Uranus (Planéit)

Vu Wikipedia
Op d'Navigatioun wiesselen Op d'Siche wiesselen
Uranus
Uranus (Foto: Voyager 2, 1986)
Eegeschaften vum Orbit (Epoch J2000.0)
Grouss Hallefachs 19.201
Exzentrizitéit 0,0472
Perihel 18,324
Aphel 20,078
Bunnschréiegt 0,770 Grad
Ëmlafdauer 84,011 a
Oppositiounsintervall 369,66 d
Ëmlafvitesse 6,81 km/s
Klengsten Ofstand zur Äerd 17,259 AE
Gréissten Ofstand zur Äerd 21,105 AE
Equatorduerchmiesser 51.118
 
Polduerchmiesser 49.946
Mass 8,683 • 1025
Haaptbestanddeeler
Dicht 1,27
Fluchtvitesse 21,3
Rotatiounsperiod 17 h 14 min 24 s
Achseschréiegt 97,77
Albedo 0,51
Maximal Visuell Hellegkeet +5,32 mag
Mounde 27 + Ranksystem[1]
Temperatur 176 K (–197 °C)
Vergläichbild Äerd / Uranus Gréissteverglach tëscht Äerd (lénks) an Uranus

De Planéit Uranus ass, vun der Sonn aus gesinn, de siwente Planéit am Sonnesystem a gëtt zu de jupiterähnleche Gasplanéite gerechent. Hie gouf 1781 entdeckt an no dem griicheschen Himmelsgott Uranos benannt.

Dat traditionellt Zeeche fir de Planéit ass deem vum Mars ähnlech. Als Ënnerscheed huet et am Krees en Zentralpunkt, an de Feil um Krees steet vertikal: ♅. De Buschtaf H steet fir den Uranusentdecker Wilhelm Herschel.

De Gasplanéit ass ënner gënschtegen Ëmstänn ze gesinn, a physikalesch mat dem Neptun vergläichbar. Wat seng Mass ubelaangt, hëlt hien de 4. Rang am Sonnesystem an (14 × d'Äerd). Säin Duerchmiesser läit knapps virum Neptun op der drëtter Plaz (nom Jupiter a Saturn).

Geschicht vun der Entdeckung[änneren | Quelltext änneren]

De Sir Friedrich Wilhelm Herschel huet de Planéit Uranus den 13. Mäerz 1781 mat engem selwer entwéckelten Teleskop vu sengem Gaart an der englescher Stad Bath aus entdeckt. Den Uranus huet genee an déi vum däitschen Astronom Johann Elert Bode verëffentlecht Titius-Bode-Rei gepasst. D'Harmonie des Himmels vum Johannes Kepler huet sech domat confirméiert.

De Bode huet deemools virgeschloen deen neie Planéit nom griichesche Gott Uranos ze deefen. Den Numm huet sech eréischt ëm 1850 duerchgesat a gouf, sou wéi bei de réimeschen Nimm vun deenen anere Planéiten, der laténgescher Schreifweis ugepasst. Obwuel den Uranus schonn fréier observéiert a katalogiséiert gi war, gouf hien awer net als Planéit erkannt.

D'Réngsystem vum Uranus gouf den 10. Mäerz 1977 vum James L. Elliot a senger Equipe mat dem Kuiper Airborne Observatoire entdeckt.

De 24. Januar 1986 ass d'Raumsond Voyager 2 laanscht den Uranus geflunn an huet déi meescht haut bekannten Erkenntnesser iwwermëttelt.

Ëmlafbunn a Rotatioun[änneren | Quelltext änneren]

Ëmlafbunn[änneren | Quelltext änneren]

Den Uranus leeft op enger bal kreesfërmeger Ëmlafbunn mat enger Exzentrizitéit vun 0,0457 tëscht Saturn a Neptun ëm d'Sonn. Säi sonnenächste Punkt, de Perihel, läit bei 18,324 AE a säi sonnewäiteste Punkt, den Aphel, bei 20,078 AE. Mat bal 3 Mrd. km Ofstand huet huet hien ongeféier déi duebelt Distanz zu der Sonn wéi deen nächstbannenzege Planéit Saturn. Dëse Bunneradius passt genee zu der 1766 formuléierter Titius-Bode-Rei, soudatt d'Entdeckung vum Uranus als Beleeg vun der deemoleger, vum Kepler begrënnte Siicht enger „Weltharmonie“ gegolt hat.

D'Bunneplang ass mat 0,772° nëmmen e bëssi géint d'Ekliptik gebéit an huet domat am Verglach mat den anere Planéiten déi klengste Inklinatioun. Fir en Ëmlaf ëm d'Sonn brauch den Uranus ronn 84 Joer. Bei enger mëttlerer Bunnvitess vun 6,81 km/s brauch hien ronn zwou Stonnen, fir säin eegenen Duerchmiesser zréckzeleeën (d'Äerd brauch ronn siwe Minutten).

Rotatioun[änneren | Quelltext änneren]

Den Uranus rotéiert a 17 Stonnen 14 Minutten an 24 Sekonnen eemol ëm seng Achs. Wéi bei alle Gasplanéiten blosen an der Héichatmosphär staark Wande an Rotatiounsrichtung. A südlechen Breeden (ongeféier 60°) beweegt sech déi siichtbar Atmosphär vill méi séier an d'Rotatiounsdauer ass do mat 14 Stonnen entspriechend méi kuerz.

