Science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Uranus:de ijsreus op een gekantelde as

Uranus, de zevende planeet vanaf de zon, heeft een adembenemende as gekanteld op een hoek van 97,7 -graden hoek. Vergelijk dat eens met de axiale kanteling van de aarde van slechts 23,5 graden. Lawrence Sromovsky, (Universiteit Wisconsin-Madison), Keck Observatorium

Het is grappig. Er zijn acht planeten in dit zonnestelsel en Neptunus is de verste planeet van de zon. Toch geeft het nog steeds meer warmte af dan Uranus , de zevende planeet vanaf de zon.

Vier keer groter dan de aarde, Uranus is ook ongeveer 14,5 keer zo zwaar als de wereld waarop we leven. Na de gasreuzen Jupiter en Saturnus is Uranus de grootste planeet in de baan van de zon.

Wetenschappers hebben een passende term bedacht voor grote, bevroren planeten zoals Uranus:ijsreuzen. Neptunus en Uranus zijn beide ijsreuzen en beide Jupiterplaneten, maar Uranus is een nogal vreemde planeet vergeleken met zijn buurman. Om te beginnen draait de as van Uranus extreem schuin, wat resulteert in een aantal gekke seizoenen rond de polen.

Zelfs de naam van de ijsreus is een beetje eigenaardig, en niet alleen omdat hij schooljongens doet grinniken.

Inhoud
  1. Uranus is vernoemd naar een Griekse God
  2. De IJsreus draait zijwaarts
  3. Uranus draait elke 84 aardse jaren om de zon
  4. De atmosfeer van Uranus is brutaal koud (en stinkt)
  5. Het ringsysteem van Uranus
  6. De Uranische manen

Uranus is vernoemd naar een Griekse God

In plaats van vernoemd te zijn naar een figuur uit de Romeinse mythologie, is Uranus vernoemd naar de Griekse god van de lucht. NASA/JPL

Oké, laten we onszelf niet voor de gek houden. Je bent nooit te oud om van een goede Uranus-grap te genieten. Hoofdschrijvers denken van niet, als titels van artikelen als "NASA wil Uranus onderzoeken op zoek naar gas" en "Wetenschappers bevestigen dat Uranus stinkt" een indicatie zijn.

Engelssprekenden hebben de neiging om "Uranus" op twee manieren uit te spreken. Sommige mensen zeggen:'urine ons', maar de meesten geven de voorkeur aan het alternatief dat klinkt als 'je anus'. Komedie goud, toch?

(In een poging rectumopmerkingen te minimaliseren heeft Planetary Society-blogger Emily Lakdawalla studenten getraind om te wijzen en te roepen:"Je bent een idioot!" als de naam valt.)

Afgezien van de woordspelingen vertegenwoordigt de planeet Uranus een breuk met de nomenclatuurtraditie. Mercurius, Venus, Mars, Jupiter, Saturnus en Neptunus ontleenden allemaal hun namen aan Romeinse goden of godheden. Uranus is echter – op unieke wijze – vernoemd naar een Griek god.

In het oude Griekenland werd Uranus vereerd als de oorspronkelijke Griekse god van de hemel. Hij had een zoon genaamd Cronos en een (beroemdere) kleinzoon die bekend stond als Zeus. Deze figuren werden later in de Romeinse mythologie samengevoegd tot twee goden:Saturnus en Jupiter.

Hoewel astronoom William Herschel de planeet Uranus op 13 maart 1781 ontdekte – de eerste planeet die met behulp van een telescoop werd gevonden – gaf Herschel hem niet de naam die we vandaag de dag gebruiken. Herschel, een loyale Brit, wilde de nieuwe planeet Georgium Sidus noemen – of 'De Georgische Planeet' – ter ere van koning George III.

Die naam was van nature politiek geladen. Om niet-Britse sterrenkijkers niet van zich te vervreemden, stelde de Duitse astronoom Johann Elert Bode in 1783 voor om de planeet "Uranus" te noemen. Uiteindelijk won de naam Uranus.

De IJsreus draait zijwaarts

Deze afbeelding toont een weergave van het magnetische veld van Uranus. De gele pijl wijst naar de zon, de lichtblauwe pijl markeert de magnetische as van de planeet en de donkerblauwe pijl markeert de rotatieas van Uranus. NASA/Wetenschappelijke Visualisatiestudio/Tom Bridgman

Bode mag dan Duits zijn geweest, de planeet die hij noemde ziet eruit alsof hij gevangen zit in een Nederlandse kanteling.

Planeten draaien rond een magnetische as, de lijn die hun Noordpool en Zuidpool verbindt. En over spincycli gesproken:je weet waarschijnlijk dat alle planeten in dit zonnestelsel tegelijkertijd in een baan om de zon draaien.

