اورانوس: هفتمین سیارهٔ منظومهٔ خورشیدی

اورانوس هر ۸۴ سال و ۷ روز یکبار به دور خورشید می‌گردد. همچنین هر ۱۷ ساعت و ۱۴ دقیقه یک دور به دور خودش می‌چرخد. اورانوس دارای بیش از ۲۷ قمر است که میراندا، آریل، آمبریل، تیتانیا و اوبرون از شناخته‌شده‌ترین آن‌ها هستند. این سیاره را ویلیام هرشل در سال ۱۷۸۱ میلادی کشف کرد.

اورانوس
Uranus

اورانوس از دید وویجر ۲
کشف
کاشف	ویلیام هرشل
تاریخ کشف	۱۳ مارس ۱۷۸۱
ویژگی‌های مداری[a]
اوج	۳٬۰۰۴٬۴۱۹٬۷۰۴ کیلومتر ۲۰٫۰۸۳ ۳۰۵ ۲۶ ‎واحد نجومی‏
حضیض	۲٬۷۴۸٬۹۳۸٬۴۶۱ کیلومتر ۱۸٫۳۷۵ ۵۱۸ ۶۳ واحد نجومی
نیم‌قطر بزرگ	۲٬۸۷۶٬۶۷۹٬۰۸۲ کیلومتر ۱۹٫۲۲۹ ۴۱۱ ۹۵ ‎واحد نجومی‏
خروج از مرکز مداری	۰٫۰۴۴ ۴۰۵ ۵۸۶
تناوب مداری	۳۰٬۷۹۹٫۰۹۵ روز ۸۴٫۳۲۳ ۳۲۶ ‎سال‏
میانگین سرعت مداری	۶٫۸۱ ‎کیلومتر/ثانیه‏
آنومالی متوسط	۱۴۲٫۹۵۵ ۷۱۷°
انحراف	۰٫۷۷۲ ۵۵۶° نسبت به دائرةالبروج ۶٫۴۸° نسبت به استوای خورشید ۱٫۰۲° نسبت به Invariable plane
طول گره صعودی	۷۳٫۹۸۹ ۸۲۱°
شناسه perihelion	۹۶٫۵۴۱ ۳۱۸°
ماه‌های شناخته‌شده	۲۷
ویژگی‌های فیزیکی
شعاع استوایی	۲۵٬۵۵۹ ± ۴ کیلومتر ۴٫۰۰۷ برابر زمین[c]
شعاع قطبی	۲۴٬۹۷۳ ± ۲۰ کیلومتر ۳٫۹۲۹ برابر زمین[c]
تخت‌شدگی	۰٫۰۲۲ ۹ ± ۰٫۰۰۰ ۸[b]
مساحت سطح	۸٫۱۱۵ ۶‎×۱۰۹ کیلومتر مربع[c] ۱۵٫۹۱ برابر زمین
حجم	۶٫۸۳۳‎×۱۰۱۳ کیلومتر مکعب[c] ۶۳٫۰۸۶ برابر زمین
جرم	(۸٫۶۸۱۰ ± ۰٫۰۰۱۳)‎×۱۰۲۵ کیلوگرم ۱۴٫۵۳۶ برابر زمین GM=۵ ۷۹۳ ۹۳۹ ± ۱۳ km³/s²
میانگین چگالی	۱٫۲۷ گرم بر سانتی‌متر مکعب[c]
گرانش سطحی	۸٫۶۹ m/s²[c] ۰٫۸۸۶ g
سرعت گریز	۲۱٫۳ کیلومتر بر ساعت[c]
دوره چرخش Sidereal	−۰٫۷۱۸ ۳۳ روز ۱۷ ساعت ۱۴ دقیقه ۲۴ ثانیه
سرعت چرخش استوایی	۲٫۵۹ کیلومتر بر ثانیه ۹٬۳۲۰ کیلومتر بر ساعت
انحراف محوری	۹۷٫۷۷°
بُعدِ قطب شمال	۱۷ ساعت ۹ دقیقه ۱۵ ثانیه ۲۵۷٫۳۱۱°
مِیل قطب شمال	−۱۵٫۱۷۵°
سپیدایی	۰٫۳۰۰ (bond) ۰٫۵۱ (geom.)
دمای سطح کمترین میانگین بیشترین ۱ بار مرحله ۷۶ K ۰٫۱ bar (تروپوسفر) ۴۹ K ۵۳ K ۵۷ K
قدر ظاهری	۵٫۹ تا ۵٫۳۲
قطر زاویه‌ای	۳٫۳"–۴٫۱"
جو[d]
Scale height	۲۷٫۷ کیلومتر
ترکیب جو	(زیر ۱٫۳ بار)