Als Besonneschkeet läit d'Rotatiounsachs vum Planéit bal op sengem Bunnplang, hie „wälzt“ sech gewëssermoossen an dëser virun, wann d'Achs a Richtung Sonn weist. D'Achsschréiegt gegen d'Bunnplanglout ass 97,77°, sou datt den Uranus réckleefeg rotéiert. Als Folleg vun dëser Schréiegt ass no jiddwer halwem Ëmlaf eemol d'Nordhallefkugel an eemol d'Südhallefkugel der Sonn zougedréit. Mat Exzeptioun vun enger schmueler Equatorregioun regéiert dann op de jeeweilegen Hallefkugelen stänneg Dag resp. Nuecht (vergläichbar mat Polardag a Polarnuecht op der Äerd). An der Géigend vun de Pole kann e Sonnendag dofir bis zu engem halwen Uranusjoer daueren.

Wou d'Voyager 2 de 24. Januar 1986 laanscht den Uranus geflu war, stoung d'Sonn bal iwwer dem Südpol vum Uranus. 2007 luch si zu der Dag-an-Nuecht-Gläiche kuerz a sengem Equatorplang.

D'Ursaach vun der staarker Achsschréiegt ass net bekannt. Déi verbreetest Hypothes hëlt eng Kollisioun mat engem grousse Protoplanéit während der Genesisphas un.

No Computersimulatioune misst den Uranus während senger Genesis an der Bildung vu sengem Mound- a Ranksystem vun zwee oder méi Himmelskierper[2] oder vun engem Protoplanéit mat der duebelter Äerdgréisst[3][4] getraff gi sinn, fir d'Schréiegt vum ganzen Uranussystem zu der Ëmlafbunn vum Planéit z'erklären.

Physikalesch Eegenschaften[änneren | Quelltext änneren]

Den Uranus huet eng fir Gasplanéiten typesch niddreg Dicht vun 1,27 g/cm³. Den Equatorduerchmiesser huet mat 51.118 km dat véierfacht vum Äerdduerchmiesser. Wéinst der schneller Rotatioun, verstäerkt duerch déi knapp Dicht, weist den Uranus mat engem Polduerchmiesser vun 49.946 km eng däitlech Ofplattung vun 1:44 op. Hien ass nom Jupiter an dem Saturn den drëttgréisste Planéit aus dem Sonnesystem, awer wéinst senger klenger Dicht manner masseräich wéi den Neptun.

Am Strukturmodell gërr den Uranus als flëssege Planéit mat enger gasfërmeger uewerer Schicht oder Atmosphär gekuckt, déi nët kloer no ënnen begrenzt ass. Well sech den Drock mat zouhuelender Déift iwwer de kritesche Punkt erhéicht, geet d'Gashüll ouni Phaseniwwergank vum gasfërmegen an e flëssegen Zoustand iwwer. Als Uewerfläch gouf deejenege Beräich definéiert, bei deem den Drock 1 bar grouss ass. D'Schwéierkraaft mécht op der Ee-Bar-Fläch ronn 90 % vum Schwéierfeld aus.

Obwuel den Uranus undeelméisseg méi schwéier Elemente (méi schwéier wéi Waasserstoff an Helium) wéi de Jupiter huet, ass seng Dicht wéinst senger klenger Mass a méi klengen Dréck bannenzeg (800 GPa amplaz 3000...4500 GPa) manner wéi déi vum Jupiter.[5]

Iewescht Schichten[änneren | Quelltext änneren]

Den Uranus mat Wolleken, Réng a Mounden am noen Infrarout; eng Foto vum Hubble-Weltraum-Teleskop vun 1998 a Falschfaarwenduerstellung

D'Haaptbestanddeeler vun der ieweschte Gashüllschichten sinn molekulare Waasserstoff mat 82,5 ± 3,3 Vol-%, atomaren Helium mat 15,2 ± 3,3 Vol-% an ongeféier 2,3 Vol-% Methan. D'Masseverhältnes Helium:Waasserstoff ass mat 0,26 ganz no dem ursprénglechen Masseverhältnes an der Sonn vun 0,27. Als Niewebestanddeel follegt Deuterium mat zirka 148 ppm Volumenundeel. Als Aerosole ginn Ammoniakäis, Waasseräis, Ammoniumhydrogensulfid an Methanäis diskutéiert. Waasserstoff kann (vun der Äerd aus) am Spektrum vum Sonneliicht, dat duerch d'planetaresch Wolleken gestreet gëtt, nogewise ginn. D'Verhältnes Waasserstoff zu Helium konnt duerch d'Refraktioun (Briechung) vun de Radiosignaler vu Voyager 2 duerch d'Atmosphär bestëmmt ginn, wou d'Sond de Funkschied vum Planéit duerch geflu war.

D'Sonneliicht gëtt vun der ieweschter Wollekeschichten reflektéiert. Déi befannen sech ënner enger Schicht aus Methangas. Wann dat reflektéiert Liicht dës Schicht duerchkräizt, gëtt duerch d'Methangas de roudelzechen Deel vum Liicht absorbéiert, während de bloen Deel ongehënnert passéiere kann. Doduerch erschéngt den Uranus blogréng.

Beim Opbau vun der Atmosphär kënnen dräi Schichten ënnerscheet ginn: D'Troposphär an Héichten tëscht −300 an 50 km an d'Dréck vun 100 bis 0,1 bar. D' Stratosphär läit an Héichten tëscht 50 an 4000 km an d'Dréck hunn 0,1 bis 10−10 bar. D' Thermosphär (Korona) streckt sech vun 4000 km bis op 50.000 km iwwer der Uewerfläch. Et gëtt keng Mesosphär.

