tinh, trong khi ở bán cầu nam, vòng cổ sáng che khuất chúng—đã được chứng minh là không chính xác. không còn nghi ngờ gì nữa, số lượng các biểu mẫu đã tăng lên đáng kể. [99][100] Tuy nhiên, có sự khác biệt giữa các đám mây ở mỗi bán cầu. Những đám mây phía bắc nhỏ hơn, rõ ràng hơn và sáng hơn. [100] Ngoài ra, chúng dường như nằm ở độ cao lớn hơn. [100] Thời gian tồn tại của đám mây có thể khác nhau theo một số bậc độ lớn. Một số đám mây nhỏ kéo dài hàng giờ, trong khi ít nhất một đám mây phía nam dường như vẫn tồn tại kể từ thời điểm chuyến bay của Du hành. [15][95] Các quan sát gần đây cũng phát hiện ra rằng hình dạng đám mây của Sao Thiên Vương có nhiều điểm chung với hình dạng của Sao Hải Vương. [15] Ví dụ, các vết đen thường xuyên trên Sao Hải Vương chưa từng được quan sát thấy trên Sao Thiên Vương trước năm 2006, khi bức ảnh đầu tiên như vậy được chụp. [101] Người ta suy đoán rằng Sao Thiên Vương ngày càng trở nên giống Sao Hải Vương hơn trong mùa phân. [102]​

Việc theo dõi nhiều hình dạng đám mây cho phép xác định gió đới và gió kinh tuyến thổi ở tầng đối lưu phía trên của Sao Thiên Vương. [15] Tại xích đạo, gió thổi ngược, tức là chúng thổi ngược chiều quay của hành tinh. Tốc độ của chúng thay đổi trong khoảng −100 và −50 m/s. [15][96]​ Tốc độ gió tăng theo khoảng cách từ xích đạo, đạt mức 0 ở vĩ độ ±20°, nơi có nhiệt độ tối thiểu của tầng đối lưu. [15][59] Gần các cực hơn, gió chuyển sang chuyển động thuận, theo vòng quay của hành tinh. Tốc độ gió tiếp tục tăng đạt đỉnh ở vĩ độ ±60° trước khi trở về 0 ở các cực. [15] Tốc độ gió ở vĩ độ −40° thay đổi trong khoảng từ 150 đến 200 m/s. Vì vành đai che khuất tất cả các đám mây bên dưới vĩ tuyến này nên vận tốc giữa nó và cực nam là không thể đo được. [15] Ngược lại, ở Bắc bán cầu, vận tốc tối đa lên tới 240 m/s đã được quan sát quanh vĩ độ +50°. [15][96][103]​

Sự biến đổi theo mùa

Trong một khoảng thời gian ngắn, từ tháng 3 đến tháng 5 năm 2004, vô số đám mây lớn xuất hiện trong bầu khí quyển của Sao Thiên Vương, khiến nó trông giống như sao Hải Vương. [100][104] Tốc độ gió kỷ lục 229 m/s [824 km/h] và một cơn bão dai dẳng được gọi là "Pháo hoa ngày 4 tháng 7" đã được quan sát. [95] Vào ngày 23 tháng 8 năm 2006, các nhà nghiên cứu từ Viện Khoa học Vũ trụ ở Boulder, Colorado và Đại học Wisconsin đã quan sát thấy một vết đen trên bề mặt Sao Thiên Vương, giúp các nhà thiên văn hiểu rõ hơn về hoạt động khí quyển của hành tinh này. [101] Người ta không biết chính xác lý do tại sao lại có sự gia tăng hoạt động đột ngột này, nhưng có vẻ như độ nghiêng quá lớn của trục dẫn đến sự thay đổi thời tiết cực đoan theo mùa. [49][102] Việc xác định bản chất của sự thay đổi theo mùa này là khó khăn vì dữ liệu đáng tin cậy về bầu khí quyển của Sao Thiên Vương đã có sẵn trong vòng chưa đầy 84 năm [tương đương với một năm của Sao Thiên Vương]. Tuy nhiên, một số khám phá đã được thực hiện. Phép trắc quang trong hơn nửa năm sao Thiên Vương [kể từ những năm 1950] đã cho thấy sự thay đổi đều đặn về độ sáng ở hai dải quang phổ, với cực đại trong các điểm chí và cực tiểu trong các điểm phân. [105] Một sự biến đổi tuần hoàn tương tự, với cực đại trong các điểm chí, đã được quan sát thấy trong các phép đo vi ba ở phần sâu nhất của tầng đối lưu bắt đầu từ những năm 1960. [106] Các phép đo nhiệt độ tầng bình lưu bắt đầu từ thập niên 1970 cũng cho thấy giá trị cực đại vào khoảng điểm chí năm 1986. [73] Hầu hết sự biến thiên này được cho là xảy ra do những thay đổi về hình học của quan sát. [99]​

