Khí quyển Sao Thiên Vương

Khí quyển Sao Thiên Vương cấu tạo chủ yếu từ khí Hydro và heli. Ở dưới sâu nó giàu các chất dễ bay hơi một cách đáng kể ví dụ như nước, amonia và mêtan. Điều ngược lại cũng đúng đối với tầng khí quyển bên trên, thứ chứa rất ít các loại khí nặng hơn khí hydro và heli do nhiệt độ thấp của nó. Bầu khí quyển của Sao Thiên Vương là lạnh nhất trong số các hành tinh, có nhiệt độ xuống thấp tới 49 K (-224,15 C). Có thể chia khí quyển Sao Thiên Vương thành ba tầng: tầng đối lưu, từ cao độ −300 cho tới 50 km và có áp suất từ 100 cho tới 0.1 bar; tầng bình lưu, cao độ từ 50 và 4000 km và áp suất từ 0.1 và 10−10 bar; và tầng nhiệt nóng (và tầng ngoài) kéo dài từ cao độ 4,000 km cho tới bán kính Sao Thiên Vương từ bề mặt ở áp suất 1. Không giống như của Trái Đất, bầu khí quyển của Sao Thiên Vương không có tầng trung lưu. Tầng đối lưu tồn tại bốn tầng mây: mây mêtan ở khoảng 1.2 bar, mây hydro sulfide và amonia ở 3–10 bar, mây amoni hydro sulfide ở 20–40 bar, và cuối cùng mây nước ở dưới 50 bar. Chỉ có hai tầng mây phía trên đã được quan sát trực tiếp—tầng mây sâu nhất vẫn chỉ là suy đoán. Phía trên các tầng mây thì có một vài lớp sương mù quang hóa mỏng. Các đám mây đối lưu sáng riêng rẽ thì hiếm thấy trên Sao Thiên Vương, có khả năng là do sự đối lưu chậm chạp ở bên trong hành tinh. Dẫu sao, các quan sát của những đám mây này được sử dụng để tính toán gió thuộc đới của hành tinh, thứ nhanh một cách đặc biệt với tốc độ lên đến 240 m/s. Các nhà khoa học không biết nhiều về khí quyển của Sao Thiên Vương vì cho tới hiện nay chỉ mới có một tàu vũ trụ, Voyager 2, con tàu đi ngang qua hành tinh vào năm 1986, đã có được một vài dữ liệu về cấu tạo đáng giá. Hiện không có sứ mệnh tới Sao Thiên Vương nào được lên lịch. ^ Độ cao thấp nhất của tầng đề cập đến các vị trí bên dưới bề mặt danh nghĩa ở 1 lớp. ^ Lunine 1993. Adel, A.; Slipher, V. (1934). “The Constitution of the Atmospheres of the Giant Planets”. Physical Review. 46 (10): 902. Bibcode:1934PhRv...46..902A. doi:10.1103/PhysRev.46.902. Atreya, Sushil K.; Wong, Ah-San (2005). “Coupled Clouds and Chemistry of the Giant Planets — A Case for Multiprobes” (PDF). Space Science Reviews. 116: 121–136. Bibcode:2005SSRv..116..121A. doi:10.1007/s11214-005-1951-5. Bishop, J.; Atreya, S. K.; Herbert, F.; Romani, P. (tháng 12 năm 1990). “Reanalysis of voyager 2 UVS occultations at Uranus: Hydrocarbon mixing ratios in the equatorial stratosphere” (PDF). Icarus. 88 (2): 448–464. Bibcode:1990Icar...88..448B. doi:10.1016/0019-1035(90)90094-P. Burgdorf, M.; Orton, G.; Vancleve, J.; Meadows, V.; Houck, J. (tháng 10 năm 2006). “Detection of new hydrocarbons in Uranus' atmosphere by infrared spectroscopy”. Icarus. 184 (2): 634–637. Bibcode:2006Icar..184..634B. doi:10.1016/j.icarus.2006.06.006. Conrath, B.; Gautier, D.; Hanel, R.; Lindal, G.; Marten, A. (1987). “The Helium Abundance of Uranus from Voyager Measurements”. Journal of Geophysical Research. 92 (A13): 15003–15010. Bibcode:1987JGR....9215003C. doi:10.1029/JA092iA13p15003. Encrenaz, Thérèse (tháng 2 năm 2003). “ISO observations of the giant planets and Titan: what have we learnt?”. Planetary and Space Science. 51 (2): 89–103. Bibcode:2003P&SS...51...89E. doi:10.1016/S0032-0633(02)00145-9. Encrenaz, T.; Drossart, P.; Orton, G.; Feuchtgruber, H.; Lellouch, E.; Atreya, S. K. (tháng 12 năm 2003). “The rotational temperature and column density of H3+ in Uranus” (PDF). Planetary and Space Science. 