Troposphär[änneren | Quelltext änneren]

Dem Uranus seng südlech Hemisphär (Voyager 2)
lénks: am visuellen (orange, gréng, blo); riets: a kuerzwellege Spektralberäicher (orange, violett, UV). Mat UV weist den Uranus dezent Wollekebänner an eng atmosphäresch "Kap".

D'Troposphär ass deen ënneschten an dichten Deel vun der Atmosphär. Mat klammender Héicht fällt hir Temperatur erof. Um ënneschten Enn vun der Troposphär, dat ongeféier 300 km ënner dem Ee-Bar-Level läit, ass d'Temperatur ongeféier 320 K. Bis zum ieweschte Beräich vun der Troposphär, déi sech a 50 km Héicht befënnt, fällt d'Temperatur op zirka 53 K erof. Si faasst bal déi ganz Mass vun der Atmosphär an ass och fir de groussen Deel vun der planetarescher Wärmeausstralung (wäit Infraroutstralung) verantwortlech.

D'Wolleken bestinn wahrscheinlech aus Partikelen vu gefruerenem Methan, dat als waarme Gas aus méi déiwe Lagen eropklëmmt an an de baussenzege Schichten kondenséiert. Et gëtt ugeholl, datt Waasser déi ënnescht Wolleke formen, während déi iewescht Wolleken éischter aus Methan bestinn. D'Wandvitessen hunn bis zu 200 m/s respektiv ronn 700 km/h. D'Temperatur ass bei 1 bar ongeféier 76 K (−197 °C), bei 0,1 bar 53 K (−220 °C).

Seng effektiv Temperatur läit bei nëmmen 58,1 K (−214 °C), kaum méi wéi de wäiteste Planéit Neptun. Dës Stralungstemperatur ass d'Temperatur, déi d'Uranusatmosphär a Beräch vu 0,4 bar opist. Déi niddregsten Temperatur an der Atmosphär gëtt bei 70 mbar mat 52 K (−221 °C) gemooss.

Stratosphär[änneren | Quelltext änneren]

An der Stratosphär, der mëttlerer Schicht vun der Uranusatmosphär, erhéicht sech am Allgemengen d'Temperatur mat der Héicht. Un der ënneschter Grenz bei 50 km (bei der Tropopaus) sinn et nach 53 K, während d'Temperatur a 4000 km Héicht (un der Grenz zu der Thermosphär) schonn 800 bis 850 K sinn. Ursaache fir d'Erhëtzung vun der Stratosphär ass d'Absorptioun vu solarer UV- an IR-Stralung duerch Methan an aner Kuelewaasserstoffer, déi sech an dësem Deel vun der Atmosphär als Resultat vun der Methanphotolys formen. De Wärmetransport vun der waarmer Thermosphär kënnt och dozou wirken. D'Kuelewaasserstoffer besetzen e relativ enke Beräich an Héichten vun 100 bis 280 km. Dobäi ass den Drock ongeféier 10 bis 0,1 mbar an d'Temperaturen leien tëscht 75 an 170 K.

Ethan an Ethin (Acetylen) tendéieren dozou, am keelsten ënneschte Beräich vun der Stratosphär an an der Tropopaus niwweleg Schichten ze formen. Si kënnten deelweis fir déi detailaarm Erscheinung vum Uranus verantwortlech sinn. D'Konzentratioun vu Kuelewaasserstoffer ass an der Stratosphär vum Uranus iwwer dëse Niwwel wiesentlech méi niddreg wéi an de Stratosphären vun den anere Gasplanéiten. Dëst an déi schwaach vertikal Duerchmëschung iwwer der Niwwelschicht maachen d'Stratosphär vum Uranus méi duerchsiichteg an als Resultat méi kal wéi déi vun den anere Gasplanéiten.

Thermosphär a Korona[änneren | Quelltext änneren]

Déi baussenzeg Schicht vun der Uranusatmosphär ass d'Thermosphär an d'Korona. Si weist eng eenheetlech Temperatur vun 800 bis 850 K op. Déi ass vill méi héich wéi déi 420 K an der Thermosphär vum Saturn. D'Wärmequellen heifir sinn net bekannt. Weder solares ultraviolett Liicht nach Polarliichtaktivitéiten kënne genuch Energie zur Dispositioun stellen. Verréngert Wärmeofstralung wéinst Feelen u Kuelewaasserstoffer an der ieweschter Stratosphär kënnt zu der Oprechterhalung vun der héijer Temperatur bäidroen. Zousätzlech zu molekularem Waasserstoff enthalen Thermosphär a Korona e groussen Undeel u fräie Waasserstoffatomen. Däeren winzeg molekular Mass kënnt zesumme mat den héijen Temperaturen erklären, firwat sech d'Korona sou wäit (50.000 km oder zwee Uranusradien) vum Planéit ewech ausdeent. Dës erweidert Korona ass en eenzegaartegt Unzeechen vum Uranus. D'Korona bremst déi kleng Partikelen of, déi den Uranus ëmkreesen. Als Folleg dovun sinn d'Réng vum Uranus zimlech stëbsarm.

Ionosphär[änneren | Quelltext änneren]

D'Ionosphär vum Uranus entsprécht senger Thermosphär zesumme mam ieweschten Deel vun der Stratosphär. Haaptsächlech weess een iwwer d'Ionen duerch Miessunge vum Voyager 2 Bescheed, souwéi duerch Infrarout-Emissiounen vum H3+-Ion, déi vun äerdgebonnenen Teleskopen festgestallt goufen.