Tuy nhiên, có những lý do để tin rằng những thay đổi vật lý theo mùa xảy ra trên Sao Thiên Vương. Trong khi hành tinh được biết là có vùng cực nam sáng, thì cực bắc lại mờ hơn, điều này không phù hợp với mô hình thay đổi theo mùa được mô tả ở trên. [102] Trong kỳ bắc chí trước đó vào năm 1944, Sao Thiên Vương thể hiện mức độ sáng cao, cho thấy rằng cực bắc không phải lúc nào cũng tối như vậy. [105] Thông tin này ngụ ý rằng cực nhìn thấy trở nên sáng hơn trước điểm chí và tối hơn sau điểm phân. [102] Các phân tích chi tiết về dữ liệu trong quang phổ khả kiến ​​và vi sóng cho thấy rằng những thay đổi định kỳ về độ sáng không hoàn toàn đối xứng xung quanh các điểm chí, cũng cho thấy sự thay đổi trong các mẫu suất phản chiếu kinh tuyến. [102] Cuối cùng, vào thập niên 1990, khi Sao Thiên Vương di chuyển ra khỏi điểm chí, Hubble và các kính viễn vọng trên mặt đất tiết lộ rằng chỏm cực nam mờ đi rõ rệt [ngoại trừ vành cực nam tiếp tục sáng lên]. bán cầu bắc ngày càng có nhiều hoạt động hơn,[95] chẳng hạn như hình thành mây và gió mạnh hơn, do đó làm tăng kỳ vọng rằng nó sẽ sớm tan. [100] Sự kiện này xảy ra vào năm 2007, khi hành tinh đang đi qua điểm phân. xuất hiện một vành đai yếu ở cực bắc, trong khi vành đai nằm ở phía nam hầu như không nhìn thấy được, mặc dù mặt cắt gió đới vẫn hơi bất đối xứng, với gió ở phía bắc mạnh hơn so với phía nam. [98]

Cơ chế của những thay đổi vật lý vẫn chưa rõ ràng. [102] Gần các ngày hạ chí và đông chí, các bán cầu của Sao Thiên Vương lần lượt hoặc hướng hoàn toàn về phía các tia Mặt trời, hoặc hướng về không gian sâu thẳm. Sự sáng lên của bán cầu được chiếu sáng mặt trời được cho là kết quả của các đám mây metan dày lên và các lớp sương mù nằm ở tầng đối lưu. [97] Vòng sáng ở vĩ độ −45° cũng được kết nối với các đám mây mêtan. [97] Những thay đổi khác ở vùng cực nam có thể được giải thích bằng những thay đổi ở các tầng mây phía dưới. [97] Sự thay đổi trong phát xạ vi sóng của hành tinh có khả năng gây ra bởi những thay đổi trong vòng tuần hoàn tầng đối lưu sâu, bởi vì các đám mây dày và sương mù ở cực sẽ cản trở sự đối lưu. [107] Khi điểm xuân phân và thu phân trên Sao Thiên Vương đến gần, các động lực đang thay đổi và sự đối lưu có thể quay trở lại. [95][107]​