اورانوس یکی از سیارات هشت‌گانهٔ منظومهٔ خورشیدی که از لحاظ بُعد فاصله‌اش نسبت به خورشید در ردیف هفتم پس از کیوان (زحل) قرار گرفته‌است. فاصلهٔ متوسط این سیاره تا خورشید ۲٬۸۶۹٬۶۰۰٬۰۰۰ کیلومتر و ۱۴٫۵ بار از کرهٔ زمین بزرگ‌تر است. اورانوس ۲۷ ماه طبیعی دارد. این سیاره با چشم غیرمسلح دیده نمی‌شود. محور حرکت وضعی این سیاره کاملاً با مدار حرکت انتقالی‌اش منطبق است. سفرهای اکتشافی به این سیاره کمتر از ده مأموریت بوده که شاخص‌ترینش مأموریت وویجر ۲ بود که این فضاپیما در ژانویهٔ ۱۹۸۶ به آن رسید.

افسانه‌شناسی

 

اورانوس نام یکی از اسطوره‌های یونانی است که تجسم آسمان (و بهشت) محسوب شده و پدربزرگ زئوس و پدر کرونوس می‌باشد. وی با گایا (تجسم زمین و مادر اورانوس) همبستر شد و فرزندان متعددی از وی به دنیا آورد گایا که از این موضوع خسته شده‌بود از کرونوس (یکی از فرزندان) کمک خواست و وی آلت تناسلی اورانوس را با داس برید و به دریا افکند بنابر افسانه‌ای که بین تاریخ‌شناسان مورد اختلاف است آفرودیته الهه عشق از عطری (یا خون) به وجود آمده‌است که هنگام افکنده شدن آلت تناسلی اورانوس به دریا، بلند شد.

کشف

این سیاره قبل از کشف به‌صورت یک ستاره در کاتالوگ جان فلاستمد در سال ۱۶۹۰ به عنوان ستاره «۳۴ ثور» ثبت شده بود. اخترشناس فرانسوی پیر لمونیر این سیاره را بین ۱۷۵۰ تا ۱۷۶۹ دوازده بار (با در نظر گرفتن ۴ شب متوالی) رصد کرده بود.

ولی توسط ویلیام هرشل و در خانه‌اش (اکنون موزه اخترشناسی) در شهر بث، سامرست و در ۱۳ مارس ۱۷۸۱ رصد شد، و در ۲۶ آوریل ۱۷۸۱ به‌عنوان دنباله‌دار گزارش شد. هرشل آن را به عنوان جرمی که در برابر ستارگان اختلاف منظر دارد گزارش داد، او این‌گونه در ژورنال نگاشت: «در نزدیکی زتا ثور … یا یک سحابی است یا یک دنباله‌دار». در ۱۷ مارس نگاشت: «به دنبال سحابی یا دنباله‌دار به این نتیجه رسیدم که دنباله‌دار است زیرا جایش را تغییر می‌دهد». و حتی هنگامی که این جرم را به عنوان کشف به انجمن سلطنتی گزارش می‌داد باز بر این باور بود که دنباله‌دار است و این عقیده را داشت تا زمانی که به‌طور مطلق اثبات شد که اورانوس یک سیاره است.

 

هرشل در ۲۳ آوریل به ستاره‌شناس سلطنتی نویل ماسکلین نگاشت: «من نمی‌دانم چه باید صدایش کرد. شاید بتوان آن را سیاره نامید.».

توسط ویلیام هرشل و در ۱۳ مارس ۱۷۸۱ به عنوان دنباله‌دار کشف شد و نام آن توسط جان بوده پیشنهاد گردید

وجه تسمیه

 

اورانوس واژه‌ایست یونانی به معنای آسمان، و نیز خدایگان آسمان نیز در میان یونانیان به همین نام خوانده می‌شد. میان غربیان در بین سیارات هشتگانه اورانوس تنها سیاره‌ای است که نام خود را از افسانه‌های یونانی برگرفته است. (برخلاف سایرین که نامی برگرفته از افسانه‌های رومی دارند)

 

فاصله متوسط اورانوس از خورشید ۳ میلیارد کیلومتر (۲۰ واحد نجومی است). در مدار آن بی‌نظمی‌هایی دیده شده‌است به علت این‌که کجی محور چرخش آن از ۹۰ درجه بیشتر و برابر ۹۸ درجه یا دقیقتر ۹۷º۵۴' است چرخش سیاره ساعت‌گرد است. نزدیک‌ترین فاصله آن به زمین ۲۷٬۲۰۰ میلیون کیلومتر است.خروج از مرکز آن ۰٫۰۷۴۲ بوده که بسیار به دایره نزدیک است. به علت این‌که این سیاره ۹۸ درجه انحراف دارد در یک چهارم حرکت آن به دور خورشید یکی از قطب‌هایش به سمت زمین است و یک چهارم بعد استوایش و یک چهارم پس از آن قطب مخالف و در انتها دوباره استوایش به سمت زمین خواهد بود. نور خورشید در اورانوس ۱/۴۰۰ نور خورشید در زمین است حرکت آن به دور خورشید ۸۴٫۰۱ سال طول می‌کشد.

