Planet Uranus

οὐρανός [uranós], „Himmel“) isch vu dr Sunne us gsähe mit durchschnittlich 2.9 Milliarde km Entfernig dr sibt Planet im Sunnesystem un wird zue dr ussere jupiterähnliche (jovianische) Planete grechnet, dr sognennte Gasriese. Dr Planet isch anno 1781 vum ditsch-britische Astronom Wilhelm Herschel entdeckt worre un uf dr Himmelsgott Uranos us dr grichische Mythologi daift.

Uranus
Dr Uranus (Ufnahm durch Voyager 2, 1986).
Eigeschafte vum Orbit
Grossi Halbax	19,201 AE (2.872,4 · 106 km)
Perihel – Aphel	18,324 – 20,078 AE
Exzentrizität	0,0472
Neigig vu dr Bahnebeni	0,770°
Siderischi Umlaufzit	84,011 a
Synodischi Umlaufzit	369,66 d
Mittleri Orbitalgschwindigkeit	6,81 km/s
Chleinschter – gröschter Erdabstand	17,259 – 21,105 AE
Physikalischi Eigeschafte
Äquator – Poldurchmesser*	51.118 – 49.946 km
Masse	8,683 · 1025 kg
Mittleri Dichti	1,27 g/cm3
Hauptbestanddeile (Stoffadeil vu dr obere Schichte) Wasserstoff: 82,5 ± 3,3 % Helium: 15,2 ± 3,3 % Methan: 2,3 %
Fallbeschlünigung*	8,87 m/s2
Fluchtgschwindigkeit	21,3 km/s
Rotationsperiode	17 h 14 min 24 s
Neigung vu dr Rotationsax	97,77°
Geometrischi Albedo	0,51
Max. schinbari Helligkeit	+5,6m
Temperatur* Min. – Mittel – Max.	76 K (–197°C)
*bezoge uf's Nullniveau vum Planet
Suschtigs
Mönd	27 + Ringsystem
Grösseverglich zwische dr Erde un em Uranus (massstabsgrechti Photomontage).

Mit iber 51.000 km Durchmesser isch dr Uranus viermal so gross wie d Erde un under günschtigschte Umstände freiäugig sichtbar (+6 Magnitude, die underscht Grenze fier e sichtbare Stern bi ganz klarem, dunkle Himmel). S blassgrüen Schibli vu numme 3,5" Winkeldurchmesser isch erscht in Teleskope ab 10 cm Öffnig as sonigs z erchenne. Physikalisch isch dr Uranus mit em Neptun verglichbar un nimmt nooch sällem mit guet 14 Erdmasse in dr Masserangfolg vum Sunnesystem dr viert Platz under dr Planete i. Im Durchmesser lit er chnapp vor em Neptun uffem dritte Platz – nooch em Jupiter un em Saturn. Wäg em Wasserisvorchumme im Innere, wo us der Dichti abgleitet wird, werre dr Uranus un dr Neptun au „Isrise“ gnennt un underschide sich ditlich vum Jupiter un vum Saturn.

S astronomisch Symbol vum Uranus isch im Marssymbol ähnlich. Im Unterschid zue sällem het dr Chreis e Zentralpunkt, und dr Pfil uf em Chreis stoht senkrecht. E anders wit verbreitets Zeichen isch ♅ – e H, wo durch dr Middelstrich e senkrechte Strich mit eme chleine Chreis am undere Ende goht. S H stoht fier dr Uranusentdecker Herschel.

Umlaufbahn

Dr Uranus lauft uf ere annächernd chreisförmige Umlaufbahn mit ere Exzentrizität vu 0,0457 zwischenem Saturn un em Neptun um d Sunne. Si sunnennächschte Punkt, s Perihel, lit bi 18,324 AE un si sunnefernschte Punkt, s Aphel, bi 20,078 AE. Mit fascht 3 Mrd. km Abstand het er guet die dopplet Entfernig zue dr Sunne wie dr nächscht inner Planet Saturn. Sälle Bahnradius basst gnau zue dr 1766 formulierte Titius-Bode-Reihe. Dorum het d Entdeckig vum Uranus as Bestätigung vu dr domalige, vum Johannes Kepler begründete Sicht vu ere „Weltharmoni“ gulte.

D Bahnebeni isch mit 0,772° numme wänig gege d Erdbahnebene gneigt - dr gringscht Wert vu alle andere Planete vu dr sognennte Inklination. Fier e Umlauf um d Sunne - s Uranusjohr - brücht dr Uranus guet 84 Erdejohre. Bi ere middlere Bahngschwindigkeit vu 6,81 km/s dürts guet zwei Stund, bis er si eigene Durchmesser uf dr Umlaufbahn zruckglegt het. (D Erde - allerdings numme e Virtel so gross un fimf Mol schneller brücht etwa sibe Minüte). Die zuenämmende Abwichige zwische dr am Afang berechnte un dr datsächliche Umlaufbahn vum Uranus hän 1846 zue dr Entdeckig vum Neptun gfüehrt.

Rotation

Dr Uranus drillt sich in 17 Stunde 14 Minüte un 24 Sekunde eimol um si Ax. Wie bi alle Gasplanete weihe in dr Hochatmospäri starchi Wind im Drillsinn. In südliche Breite (guet 60°) beweggt sich die sichtbar Atmosphäri vil schneller un d Rotationsdür isch dert mit 14 Stunde entsprechend chürzer.

D'Nordhalbchugel het mer bim Vorbiflueg vu Voyager 2 am 24. Jänner 1986 - em bislang einzige Bsuech vu dr Erde in dr Nächi - nit beobachte chänne. Denn as e Bsunderheit lit d'Rotationsax vum Planet annächernd in sinere Bahnebeni, er „chulleret“ gwissermasse uf dr Bahn, wenn d'Ax wie anno 1986 in d'Richtig vu dr Sunne zeigt. D'Axneigig gege s'Bahnebenelot betrait 97,77°, so dass dr Uranus rucklaifig rotiert. As Folg vu sällere extreme Neigig isch nooch jedem halbe Umlauf eimol d'Nordhalbchugle un eimol d'Südhalbchugle in dr Sunne zuegwendet. Mit Usnahm vu ere schmale Äquatorregion herrscht no uf dr jewilige Halbchugle ständig Dag bzw. Nacht (verglichbar mit em Polardag un dr Polarnacht uf dr Erde). In dr Nächi vu dr Pole cha e Sunnedag doher bis zu eme halbe Uranusjohr dure.