Tập huấn

Nhiều nhà nghiên cứu cho rằng sự khác biệt giữa người khổng lồ khí và người khổng lồ băng kéo dài đến quá trình hình thành của chúng. [108][109] Hệ mặt trời được cho là đã hình thành từ một quả cầu khí quay khổng lồ được gọi là tinh vân tiền hệ mặt trời. Phần lớn khí, chủ yếu là hydro và heli, đã hình thành nên Mặt trời, trong khi các hạt bụi kết hợp với nhau để tạo thành các tiền hành tinh đầu tiên. Khi các hành tinh phát triển, một số trong số chúng có thể kết tụ đủ vật chất để lực hấp dẫn của chúng thu giữ các khí còn lại trong tinh vân tiền hệ mặt trời. [108][109] Càng tích tụ nhiều khí, chúng càng trở nên lớn hơn; . Những người khổng lồ băng giá, chỉ với một vài khối khí tinh vân trên đất liền, chưa bao giờ đạt đến điểm tới hạn này. [108][109][110] Các mô phỏng gần đây về sự di cư của các hành tinh cho thấy hai hành tinh băng khổng lồ hình thành gần Mặt trời hơn so với vị trí hiện tại của chúng và di chuyển ra ngoài sau khi hình thành. Giả thuyết này giải thích mô hình Nice. [108]​

vệ tinh sao thiên vương

Sao Thiên Vương có 27 vệ tinh tự nhiên được biết đến. [110] Tên của các vệ tinh này được đặt theo tên các nhân vật trong tác phẩm của Shakespeare và Alexander Pope. [57][111] Năm vệ tinh chính là Miranda, Ariel, Umbriel, Titania và Oberon. [57] Hệ thống vệ tinh Sao Thiên Vương là hệ thống có khối lượng nhỏ nhất trong số các hành tinh khí khổng lồ, tổng khối lượng của năm vệ tinh lớn nhất nhỏ hơn một nửa so với Triton. [55] Vệ tinh lớn nhất, Titania, chỉ có bán kính 788,9 km, chưa bằng một nửa Mặt Trăng nhưng hơn một chút so với Rhea, vệ tinh lớn thứ hai của Sao Thổ. Titania là vệ tinh lớn thứ tám trong hệ mặt trời. Các mặt trăng có suất phản chiếu tương đối thấp, từ 0,20 Umbriel đến 0,35 Ariel [trong ánh sáng lục]. [14] Các vệ tinh là tập hợp của đá băng giá, bao gồm năm mươi phần trăm băng và năm mươi phần trăm đá [xấp xỉ]. Băng có thể có carbon dioxide và amoniac trong đó. [79][112]​

Trong số các vệ tinh, Ariel dường như có bề mặt trẻ nhất, với ít hố va chạm nhất, trong khi Umbriel dường như là vệ tinh già nhất. [14][79] Miranda có các hẻm núi đứt gãy sâu 20 kilômét, các bậc thang, và sự thay đổi hỗn loạn về tuổi và đặc điểm bề mặt. [14] Hoạt động địa chất cổ đại của Miranda được cho là do sự nóng lên của lực hấp dẫn gây ra vào thời điểm quỹ đạo của nó lệch tâm hơn so với ngày nay, có thể là do sự cộng hưởng quỹ đạo của 3. 1 liên quan đến Umbriel vẫn còn tồn tại. [113] Nguồn gốc rất có thể của coronae của vệ tinh, giống như các đường đua, là các quá trình mở rộng liên quan đến các diapir đang lên. [114][115] Tương tự như vậy, Ariel được cho là đã cộng hưởng 4. 1 với Titania. [116]​

Các vệ tinh tự nhiên chính của Sao Thiên Vương
[so với Mặt trăng]Tên
Đường kính
[km]Khối lượng
[kg]Bán kính quỹ đạo< /a>
[km]Chu kỳ quỹ đạo
[d]Hình ảnh
Miranda470
[14%]7 .0 x 1019
[0,1%]129. 000
[35%]1,4
[5%]Ariel1. 160
[33%]14 x 1020
[1,8%]191. 000
[50%]2,5
[10%]Umbriel1. 170
[34%]12 x 1020
[1.6%]266. 000
[70%]4.1
[15%]Titania1. 580
[45%]35 x 1020
[4,8%]436. 000
[115%]8,7
[30%]Oberon1. 520
[44%]30 x 1020
[4.1%]584. 000
[150%]13,5
[50%]