51 (14–15): 1013–1016. Bibcode:2003P&SS...51.1013E. doi:10.1016/j.pss.2003.05.010. Encrenaz, T.; Lellouch, E.; Drossart, P.; Feuchtgruber, H.; Orton, G. S.; Atreya, S. K. (tháng 1 năm 2004). “First detection of CO in Uranus” (PDF). Astronomy and Astrophysics. 413 (2): L5–L9. Bibcode:2004A&A...413L...5E. doi:10.1051/0004-6361:20034637. Encrenaz, T. R. S. (tháng 1 năm 2005). “Neutral Atmospheres of the Giant Planets: An Overview of Composition Measurements”. Space Science Reviews. 116 (1–2): 99–119. Bibcode:2005SSRv..116...99E. doi:10.1007/s11214-005-1950-6. Fegley, Bruce Jr.; Gautier, Daniel; Owen, Tobias; Prinn, Ronald G. (1991). “Spectroscopy and chemistry of the atmosphere of Uranus”. Trong Bergstrahl, Jay T.; Miner, Ellis D.; Matthews, Mildred Shapley (biên tập). Uranus (PDF). University of Arizona Press. ISBN 978-0-8165-1208-9. OCLC 22625114. Feuchtgruber, H.; Lellouch, E.; Bézard, B.; Encrenaz, Th.; de Graauw, Th.; Davis, G. R. (tháng 1 năm 1999). “Detection of HD in the atmospheres of Uranus and Neptune: a new determination of the D/H ratio”. Astronomy and Astrophysics. 341: L17–L21. Bibcode:1999A&A...341L..17F. Fry, Patrick M.; Sromovsky, L. A. (tháng 9 năm 2009). Implications of New Methane Absorption Coefficients on Uranus Vertical Structure Derived from Near-IR Spectra. DPS meeting #41, #14.06. American Astronomical Society. Bibcode:2009DPS....41.1406F. Hammel, H. B.; Lockwood, G. W. (tháng 1 năm 2007). “Long-term atmospheric variability on Uranus and Neptune”. Icarus. 186 (1): 291–301. Bibcode:2007Icar..186..291H. doi:10.1016/j.icarus.2006.08.027. Hammel, H. B.; Sromovsky, L. A.; Fry, P. M.; Rages, K.; Showalter, M.; de Pater, I.; van Dam, M. A.; LeBeau, R. P.; Deng, X. (tháng 5 năm 2009). “The Dark Spot in the atmosphere of Uranus in 2006: Discovery, description, and dynamical simulations” (PDF). Icarus. 201 (1): 257–271. Bibcode:2009Icar..201..257H. doi:10.1016/j.icarus.2008.08.019. Bản gốc (PDF) lưu trữ ngày 19 tháng 7 năm 2011. Hanel, R.; Conrath, B.; Flasar, F. M.; Kunde, V.; Maguire, W.; Pearl, J.; Pirraglia, J.; Samuelson, R.; Cruikshank, D. (ngày 4 tháng 7 năm 1986). “Infrared Observations of the Uranian System”. Science. 233 (4759): 70–74. Bibcode:1986Sci...233...70H. doi:10.1126/science.233.4759.70. PMID 17812891. Herbert, F.; Sandel, B. R.; Yelle, R. V.; Holberg, J. B.; Broadfoot, A. L.; Shemansky, D. E.; Atreya, S. K.; Romani, P. N. (ngày 30 tháng 12 năm 1987). “The Upper Atmosphere of Uranus: EUV Occultations Observed by Voyager 2” (PDF). Journal of Geophysical Research. 92 (A13): 15, 093–15, 109. Bibcode:1987JGR....9215093H. doi:10.1029/JA092iA13p15093. Herbert, F.; Hall, D. T. (tháng 5 năm 1996). “Atomic hydrogen corona of Uranus”. Journal of Geophysical Research. 101 (A5): 10, 877–10, 885. Bibcode:1996JGR...10110877H. doi:10.1029/96JA00427. Herbert, Floyd; Sandel, Bill R. (August–September 1999). “Ultraviolet observations of Uranus and Neptune”. Planetary and Space Science. 47 (8–9): 1, 119–1, 139. Bibcode:1999P&SS...47.1119H. doi:10.1016/S0032-0633(98)00142-1. Herzberg, G. (tháng 5 năm 1952). “Spectroscopic evidence of molecular hydrogen in the atmospheres of Uranus and Neptune”. The Astrophysical Journal. 115: 337–340. Bibcode:1952ApJ...115..337H. doi:10.1086/145552. Huggins, William (tháng 6 năm 1889). “The spectrum of Uranus”. Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. 49: 404. Bibcode:1889MNRAS..49Q.404H. doi:10.1093/mnras/49.8.403a. Irwin, P. G. J.; Teanby, N. A.; Davis, G. R. (ngày 10 tháng 8 năm 2007). “Latitudinal Variations in Uranus' Vertical Cloud Structure from UKIRT UIST Observations”. The Astrophysical Journal. The American Astronomical Society. 665 (1): L71–L74. Bibcode:2007ApJ...665L..71I. doi:10.1086/521189. Irwin, P. G. J.; Teanby, N. A.; Davis, G. R. (tháng 8 năm 2010). “Revised vertical cloud structure of Uranus from UKIRT/UIST observations and changes seen during Uranus' Northern Spring Equinox from 2006 to 2008: Application of new methane absorption data and comparison with Neptune”. Icarus. 208 (2): 913–926. Bibcode:2010Icar..208..913I. doi:10.1016/j.icarus.2010.03.017. Kuiper, G. P. (tháng 5 năm 1949). “New absorptions in the Uranian atmosphere”. The Astrophysical Journal. 109: 540–541. Bibcode:1949ApJ...109..540K. doi:10.1086/145161. Lam, H. A.; Miller, S.; Joseph, R. D.; Geballe, T. R.; Trafton, L. M.; Tennyson, J.; Ballester, G. E. (ngày 1 tháng 1 năm 1997). “Variation in the H3+ Emission of Uranus” (PDF). The Astrophysical Journal. The American Astronomical Society. 474 (1): L73–L76. Bibcode:1997ApJ...474L..73L. doi:10.1086/310424. Lindal, G. F.; Lyons, J. R.; Sweetnam, D. N.; Eshleman, V. R.; Hinson, D. P.; Tyler, G. L. (ngày 30 tháng 12 năm 1987). “The Atmosphere of Uranus: Results of Radio Occultation Measurements with Voyager 2”. Journal of Geophysical Research. American Geophysical Union. 92 (A13): 14, 987–15, 001. Bibcode:1987JGR....9214987L. doi:10.1029/JA092iA13p14987. Lockyer, J. N. (tháng 6 năm 1889). “Note on the Spectrum of Uranus”. Astronomische Nachrichten. 121: 369. Bibcode:1889AN....121..369L. doi:10.1002/asna.18891212402. Lodders, Katharina (ngày 10 tháng 7 năm 2003). “Solar System Abundances and Condensation Temperatures of the Elements” (PDF). The Astrophysical Journal. The American Astronomical Society. 591 (2): 1220–1247. Bibcode:2003ApJ...591.1220L. doi:10.1086/375492. Lunine, Jonathan I. (tháng 9 năm 1993). “The Atmospheres of Uranus and Neptune”. Annual Review of Astronomy and Astrophysics. 31: 217–263. Bibcode:1993ARA&A..31..217L. doi:10.1146/annurev.aa.31.090193.001245. Miller, Steven; Achilleos, Nick; Ballester, Gilda E.; Geballe, Thomas R.; Joseph, Robert D.; Prangé, Renee; Rego, Daniel; Stallard, Tom; Tennyson, Jonathan; Trafton, Laurence M.; Waite, J. Hunter Jr (ngày 15 tháng 9 năm 2000). “The role of H3+ in planetary atmospheres” (PDF). Philosophical Transactions of the Royal Society A: Mathematical, Physical and Engineering Sciences. 358 (1774): 2485–2502. doi:10.1098/rsta.2000.0662. Miller, Steve; Aylward, Alan; Millward, George (tháng 1 năm 2005). “Giant Planet Ionospheres and Thermospheres: The Importance of Ion-Neutral Coupling”. Space Science Reviews. 116 (1–2): 319–343. Bibcode:2005SSRv..116..319M. doi:10.1007/s11214-005-1960-4. Rages, K. A.; Hammel, H. B.; Friedson, A. J. (ngày 11 tháng 9 năm 2004). “Evidence for temporal change at Uranus' south pole”. Icarus. 172 (2): 548–554. Bibcode:2004Icar..172..548R. doi:10.1016/j.icarus.2004.07.009. de Pater, I.; Romani, P. N.; Atreya, S. K. (tháng 12 năm 1989). “Uranius Deep Atmosphere Revealed” (PDF). Icarus. 82 (2): 288–313. Bibcode:1989Icar...82..288D. doi:10.1016/0019-1035(89)90040-7. de Pater, Imke; Romani, Paul N.; Atreya, Sushil K. (tháng 6 năm 1991). “Possible microwave absorption by H2S gas in Uranus' and Neptune's atmospheres” (PDF). Icarus. 