D'Observatioune weisen, datt d'Ionosphär Héichten tëscht 2.000 und 10.000 km besat huet. Si gëtt haaptsächlech vun der UV-Stralung vun der Sonn oprechterhalen an hir Dicht hänkt vun der Sonnenaktivitéit of. D'Aktivitéit vun der Aurora (Polarliicht) ass net sou opfälleg wéi beim Jupiter oder Saturn. Déi iewescht Ionosphär (d'Regioun vun der Thermosphär) ass d'Quell vun der UV-Emissioun vum Uranus, déi als "Daggléien" oder "Elektrogléien" bekannt ass. Si geet genee esou wéi d'IR-Stralung vun der H3+-Ionen nëmme vun der sonnebeliichteter Säit vum Planéit aus. Dëst rätselhaft Phenomen, dat bei den Thermosphären vun alle Gasrisen optrëtt, gëtt elo als eng UV-Fluoreszenz vun atomarem a molekularem Waasserstoff gedeit, déi vu Sonnestralen mat enger méiglechen Bedeelegung vu Photoelektronen ugereegt gëtt.

Bannenzegen Opbau[änneren | Quelltext änneren]

Bannenzegen Opbau

Ënner der dichter, gasfërmeger Waasserstoff-Methan-Hüll besteet den Uranus deelweis aus verflëssegte Gasen, Äis a méiglecherweis engem klengen Gestengskär. D'Gashüll geet duerch d'Kompressioun an eng "Kuuscht" aus Waasserstoff an Helium iwwer, déi zirka 30 % vum Planéiteradius ausmécht. D'Mass vun dëser ieweschter Schicht mécht ongeféier déi 0,5- bis 1,5-fach Äerdmass aus.

Deen eppes méi décke Mantel aus Waasser, Methan an Ammoniak huet méiglecherweis d'Konsistenz vun Äis an huet de gréissten Deel vun der Uranusmass. Dës dicht Flëssegkeet, déi elektresch gutt leetfäeg ass, gëtt heiansdo och Waasser-Ammoniak-Ozean genannt.

Dëse Mantel ëmschléisst e klengen, eventuell flëssege Kär aus Silizium an Eisen mat enger der Äerd vergläichbarer Mass.

Dësen Opbau ass mam Neptun vergläichbar, ënnerscheet sech awer däitlech vum Riseplanéit Jupiter a Saturn. Déi hunn undeeleg méi Waasserstoff a manner Helium (ähnlech wéi d'Sonn), an hir Mäntel bestinn gréisstendeels aus metalleschem Waasserstoff. D'Käre vun Uranus a Neptun ähnelen deene vu Jupiter a Saturn, awer et feelt déi staark kompriméiert Hüll aus Waasserstoff. Am Zentrum vum Uranus dierft en Drock vu ronn acht Millioune bar bei enger Temperatur vun zirka 5000 °C sinn.

Et gëtt ugeholl, datt d'Matière vum Uranus relativ gläichméisseg verdeelt ass. A Bezuch op intern Wärmequellen ass hien eng Ausnam ënner de baussenzege Planéiten. Et ass aus bis elo ongeklärte Grënn keng Wärmereserv méi aus der ursprénglecher Kontraktioun a Stofftrennung disponibel. Eng méiglech Erklärung fir d'Feelen vun der bannenzeger Wärmequell besteet doran, datt duerch den Aschlag, deen seng Rotationsachs gekippt huet, de Groussdeel vun der ursprénglecher bannenzeger Hëtzt verluer goung. No enger anerer Theorie existéieren an den ieweschte Schichten e puer Barrièren, déi de Wärmetransport aus dem Kär behënneren. Seng Energiequell ass nëmmen absorbéiert Sonnestralung, well hie stralt am Ënnerscheet zu den anere Gasplanéiten net méi Wärmt of, wéi hie vun der Sonn kritt.

Wieder[änneren | Quelltext änneren]

Uranus: Réng, de südleche „Collar“ an eng hell Wollek an der nërdlecher Hemisphär sinn ze gesinn. (HST, 2005)

Fotoe vu Voyager 2 weisen 1986 am visuelle Spektrum praktesch keng Uewerflächendetailer. Et hat ee bal keng Wollekebänner oder Stierm, wéi een si soss op anere Gasplanéiten observéiere kann, gesinn. Déi a Richtung vun der Rotatioun séier stiermeg Wollekebänner waren nëmme ganz schwaach opfälleg. Eng méiglech Erklärung fir dëst vergläichsweis roueg Wieder an déi onopfälleg Wollekeformatiounen kéint an der schwaacher bannenzeger Wärmequell vum Uranus leien.

Den éischten observéierten donkele Fleck um Uranus.
D'Foto gouf 2006 op dem HST vun der
Advanced Camera for Surveys“ (ACS) opgeholl.

Während dem Laanschtfluch vu Voyager 2 stoung d'Sonn iwwer dem Südpol. Trotzdeem war den Uranus aus onbekannte Grënn um Equator méi waarm wéi um sonnege Pol. Doraus haten d'Wëssenschaftler berechent, datt souguer den donkele Pol eppes méi waarm ass wéi deen, wou vun der Sonn ugestralt gëtt. D'Dagestemperaturen an der Atmosphär sinn duerch dës ganz lues Ofkillung – an anerersäits ganz lues Ophëtzung – Bemierkenswert ausgeglach.