اولین بار عناصر مداری آن در سال ۱۷۸۳ توسط پیر سیمون لاپلاس محاسبه شد. بی‌نظمی در مدار آن اولین بار توسط جان کوچ آدامز و در سال ۱۸۴۱ مطرح شد و او پیشنهاد داد که جاذبه سیاره‌ای کشف نشده بر آن تأثیر می‌گذارد. در سال ۱۸۴۵ اوربین له وریر مستقلاً شروع به پژوهش در زمینه مدار اورانوس پرداخت. در ۲۳ سپتامبر ۱۸۴۶ یوهان گوتفیلد گاله سیاره را کشف و نام نپتون را بر آن نهاد

کجی محور

تنها زهره کجی محور بیشتری از اورانوس و برابر ۱۷۷ درجه دارد. اما علت این کجی احتمالاً برخورد جسمی به ابعاد زمین یا چند برابر آن به این سیاره و در اوایل دوران زندگی‌اش بوده‌است. البته کاندیدهای دیگری هم مطرح هستند مانند برخورد یک دسته بزرگ از دنباله‌دارها در اوایل تشکیلش که این خود وجود یک اقیانوس بزرگ داخلی آن را نیز توجیه می‌کند.

بینایی

از سال ۱۹۹۵ تا ۲۰۰۶ قدر ظاهری اورانوس بین +۵٫۶ تا +۵٫۹ متغیر بوده‌است و در صورتی که در حالت ایده‌آل چشم غیرمسلح توانایی دیدن قدر ۶٫۵ را دارد*(این به این معنی است که می‌توان در شرایط ایده‌آل این سیاره را دید) اندازه زاویه‌ای این سیاره بین ۳٫۴ تا ۳٫۷ ثانیه قوسی متغیر است اما در حالت مقابله به ۳٫۶ ثانیه قوسی می‌رسد. در صورتی که اندازه زاویه‌ای زحل ۱۶ تا ۲۰ ثانیه قوسی و مشتری بین ۳۲ تا ۴۵ ثانیه قوسی است.

 

جرم این سیاره برابر (۰٫۰۰۱۳ ± ۸٫۶۸۱۰)‎×۱۰^۲۵ کیلوگرم و ۱۴٫۵۳۶ برابر زمین است و چگالی آن ۱٫۲۵ برآورد می‌شود در نتیجه احتمال می‌رود از جو بسیار ضخیم، گوشته‌ای مایع و هسته‌ای جامد و کوچک تشکیل شده باشد. شتاب گرانشی آن نیز ۹۰ درصد شتاب گرانشی زمین تخمین زده شده‌است. دمای بخش مایع آن ۲۳۰۰ درجه سانتی‌گراد و هسته آن ۷۰۰۰ درجه سانتی‌گراد است.

گرمای درونی

این سیاره برخلاف دیگر سیارات مشتری‌گون منبع گرمای داخلی قابل توجهی ندارد.

در جو آن هیدروژن (به شکل H₂) و ۱۲ درصد هلیوم و ۲ درصد متان وجود دارد اما از آن‌جایی که متان به‌شدت نور قرمز را جذب می‌کند این سیاره به رنگ آبی مایل به سبز دیده می‌شود. بررسی فروسرخ حاکی از آن است که دمای این سیاره برابر ۵۸ درجه کلوین است.

تصاویر رایانه‌ای نشان می‌دهد ابرهای آمونیاکی به بزرگی ۲ تا ۴ کیلومتر در زیر جو اورانوس و در ارتفاعات پایین قرار دارند و این ابرها در استوا در طی ۱۵ ساعت یک بار دور سیاره می‌زنند ولی در نزدیکی قطب این مقدار به ۱۵ ساعت می‌رسد. به نظر می‌رسد این سیاره دارای یونیسفر قوی باشد. بیشتر بادهای این سیاره برخلاف دیگر سیاره‌های مشتری‌گون منظومه شمسی از شرق به غرب می‌وزند نه از شمال به جنوب.