2007 isch d'Uranusax zue drDag-un-Nacht-Glichi churz in sinere Äquatorebeni gläge.

D'Ursache vu dr extreme Axneigig isch nit bekannt. Die verbreitetscht Hypothese nimmt e Kollision mit eme guet erdgrosse Protoplanet während dr Entstehigsphase a, wobi, wil si in dr Äquatorebeni liige, d'Uranusmönd erscht denoch entstande si sotte.

Dr Uranus het ei fier Gasplanete typisch nidrigi Dichti vu 1,27 g/cm³. Dr Äquatordurchmesser betrait 51.118 km. Säll entspricht zimlig gnau im virfache Erddurchmesser. Wäge dr relativ schnelle Rotation, verstärcht durch die ring Dichti, wiist dr Uranus mit eme Poldurchmesser vu 49.946 km e ditlichi Abplattig vu 1:44 uf. Er isch nooch em Jupiter un em Saturn dr drittgröscht Planet im Sunnesystem, aber wäge dr ringere Dichti liichter wie dr Neptun.

Im Strukturmodell wird dr Uranus as e flüssige Planet mit ere gasförmige obere Schicht oder Atmosphäre agsähe, wo nit chlar nooch unde begrenzt isch. Wil sich dr Druck mit gösserer Diefi iber dr kritisch Punkt erhöht, goht d'Gashülle ohni Phaseibergang vum gasförmige in e flüssige Zuestand iber. As Oberflächi isch sälle Beriich definiert, wo dr Druck 1 bar gross isch. D'Oberflächeschweri macht uf dr 1-bar-Ebeni numme 90 % vu dr Erdschweri us.

Obwohl im Uranus si Dichti eweng ringer wie sälli vum Jupiter isch, het er andeilmässig meh schwereri Elemente (schwerer wie Wasserstoff un Helium) wie sälle. Die 22-mol grösser Masse vum Jupiter füehrt nämlig zue ere grössere Eigegravitation un folglich grössere Eigekompression wie bim Uranus. Sälli zuesätzlich zusammenziegedi Chraft het die höcher Dichti vum Jupiter zur Folg. Dät dr Uranus us dr gliche Elemente wie dr Jupiter bestoh, dät er e noch vil ringeri Dichti ha

Oberi Schichte

 

D'Hauptbestandteil vu dr obere Schichte vu dr Gashülle sin molekulare Wasserstoff mit 82,5 ± 3,3 Vol-%, atomars Helium mit 15,2 ± 3,3 Vol-% un guet 2,3 Vol-% Methan. S' Masseverhältnis Helium:Wasserstoff isch mit 0,26 nooch bim ursprüngliche Masseverhältnis in dr Sunne vu 0,27. As Näbebestandteil folgt Deuterium mit guet 148 ppm Volumenadeil. As Aerosole werre Ammoniakis, Wasseris, Ammoniumhydrogensulfid un Methanis diskutiert. Wasserstoff cha (vu dr Erde us) im Spektrum vum Sunneliecht, wo durch die planetarische Wolken gstreit wird, noochgwiise werre. S'Verhältnis Wasserstoff zue Helium het durch d'Refraktion (Brechig) vum Radiosignal vu Voyager 2 durch d'Atmosphäri bestimmt werre chänne, wo d'Sonde dr Funkschatte vum Planet durchfloge het.

S'Sunneliecht wird vu dr obere Wolkeschichte reflektiert. Sälli befinde sich under ere Schicht us Methangas. Wenn s'reflektiert Liecht sälli Schicht durchquert, wird dur s'Methangas dr rötlich Deil vum Liecht absorbiert, während dr blau Adeil ughinderet passiere cha. Dodurch erschint dr Uranus blaugrüen.

Si Atmosphäri cha in drei Schichte unterdeilt werre: D'Troposhäri in Höchene zwische −300 un 50 km un Drücke vu 100 bis 0,1 bar. D'Stratosphäri befindet sich in Höche zwische 50 un 4000 km un d'Drücke betrage 0,1 bis 10^–10 bar. D'Thermosphäri/Korona erstreckt sich vu 4000 km bis zu 50.000 km iber dr Oberfläche. Es git kei Mesosphäri.

Troposphäri

 

D'Troposphäri isch dr unserscht un dichtischt Deil vu dr Atmosphäri. Mit stigeder Höchi fallt ihr Temperatur ab. Am undere Ende vu dr Troposphäri, wo guet 300 km under em 1-bar-Level lit, betrait d'Temperatur guet 320 K (ca. 50 °C). Bis zum obere Beriich vu dr Troposphäri, wo sich in 50 km Höchi befindet, fallt d'Temperatur uf guet 53 K (-220 °C) ab. Si enthaldet fascht die gsamt Masse vu dr Atmosphäri un isch au fier dr Grossdeil vu dr planetarische Wärmiusstrahlig (ferni Infrarotstrahlig) verantwortlich.

D'Wolke bestehe schins us Partikel vu gfrorenem Methan, wo as heisses Gas us diefere Lage ufgstige un in dr ussere Schichte kondensiert isch. Mer vermuetet, dass Wasser die undere Wolke bildet, währed die obere Wolke eher us Methan bestehe. D'Windgschwindigkeite betrage bis zue 200 m/s beziegigswis guet 700 km/h. D'Temperatur betrait bi 1 bar ca. 76 K (−197 °C), bi 0,1 bar 53 K (−220 °C).

Si effektivi Temperatur lit bi numme 58,1 K (−214 °C), chum mehr wie bim entferntere Neptun. Sälli Strahligstemperatur isch d'Temperatur, wo d'Uranusatmosphäri im Berich vu 0,4 bar ufwiist. Die niedrigscht Temperatur in dr Atmosphäri wird bi 70 mbar mit 52 K (-221 °C) gmesse.

