Uran (planet)

Za druge pomene glej Uran (razločitev).

Uran

Slika, posneta s širokokotnim objektivom z Voyagerja 2, 10. januar 1986
Odkritje
Odkritelj	William Herschel
Datum odkritja	13. marec 1781
Značilnosti tira
Srednja razdalja od Sonca	19,191 263 93 a. e.
Srednja polos tira	2.870.972.220 km
Izsrednost tira	0,047 167 71
Obhodni čas	84l 27d 3,84h (84,07 let)
Siderska perioda	30.706,568d
Sinodska perioda	369,65d
Povprečna tirna hitrost	6,795 km/s
Največja tirna hitrost	7,128 km/s
Najmanjša tirna hitrost	6,485 km/s
Naklon tira	0° 46' 11",496 (6,48° na Sončev ekvator)
Heliocentrična longituda dvižnega vozla	74,229 88°
Argument prisončja	96,734 36°
Število satelitov	27
Kot vzvratnega gibanja	4°
Čas vzvratnega gibanja	151d
Najmanjša razdalja od Zemlje	2586 · 106 km
Največja razdalja od Zemlje	3153 · 106 km
Fizikalne značilnosti
Ekvatorski premer	51.118 km
Površina	8,084 · 109 km²
Masa	8,6832 · 1025 kg
Srednja gostota	1,318 g/cm³
Površinska gostota (Zemlja = 1)	0,82
Ekvatorska težnost	8,69 m/s2 ali 0,886 g
Ekvatorska vrtilna doba
Vrtilna doba	0d 17h 14m
Nagib vrtilne osi	97,77°
Povprečna dnevna kotna hitrost	0,012°
Ekvatorska vrtilna hitrost	9315,08 km/h
Sploščenost na tečajih	0,0229
Rektascenzija severnega tečaja	17h 9m 15s
Deklinacija	-15,175°
Albedo	0,51
Ubežna hitrost	21,29 km/s
Navidezna velikost Sonca s planeta	1,684'
Navidezni sij	+5,7m
Povprečna temperatura vrhov oblakov	55 K
Temperatura površine - najnižja - srednja - najvišja	59 K 68 K _ K
Značilnosti atmosfere
atmosferski tlak	120 kPa
vodik	83 %
helij	15 %
metan	1,99 %
amonijak	0,01 %
etan	0,00025 %
acetilen	0,00001 %
ogljikov monoksid vodikov sulfid	sledi

Urán je zunanji, sedmi planet od Sonca v Osončju. Je ledeni orjak (do leta 1990 je spadal v kategorijo plinastih orjakov), tretji največji po premeru in četrti največji po masi. Imenuje se po grškem bogu neba in praočetu drugih bogov Uranu (starogrško Οὐρανός: Oúranós). Njegov znak je ali . Prvi znak izhaja iz imena Uranovega odkritelja, Williama Herschla. Drugi znak je sestavljen iz znaka za Sonce in puščice Marsa, ker je bil Uran v grški mitologiji poosebljenje nebes, kjer prevladujeta svetloba Sonca in moč Marsa.

Nasino vesoljsko plovilo Voyager 2 je edino, ki je obiskalo planet, v prihodnosti pa novi poleti niso načrtovani. Plovilo so izstrelili leta 1977, Uranu pa se je najbolj približalo 24. januarja 1986, nato pa je nadaljevalo svojo pot proti Neptunu.

Uran je prvi planet, odkrit v sodobnem času. Herschel ga je uradno odkril 13. marca 1781, do takrat pa so bili iz antike znani samo klasični planeti od Merkurja do Saturna. Odkritje Urana je prvič v sodobni človeški zgodovini razširilo meje Osončja. Prav tako je bil to prvi planet, odkrit z uporabo tehnologije (z daljnogledom), čeprav je kot klasični planeti viden s prostim očesom.

Notranja sestava Urana je podobna Neptunovi, oba pa se po kemični sestavi razlikujeta od drugih dveh plinastih orjakov, Jupitra in Saturna. Zaradi tega ju astronomi razvrščajo v drugo kategorijo »ledenih orjakov«. Uranova atmosfera, čeprav v osnovni sestavi vsebnosti vodika in helija podobna Jupitrovi in Saturnovi, vsebuje več »ledov« kot je vodni led, amonijak in metan, ter sledi ogljikovodikov. Njegova atmosfera je v Osončju nahladnejša z najnižjo temperaturo 49 K (–224 °C). Zgradba oblakov je kompleksna in plastna. V najnižjih oblakih se verjetno nahaja voda, v najvišjih pa metan. Notranjost Urana v glavnem sestavljajo ledovi in skale.