Déi südlech Hemisphär kann an zwou Regiounen opgedeelt ginn: Eng hell Polarkap an däischter equatorial Bänner. D'Grenz ass ongeféier bei 45° südlecher Breet. E schmuelt Band, dat de Planéit tëscht dem 45. an 50. südleche Breedegrad ëmspant, ass dat hellste grouss Zeechen op der Uewerfläch vum Planéit. Et gëtt de südleche "Collar" genannt. D'Polarkap an de "Collar" si méiglecherweis eng dicht Regioun vun Methanwolleken.[6] Leider konnten am Ufank vum 21. Joerhonnert, wou d'Regioun vun de Polarkap an d'Siichtfeld koum, d'Hubble-Weltraumteleskop nach d'Keck-Teleskop op Hawaii e „Collar“ oder eng Polarkap an der nërdlecher Hemisphär observéieren. Dofir erschéngt den Uranus asymmetresch: hell an der Géigend vum Südpol an eenheetlech donkel an der Regioun nërdlech vum südlechen "Collars".

An de leschte Joeren koum den Uranus sengem Equinoktium ëmmer méi no an domat gëtt d'Nordhallefkugel zouhuelend méi beliicht. Als Folleg vun dëser erhéichter Sonnenastralung weisen nei Fotoen vum Hubble-Weltraumteleskop vill méi staark entwéckelt Bänner a méi héich Wiederaktivitéit an der nërdlecher Hemisphär. Deemno dominéieren an der Atmosphär vum Gasplanéit, trotz senger grousser Distanz vun der Sonn, extrem Joreszäiten. Hie kritt nëmmen ee Véierhonnerstel vun der Sonnewärmt, déi eis Äerd kritt. D'Sonn gesäit vun him aus gesinn wéi eng winzeg Scheif. Trotzdeem stralt si ëmmer nach 1100-mol méi hell, wéi de Vollmound vun der Äerd aus erschéngt.

Biller vum Keck-Observatoire hunn am Joer 2004 gewisen, datt sech Wirbelstierm deelweis iwwer vill Méint laang halen. An der nërdlecher Hemisphär entdeckten d'Fuerscher eng ronn 29.000 km laang Wollekeformatioun. Dat war déi gréisst bis elo observéiert Wollekestruktur. Si hat sech awer schonn e Mount méi spéit nees opgeléist. Méi laanglieweg hat sech e grousse Stuerm an der südlecher Hemisphär gewisen, dee sech schonn zanter e puer Joer aus onbekannte Grënn iwwer fënnef Breedegrade ewech op an of beweegt hat.

2014 konnte Stierm, déi staark opfälleg waren, souguer vun Amateuren mam Teleskop observéiert ginn.

D'Magnéitfeld[änneren | Quelltext änneren]

D'Magnéitfeld vum Uranus, wéi et 1986 vu Voyager 2 gesi gouf: N an S sinn de magnéitesche Nord- a Südpol.
Eng Aurora op Uranus an der Héicht vun de Réng.

D'Magnéitfeld vum Uranus ass ongewéinlech an huet d'Form vun engem Quadrupol mat 2 Nord- an 2 Südpolen. E Polpuer ass ëm bal 60° géigeniwwer der Rotatiounsachs gebéit an huet säin Urspronk net am Zentrum vum Planéit, mä ass ëm en Drëttel vum Planéiteradius no Süde hi versat. Méiglecherweis gëtt et duerch Beweegungen an net ze grousser Déift produzéiert, vläicht duerch ioniséiert Waasser. De Neptun hat en ähnlecht geformten a verréckelt Magnéitfeld, wat dorop hindeit, datt déi staark Ofweechung nets mat der Gréisst vun der Achsenschréiegt ze dunn huet. D'Magnéitosphär vum Uranus ass iwwer senger Nuetsäit duerch d'Rotatioun korkenzéieraarteg verwirbelt.

Déi ongewéinlech Geometrie resultéiert an enger héich asymmetrescher Magnéitosphär, bei där d'Stäerkt vum magnéitesche Feld an der südlecher Hemisphär bis zu 0,1 Gauß (10 µT) kleng sinn, an an der nërdlecher Hemisphär bis zu 1,1 Gauß (110 µT) staark ka sinn. Dat duerchschnëttlecht Feld op der Uewerfläch ass 0,23 Gauß (23 µT). Am Verglach dozou ass dat magnéitescht Feld vun der Äerd op béide Pole ongeféier gläich staark, an hire "magnéiteschen Equator" ass bal parallel mat hirem physikaleschen Equator. Den Dipolmoment vum Uranus ass 50-mol méi staark wéi dat vun der Äerd.

Zum Magnéitosphär gehéieren och gelueden Deelercher: Protonen an Elektronen an e klengen Deel un H2+ Ionen. De Partikelfloss ass héich genuch, fir e Verdonkelen oder eng Erosioun vu Mounduewerflächen an engem astronomesch kuerzen Zäitraum vun 100.000 Joer ze bewierken. Dat kéint d'Ursaach fir déi eenheetlech donkel Fierwung vun de Mounde an de Réng sinn.

Den Uranus hat beim Laanschtfluch vu Voyager 2 relativ gutt entwéckelt Auroraen, déi als hell Béi ëm déi magnéitesch Pole gesi goufen. Den Hubble Space Telescope konnt am Joer 2011 kleng ronn Auroraen op der Uranus-Dagsäit observéieren, déi nëmme wéineg Minutten ugedauert haten. Doma hunn sech d'Uranus-Auroraen zanter dem Laanschtfluch vu Voyager 2 däitlech verännert, wat wuel domat zesummenhänkt, datt d'Planéitenachs an domat d'Magnéitfeld zu der Sonn anescht orientéiert sinn wéi beim Laanschtfluch.[7]

Ranksystem[änneren | Quelltext änneren]

Wmerge3.svg  Haaptartikel zu dësem Thema: Réng vum Uranus 


D'Ranksystem vum Uranus
Foto vun den Uranusréng (Voyager 2) aus dem Joer 1986 (Falschfaarwebild), riets den Epsilon-Rank
Foto vun den Uranusréng (Voyager 2).