Stratosphäri

In dr Stratospäri, dr middlere Schicht vu dr Uranusatmosphäri, erhöht sich im allgmeine d'Temperatur mit dr Höchelag. An dr undere Grenze bi 50 km (bi dr Tropopause) sin's noch 53 K, währed d'Temperatur in 4000 km Höchi (an dr Grenze zue dr Thermosphäri) scho 800 bis 850 K betrait. Ursach fier die Erhitzig vu dr Stratosphäri isch d'Absorption vu solarer UV- und IR-Strahlig durch Methan un anderi Chohlewasserstoffe, wo sich in sällem Deil vu dr Atmosphäri as Ergebnis vu dr Methanphotolyse bilde. Dr Wärmetransport vu dr heisse Thermosphäri chönnt ebefalls dezue wirke. D'Chohlewasserstoffe besetze e relativ enge Beriich in Höchene vu 100 bis 280 km. Debi betrait dr Druck guet 10 bis 0,1 mbar und d'Temperature lige zwische 75 und 170 K.

Ethan un Ethin (Acetylen) neige dezue, im chältere undere Beriich vu dr Stratosphäri un in dr Tropopause näblige Schichte z'forme. Si chönnte deilwiis fier die detailarm Erschinig vum Uranus verantwortlich si. D'Konzentration vu Chohlewasserstoffe isch in dr Stratosphäri vum Uranus' oberhalb vu sälle Nebel wesetlich nidriger wie in dr Stratosphäre vu dr andere Gasriise. Säll un dir schwach vertikal Durchmischig iber dr Nebelschicht mache d'Stratosphäri vum Uranus durchsichtiger un as Ergebnis chälter wie sälli vu dr andere Gasplanete.

Thermosphäri un Korona

Die usserscht Schicht vu dr Uranusatmosphäru Uranus' isch d'Thermsphäri un die sognennt Korona. Si wiist e einheitlichi Temperatur vu 800 bis 850 K uf. Säll isch viil höcher wie die 420 K in dr Thermosphäri vum Saturn. D'Wärmequelle fier die Ufheizig sin nit bekannt. Weder solars ultravioletts Liecht noch Polarliechtaktivitäte chänne gnue Energi defir bereistelle. Verringerti Wärmiabstrahlig wäge eme Mangel an Chohlewasserstoffe in dr obere Stratosphäri chännte e Ursach si. Zuesätzlich zue molekularem Wasserstoff enthalte d'Thermosphäri un d'Korona e grosse Adeil an freie Wasserstoffatome. Sälli ihri ring molekular Massi chännt zämme mit dr hoche Temperaturen erkläre, worum sich d'Korona so wit (50.000 km oder zwei Uranusradie) vum Planet eweg usdähnt. Sälli erwittert Korona isch e einzigartigs Merkmal vum Uranus. D'Korona bremst die chleine Partikel ab, wo dr Uranus umchreisen - drum sin d'Uranusring sehr staubarm.

Ionosphäri

D'Ionoshäri vum Uranus entspricht sinere Thermosphäri zämme mit em obere Deil vu dr Stratosphäri. Hauptsächlich weiss mer iber d'Ione durch Messige vu Voyager 2 Bscheid, sowie durch Infrarot-Emissione vum H₃⁺-Ions, wo vu erdbundene Teleskopen feschtgstellt worre sin. D'Beobachtige zeige, dass d'Ionosphäri Höchene zwische 2.000  un 10.000 km besetzt. Si wird hauptsächlich vu dr UV-Strahlig vu dr Sunne ufrechterhalte un ihri Dichti hängt vu dr Sunneaktivität ab. D'Aktivität vu dr Aurora (Polarliecht) isch nit so uffällig wie bim Jupiter un em Saturn. Die ober Ionosphäri (d'Region vu dr Thermosphäri) isch d'Quelle vu dr UV-Emission vum Uranus, wo as „Dagesglüehe“ oder „Elektroglüehe“ bekannt isch. Säll goht ebeso wie d'IR-Strahlig vu dr H₃⁺-Ione numme vu dr sunnenbeschinene Site vum Planet us. Säll rätselhaft Phänomen, wo bi dr Thermosphäre vu allene Gasriise uftritt, wird numme as e UV-Fluoreszenz vu atomarem un molekularem Wasserstoff dütet, wo vu Sunnestrahle mit ere mögliche Beteiligung vu Photoelektrone agregt wird.

Innerer Ufbau

 

Under dr dichte, gasförmige Wasserstoff-Methan-Hülle bestoht dr Uranus us deilwiis verflüssigte Gase, Is un möglicherwiis eme chleine Gsteinschern. D'Gashülle goht durch Kompression in e „Chruschte“ us Wasserstoff un Helium iber, wo guet 30 % vum Planeteradius usmacht. D'Masse vu sälle obere Schicht macht guet die 0,5- bis 1,5-fach Erdmasse us.

Dr eweng dicker Mantel us Wasser, Methan un Ammoniak het vermuetlich d'Konsistenz vu Is un beinhaltet dr Grossdeil vu im Uranus sinere Masse. Sälli dicht Flüssigkeit, wo elektrisch sehr leitfähig isch, wird menkmol au Wasser-Ammoniak Ozean gnennt.

Sälle Mantel umschliesst e chleine, meglicherwiis flüssige Chern us Silicium un Ise mit ere in dr Erde verglichbare Masse.

Sälle Ufbau isch mit sällem vum Neptun verglichbar, underschidet sich aber dütlich vu dr Riiseplanete Jupiter un Saturn. Sälli hän prozentual meh Wasserstoff un wäniger Helium (ähnlich wie d'Sunne), und ihri Mäntel bestehe grossdeils us metallischem Wasserstoff. D'Cherne vum Uranus un em Neptun ähnle jene vum Jupiter un vum Saturn, aber es fählt die starch komprimiert Hülle us Wasserstoff. Im Zentrum vum Uranus dürft e Druck vu rund acht Millione bar bi ere Temperatur vu etwa 5000 °C - wäniger wie in Erdchern - herrsche.

Mer vermuetet, dass im Uranus si Materie relativ gliichmässig verdeilt isch. In Bezug uf interni Wärmequelle isch er e Usnahme under dr ussere Planete. S isch us bisher unerchlärliche Gründ kei Wärmivorrat meh us dr ursprüngliche Kontraktion un Stofftrennig vorhande. E möglichi Erchlärig fier s'Fähle vu dr innere Wärmiquelle bestoht dodrin, dass wägem Ischlag, wo si Rotationsax kippt ha soll, dr Grossdeil vu dr ursprüngliche innere Hitze verlore gange sei. Nooch ere andere Hypothese existiere in dr obere Uranusschichten einigi Barriere, wo dr Wärmitransport us em Innere behindere. Si Energiquelle isch drum numme absorbierti Sunnestrahlig, denn er strahlt im Underschid zue dr andere Gasplanete nit meh Wärmi ab, wie er vu dr Sonne erhaldet.