جنس سطح سیاره

تروپوسفر

جو بالایی

در ارتفاعات بالایی دما ۶۴ کلوین (با تلورانس ۵ کلوین) می‌گردد و در این ارتفاعات آن بادهایی با سرعت ۳۰۰ تا ۴۰۰ متر می‌وزند و البته گردبادهایی نیز در آن وجود دارند که به شکل لکه‌هایی دیده می‌شوند.

 

حلقه‌های اورانوس در ده مارس ۱۹۷۷ در رصدخانه ایربورن کوئی‌پر ناسا و توسط جیمز الیوت کشف شد شد بدین گونه که قبل و بعد از اختفای یک ستاره پشت اورانوس، نور ستاره متناوباً کم و زیاد می‌شد و با بررسی‌های انجام گرفته در آن هنگام ثابت شد این سیاره ۵ حلقه دارد و بعداً به ۹ حلقه رسید بعد از گذر وویجر ۲ از اورانوس به یازده حلقه افزایش یافت. این حلقه‌ها به ترتیب از بیرونی‌ترین به درونی‌ترین عبارت‌اند از: اپسیلون،1986U1R، دلتا، گاما، اتا، بتا، آلفا، ۴٬۵٬۶ و ‎1986U2R‏ پهنای حلقه اپسلیون به صد کیلومتر می‌رسد و خرده ریزه‌های آن بین ۱۳ تا ۱۳٫۶ سانتی‌متر است اما پهنای بقیه حلقه‌ها از ۱۰ کیلومتر تجاوز نکرده و از خرده ریزهای حلقه اپسیلون کوچک‌ترند اما کل حلقه سپیدایی برابر ۵ درصد دارد.

 

میدان مغناطیسی این سیاره ۵۵ تا ۵۸٫۵ درجه نسبت به محور چرخش آن تفاوت دارد و این بیشترین مقداری است که در میان سیارات ثبت شده‌است و پیش‌بینی می‌شود که مرکز مغناطیسی آن در مکان متفاوتی نسبت به مرکز سیاره و با فاصله‌ای حدوداً ۸٬۰۰۰ کیلومتری باشد. وویجر ۲ اثبات نمود که در اطراف اورانوس میدان مغناطیسی قوی‌ای قرار دارد اما شدت آن یک دهم میدان مغناطیسی زحل است. با این حال قدرت آن به‌طور متوسط ۵۰ بار نیرومندتر از میدان مغناطیسی زمین است و دنباله‌ای به طول ۴۶۵٬۰۰۰ کیلومتر(۱۸ برابر شعاع خودش) دارد. و در این مغناطوکره به علت برخورد طوفان‌های خورشیدی و دیگر پرتوهای کیهانی پلاسماهایی با دمای ۱۰٬۰۰۰ کلوین به وجود می‌آید.

 

در این سیاره اقلیمی وجود ندارد.

 

اورانوس ۲۷ قمر طبیعی دارد که از آن ده قمر توسط وویجر ۲ کشف شد.(۹ قمر در ژانویهٔ ۱۹۹۶ کشف شده و در نام آن‌ها ۱۹۹۶ وجود دارد و یک قمر در ۳۱ دسامبر ۱۹۹۵ کشف و در نام آن ۱۹۹۵ وجود دارد.)بیرونی‌ترین قمر آن اوبرون و بزرگ‌ترین قمر آن تیتانا با قطر ۱٬۵۸۰ کیلومتر است. دو قمر کوردلیا و اوفلیا لبه‌های حلقهٔ اپسلیون را جاروب می‌کنند.

اورانوس در اختربینی (با نماد  ) مورد استفاده قرار می‌گیرد و به عنوان سیاره برج دلو محسوب می‌شود.

عنصر کشف شده در سال ۱۷۸۹ به خاطر اورانوس اورانیوم نامیده‌شد.

عملیات اورانوس همچنین نام یک عملیات در جنگ جهانی دوم بود که توسط ارتش شوروی در مقابل ورماخت به اجرا درآمد و موجب بازپس‌گیری استالین‌گراد شد.

• مور، ‎پاتریک (تابستان ۱۳۷۴)، «اورانوس»، اطلس منظومه خورشیدی، جری هانت، گیتاشناسی، ص. ۱۷۶–۱۸۰
• زیلیک (۱۳۸۶)، «۱ سیارات مشتری‌گون»، نجوم و اخترفیزیک مقدماتی، اسمیت، دانشگاه امام رضا
• دیکسون، ‎رابرت تی. (۱۳۸۲)، «سیارات برجیسی»، نجوم دینامیکی، تهران: مرکز نشر دانشگاهی
• Wiki contributors, "Uranus," Wikipedia, The Free Encyclopedia, http://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Uranus&oldid=377377222 (accessed August ۱۰, ۲۰۱۰).