Uranus ass wéi all Gasris am Sonnesystem vun enger Mass vu klenge Kierper an Deelercher ëmginn, déi de Planéit a Richtung vu senger Rotatioun ëmkreesen a mat hire verschidden dicht belueten Ëmlafbunnen e System konzentrescher Réng formen. Dës befannen sech meeschtens an der Equatorhéicht vum Planéit an haaptsächlech bannenzeg vun der Roche-Grenz.

De Planéiterank vum Uranus gouf den 10. Mäerz 1977 vum James L. Elliot, Edward W. Dunham an dem Douglas J. Mink mam Kuiper Airborne Observatoire entdeckt. D'Entdeckung war e Glécksfall. Si plangten d'Bedeckung vum Stär SAO 158687 duerch den Uranus z'observéieren, fir d'Atmosphär an den Duerchmiesser z'ënnersichen. Bei der Analys vun hiren Observatiounen hu si feststallt, datt de Stär kuerz vir a no der eigentlecher Bedeckung zousätzlech jee fënnefmol kuerzzäiteg verschwonnen ass. Si hunn doraus ofgeleet, datt et e Ranksystem ëm de Planéit muss ginn. D'Réng goufen direkt vu Voyager 2 fotograféiert, wou d'Sond am Joer 1986 laanscht den Uranus geflunn ass. Et war nom Ranksystem vum Saturn dat zweet, dat am Sonnesystem entdeckt gouf.

Rank Ofstand vun der
bannenzeger Kant
vum …
(km)
Breet
(km)
Zentrum Equator
Zeta (1986 U2R) 38.000 12.440 3.500
6 41.840 16.280 1–3
5 42.230 16.670 2–3
4 42.580 17.020 2–3
Alpha 44.720 19.160 7–12
Beta 45.670 20.110 7–12
Eta 47.190 21.630 0–2
Gamma 47.630 22.070 1–4
Delta 48.290 22.730 3–9
Lambda (1986 U1R) 50.020 24.460 1–2
Epsilon 51.140 25.580 20–96
Ny (R/2003 U 2) 65.400 39.840 3.800
My (R/2003 U 1) 86.000 60.440 17.000

Uranus huet wéi de Jupiter e ganz rengt an däischter Ranksystem. Wat d'Gréisst vun den Deelercher betrëfft, besteet et wéi beim Saturn souwuel aus graffe Partikelen a Stécker mat bis zu 10 Meter Duerchmiesser, wéi och aus rengem, awer undeelméisseg winzegem Stëbs. An der Moyenne sinn d'Deelercher méi grouss wéi déi vun de Saturnréng, an der d'Zomm sinn si awer vill manner. Mat Voyager 2 gouf festgestallt, datt d'Totalmass vun den Uranusréng manner ass wéi Deelerchersmass an der Cassinescher Deelung vun de Saturnréng. Opfalend zu anere Gasplanéiten sinn d'Réng zimlech schmuel, mä schaarf begrenzt an duerch grouss eidel Raim vuneneen getrennt. Net all seng Réng sinn kreesfërmeg oder leien an der Equatorhéicht vum Uranus. Den hellste vun hinnen – vum Uranus aus den eeleften – gët mam griichesche Buschstaf Epsilon (ε) gezeechent. A sengem dem Planéit nächste Beräich ass hien 20 km breet a bal onduerchsiichteg, a sengem dem Uranus wäitesten Ofschnëtt ass hien awer mat 96 km fënnefmol méi breet a fënnefmol sou duerchsiichteg. Déi bannenzeg Mounden Cordelia an Ophelia halen als Schéifermounde den dichten Epsilon-Rank vu bannen a baussen duerch hir Gravitatiounswirkung zesummen.

Déi zwee vum Hubble-Teleskop am Dezember 2005 fir d'lescht entdeckte Réng sinn wäit baussenzeg där schon virdrun bekannten eelef a sinn wiesentlech méi breet. Wéinst hirer grousser Distanz zum Uranus ginn si dat baussenzegt Ranksystem genannt. De gréissere Rank läit op duebel sou groussem Ofstand zum Planéit wéi déi virdrun bekannte Réng. Domat sinn 13 Réng bekannt. Am Abrëll 2006 hu Biller vum Keck-Observatoire d'Faarwen vun de neie Réng gewisen: ee war blo, deen anere rout.

Den Hubble hat 2003 och zwee kleng Mounde fonnt, vun deenen een, Mab, säin Orbit mam baussenzegen nei entdeckte Rank deelt. Dëse Rank My (μ) huet seng gréissten Dicht op enger Distanz vun 97.700 km zum Zentrum vum Uranus a seng Rankpartikelen kënnten vum Mound Mab staamen.