Wetter

 

Bilder vu Voyager 2 hän anno 1986 im sichtbare Spektrum praktisch keini Oberflächedetails zeigt. Wolkebänder oder Stürme, wie mer si suschst uf andere Gasplanete beobachte cha. het mer chum erchenne chänne. Dr Wolkebänder, wo in Richtig vu dr Rotation schnell weihe, sin numme sehr schwach usprägt. E möglichi Erchlärig fier säll verglichswiis ruehig Wetter un die unuffällige Wolkeformatione chännt in dr schwache innerere Wärmiquelle vum Planet lige.

Während em Vorbiflueg vu Voyager 2 isch d'Sunne iberem Südpol gstande. Trotzdem isch dr Uranus us ubekannte Gründ am Äquator wärmer wie am sunnige Pol gsi. Dodrus hän d'Wisseschaftler errechnet gha, dass sogar dr dunkel Pol eweng wärmer isch, wie sälle wo vu dr Sunne bestrahlt wird. D'Temperature in dr Atmosphäri sin durch die sehr langsam Abchüehlig – un andrersits sehr langsam Erwärmig – erstaunlich usgliche.

Die südlich Hemisphäri cha in zwei Regione ufdeilt werre: E helli Polarchappe un dunkleri äquatoriali Bänder. D'Grenze lit bi ugfähr 45° südlicher Breiti. E schmals Band, wo dr Planete zwische nem 45te un 50te südliche Breitegrad umspanne duet, isch s'hellscht gross Merkmal uf dr Oberflächi vum Planet. Es wird dr südlich „Chrage“ (engl. „collar“) gnennt. D'Polarkappe un dr „Chrage“ sin möglicherwiis e dichti Region vu Methanwolke. Jedoch hän am Afang vum 21. Jahrhunderts, wo au d'Region vu dr nördliche Polarkappe ins Sichtfeld chumme isch, s'Hubble-Weltrümteleskop un s'Keck Teleskop uf Hawaii weder e „Chrage“ noch e Polarkappe in dr nördliche Hemisphäri beobachtet. Sällewäg erschint dr Uranus asymmetrisch: hell in dr Nähe vum Südpol un einheitlich dunkel in dr Region nördlich vum südliche „Chrage“.

 

Bis 2007 het sich dr Uranus sinem Äquinoktium gnächeret un drum wird d'Nordhalbchugle immer meh belüchtet. As Folg vu sällere erhöhte Sunneistrahlig zeige nejeri Ufnahme vum Hubble-Weltrümteleskop vil stärcher usbildeti Bänder un erhöhti Wetteraktivität in dr nördliche Hemisphäri. Demnooch herrsche in dr Atmosphäri vum Gasplanet, trotz sinere grosse Entfernig vu dr Sunne, usprägti Johreszitte. Er empfangt numme ei Vierhundertschtel vu dr Sunnenwärmi, wo d'Erde empfangt - 3,5 Watt pro Quadratmeter gege 1400 Watt. D'Sunne erschint vu ihm us numme as e winzigi Schibe. Trotzdem strahlt si immer noch 1100 mol heller wie dr Vollmo am Himmel vu dr Erde.

Bilder vum Keck-Observatorium hän anno 2004 zeigt, dass sich Wirbelstürm deilwiis iber vili Munät lang halte. In dr nördliche Hemisphäri hän d'Forscher e guet 29.000 km langi Wolkeformation entdeckt. Sälli isch die gröscht bislang beobachtet Wolkestruktur gsi. Si het sich aber scho e Munät später wiider ufglöst. Langläbiger het sich e grosse Sturm in dr südliche Hemisphäri zeigt, wo sich scho sit mehrere Johre us ubekannte Gründe iber fümf Breitegrad riber uffi un abi bewegt het.

Magnetfeld

 

S'Magnetfeld vum Uranus isch ugwöhnlich un het d'Form vu eme Quadrupol mit 2 Nord- un 2 Südpole. Ei Polpaar isch um fascht 60° gegeniber dr Rotationsax gneigt un het si Ursprung nit im Zentrum vum Planet, sundern isch um ei Drittel vum Planeteradius uf Süde hi versetzt. Vermuetlich wird es durch Bewegige in nit allzue grosser Diefi erzügt, möglicherwiise durch ionisierts Wasser. Dr Neptun het e ähnlich gformts un verschobes Magnetfeld, was druf anidütet, dass die starch Abwichig nint mit dr Grössi vu dr Axneigig z'due he, sundern mit em innere Ufbau. D'Magnetosphäri vum Uranus isch iber sinere Nachtsite anno 1986 durch d'Rotation korkeziegerartig verwirbelet gsi.

Die ugwöhnlich Geometri resultiert in ere hoch asymmetrische Magnetosphäri, wo d'Stärchi vum Magnetfeld in dr südliche Hemisphäri bis zue 0,1 Gauß (10 µT) gring si, in dr nördliche Hemisphäri bis zue 1,1 Gauß (110 µT) starch si cha. S'durchschnittlich Feld uf dr Oberflächi betrait 0,23 Gauß (23 µT). Im Vergliich dezue isch s'magnetisch Feld vu dr Erde an beide Pole etwa gliich starch, un ihr „magnetische Äquator“ isch annächered parallel mit ihrem physikalische Äquator. S'Dipolmoment vum Uranus isch 50 mol stärcher wie säll vu dr Erde.

Im Uranus si Magnetosphäri enthaldrt gladeni Deilli: Protone un Elektrone un e chleine Adeil an H2+ Ione. Dr Partikelfluss isch hoch gnue, um e Verdunkle oder e Erosion vu dr Mooberflächi ime astronomisch churze Zitrüm vu 100.000 Johre z'bewirke. Säll chönnt d'Ursach fier die einheitlich dunkel Färbig vu dr Mönd un vu dr Ring si. Dr Uranus het relativ guet entwickleti Aurorae, wo ass helli Böge um die magnetische Pole gsähe werre.

 

 

Dr Uranus isch wie alli Gasriise im Sunnesystem vu vile sehr chleine Chörper un Deilli umgä, wo dr Planet in sinem Drillsinn umchreise un mit ihre underschidlich dicht belegte Umlaufbahne e System vu konzentrische Ringe bilde. Sälli befinde sich meischtens in dr Äquatorebeni vum Planet un in dr Hauptsach innerhalb vu dr Roche-Grenze.

