Сезонные изменения

В течение короткого периода с марта по май 2004 года в атмосфере Урана было замечено более активное появление облаков, почти как на Нептуне[102][105]. Наблюдения зарегистрировали скорость ветра до 229 м/с (824 км/ч) и постояннуюгрозу, названную «фейерверком четвёртого июля»[98]. 23 августа 2006 года Институт исследования космического пространства (Боулдер, штат Колорадо, США) и Университет Висконсина наблюдали тёмное пятно на поверхности Урана, что позволило расширить знания о смене времён года на этой планете[103]. Почему происходит такое повышение активности, точно неизвестно — возможно, «экстремальный» наклон оси Урана приводит к «экстремальным» же сменам сезонов[47][106]. Определение сезонных вариаций Урана остаётся лишь делом времени, ведь первые качественные сведения о его атмосфере были получены менее чем 84 года назад («уранианский год» длится 84 земных года). Фотометрия, начатая примерно половину уранианского года назад (в 1950-е годы), показала вариации яркости планеты в двух диапазонах: с максимумами, приходящимися на периоды солнцестояний, и минимумами во времяравноденствий[107]. Подобная периодическая вариация была отмечена благодарямикроволновым измерениям тропосферы, начатым в 1960-е годы[108]. Стратосферныетемпературные измерения, появившиеся в 1970-е, также позволили выявить максимумы во время солнцестояний (в частности, в 1986 году)[79]. Большинство этих изменений предположительно происходит из-за асимметрии планеты[101].

Тем не менее, как показывают исследования, сезонные изменения на Уране не всегда зависят от факторов, указанных выше[106]. В период своего предыдущего «северного солнцестояния» в 1944 году у Урана поднялся уровень яркости в области северного полушария — это показало, что оно не всегда было тусклым[107]. Видимый, обращённый к Солнцу полюс во время солнцестояния набирает яркость и после равноденствия стремительно темнеет[106]. Детальный анализ визуальных и микроволновых измерений показал, что увеличение яркости не всегда происходит во время солнцестояния. Также происходят изменения в меридианном альбедо[106]. Наконец, в 1990-е годы, когда Уран покинул точку солнцестояния, благодаря космическому телескопу «Хаббл» удалось заметить, что южное полушарие начало заметно темнеть, а северное — становиться ярче[100], в нём увеличивалась скорость ветров и становилось больше облаков[98], но прослеживалась тенденция к прояснению[102]. Механизм, управляющий сезонными изменениями, всё ещё недостаточно изучен[106]. Около летних и зимних солнцестояний оба полушария Урана находятся либо под солнечным светом, либо под тьмой открытого космоса. Прояснения освещённых солнцем участков, как предполагают, происходят из-за локального утолщения тумана и облаков метана в слоях тропосферы[100]. Яркое кольцо на широте в −45° также связано с облаками метана[100]. Другие изменения в южной полярной области могут объясняться изменениями в более низких слоях. Вариации изменения интенсивности микроволнового излучения с планеты, по всей видимости, вызваны изменениями в глубинной тропосферной циркуляции, потому что толстые полярные облака и туманы могут помешать конвекции[109]. Когда близится день осеннего равноденствия, движущиеся силы изменяются, и конвекция может произойти снова

Спутники. В системе Урана открыто 27 естественных спутников[112]. Названия для них выбраны по именам персонажей произведений Уильяма Шекспира и Александра Поупа[57][113]. Можно выделить пять основных самых крупных спутников: это Миранда, Ариэль, Умбриэль, Титания и Оберон[57]. Спутниковая система Урана наименее массивна среди спутниковых систем газовых гигантов. Даже объединённая масса всех этих пяти спутников не составит и половины массы Тритона, спутника Нептуна[7]. Наибольший из спутников Урана, Титания, имеет радиус всего в 788,9 км, что менее половины радиуса земной Луны, хотя и больше, чем у Реи — второго по величине спутника Сатурна. У всех лун относительно низкие альбедо — от 0,20 у Умбриэля до 0,25 у Ариэля[14]. Луны Урана — это скопления льда и горных пород в соотношении примерно 50 на 50. Лёд может включать в себя аммиак и углекислый газ[84][114]. Среди спутников у Ариэля, судя по всему, самая молодая поверхность с наименьшим количеством кратеров. Поверхность Умбриэля, судя по степени кратерированности, скорее всего, самая старая[14][84]. На Миранде имеются каньоны до 20 километров глубиной, террасы и хаотичный ландшафт[14]. Одна из теорий объясняет это тем, что когда-то Миранда столкнулась с неким небесным телом и развалилась на части, хотя потом «собралась» силами притяжения снова[84][115].

Нептун. Обнаруженный 23 сентября 1846 года[1], Нептун стал первой планетой, открытой благодаря математическимрасчётам, а не путём регулярных наблюдений. Обнаружение непредвиденных изменений в орбитеУрана породило гипотезу о неизвестной планете,гравитационным возмущающим влиянием которой они и обусловлены. Нептун был найден в пределах предсказанного положения. Вскоре был открыт и его спутник Тритон, однако остальные 12 спутников, известные ныне, были неизвестны до XX века. Нептун был посещён лишь одним космическим аппаратом, «Вояджером-2», который пролетел вблизи от планеты25 августа 1989 года.

Нептун по составу близок к Урану, и обе планеты отличаются по составу от более крупных планет-гигантов — Юпитера и Сатурна. Астрономы[кто?]иногда помещают Уран и Нептун в отдельную категорию «ледяных гигантов»[источник не указан 92 дня]. Атмосфера Нептуна, подобно атмосфере Юпитера и Сатурна, состоит в основном из водорода и гелия[11], наряду со следами углеводородов и, возможно, азота, однако содержит в себе более высокую пропорциюльдов: водного, аммиачного, метанового. Ядро Нептуна, как и Урана, состоит главным образом из льдов и горных пород[12]. Следы метана во внешних слоях атмосферы, в частности, являются причиной синего цвета планеты[13].