URAN
Uran
Został odkryty przez Williama Herschela w 1781 roku. Planeta była wcześniej wielokrotnie
obserwowana, ale za każdym razem uznawano ją za gwiazdę. Pierwsze udokumentowane obserwacje planety pochodzą z 1690 roku, kiedy to John Flamsteed skatalogował ją jako 34 Tauri. Flamsteed obserwował Uran jeszcze dwukrotnie, w 1712 i 1715. James Bradley dokonał obserwacji w latach 1748, 1750 i 1753, zaś Tobias Mayer w 1756. Pierre Lemonnier obserwował Uran cztery razy w 1750, dwa razy w 1768, sześciokrotnie w 1769 i po raz ostatni w roku 1771. Ten francuski astronom padł ofiarą własnej niefrasobliwości - zapiski jego obserwacji znaleziono później na papierowej torbie używanej do przechowywania proszku do włosów. Gdy Sir William Herschel dostrzegł Uran 13 marca 1781 roku uznał go za kometę, a swoje odkrycie ogłosił 26 kwietnia 1781. Herschel początkowo nazwał obiekt Georgium Sidus (Gwiazda Jerzego), licząc na względy ze strony króla angielskiego Jerzego III. Gdy okazało się, że obiekt jest planetą, Herschel zmienił nazwę na Georgian Planet. Mimo, że nazwa ta nie mogła być zaakceptowana nigdzie poza Wielką Brytanią, pomysł Herschela niespodziewanie zaowocował otrzymaniem dożywotniej pensji ze skarbu Korony.W 1784 r. Jérôme Lalande zaproponował, aby planetę nazwać Herschel, stworzył też jej symbol. Jego propozycja została przyjęta przez francuskich astronomów. Erik Prosperin z Uppsali zasugerował nazwy Astraea, Cybele i Neptun (później nadano je dwóm planetoidom i ósmej planecie). Anders Lexell z St. Petersburga wahał się między Neptunem Jerzego II i Neptunem Wielkiej Brytanii. Daniel Bernoulli z Berlina proponował nazwy Hypercronius i Transaturnis, Georg Lichtenberg z Göttingen, optował za nazwą Austräa. Proponowano również imię Minerwa. Ostatecznie Johann Bode, redaktor niemieckiego rocznika Berliner Astronomisches Jahrbuch, poparł nazwę Uranus (Uran) - od greckiego boga Uranosa, syna Gai. Maximilian Hell umocnił tę nazwę, używając jej w pierwszych, wydanych w Wiedniu, efemerydach.
Pierwsze egzemplarze Monthly Notices of the Royal Astronomical Society z 1827 roku pokazują, że nazwa Uran (Uranus) była już wcześniej powszechnie przyjętym terminem, nawet wśród Brytyjczyków, a nazwę Georgium Sidus stosowali tylko nieliczni Anglicy. Ostatnim punktem oporu było HM Nautical Almanac Office, które przyjęło nazwę "Uran" dopiero w 1850 roku.
Do niedawna uważano, że wszystkie planety klasyfikowane jako gazowe olbrzymy zbudowane są podobnie, jednak badania za pomocą sond kosmicznych dowiodły, że budowa i skład chemiczny Urana w dużej mierze odróżniają go od Jowisza i Saturna. Przede wszystkim Uran zawiera stosunkowo mało wodoru - 15% masy, i tylko niewielką domieszkę helu (pierwiastki te są głównymi składnikami większych planet). Jego masa wynosi około 14 mas Ziemi. Jest najlżejszą spośród planet
gazowych. Ma dużo chłodniejsze jądro niż pozostałe planety gazowe i wypromieniowuje w przestrzeń bardzo niewiele ciepła. W centrum Urana znajduje się prawdopodobnie niewielkie skaliste jądro, skupiające ok. 24% masy planety. Otacza je gruba warstwa płaszcza złożonego z lodu, zestalonego amoniaku i metanu (65% masy). Pozostałe 11% masy stanowi płynno-gazowa powłoka powierzchniowa, przechodząca stopniowo w atmosferę, składającą się w 83% z wodoru i w 15% z helu, a na mniejszych wysokościach także z metanu (2%) i amoniaku, formujących często obłoki.Charakterystyczną turkusową barwę nadaje Uranowi domieszka metanu znajdującego się w atmosferze, który pochłania czerwony kolor.