Déi bannenzeg Kant vun dësem Rank läit 86.000 km vum Planéitenzentrum ewech, an der Ëmlafbunn vum Mound Puck. Eng Besonneschkeet vum Rank ass e blot Liichten, dat bis elo nëmme vum E-Rank beim Saturn bekannt war. Dëse Saturnrank besteet wahrscheinlech aus ganz rengen Äiskristallen, déi d'Sonneliicht reflektéieren an déi hir Quell a Geysiren um Saturnmound Enceladus hunn. Dat stëtzt d'Meenung, datt déi manner wéi 0,0001 Millimeter grouss Äispartikelen vum Uranusrank, déi kleng genuch sinn, fir blot Liicht ze streeën, vum vill äishaltegen Uranusmound Mab staamen an duerch Meteorittenaschléi an de Weltraum katapultéiert goufen.

Dee weider bannenzeg leiende Rank Ny (ν) ass vu roudelzeger Faarf a besteet wahrscheinlech nieft klengen och aus gréissere Komponenten wéi de bloe Rank. Seng héichst Dicht befënnt sech op enger Distanz vun 67.300 km zum Uranuszentrum. A sengem Dichtmaximum konnt nach kee Mound entdeckt ginn. Déi bannenzeg Réng vum Planéit erschéngen dogéint gro.

D'Réng vum Uranus leien héichstwahrscheinlech net genee zentresch ëm de Planéit, mä schwéngen eppes ëm hien. Als Ursaachen dofir huelen d'Astronomen d'Gravitatiounswierkung vu senge Mounde a senger Ofplattung un.

D'Réng vum Uranus sinn wahrscheinlech relativ jonk. Splécken an hirem Ëmkrees wéi och Ënnerscheeder an hirer Dichtegkeet leien no, datt si net mam Uranus entstoungen. D'Matièredeelercher an de Réng kënnten eemol Deeler vun engem Mound gewiescht sinn, deen duerch en Aschlag mat héijer Vitess oder duerch Gezäitekraafte zerstéiert gouf.

Mounde[änneren | Quelltext änneren]

Uranus mat 7 Mounde am Infrarout (Paranal-Observatoire, 2002)

Et sinn 27 Mounde vum Uranus bekannt. Hir Duerchmiesser leien tëcht 10 an 1600 km. Véier vun hinne sinn sou grouss, datt si sech wéinst der Mass am hydrostatesche Gläichgewiicht befannen an dofir d'Form vun engem Rotatiounsellipsoid hunn. Bei engem fënneften (Miranda) ass dat wahrscheinlech och de Fall.

Déi béid éischt goufe vum Wilhelm Herschel am Joer 1787 entdeckt a vu sengem Jong John Herschel no Figuren aus Shakespeares Sommernachtstraum Titania an Oberon genannt. Zwee weider Mounde, déi de William Lassell 1851 entdeckt hat, goufen Ariel an Umbriel gedeeft, De Gerard Kuiper hat 1948 de Mound Miranda entdeckt. All weider Mounde vum Uranus goufen och no Figuren vum Shakespeare oder Alexander Pope genannt. Beim Laanschtfluch vun der Raumsond Voyager 2 am Januar 1986 goufen zéng weider Mounde entdeckt. De Satellit Perdita gouf spéider op Biller vu Voyager 2 identifizéiert. Zwee wieder kleng bannenzeg Mounde sinn mam Hubble-Teleskop entdeckt ginn. Bis 1997 war den Uranus deen eenzege Gasris ouni bekannt „irregulär Mounde“. Zanter deemols sinn mat äerdgebonnene Teleskopen néng irregulär Mounde fonnt ginn.

Déi leschten Entdeckungen datéieren aus dem Joer 2003, wou mam Hubble-Teleskop nieft zwee weidere Réng och zwee weider Mounde entdeckt goufen. Een vun dëse béide Mounde, deen de Numm Mab kritt huet, zerbréiselt méiglecherweis ganz lues ënner dem stännege Bombardement vu Mikrometeoritten a bilt doduerch ee vun de béide nei entdeckte Réng. Bei dëser Geleeënheet gouf ausserdeem entdeckt, datt virun allem d'Bunnen vun den dicht gedrängten bannenzege Mounde tëscht Miranda an den Haaptréng keng stabil Keplerbunne sinn, mä datt d'Mounde op chaotesch Weis Energie an Dréimoment austauschen.

D'Satellitten vum Uranus bilden dräi verschidde Gruppen: eng planéiteno Grupp mat klengen Duerchmiesser a kreesfërmegen Ëmlafbunnen, eng mëttel Grupp dee fënnef grouss Satellitte, souwéi eng baussenzeg Grupp vu klenge Satellitten mat ganz wäiten, ausgepräegten exzentreschen a ganz staark gebéiten respektiv gréisstendeels réckleefegen Ëmlafbunnen. Ënner de groussen Uranusmounden befënnt sech awer keen vun der Gréisst vun de Galiléiesch Mounde vum Jupiter respektiv vum Saturnmound Titan, oder och nëmmen vum gréissten Neptunmound Triton.

Wou während senger leschter Oppositioun am August 2006 d'Equatorgebidder a Richtung Sonn gewisen hunn, konnt mam Hubble-Weltraumteleskop fir d'éischte Kéier en Duerchgank vu sengem Mound Ariel observéiert ginn.