S'Ringsystem vum Uranus isch am 10. März 1977 vu James L. Elliot, Edward W. Dunham un Douglas J. Mink mit em Kuiper Airborne Observatory entdeckt worre. Sälli Entdeckig isch e Glücksfall gsi. Si hän nämlig plant gha, d'Bedeckig vum Stern SAO 158687 dur dr Uranus z'beobachte, um so im Uranus si Atmosphäri un Durchmesser z'undersueche. Bi dr Analyse vu ihrene Beobachtige hän si festgstellt, dass dr Stern churz vor un nooch dr eigetliche Bedeckig zuesätzlich je fimfmol churzzittig verschwunde isch. Si hän dodrus gfolgeret, dass es e Ringsystem um dr Planet gä müesst. D'Ringe sin no vu Voyager 2 direkt photographiert worre, wo d'Sonde im Jänner 1986 am Uranus vorbigfloge isch. S'isch nooch im Saturn sinem Ringsystem s'zweit gsi, wo im Sunnesystem entdeckt worre isch.

Im Uranus si Ringsystem isch wie säll vum Jupiter sehr fein un dunkel. Was Deilligrössi agoht, bestoht es wie säll vum Saturn sowohl us grobe Partikel un Brocke mit bis zue 10 Meter Durchmesser, wie au us feinem, aber andeilmässig viil gringerem Staub. Im Durchschnitt sin d'Deilli grösser wie sälli vu dr Saturnring, in dr Gsamtzahl aber viil wäniger. Mit Voyager 2 isch festgstellt worre, dass d'Gsamtmasse vu dr Uranusring ringer wie d'Deillimasse in dr Cassinische Deilig vu dr Saturnring isch. As uffälligschter Underschid zue Ring bi andere Gasplanete sin si meischtens schmal, aber scharf begrenzt un durch grossi, schinbari Leerrüm vunenander trennt. Nit alli vu ihne sin chreisförmig oder liige in dr Äquatorebeni vum Uranus. Dr hellschte vunene – vum Uranus us dr elft – wird mit em grichische Buechstab Epsilon (ε) bezeichnet. In sinem im Planet nächschte Beriich isch er 20 km breit und fascht undurchsichtig, in sinem im Uranus fernschte Abschnitt isch er aber mit 96 km guet fimfmol breiter un au fimfmol transparenter. Die innerschte Mönd Cordelia un Ophelia hebe as Schäfermönd dr dicht Epsilon-Ring vu inne un usse durch ihri Gravitationswirkig zämme.

Die zwei vum Hubble-Teleskop im Dezember 2005 zledscht entdeckte Ring befinde sich wiit usserhalb vu dr scho vorcher bekannte elf und sin wesetlich breiter. Wäge ihrem grosse Abstand zum Uranus werre si s'usser Ringsystem gnennt. Dr grösser Ring lit in dopplwt so grossem Abstand zum Planet wie die vorcher bekannte Ring. Dodemit sin 13 Ring bekannt. Im April 2006 hän Photos vum Keck-Observatorium d'Farbe vu dr neje Ring zeigt: ene isch blau, dr ander rot gsi.

S'Hubble-Teleskop het anno 2003 au zwei chleini Mönd gfunde, vo welle ein, dr Mab, si Orbit mit em usserschte nej entdeckte Ring deilt. Sälle Ring My (μ) zeigt si höchschti Dichti ime Abstand vu 97.700 km zum Uranuszentrum un sini Ringpartikel chönnte vum Mond Mab stamme.

 

D'Innechante vu sällem Ring lit 86.000 km vum Planetezentrum entfernt, an dr Umlaufbahn vum Mond Puck. E Besunderheit vum Ring isch e blaus Lüchte, wo suscht nu vom E-Ring vum Saturn bekannt gsi isch. Sälle Saturnring bestoht offebar us sehr feine Iskristalle, wo s'Sunneliecht reflektiere un wo ihri Quelle in Geysire uf em Saturnmond Enceladus hän. Säll stützt d'Vermuetig, dass die wäniger wie 0,0001 Millimeter grosse Ispartikel vum Uranusring, wo chlei gnue sin, um blaus Liecht z'streie, vum sehr ishaltige Uranusmond Mab stamme un durch Meteoriteischläg ins All beförderet worre sin.

Witter inne lit dr Ring Ny (ν), wo vu rötlicher Farb isch un er bestoht wohrschins näbe chleine au us grössere Komponente wie dr blau Ring. Si höchschti Dichti befindet sich ime Abstand vu 67.300 km zum Uranuszentrum. In sinem Dichtemaximum isch noch kei Mond entdeckt worre. Die innere Ring vum Planete erschine degege grau.

D'Uranusring lige schins nit gnau zentrisch um dr Planet, sundern schwinge eweng um en. As Ursache defür vermuete d'Astronome dr Schwerchraftifluss vu dr Uranusmönd und vu dr planetare Abplattig.

Im Uranus sini Ringe sin wohrschins relativ jung. Spalte in ihrem Umchreis wie au Unterschid in ihrer Trüebig len anämme, dass si nit zämme mit em Uranus entstande sin. D'Materiedeilli in dr Ring chännte emol Deile vu eme Mond gsi si, wo durch e Ischlag mit hocher Gschwindigkeit oder durch Gezittechräfte zertrümmeret worre isch.

Es sin 27 Mönd vum Uranus bekannt. Ihri Durchmesser lige zwische 10 un 1600 km. Fimf vun ene sin gross gnue, um as Zwergplanet igstuft z'werre, wenn si sich inere eigene Umlaufbahn um d'Sunne befände.

Die beide erschte sin vum Wilhelm Herschel anno 1787 entdeckt worre und si Suhn John Herschel het si no uf Figure us em Shakespeare sinem Summernachtsdrüm Titania un Oberon daift. Zwei witteri Mönd, wo dr William Lassell anno 1851 entdeckt het, sin Ariel un Umbriel daift worre. Dr Gerard Kuiper het anno 1948 dr Mond Miranda gfunde. Alli wittere Mönd vum Uranus sin ebefalls uf Figure vum Shakespeare oder vum Alexander Pope daift worre. Bim Vorbiflueg vu dr Rümsonde Voyager 2 im Jänner 1986 sin zehn witteri Mönd entdeckt worre. Der Satellit Perdita isch erscht später uf Bilder vu Voyager 2 identifiziert worre. Zwei witteri chleini inneri Mönd sin mit em Hubble-Teleskop entdeckt worre. Bis 1997 isch dr Uranus dr einzige Gasriis ohni bekannti „irreguläri Mönd“ gsi. Siterher sin mit erdbundene Teleskope nün entfernti irreguläri Mönd gfunde worre.