Odkritje in poimenovanje

Uran je bil prvi odkriti planet, ki v antičnih časih še ni bil poznan. Opazovali so ga že prej, vendar so ga vedno zmotno poistovetili kot zvezda, predvsem zaradi majhnega navideznega sija in počasnega tira. Prvo zapisano odkritje je bilo leta 1690, ko je John Flamsteed katalogiziral Uran kot 34 Bika. Flamsteed je Uran opazoval še vsaj šestkrat. Rekord pa pripada francoskemu astronomu Pierru Charlesu Le Monnieru, ki je med letoma 1750 in 1771 opazoval Uran vsaj dvanajstkrat, med drugim tudi štirikrat v zaporednih nočeh.

Herschel je planet odkril 13. marca 1781, svoje odkritje pa je sporočil 26. aprila, in sicer, da je odkril komet.

»13. marca 1781 med deseto in enajsto uro zvečer je Herschel preučeval majhne zvezde blizu H Dvojčkov z daljnogledom premera sedem čevljev in dvesto sedemidvajsetkratne povečave; ena od teh zvezd je imela nenavaden premer, zato je bila označena za komet. Pod to oznako je bila tudi v razpravi na Kraljevi družbi v Londonu. Toda raziskovalci Herschla in Laplaca so pokazali, da je tirnica novega telesa skoraj krožna, zato je bil Uran posledično povzdignjen na rang planeta.«

Herschel je planet prvotno imenoval Jurijeva zvezda (Georgium Sidus) v čast britanskemu kralju Juriju III. Ko so ga opozorili, da sidus pomeni zvezda in ne planet, ga je preimenoval v Jurijev planet. To ime pa ni bilo sprejemljivo zunaj Britanije. De Lalande je leta 1784 predlagal, da ga imenujejo Herschel, istočasno pa je ustvaril (astrološki) simbol planeta (»krogla, okrašena z vašimi začetnicami«). Njegov predlog so sprejeli francoski astronomi. Prosperin iz Uppsale je predlagal imena Astraea, Cybele in Neptun (ki jih zdaj nosita dva asteroida in še en planet). Lexell iz Sankt Peterburga je predlagal imeni Neptun Jurija III. in Neptun Velike Britanije. Bernoulli iz Berlina pa imeni Hypercronius in Transaturnis. Predlagani sta bili tudi imeni Austräa in Minerva.

Bode je kot urednik publikacije Berliner Astronomisches Jahrbuch predlagal ime Uran, po latinski različici grškega boga neba, Urana. Maximilian Hell je to ime uporabil v prvih efemeridah, ki so bile objavljene na Dunaju, izračunal pa jih je benediktinski duhovnik Placido Fixlmillner. Prvo delo, ki je imelo v naslovu Uran, je bilo delo Opozicija Urana leta 1821 (Opposition des Uranus 1821), Astronomische Nachrichten, Vol. 1, str. 18-21) iz leta 1823. To ime se je v Nemčiji uporabljalo že v 18. stoletju, izdaje Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (Mesečne novice Kraljeve astronomske družbe iz leta 1827 pa kažejo, da je bilo ime Uran takrat dobro uveljavljeno tudi med britanskimi astronomi.

V kitajščini, japonščini, korejščini in vietnamščini se ime planeta prevede kot zvezda nebesnega kralja (天王星).

Fizikalne značilnosti

Sestava

Uran je sestavljen pretežno iz plina in različnih ledov. Ozračje vsebuje približno 85 % vodika, 15 % helija in 2 % metana ter sledove acetilena, notranjost planeta pa je bogatejša s težjimi elementi, najverjetneje s spojinami kisika, ogljika in dušika ter s kamnitimi materiali. To je drugače kot pri Jupitru in Saturnu, ki sta sestavljena večinoma iz vodika in helija. Uran je (podobno kot Neptun) zelo podoben jedrima Jupitra in Saturna, če ne upoštevamo obsežno ovojnico iz kovinskega vodika. Uranova barva je sinja zaradi absorpcije rdeče svetlobe v metanu. Temperatura površja oblačnega pokrova je približno 55 K (−218 °C).

Nagib vrtilne osi

Ena najvidnejših značilnosti Urana je njegov nagib vrtilne osi za skoraj devetdeset stopinj. Zaradi tega je v njegovi tirnici okrog Sonca en pol nekaj časa obrnjen proti Soncu, drugi pa je obrnjen stran. Na drugi strani Sonca se osvetlitev polov zamenja.

V času mimoleta vesoljskega plovila Voyager 2 leta 1986 je bil Uranov južni pol skoraj neposredno obrnjen proti Soncu. Ena od posledic te orientacije je, da polarna področja dobijo več energije od Sonca, kot pa področja ob ekvatorju. Vseeno pa je Uran bolj topel na ekvatorju, kot pa na polih, zakaj je tako, še ni znano. Prav tako je neznan razlog za tako velik nagib osi. Eno od ugibanj pravi, da je med nastajanjem planeta vanj trčil ogromen protoplanet, pri tem pa obrnil orientacijo.