thám hiểm vũ trụ Uranus

Sao Thiên Vương được chụp từ tàu thăm dò Voyager 2 năm 1986

Năm 1986, sứ mệnh Du hành 2 của NASA đã đến thăm Sao Thiên Vương. Đây là nhiệm vụ duy nhất để điều tra hành tinh từ một khoảng cách ngắn và không có cuộc thăm dò nào khác được lên kế hoạch. Ra mắt vào năm 1977, Du hành 2 đã tiếp cận gần nhất với Sao Thiên Vương vào ngày 24 tháng 1 năm 1986, ở tuổi 81. 500 km từ những đám mây ngoài cùng, trước khi tiếp tục hành trình hướng tới Sao Hải Vương. Ông đã nghiên cứu cấu trúc và thành phần hóa học của khí quyển,[65] ông phát hiện ra 10 vệ tinh mới, đồng thời nghiên cứu khí hậu độc đáo của hành tinh, do độ nghiêng trục 97,77° của hành tinh, và thực hiện cuộc điều tra chi tiết đầu tiên về năm mặt trăng lớn nhất của nó, và đã nghiên cứu chín vành đai đã biết của hệ thống, phát hiện ra hai vành đai mới. [14][79][117]​ Ông cũng nghiên cứu từ trường, cấu trúc không đều của nó, độ nghiêng của nó và cái đuôi hình nút chai đặc biệt của từ quyển. [89] Kính viễn vọng Không gian Hubble [HST] đã quan sát hành tinh và hệ thống của nó nhiều lần và cho thấy sự xuất hiện thường xuyên của các cơn bão.

Vào ngày 26 tháng 7 năm 2006, với máy ảnh tiên tiến ACS của Kính viễn vọng Không gian Hubble, người ta có thể tạo ra một hình ảnh tổng hợp ở ba bước sóng cận hồng ngoại, về quá trình đi qua của vệ tinh tự nhiên của Sao Thiên Vương, Ariel, cùng với bóng của nó xuyên qua đĩa. của hành tinh này, phía trên những đám mây cao xanh lục. Mặc dù các vệ tinh "quá cảnh" trên đĩa này thường xuyên xảy ra trên Sao Mộc, nhưng các vệ tinh của Sao Thiên Vương hiếm khi đổ bóng lên bề mặt của chính hành tinh này; . [118]​

Trong giai đoạn lập kế hoạch và mở rộng sứ mệnh vào năm 2009, khả năng gửi tàu vũ trụ Cassini từ Sao Thổ đến Sao Thiên Vương đã được đánh giá. [119] Sẽ mất khoảng hai mươi năm để đến được hệ sao Thiên vương sau vụ nổ từ sao Thổ. [119] Báo cáo Decadal Khoa học Hành tinh 2013-2022 xuất bản năm 2011 khuyến nghị một tàu thăm dò quỹ đạo Sao Thiên Vương; . [120] Một tàu thăm dò sao Thiên Vương có thể sử dụng thông tin chi tiết từ Venus Multi-Probe Pioneer và đi xuống từ 1 đến 5 bầu khí quyển. [120] ESA đã đánh giá một nhiệm vụ "hạng trung bình" có tên là Uranus Pathfinder. [121] Một đề xuất mới cho tàu thăm dò quỹ đạo đã được đánh giá và đề xuất trong nghiên cứu. Trường hợp cho tàu quỹ đạo Uranus. [122] Một nhiệm vụ như thế này sẽ dựa vào sự dễ dàng mà một khối lượng tương đối lớn có thể được đưa vào hệ thống; . [123]​

Sao Thiên Vương trong văn hóa

Trong khoa học giả chiêm tinh, hành tinh Uranus [] là hành tinh cai trị của Bảo Bình. Vì Sao Thiên Vương có màu lục lam và được liên kết với điện, nên màu xanh điện, giống với màu lục lam, được liên kết với cung Bảo Bình. [124] [Xem Thiên vương tinh trong Chiêm tinh học]

Uranium, một nguyên tố hóa học được phát hiện vào năm 1789 bởi nhà hóa học người Đức Martin Heinrich Klaproth, được đặt tên sau khi khám phá ra hành tinh Uranus

Ouranos the Sorcerer là một phong trào từ The Planets của Gustav Holst, được viết từ năm 1914 đến 1916.

Chiến dịch Uranus, là một chiến dịch quân sự thành công trong Thế chiến II do Quân đội Liên Xô chỉ huy, nhằm chiếm lại Stalingrad, đây là một bước ngoặt trong cuộc chiến chống lại các lực lượng vũ trang Đức.