Die ledschte Entdeckige stamme vu anno 2003, wo mit em Hubble-Teleskop näbe zwei wittere Ring au zwei witteri Mönd entdeckt worre sin. Ein vu sääle zwei Mönd, wo dr Namme Mab erhalte het, zerbröselet vermuetlich langsam unter em ständige Bombardement vu Mikrometeorite un bildet dodurch ein vu dr beide nej entdeckte Ring. Bi sällere Glägeheit isch usserdem entdeckt worre, dass vor allem d'Bahne vu dr dicht drängte innere Mönd zwische dr Miranda un dr Hauptring keini stabile Keplerbahne sin, sundern dass die Mönd uf chaotischi Wiis Energi un Drillmoment ustusche. Nooch im Science-Magazin veröffentlichte Berechnige wär's möglich, dass in wänige Millione Johre einigi vu dr Mönd, wo sich gegesittig mit sich chrüzede Umlaufbahne störe chönnte, uf Kollisionskurs gehn.

D'Satellite vum Uranus bilde drei verschideni Gruppe: Ei planetennochi Gruppe mit chleine Durchmesser un chreisförmige Umlaufbahnen, e mittleri Gruppe mit dr fimf grosse Satellite, sowie e usseri Gruppe vu chleine Satellite mit sehr witte, usprägt exzentrische un sehr starch gneigte bzw. gröschtedeils rucklaifige Umlaufbahne. Under dr grosse Uranusmönd befindet sich aber kein vu dr Grössi vu dr Galileische Mönd vum Jupiter beziehigswiis vum Saturnmond Titan, oder au numme vum gröschte Neptunmond Triton.

 

Hauptmönd

Die fimf Hauptmönd sin d'Miranda, dr Ariel, dr Umbriel, d'Titania un drOberon. S'uranisch Satellitesystem isch s'masseärmscht under dr Gasriise. D'Gsamtmasse vu dr fimf gröschte Mönd zämme isch ringer wie d'Hälfti vum Neptunmond Triton allei - un demit numme ei Zehntel vum Erdmo. Dr gröscht Satellit, d'Titania, het e Radius vu numme 789 km. Säll isch wäniger wie d'Hälfti vum Triton, aber eweng meh wie vu dr Rhea, em zweitgröschte Mond vum Saturn. D'Titania isch demit dr achtgröscht Mond im Sunnesystem. D'Mönd hän e relativ ringi Albedo. Sälli erstreckt sich vu 0,20 fier dr Umbriel bis 0,35 fier dr Ariel. D'Mönd sin e Asammlig us guet 50 % Is un 50 % Felse. S'Is chännt Ammoniak un Chohledioxid enthalte.

Under dr Mönd schint dr Ariel mit dr wänigschte Ischlagkrater die jüngscht Oberflächi z'ha, währed dr Umbriel as dr äldischt erschint. D'Miranda besitzt 20 Kilometer diefi Canyons mit Verwerfige, terrassenförmige Schichte, un e chaotischi Variation in Alder un Merkmole vu dr Oberflächene. Ere Hypothese z'Folg chännt d'Miranda vor längere Zitt durch e massive Ischlag komplett useinander gsprengt worre si un sich deno wiider wahllos zämmengfüegt ha. In dr Miranda ihri jüngscht geologisch Aktivität isch vermuetlich durch Hitzeentwicklig, hervorgruefe durch Gezittechräfte, beiflusst. Zitwiis muess d'Umlaufbahn bi ere 3:1 Resonanz mit em Umbriel exzentrischer wie hit gsi si. Grabebrüch, verbunde mit ufstigede Diapire, sin schins d'Gründ fier die oval Erschinigsform vum Mond. Au dr Ariel het wohrschins e 4:1 Bahnresonanz mit dr Titania bildet gha.

Irreguläri Mönd

 

Irreguläri Mönd sin igfangeni Satellite in grossem Abstand, wiise e hochi Bahnneigig uf un sind oft rucklaifig.

S'Diagramm veraschaulicht d'Umlaufbahne vu im Uranus sine irreguläre Mönd, wo bis 2008 entdeckt worre sin. D'Exzentrizität vu dr Bahne wird durch gäli Segmente (wo dr Berich vum Perizentrum bis zum Apozentrum iberstriche) un d'Inklination durch d'Y-Ax dargstellt. D'Satellite oberhalb vu dr X-Ax bewege sich prograd (rächtlaifig), d'Satellite drunter retrograd (rucklaifig). D'X-Achse isch mit Gm (Millione km) sowie em betreffede Bruchdeil vu dr Hill-Sphäri beschriftet. D'Hill-Sphäri beschribt dr gravitativ Ifluss, innerhalb sällem e Umlauf um dr Planet möglich isch. Si reicht bim Uranus öppe 70 Millione km in dr Rüm.

Anderscht wie bim Jupiter sine irreguläre Satellite cha in dr bekannte Uranus-Population kei Zämmehang zwische Bahnradius un Inklination gfunde werre. Stattdesse chänne die retrograde Mönd uf dr Grundlag vum Verhältnis vu grosser Halbax un Exzentrizität in zwei Gruppe deilt werre. Die inner Gruppe umfasst Mönd nächer bim Uranus (a < 0,15 r_H) un sin mässig exzentrisch (~ 0,2), nametlich: Francisco, Caliban, Stephano un Trinculo. Die usser Gruppe (a > 0,15 r_H) umfasst Satellite mit hocher Exzentrizität (~ 0,5): Sycorax, Prospero, Setebos un Ferdinand.