Kaže tudi, da ekstremen nagib Uranove osi povzroča ekstremne vremenske razlike v letnih časih. Med mimoletom Voyagerja 2 so bili pasovi oblakov precej bledi in šibki. Nedavna opazovanja s Hubblovim vesoljskim daljnogledom pa so pokazala precej bolj izrazite pasove, saj se Sonce sedaj približuje Uranovemu ekvatorju. Tako je bilo leta 2007 Sonce neposredno nad ekvatorjem.

Magnetno polje

Uranovo magnetno polje je precej posebno, saj ne izhaja iz geometričnega središča planeta in je za približno 60 ° nagnjeno od osi vrtenja. Verjetno se generira z gibanjem znotraj Urana v precej majhnih globinah. Neptun ima podobno zamaknjeno magnetno polje, kar nakazuje, da tako magnetno polje ni nujno posledica nagiba Uranove osi. Magnetni rep je zaradi planetovega vrtenja zavit v obliko dolgega vijaka, ki sega za planet. Vir magnetnega polja je neznan.

Bleda atmosfera

Uran se od Jupitra in Saturna razlikuje v tem, da ima precej šibkejši izvor notranje toplote. Jupiter in Saturn oddajata več energije, kot pa jo prejemata od Sonca, saj imata veliko notranje toplote (zaradi tega sta njuni ozračji zelo pisani). Uran pa ima precej manjšo maso, zaradi tega je izvor toplote precej šibkejši in je tako temperatura v jedru planeta približno 7000 K (temperatura jedra Jupitra je približno 30.000 K, Saturna pa 18.000 K), to pa precej manj vpliva na atmosfero in je ta zato precej bolj bleda.

Planetovi obroči

Uran s svojimi obroči in lunami

Uran ima šibek sistem planetnih obročev, ki so sestavljeni iz temnih delcev do 10 metrov premera. Sistem obročev so marca 1977 odkrili James L. Elliot, Edward W. Dunham in Douglas J. Mink z uporabo letečega observatorija Kuiper Airborne Observatory. Odkritje je bilo naključno, saj so hoteli z okultacijo zvezde preučevati planetno ozračje. Po analizi opazovanj so ugotovili, da je zvezda za kratek čas petkrat izginila pred in po zakritju s planetom. Tako so zaključili, da mora okrog planeta obstajati sistem obročev. Obroči so bili neposredno odkriti, ko je leta 1986 mimo Urana letel Voyager 2. Do konca leta 2005 je bilo tako znanih 13 obročev. Decembra 2005 pa sta bila s Hubblovim vesoljskim daljnogledom odkrita dva nova obroča; največji ima dvakrat večji premer, kot prej poznani obroči. Nova obroča sta tako oddaljena od planeta, da sta sedaj označena kot »drugi sistem obročev«. Najdena pa sta bila tudi dva majhna satelita. Eden deli svojo tirnico z enim od novoodritih obročev. Prav tako novi podatki kažejo, da so se tirnice notranjih malih lun v zadnjem desetletju znatno spremenile.

Uranovi naravni sateliti

Glavne Uranove lune (v primerjavi z Zemljino Luno)
ime	premer [km]	masa [kg]	premer tirnice [km]	obhodna doba [d]
Miranda	470 (14 %)	7,0 · 1019 (0,1 %)	129.000 (35 %)	1,4 (5 %)
Ariel	1160 (33 %)	14 · 1020 (1,8 %)	191.000 (50 %)	2,5 (10 %)
Umbriel	1170 (34 %)	12 · 1020 (1,6 %)	266.000 (70 %)	4,1 (15 %)
Titanija	1580 (45 %)	35 · 1020 (4,8 %)	436.000 (115 %)	8,7 (30 %)
Oberon	1520 (44 %)	30 · 1020 (4,1 %)	584.000 (150 %)	13,5 (50 %)

Uran ima 27 znanih naravnih satelitov. Imena teh lun so izbrana iz oseb v delih Williama Shakespearja in Alexandra Popa. Glavnih satelitov je pet: Miranda, Ariel, Umbriel, Titanija in Oberon. Manjši pa so: Kordelija, Ofelija, Bianca, Kresida, Desdemona, Julija, Portia, Rozalinda, Belinda, Puck in drugi

Uranski satelitski sistem je najmanjši med plinastimi orjaki; skupna masa vseh petih največjih lun je manjša od polovice mase Tritona. Največja luna, Titanija, ima premer 788,9 km, oz. manj kot polovico premera Lune, a malenkost več kot Rea, druga največja Saturnova luna. S tem je Titanija osma največja luna v Osončju. Lune imajo tudi sorazmerno majhen albedo: Od 0,20 (Umbriel) do 0,35 (Ariel; v zeleni luči). Lune so ledeno skalni konglomerati, sestavljeni iz približno enakih delov ledu in skal. Domneva se, da lahko led vsebuje amonijak in ogljikov dioksid.

