Tamás Ferenc: Naprendszer elemei – Uránusz

Az Uránusz a Naptól számítva a hetedik bolygó, belülről számítva a harmadik gázóriás. A harmadik legnagyobb átmérőjű és a negyedik legnagyobb tömegű bolygó. Felfedező: Sir William Herschel 1781.március 13-án. A későbbi számításokból kiderült, hogy a bolygót már többször is megpillantották, de mindannyiszor csillagnak vélték és az elmozdulásait mérési hibának tekintették. Maga Herschel is eleinte üstökösnek hitte bolygót, csak később döbbent rá saját felfedezésére. A bolygó nevét Johann Elert Bode német csillagász javasolta. A görög mitológiában Uránosz atyja Krónosznak, amely a Szaturnusz megfelelője, az ég ura.

Herschel hat évvel később fedezte fel a bolygó két nagy holdját, a Titániát és az Oberont. 1851-ben Lassel találta meg az Arielt és az Umbrielt. Végül 1948-ben fedezte fel Gerard Kuiper a Mirandát.

(Kép eredetije: https://www.nasa.gov/image-feature/voyager-2-image-of-uranus)

A szikár adatok:

• Tömeg: 8,68*10²⁵ kg (= 14,5-szerese a Földének).
• Egyenlítői sugár: 25559 km (= 4-szere a Földnek).
• Térfogat: 6,8*10¹³ km³ (= 63-szorosa a Földnek).
• Átlagos sűrűsége: 1,318 g/cm³.
• Átlagos távolság a Naptól: 2870 millió km. (= 19,19-szerese a Földének)
• Összetétele: (főleg) gázok.
• Felszíni gravitáció: 8,69 m/s² (földi nyomáson).
• Keringési idő a Nap körül: 30707 nap (= 84,07 év).
• Forgási idő (az ottani egyenlítőnél): 17 óra 14 perc.
• Holdja: (kb.) 27 + gyűrűk.

Az Uránusz légköre a többi nagybolygóhoz hasonlóan főleg hidrogénből (83%) és héliumból (15%) áll, de ez mellett van metán (2%) is. Egy 2018-as kutatás szerint az égitest felső légköre jelentős mennyiségű hidrogén-szulfidot tartalmaz, ami a záptojás illatáért felel, illetve nagy mennyiségben előfordul az emberi szellentésben is. Az atmoszféra felső rétege elnyeli a vörös fényt, ezért a bolygó a külső szemlélő számára kékeszöld színűnek látszik. A felhők a Jupiterhez és a Szaturnuszhoz hasonlóan itt is sávokban mozognak, de azok itt nem olyan látványosak, mint a belsőbb óriásbolygóknál. Az alábbi 2006-ban a Hubble Űrteleszkóp által készített képen jól látszanak ezek a bizonyos sávok, valamint a kép jobb oldalán egy meglehetősen nagy sötét folt.

(Kép eredetije: https://solarsystem.nasa.gov/resources/454/hubbles-uranus/)

Ami viszont egészen szokatlan az a bolygó tengelyelhajlása, ami 90 foknál is nagyobb (pontosabban 97,77^o). Így az egyik pólus a Nap irányában van. Éppen a távoli Nap melegítő hatása miatt a napközeli póluson melegebb van, mint a bolygó egyenlítőjén. A nagy tengelyelhajlás egy több milliárd éve történt ütközés eredménye lehet. A bolygó lassú keringése miatt mindegyik póluson 42 évig látható a távoli Nap, amit 42 év sötétség követ.

Az általános tudományos vélekedés szerint a bolygó három rétegből áll: egy szilikát/vas-nikkel mag van a bolygó közepén, melyet egy jeges köpeny vesz körül (víz, ammónia, jeges metán), végül jön a bolygó atmoszférája (hidrogén, hélium, metán gáz). Ezen kívül jön a bolygó felső légköre, amit a legkülső felhőréteg alkot. Az alábbi kép ezt a szerkezetet mutatja:

(Kép eredetije: http://www.thetimenow.com/astronomy/uranus.php)

A Voyager-2 űrszonda 1986-os bolygóközelítése előtt a bolygó mágneses mezőjéről főleg csak találgatások voltak. Az űrszonda megfigyelései szerint a bolygó mágnesessége különös, mivel nem a forgástengely szerinti, hanem 59 fokos szöget zár be azzal. Ráadásul a tengely kb. a bolygó sugarának 1/3-ánál van. Ha még ez nem lenne elég, akkor az űrszonda mérései szerint a két pólus nem egyforma erős a két féltekén. Ez a különös struktúra látható az alábbi videóban:

A bolygónak kb. 27 ismert holdja van, melyek William Shakespeare és Alexander Pope karaktereiből kapták nevüket. Az öt nagyobb hold: Miranda, Ariel, Umbriel, Titania és Oberon. Az alábbi képen az 5 nagyobb hold montázsa látható:

(Kép eredetije: http://www.seasky.org/solar-system/uranus-menu.html)

Az 5 nagy hold a Földről is megfigyelhető egy jó felbontású távcsővel, de a többi, jellemzően apróbb hold eleinte csak a Voyager-2 szonda felvételinek elemzése alapján került elő. Az Uránusz legnagyobb holdja, a Titánia mindössze 788,9 km sugarú, így a többi nagybolygó kísérőjéhez képest elég kicsi, de még a Föld Holdjához képest is csak feleakkora. Az alábbi képet a Voyager-2 készítette 1986-ban. Jól láthatók a Titánia hold völgyei és becsapódási kráterei.

(Kép eredetije: https://apod.nasa.gov/apod/ap960304.html)

Ezek a kísérők zömmel kőből állnak, de itt is előfordul jégből álló szatellita. Például az Ariel anyaga kb. fele-fele arányban áll kőből és jégből. Az Ariel felszínéről készített mozaikfelvételen is jól láthatóak a hatalmas völgyek. A hold kb. 600 km sugarú. A képen látható óriási völgyek 5-10 km mélyek lehetnek. Mivel a holdnak valószínűleg nincsen geológiailag aktív magja, így kérdéses a völgyek keletkezése. A felvételeket a Voyager-2 készítette 1986. jan.24-én 130ezer km távolságra a holdtól.

Kép eredetije: https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA01534)

A holdak legfurcsábbja a nagyobb holdak közül a legbelsőbb, a Miranda. Átmérője mindössze 500 km, de a felszínén hatalmas kanyonok láthatók. Méretarányosan 12-szer mélyebben, mint a földi Grand Kanyon. A hatalmas völgyek mellett számtalan becsapódási kráter is látható. Az alábbi kép mindössze 31ezer km-re készült a Miranda felszínéről.

(Kép eredetije: https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00140)

A szonda által készített felvételekből összeállítottak egy jól látható (angol nyelvű) videót, melyet itt lehet megtekinteni:

A többi holdról is vannak adatok, de a túl nagy távolság a részletes vizsgálatukat jelenleg lehetetlenné teszi.

Az Uránusznak is van gyűrűrendszere, melyet 1977-ben egy csillagfedés alkalmával fedeztek fel. Részletesebb felvételeket a már sokszor emlegetett Voyager-2 készített a gyűrűkről.

Az Uránusznál 2018-ig csak a Voyager-2 űrszonda járt, pár mérés mellett rengeteg felvételt készítve. Bár a tudósuk azóta is javasoltak több küldetést, de ezt főleg anyagi okok miatt nem hagyták jóvá. További anyagokat és képeket találhat az Uránuszról itt: https://www.nasa.gov/uranus. A holdakról pedig itt található képeket és anyagokat: https://solarsystem.nasa.gov/moons/uranus-moons/.

2023. febr. 6-án a James Webb Űrtávcső közeli infravörös kamerája (NIRCam) káprázatos felvételt készített az Uránusz gyűrűiről, amely a https://www.nasa.gov/sites/default/files/styles/full_width/public/thumbnails/image/stsci-01gwqdqcs9rf0dxmrvq49k4k3b.png?itok=5OAwQt8n címen tekinthető meg eredetiben. Az eredeti képet a NASA csillagászai módosították 1,4 és 3,0 mikronos szűrővel, így kék és narancssárga árnyalatokkal tették érthetőbbé. További információk: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/nasa-s-webb-scores-another-ringed-world-with-new-image-of-uranus

Felhasznált források:

• https://www.nasa.gov/image-feature/voyager-2-image-of-uranus
• http://sterni.web.elte.hu/anyag/ora2.html
• https://www.nasa.gov/uranus
• https://24.hu/tudomany/2018/04/24/uranusz-szaga/
• https://solarsystem.nasa.gov/resources/454/hubbles-uranus/
• http://www.thetimenow.com/astronomy/uranus.php
• http://www.seasky.org/solar-system/uranus-menu.html
• https://apod.nasa.gov/apod/ap960304.html
• https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA01534
• https://solarsystem.nasa.gov/moons/uranus-moons/miranda/in-depth/
• https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00140
• https://www.nasa.gov/multimedia/imagegallery/image_feature_344.html
• https://hu.wikipedia.org/wiki/Ur%C3%A1nusz
• https://hu.wikipedia.org/wiki/Az_Ur%C3%A1nusz_holdjai
• https://en.wikipedia.org/wiki/Uranus
• https://solarsystem.nasa.gov/moons/uranus-moons/
• https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/nasa-s-webb-scores-another-ringed-world-with-new-image-of-uranus