Gegewärtigi Theorie iber d'Entstehig un Bildig vum Sunnesystem hän Schwierigkeite, d'Existenz vum Uranus un em Neptun so wit jensits vu dr Bahne vum Jupiter un vum Saturn z'erchläre. Si sin z'gross, um sich us dr Materie z'bilde, wo im früehe Sunnesystem in sällere Entfernig z'erwarte gsi wär. Vilmeh vermuete einigi Wisseschaftler, dass sich dr Uranus un dr Neptun vil nächer bi dr Sonne gformt häbe un durch dr Gravitationsifluss vum Jupiter nusgschlüderet worre seie. Allerdings zeige chürzlich durchgfüehrti Simulatione under Berucksichtigung vu dr Planetewanderig d'Möglichkeit, dass sich dr Neptun un dr Uranus in dr Nächi vu ihre jetzige Bahne hätte forme chänne.

Im Uranus si schinbari Helligkeit het vu 1995 bis 2006 zwische +5,6^m un +5,9^m gschwankt. Dodemit isch er theoretisch grad noch mit freiem Aug sichtbar (d'Grenze vu dr Sichtbarkeit lit bi +6,0^m). Si Winkeldurchmesser bewegt sich zwische 3,4″ un 3,7″ (Im Vergliich: Dr Saturn zwische 16″ un 20″, dr Jupiter zwische 32″ un 45″). Währed sinere Opposition isch dr Uranus drum in ere chlare, dunkle Nacht under günstige Bedingige theoretisch mit em freie Aug z'sähe. Mit eme Feldstecher isch er immer liicht z'finde. In grössere Amateurteleskope mit eme Objektivdurchmesser zwische guet 15 un 23 cm erschint dr Uranus as e blassi cyanfarbigi Schebe mit ere ditliche Randverdunkelig. Mit eme leischtigsfähigere Teleskop vu 25 cm oder meh chönnte au Wolkestrukture un einigi vu dr grössere Mönd wie d'Titania un dr'Oberon z'sähe si.

D'Tabelle lischtet chronologisch markanti Uranus-Konstellatione bis 2012 uf, wie z. B. Opposition un Konjunktion, ischliesslich Agabe wie die schinbar Helligkeit un schinbar Grössi:

 

Dr Uranus isch bi guete Bedingige mit blossem Aug sichtbar, allerdings entspricht si Helligkeit numme ime in stockdunkler Nacht grad noch erchennbare Stern vu 6. Grössi. Degege zelle alli in dr Sunne un dr Erde nächere Planete – vum Merkur bis zum Saturn – mit ere Helligkeit vu mindischtens 1. Grössi zue dr uffälligschte Objekte am Himmel un sin sit em Altertum un dr Antike as Wandelstern wohlbekannt. Wäge sinere langsame Bahnbewegig isch dr Uranus au nooch dr Erfindig vum Fernrohr noch lang as Planet unerkannt blibe un isch bi vereinzelte Beobachtige fier e Fixstern ghalte worre. Säll het au dr John Flamsteed due, wo ihn anno 1690 als „34 Tauri“ erschtmols katalogisiert het, oder dr schwäbisch Astronom Tobias Mayer anno 1756.

 

Sir Friedrich Wilhelm Herschel het dr Planet zuefällig am 13. März 1781 zwische zehni un elfi z'Obe mit em selber baute 6-Zoll-Spiegelteleskop entdeckt, wie er vu sinem Garten us, in dr englische Stadt Bath, e Himmelsdurchmuschterig durchgfüehrt het, um mit ere stärchere Vergrösserig versuechswis Fixsternparallaxe z'messe. Er het dr Himmelskörper, wo sich an dr Grenze zwische dr Sternbilder Stier un Zwillinge bewegt het, aber erscht fier e Komet ghalte, wil chum ebber dra denkt gha het, dass es meh wie die bis dert sex aldbekannte Planete gä chännt. Dr Uranus isch dr erscht Planet, wo nit scho in dr Antike bekannt gsi isch. Innert vu drei Munät nooch sinere Entdeckig het d'Wisseschaft im Herschel si Fund schliesslich as neje Planet anerchennt. D'Mathematiker un Astronome Anders Johan Lexell un Pierre-Simon Laplace hän mit ihrene Berechnige scho bal zeige chänne, dass es sich um e Planet handele muess, wo sich im 19-fache Abstand vu dr Erde um d'Sunne beweggt. Dr Uranus het sich demit gnau in die vum ditsche Astronom Johann Elert Bode veröffetlicht Titius-Bode-Reihe vu dr Bahnradie igfüegt, was die sit em Johannes Kepler postuliert „Harmoni vum Himmel“ schins idrucksvoll bestätigt het. D'Usdähnig vum bekannte Sunnesystem het sich demit verdopplet gha.

Dr Wilhelm Herschel het sex Johr nooch em Uranus au sini zwei gröschte un uffälligschte Mönd, d'Titania un dr Oberon entdeckt. Die gross Neigig vu dr Bahnebene vu dr bis 1986 entdeckte Mönd zue dr Bahnebeni vum Planet um d'Sunne her durch Analogischluss vu dr grosse bekannte Saturn- un Jupitermönd het scho früeh zue dr begründete, aber erscht im 20. Johrhundert bestätigte Vermuetig gfüehrt, dass d'Rotationsax vum Uranus wie d'Mondbahne ebefalls sehr starch gneigt si müesst.

Wil nooch dr Entdeckig d'Abwichige vu dr beobachtete Positione vum Uranus vu dr berechnete immer meh zuegnumme hän, het säll Bahnstörige durch e noch ubekannte wittere Himmelschörper vermuete loh un het zue dr zilte Suechi nooch eme noch fernere Planete gfüehrt, wo anno 1846 mit dr Uffindig vum Neptun an dr berechnete Stell erfolgrich gsi isch.

Benennig

 

Mit dr Entdeckig vum neje Planet het e Debatte um d'Benennig agfange, wo iber 60 Johr durt het. Dr Herschel selber het dr Planet zue Ehre vum englisch-hannoverische König Georg III. Georgium Sidus daift – Im Schorsch si Stern. In Frankrich hän ihn d'Astronome degege im Entdecker zue Ehre as Herschel bezeichnet, bis dr Bode vorgschlage het, ihn uf dr grichisch Gott Uranos z'daife. Dr Namme het sich aber erscht gege 1850 durchgsetzt und isch, analog zue dr römische Namme vu dr anderen Planete, latinisiert worre. In dr römische Mythologi isch dr Uranus dr Vadder vum Saturn, wo widerum dr Vater vum Jupiter isch.

Dr Jesuit un Astronom Maximilian Hell het Urania, dr Namme vu dr Muse vu dr Astronomi vorgschlage gha.