Med vsemi lunami ima Ariel najmlajšo površino z najmanj udarnih kraterjev, medtem ko ima Ubriel najstarejšo. Na Mirandi se nahajajo kanjoni, ki so približno 20 km globoki, terasaste plasti in s kaotično razliko v starosti površja in drugih značilnostih.

Vidnost Urana

Velikostna primerjava Zemlje in Urana

Navidezni sij Urana niha med +5,5 in +6,0, zato ga je moč na temnem nebu videti s prostim očesom kot zelo šibko zvezdo. Zlahka pa se ga najde z navadnim daljnogledom. Z Zemlje ima premer štirih ločnih sekund. V večjih ljubiteljskih daljnogledih (objektiv mora biti večji od 30 cm) izgleda planet kot bled moder disk z značilnim senčenjem roba, vidna pa sta lahko tudi Titanija in Oberon. Tudi z večjimi profesionalnimi inštrumenti na disku planeta ni možno videti podrobnosti. Vendar pa so infrardeče raziskave njegovega ozračja z uporabo adaptivne optike prinesle nove in zanimive podatke.

Raziskave

Nasin Voyager 2 je bila edina sonda, ki je raziskovala Uran na kratki razdalji. 24. januarja 1986 se je na poti proti Neptunu približala vrhu atmosfere na 81.500 km. Merilni instrumenti so posredovali podatke o zgradbi in kemični sestavi atmosfere ter lastnostih magnetnega polja. Sonda je izvedla tudi prve natančne meritve Uranovih satelitov, pri čemer je odkrila deset novih, ter vseh devet do tedaj znanih obročev, pri čemer je odkrila dva nova. V bližnji prihodnosti nove raziskave niso načrtovane, sta pa orbiter in atmosferska sonda za preučevanje Urana med prioritetami v strategiji Nase med letoma 2013 in 2022.

Viri

• Arago, M. (1871). »Herschel«. Annual Report of the Board of Regents of the Smithsonian Institution. str. 198–223.
• Faure, Gunter; Mensing, Teresa (2007). »Uranus: What Happened Here?«. V Faure, Gunter; Mensing, Teresa M. (ur.). Introduction to Planetary Science. Springer Netherlands. doi:10.1007/978-1-4020-5544-7_18.
• Hussmann, Hauke; Sohl, Frank; Spohn, Tilman (2006). »Subsurface oceans and deep interiors of medium-sized outer planet satellites and large trans-neptunian objects«. Icarus. Zv. 185. str. 258–273. doi:10.1016/j.icarus.2006.06.005.
• Jacobson, R. A.; Campbell, J. K.; Taylor, A. H.; Synnott, S. P. (1992). »The masses of Uranus and its major satellites from Voyager tracking data and Earth-based Uranian satellite data«. The Astronomical Journal. Zv. 103, št. 6. str. 2068–2078. Bibcode:1992AJ....103.2068J. doi:10.1086/116211.
• Lunine, Jonathan I. (september 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.{{navedi časopis}}: Vzdrževanje CS1: samodejni prevod datuma (povezava)
• Podolak, M.; Weizman, A.; Marley, M. (december 1995). »Comparative models of Uranus and Neptune«. Planetary and Space Science. 43 (12): 1517–1522. Bibcode:1995P&SS...43.1517P. doi:10.1016/0032-0633(95)00061-5.{{navedi časopis}}: Vzdrževanje CS1: samodejni prevod datuma (povezava)
• Sheppard, Scott S.; Jewitt, David; Kleyna, Jan (2006). »An Ultradeep Survey for Irregular Satellites of Uranus: Limits to Completeness«. The Astronomical Journal. Zv. 129. str. 518–525. doi:10.1086/426329.
• Smith, B. A.; Soderblom, L. A.; Beebe, A.; in sod. (1986). »Voyager 2 in the Uranian System: Imaging Science Results«. Science. Zv. 233, št. 4759. str. 97–102. doi:10.1126/science.233.4759.43. PMID 17812889.

Zunanje povezave

• Uran na Devet planetov Arhivirano 2006-09-11 na Wayback Machine.
• Nasina stran o podatkih o Uranu
• Slike Urana teleskopa Keck, ki kažejo najboljši pogled z Zemlje - Izjava za javnost s fotografijami, ki prikazujejo obroče, satelite in oblake
• Poročila odkritja obročev in lun 22. decembra 2005** Pri Uranu odkrite nove lune in obroči, SPACE.com
  • Okrog Urana odkrita še dva obroča, MSNBC
• Uran na planetni fotoreviji Laboratorija za reaktivni pogon (JPL).