Nachylenie płaszczyzny równika do płaszczyzny orbity wynosi około 90°. Taka konfiguracja daje złudzenie toczenia się planety podczas ruchu wokół Słońca. Przez połowę okresu orbitalnego Urana, wynoszącego 84 lata ziemskie, jeden z jego biegunów, wystawiony jest na działanie promieni
słonecznych, podczas gdy drugi tkwi w ciemnościach.Podczas przelotu sondy Voyager 2 w 1986 roku, "południowy" biegun Urana był zwrócony niemal dokładnie w stronę Słońca. Należy zaznaczyć, że kwestia oznaczania tego bieguna jako południowy jest dyskusyjna. Wynika to z faktu, że równik Urana może zostać opisany jako nachylony pod kątem 97,9° lub też jako nachylony pod kątem 82,1°, tyle że w drugim przypadku planeta wiruje w kierunku wstecznym. Obydwa opisy są tożsame, powodują jednak zamianę biegunów miejscami. Konsekwencją ustawienia osi niemal w płaszczyźnie obiegu, jest znaczna dysproporcja w ilości otrzymywanej energii słonecznej na różnych szerokościach geograficznych. Paradoksalnie różnica temperatur między równikiem a biegunem wynosi tylko kilka stopni. Mechanizm występującego tu przepływu ciepła pozostaje nieznany. Nieznana jest również przyczyna specyficznej orientacji osi Urana. Najbardziej prawdopodobna hipoteza głosi, że w okresie formowania Układu Słonecznego zderzył się on z wielkim planetozymalem, czego skutkiem była zmiana orbity planety i być może także jej struktury.
Najnowsze obserwacje wskazują na to, że zmianie pór roku na planecie towarzyszą gwałtowne procesy pogodowe. Podczas przelotu, Voyager 2 sfotografował w atmosferze niewielkie, blade obłoki, natomiast aktualne zdjęcia wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble'a ukazują wyraźne pasma chmur.
Pole magnetyczne Urana jest trzy razy silniejsze niż Ziemskie. Środek pola magnetycznego nie pokrywa się z centrum planety, a linie pola nachylone są kątem 59° względem osi rotacji. Pole magnetyczne Neptuna jest podobnie przemieszczone, mimo całkowicie odmiennych parametrów orbity i osi planety. Sugeruje to, że cecha ta nie ma związku ze specyficznym nachyleniem osi Urana do orbity. Wirujący, cylindryczny ogon magnetyczny rozciąga się na co najmniej 10 milionów kilometrów poza planetę, a dzięki ruchowi rotacyjnemu Urana jest skręcony w kształt przypominający korkociąg. Źródłem pola magnetycznego Urana jest prawdopodobnie znajdujący się pod wysokim ciśnieniem i przewodzący elektryczność ocean wody i amoniaku oddzielający jądro i atmosferę planety.
Jasność Urana waha się pomiędzy 5,4 a 6,0 magnitudo, tak więc przy bardzo dobrych warunkach, planetę można zobaczyć gołym okiem, choć wygląda wówczas jak słaba gwiazda. Bardzo łatwo można ją za to dostrzec przez lornetkę bądź mały teleskop. Średnica kątowa Urana na niebie wynosi tylko 4", zatem nawet przez największe instrumenty naziemne nie da się wyróżnić żadnych szczegółów na jego tarczy. Planeta znajduje się w odległości około 19,2 j.a. co powoduje, że jej ruch względem gwiazd jest bardzo powolny. W ciągu roku przemieszcza się na tle gwiazd zaledwie o 4 do 5°, dlatego Urana można znaleźć w tym samym gwiazdozbiorze nawet przez kilka kolejnych lat.
Uran posiada bardzo cienkie i słabo widoczne pierścienie, których bezpośrednio nie da się zaobserwować z Ziemi. Odkrycia dokonano przy pomocy teleskopu zamontowanego na samolocie. 10 marca 1977 roku James L. Elliot, Edward W. Dunkan i Douglas J. Mink z Kuiper Airborne Observatory zamierzali wykorzystać zakrycie przez Uran jasnej gwiazdy do badań nad atmosferą planety. Jednak ku swemu zdziwieniu zobaczyli, że gwiazda pięciokrotnie ciemnieje i znów się rozjaśnia zanim nasunął się na nią brzeg atmosfery Urana. Jedynym wyjaśnieniem mogła być absorpcja światła przez wcześniej niezauważony system pierścieni.Fakt ten został potwierdzony w 1986 r. przez sondę Voyager 2, która je sfotografowała. W 2003 roku obserwcje teleskopu Hubble'a pozwoliły odkryć jeszcze dwa szerokie, zewnętrzne pierścienie.