Wie die siibe klassische Planete us dr Astrologi het mer au im Uranus e Planetemetall zueordne welle, wofier mer s'Platin in Betracht zoge het. Vu sällem het dr Bode e Symbol as astronomischs Zeiche fier dr Uranus entlähnt. In sälle modernere Zit het aber 1790 dr ditsch Chemiker Martin Heinrich Klaproth s'vu ihm im Johr zuvor entdeckt Element „Uranium“ (uf ditsch hit numme Uran gnennt) uf dr nej Planet daift. In Frankrich un au in England isch e Uranussymbol verwendet worre, wo eigens entworfe worre isch un mit dr Initiale H uf Herschel hidütet.

 

Dr Wilhelm Herschel het in sine Manuskripte vu 1797 scho e Ring um dr Uranus beschrebe, doch sälli Beobachtig isch as e Täuschig ufgfasst worre. Au nooch dr Entdeckig anno 1977 hat niemed dr historische Ufzeichnige traut, wil sich d'Ring vil z'liechtschwach zeigt hän, als dass dr Herschel si eso mit sine Mittel hätt sähne chänne. Bis dr britisch Forscher Stuart Eves d'Notize undersuecht het un in dr Agabe Iberistimmige mit dr Grössi, dr Lag un dr Farb vum Epsilon-Ring gfunde. Im April 2007 het er e These vorgstellt, nooch sällere d'Uranusring vor 200 Johr heller gsi si chänne. Er begründet säll mit ähnliche Veränderige vu dr Saturnring, wo diffuser un dunkler werre.

Die bisher einzig Rümsonde, wo dr Uranus besuecht het, isch Voyager 2 gsi. Si isch am 20. August 1977 gstartet. Uf ihrer Grand Tour zue alle vier Riiseplanete het si anno 1979 am Jupiter e sognenntes Swing-by zum Saturn gmacht, wo si 1981 e wittere Schwung in d'Richtig vum Uranus gnu het. An sällem isch si no - um zum Neptun witterzfliege - am 24. Jänner 1986 vorbigfloge un het die meischte vu dr hit vu ihm bekannte Bilder un Date ibermittlet. Ihri Signal vum Uranus – wie au sällem si reflektierts Liecht – hän d'Erde erscht nooch zwei Stunde un 45 Minüte erreicht.

 

Bim Aflueg sin mit dr Sonde näbe dr bis derthi nün bekannte Ring un fimf Mönd zwei witteri Ring un zehe neji Mönd entdeckt worre. Dr 16. Satellit isch 13 Johr später uf ihrene photographische Ufnahme entdeckt worre un het nooch wittere vier Johre mit em Weltrümteleskop Hubble bestätigt werre chänne. Wil dr Uranus in dr Sunne bi dr Passage si Südpolregion zuegwendet het, isch Voyager 2 zwische die konzentrische Bahnen vu sine Mönd wie durch die Chreise vu ere ufrächte Zilschibe gfloge. Wil si e Swing-by in d'Richtig vum Neptun het nämme müesse, het si durch sälle Umstand nit mehreri Uranusmönd hinderenander afliege chänne. So het si numme hoch ufglösti Photos vu dr Miranda mache chänne, wo sich aber as dr geologisch interessantischt vu dr fimf grosse Mönd erwiise het. Es isch noch s'magnetische Feld mit sinere uregelmässige Struktur, sinere Neigig un sinere einzigartige chorkeziegerartigi Verwirbelig (Magnetschweif), hervorgruefe durch die sitwärtig Bewegig vum Uranus, undersuecht worre. E neji Sonde zum Uranus isch derzit nit plant.

Dr Uranus het sich anno 2007 in einer vu sine seltene „Chantestellige“ befunde – e Ereignis, wo numme alli 42 Johr vorchummt. Säll het dr Forscher au mit erdbundene Teleskopen bsunderi Glägeheite fier Messige gä. Zum eine het mer versuecht, Veränderige, wo durch dr Wexel vu dr Johreszitte uf em Uranus verursacht werre, in sinere Atmosphäri z'finde. Zum andere isch es durch die speziell Geometri zue gegesitige Bedeckige un Verfinsterige vu dr Uranusmönd chumme. Säll het es ermöglicht, ihri Bahnparameter erheblich gnauer z'bestimme wie es bisher möglich gsi isch.

Literatur

• Patrick Moore & G. Hunt: Atlas des Sonnensystems. Royal Astronomical Society und Herder-Verlag, 1986.

Weblink

  Commons: Uranussystem – Sammlig vo Multimediadateie

• NASA: Planetary Science – Uranus (englisch)
• NASA: Solar System Exploration – Uranus (englisch)

Videos

• Warum liegt der Uranus schief? us de Fernseh-Sendereie alpha-Centauri (ca. 15 Minute). Serschtmol usgstrahlet am 15. Apr. 2001.
• Im Uranus su Entdeckig (englisch)
• Hubble-Video zue dr Dynamik vu dr Ring, Mönd un Atmosphäri (englisch)

Einzelnoochwise

 

Sunne      Planete: Merkur | Venus | Erde | Mars | Jupiter | Saturn | Uranus | Neptun
Anders: Asteroid | Asteroidegürtel | Zwergplanete | Komete | Kuipergürtel | Oort'schi Wolke

Mönd vum Planet Uranus Ariel | Belinda | Bianca | Caliban | Cordelia | Cressida | Cupid | Desdemona | Ferdinand | Francisco | Juliet | Mab | Margaret | Miranda | Oberon | Ophelia | Perdita | Portia | Prospero | Puck | Rosalind | Setebos | Stephano | Sycorax | Titania | Trinculo | Umbriel Lueg au: Lischte vu dr Uranusmönd | Lueg au Lischte vu de natürliche Satellite

Dr Artikel „Uranus (Planet)“ isch einer vo de läsige Artikel. Churz zämmegfasst, isch de Artikel sproochlig un stilistisch guet gschriibe, bhandlet die wichtigscht Aspekt vum Thema, isch sachlig korrekt un neutral un wenn mögli bebilderet. Alli sin härzlich yglade wyter aa däm Artikel z schaffe, z erwiitre un z verbessre!

Dä Artikel basiert uff ere fräie Übersetzig vum Artikel „Uranus_(Planet)“ vu de dütsche Wiki Alemannisch. E Liste vu de Autore un Versione isch do z finde.