91 (2): 220–233. Bibcode:1991Icar...91..220D. doi:10.1016/0019-1035(91)90020-T. Pearl, J. C.; Conrath, B. J.; Hanel, R. A.; Pirraglia, J. A.; Coustenis, A. (tháng 3 năm 1990). “The albedo, effective temperature, and energy balance of Uranus, as determined from Voyager IRIS data”. Icarus. 84 (1): 12–28. Bibcode:1990Icar...84...12P. doi:10.1016/0019-1035(90)90155-3. Pollack, James B.; Rages, Kathy; Pope, Shelly K.; Tomasko, Martin G.; Romani, Paul N.; Atreya, Sushil K. (ngày 30 tháng 12 năm 1987). “Nature of the Stratospheric Haze on Uranus: Evidence for Condensed Hydrocarbons” (PDF). Journal of Geophysical Research. 92 (A13): 15, 037–15, 065. Bibcode:1987JGR....9215037P. doi:10.1029/JA092iA13p15037. Smith, B. A. (tháng 10 năm 1984). “Near infrared imaging of Uranus and Neptune”. In JPL Uranus and Neptune. 2330: 213–223. Bibcode:1984NASCP2330..213S. Smith, B. A.; Soderblom, L. A.; Beebe, A.; Bliss, D.; Boyce, J. M.; Brahic, A.; Briggs, G. A.; Brown, R. H.; Collins, S. A. (ngày 4 tháng 7 năm 1986). “Voyager 2 in the Uranian System: Imaging Science Results”. Science. 233 (4759): 43–64. Bibcode:1986Sci...233...43S. doi:10.1126/science.233.4759.43. PMID 17812889. Sromovsky, L. A.; Fry, P. M. (tháng 12 năm 2005). “Dynamics of cloud features on Uranus”. Icarus. 179 (2): 459–484. arXiv:1503.03714. Bibcode:2005Icar..179..459S. doi:10.1016/j.icarus.2005.07.022. Sromovsky, L. A.; Irwin, P. G. J.; Fry, P. M. (tháng 6 năm 2006). “Near-IR methane absorption in outer planet atmospheres: Improved models of temperature dependence and implications for Uranus cloud structure”. Icarus. 182 (2): 577–593. Bibcode:2006Icar..182..577S. doi:10.1016/j.icarus.2006.01.008. Sromovsky, L. A.; Fry, P. M.; Hammel, H. B.; Ahue, W. M.; de Pater, I.; Rages, K. A.; Showalter, M. R.; van Dam, M. A. (tháng 9 năm 2009). “Uranus at equinox: Cloud morphology and dynamics”. Icarus. 203 (1): 265–286. arXiv:1503.01957. Bibcode:2009Icar..203..265S. doi:10.1016/j.icarus.2009.04.015. Summers, M. E.; Strobel, D. F. (ngày 1 tháng 11 năm 1989). “Photochemistry of the atmosphere of Uranus”. The Astrophysical Journal. 346: 495–508. Bibcode:1989ApJ...346..495S. doi:10.1086/168031. Stone, E. C. (ngày 30 tháng 12 năm 1987). “The Voyager 2 Encounter with Uranus”. Journal of Geophysical Research. 92 (A13): 14, 873–14, 876. Bibcode:1987JGR....9214873S. doi:10.1029/JA092iA13p14873. Trafton, L. M.; Miller, S.; Geballe, T. R.; Tennyson, J.; Ballester, G. E. (tháng 10 năm 1999). “H2 Quadrupole and H3+ Emission from Uranus: The Uranian Thermosphere, Ionosphere, and Aurora”. The Astrophysical Journal. 524 (2): 1, 059–1, 083. Bibcode:1999ApJ...524.1059T. doi:10.1086/307838. Tyler, G. L.; Sweetnam, D. N.; Anderson, J. D.; Campbell, J. K.; Eshleman, V. R.; Hinson, D. P.; Levy, G. S.; Lindal, G. F.; Marouf, E. A.; Simpson, R. A. (ngày 4 tháng 7 năm 1986). “Voyager 2 Radio Science Observations of the Uranian System: Atmosphere, Rings, and Satellites”. Science. 233 (4759): 79–84. Bibcode:1986Sci...233...79T. doi:10.1126/science.233.4759.79. PMID 17812893. Young, L. (2001). “Uranus after Solstice: Results from the 1998 November 6 Occultation” (PDF). Icarus. 153 (2): 236–247. Bibcode:2001Icar..153..236Y. doi:10.1006/icar.2001.6698. Tư liệu liên quan tới Uranus (atmosphere) tại Wikimedia Commons