Haaptmounde[änneren | Quelltext änneren]

Déi fënnef Haaptmounde sinn Miranda, Ariel, Umbriel, Titania an den Oberon. D'Satellittesystem vum Uranus ass dat masseäermste ënner den Gasrisen. Déi ganz Mass vun de fënnef gréisste Mounde zesummen ass manner wéi d'Hallschent vum Neptunmound Triton an entsprécht ongeféier 13 % vun där vun eisem Äerdmound. Dee gréisste Satellit, Titania, huet e Radius vu nëmmen 788,9 km. Dat ass manner wéi d'Hallschent vum Triton, awer e bëssi méi wéi de Rhea, deen zweetgréisste Mound vum Saturn. Titania ass domat den aachtgréisste Mound am Sonnesystem. D'Mounde hunn eng zimlech kleng Albedo. Si streckt sech vun 0,20 fir den Umbriel bis 0,35 fir den Ariel. D'Mounde sinn eng Usammlung aus zirka 50 % Äis a 50 % Fiels. D'Äis kënnt Ammoniak an Kuelendioxid enthalen.

Ënner de Mounden schéngt den Ariel mat de mannsten Aschléikrateren déi jéngst Uewerfläch ze hunn, während Umbriel als eelsten erschéngt. Miranda huet 20 Kilometer déif Canyons mat Splécken, terrassefërmege Schichten, an eng chaotesch Variatioun an Alter an Eegenschaften vun den Uewerflächen. No enger Hypothes kënnt Miranda viru laanger Zäit duerch e massiven Aschlag komplett ausenee gesprengt gi sinn a sech dann nees zesummengebaut hunn. Mirandas jéngst geologesch Aktivitéit gouf wahrscheinlech duerch Hëtztawécklung beaflosst, ausgeléist duerch Gezäitekraaften. Deemols war d'Ëmlafbunn bei enger 3:1-Resonanz mam Umbriel méi exzentresch wéi haut. Griefbrëch, verbonnen mat opklammenden Diapirs, sinn anscheinend d'Grënn fir déi oval Erschéngungsform vum Mound. Och den Ariel hat méiglercherweis eng 4:1-Bunnresonanz mat Titania gebilt.

Onregelméisseg Mounde[änneren | Quelltext änneren]

Wmerge3.svg  Haaptartikel zu dësem Thema: Onregelméissege Satellit 

Onregelméisseg Mounde sinn agefaange Satellitten op grousser Distanz zum Planéit; si hunn eng héich Bunnschréiegt a sinn dacks réckleefeg.

D'Diagramm illustréiert d'Ëmlafbunnen vun den onregelméissege Mounde, déi bis elo entdeckt goufen. D'Exzentrizitéit vun de Bunnen gëtt duerch giel Segmenter (déi de Beräich vum Perizentrum bis zum Apozentrum iwwersträichen) an d'Inklinatioun| duerch d'Y-Achs duergestallt. D'Satellitten iwwer der X-Achs beweegen sech prograd (rechtleefeg), d'Satellitten drënner retrograd (réckleefeg). D'X-Achs ass mat Gm (Millioune km) souwéi dem betreffenden Brochdeel vun der Hill-Sphär beschrëft. De gravitativen Afloss, bannenzeg deem en Ëmlaf ëm de Planéit méiglech ass, reecht beim Uranus ongeféier 70 Millioune km an de Raum.

Onregelméisseg Mounde vum Uranus

Anescht wéi beim Jupiter sengen onregelméissegen Satellitten kann an der bekannter Uranus-Populatioun keen Zesummenhank tëscht Bunnradius an Inklinatioun fonnt ginn. Amplaz kënnen déi retrograd Mounde baséierend op dem Verhältnes vun grousser Hallefachs an Exzentrizitéit an zwou Gruppen gedeelt ginn. Déi bannenzeg Grupp faasst Mounde méi no beim Uranus (a < 0,15 rH) a sinn méisseg exzentresch (~ 0,2), speziell: Francisco, Caliban, Stephano an Trinculo. Déi baussenzeg Grupp (a > 0,15 rH) faasst Satellitten mat héijer Exzentrizitéit (~ 0,5): Sycorax, Prospero, Setebos an Ferdinand.[8]

Lëscht vun den Uranusmounden.

Nuvola apps xmag.png Méi Informatioun doriwwer am Artikel: Lëscht vun den Uranusmounden

Um Spaweck[änneren | Quelltext änneren]

Commons: Uranus – Biller, Videoen oder Audiodateien

Referenzen[Quelltext änneren]

  1. Uranus: Hubble entdeckt nei Mounde a Réng
  2. Jan Hattenbach: PLANETENSYSTEM, Uranus: KO in (mindestens) zwei Runden, in astronomie-heute.de, Datum: 14. Oktober 2011, gekuckt den: 15. Oktober 2011.
  3. Planetare Katastrophe am Uranus? Urzeit-Kollision könnte Eisplaneten auf die Seite gekippt und sein Magnetfeld geprägt haben
  4. J. A. Kegerreis, L. F. A. Teodoro, V. R. Eke, R. J. Massey, D. C. Catling, C. L. Fryer, D. G. Korycansky5, M. S. Warren6, and K. J. Zahnle: Consequences of Giant Impacts on Early Uranus for Rotation, Internal Structure, Debris, and Atmospheric Erosion. The Astrophysical Journal, Volume 861, Number 1
  5. Britannica Uranus
  6. K.A. Rages, H.B. Hammel, A.J. Friedson: Evidence for temporal change at Uranus’ south pole. In: Icarus. 172, 2004, S. 548,.
  7. Laurent Lamy et al.: Uranus auroras glimpsed from Earth, auf der Internetseite der American Geophysical Union, Datum: 13. Abrëll 2012, gekuckt: 2. Mee 2012.
  8. Scott S. Sheppard, David C. Jewitt, and Jan Kleyna An Ultradeep Survey for Irregular Satellites of Uranus: Limits to Completeness, The Astronomical Journal, 129 (2005), S. 518–525.