Uran posiada 27 znanych księżyców. Prawie wszystkie krążą po wyjątkowo okrągłych i regularnych orbitach. Pięć największych satelitów to: Miranda, Ariel, Umbriel, Tytania oraz Oberon. Międzynarodowa Unia Astronomiczna nazwała księżyce Urana, podobnie jak szczegóły ich powierzchni, imionami postaci ze sztuk Szekspira.
Widok Urana z Ziemi
Uran w liczbach
| parametr | wartość |
|---|---|
| Średnia odległość od Słońca | 2 869 600 000 km |
| Mimośród orbity | 0,047 |
| Nachylenie orbity względem ekliptyki | 0°46'23'' |
| Gwiazdowy okres obiegu | 84,015 lat |
| Okres obrotu wokół osi | 10h49m |
| Synodyczny okres obiegu | 369,7d |
| Średnia prędkość orbitalna | 6,8 km/s |
| Nachylenie równika względem orbity | 98° |
| Średnica równikowa planety | 49 130 km |
| Średnica biegunowa planety | 48 200 km |
| Spłaszczenie | 0,078472222 |
| Masa planety | 8,676*1028 g |
| Masa w jednostkach masy Ziemi | 14,517 |
| Objętość planety | 5,8*1013 km3 |
| Objętość w stosunku do objętości Ziemi | 55,9 |
| Powierzchnia planety | 7 251 000 tys. km2 |
| Średnia gęstość | 1,47 g/cm3 |
| Siła ciężkości na powierzchni planety | 967 cm/s2 |
| Prędkość ucieczki | 21,6 km/s |
| Średnia temperatura powierzchni | -213°C |
| Ciśnienie atmosferyczne | tysiace atm. |
| Główny składnik atmosfery | NH3 i CH4 |
| Albedo optyczne | 0,93 |
| Liczba księżyców | 15 |
| Najmniejsza odległość od Ziemi | 2 587 000 000 km |
| Największa odległoąć od Ziemi | 3 149 000 000 km |
| Największa średnica kątowa | 3,6 |
| Najmniejsza średnica kątowa | ? |
| Maksymalna wielkość gwiazdowa | 5,7m |
| Minimalna wielkość gwiazdowa | 6,0m |
Księżyce Urana
| Nazwa księżyca | Odległość od środka planety (tyś. km) | Średni promień (km) | Okres orbitalny (dni) | Rok odkrycia | Odkrywca |
|---|---|---|---|---|---|
| Kordelia | 49,8 | 13 | 0,34 | 1986 | "Voyager 2" |
| Ofelia | 53,8 | 16 | 0,38 | 1986 | "Voyager 2" |
| Bianka | 59,2 | 22 | 0,43 | 1986 | "Voyager 2" |
| Cressida | 61,8 | 33 | 0,46 | 1986 | "Voyager 2" |
| Desdemona | 62,7 | 29 | 0,47 | 1986 | "Voyager 2" |
| Julia | 64,4 | 42 | 0,49 | 1986 | "Voyager 2" |
| Portia | 66,1 | 55 | 0,51 | 1986 | "Voyager 2" |
| Rozalinda | 69,9 | 29 | 0,56 | 1986 | "Voyager 2" |
| Belinda | 75,3 | 34 | 0,62 | 1986 | "Voyager 2" |
| Puk | 86 | 77 | 0,76 | 1985 | "Voyager 2" |
| Miranda | 130 | 236 | 1,41 | 1948 | G.P. Kuiper |
| Ariel | 190 | 580 | 2,52 | 1951 | W. Lassell |
| Umbriel | 266 | 584 | 4,14 | 1951 | W. Lassell |
| Tytania | 436 | 790 | 8,71 | 1787 | F.W. Herschel |
| Oberon | 583 | 762 | 13,5 | 1787 | F.W. Herschel |
Misje na Urana
| Sonda / Kraj | Data wystrzelenia | Koniec misji | Rodzaj sondy | Osiągnięcia |
|---|---|---|---|---|
| Voyager 2 / USA | 20.08.1979 | 24.01.1986 | przelot | sonda minęła planetę w odległości około 81,5 tyś. km ponad powierzchnią obłoków, przeprowadzając badania składu i dynamiki atmosfery planety, zbadała konfiguracje pola magnetycznego Urana, odkryła 10 nowych jego księżyców, przekazała obrazy już nam znanych i odkryła nowe pierścienie wokół planety, umożliwiła weryfikacje okresu rotacji planety wokół własnej osi. Po minięciu Urana kontynuowała lot ku Neptunowi |