Nu heeft de aarde een axiale helling van 23,5 graden. Dit betekent dat er een hoek van 23,5 graden bestaat tussen de as van de aarde en het baanvlak rond de zon. Zonder de kanteling zou onze thuiswereld geen seizoenen (of mogelijk leven) hebben.

Uranus is ook scheef, maar in veel grotere mate. Ten opzichte van zijn baanvlak is de as van Uranus gekanteld in een adembenemende hoek van 97,7 graden. Uranus is de enige planeet in het zonnestelsel waarvan de evenaar bijna in een rechte hoek staat met zijn baan.

Naast andere reuzenplaneten Saturnus en Neptunus lijkt Uranus op zijn kant te staan. Wat is er aan de hand met de zevende planeet gezien de vreemde oriëntatie van de zon?

Een in 2018 gepubliceerde computersimulatie suggereert dat Uranus ongeveer 4 miljard jaar geleden werd getroffen door een enorme protoplaneet. Vermoedelijk heeft deze botsing de ijsreus zijn overdreven kanteling gegeven en ervoor gezorgd dat hij het grootste deel van zijn oerwarmte heeft verdreven. En de enorme crash had misschien meer gedaan dan hem in zijn vreemde kanteling te dwingen.

Volgens het onderzoek heeft de energie van de inslag mogelijk een dunne schil gevormd uit het achtergebleven puin. Die schil houdt de interne warmte vast die uit de kern van de gigantische planeet straalt, wat zou kunnen helpen verklaren waarom Uranus de koudste planeet in het zonnestelsel is (op sommige plaatsen zelfs kouder dan Neptunus).

Maar misschien waren er meerdere gevolgen. Een lang vervlogen circumplanetaire schijf zou hier ook een rol kunnen hebben gespeeld.

Uranus draait elke 84 aardse jaren om de zon

De kanteling van de as van Uranus onderwerpt zijn magnetische polen aan lange, donkere winters en lange, heldere zomers. Het duurt 17 uur voordat Uranus ronddraait of volledig ronddraait. Maar het duurt ongeveer 84 aardse jaren (30.687 aardse dagen) voordat Uranus een volledige baan rond de zon maakt.

Vanwege de langzame baan van de planeet zal de zuidpool van de ijsreus gedurende de helft van die 84 jaar durende baan continu zonlicht zien, terwijl de noordpool zich in volledige duisternis bevindt (en vice versa).

In 2033 draait Uranus voor de derde volledige keer rond de zon sinds zijn ontdekking in 1781.

De atmosfeer van Uranus is brutaal koud (en stinkt)

Verwerking benadrukt de atmosfeer van Uranus in deze afbeelding gemaakt door Voyager 2. NASA/JPL

Ondanks de extreme kanteling van de as van Uranus is de planeet warmer op de evenaar dan op beide magnetische polen. Maar warm is hier relatief, aangezien Uranus de koudste planeet in het zonnestelsel is.

Het dichtste deel van de atmosfeer van de planeet kent brute temperaturen van min 243 tot min 370 graden Fahrenheit (minus 153 tot min 218 graden Celsius). Dat is bepaald geen gastvrije omgeving voor toekomstige astronauten.

De warme temperaturen op de evenaar van Uranus zijn niet het enige mysterie van de planeet. Jupiter, Saturnus en Neptunus stralen allemaal meer dan twee keer zoveel warmte uit als ze van de zon ontvangen. Maar Uranus straalt nauwelijks warmte uit. Deze ongelijkheid heeft planetaire wetenschappers lange tijd verbijsterd.

Zoals we al vermeldden, zijn Uranus en Neptunus beide ijsreuzen. IJsreuzen hebben rotsachtige kernen bedekt met mantels die rijk zijn aan ammoniak en ijskoud water. Deze gigantische planeten hebben een atmosfeer met een buitenste laag vol waterstof, helium en nog meer wolkenlagen met methaan.

De wetenschappelijke gemeenschap heeft ontdekt dat deze wolkenlagen in de atmosfeer van Uranus ook vol waterstofsulfide zitten, een stof die verantwoordelijk is voor de stank van rotte eieren die we allemaal kennen en haten. Dus ja, Uranus stinkt letterlijk.

Het kleurenschema zou in ieder geval bekend voorkomen. De aarde is niet de enige ‘blauwe planeet’ in dit zonnestelsel:methaan absorbeert rood licht, waardoor Uranus en Neptunus een diepblauwe huidskleur krijgen. Van de twee werelden ziet Uranus er iets groener uit.

Het ringsysteem van Uranus

Deze ingezoomde afbeelding van Uranus, vastgelegd door Webb's Near-Infrared Camera (NIRCam) februari 6 oktober 2023 onthult een prachtig uitzicht op de ringen van de planeet. Wetenschappers verwachten dat toekomstige Webb-beelden van Uranus de twee zwakke buitenste ringen zullen onthullen die met Hubble zijn ontdekt tijdens de oversteek van het ringvlak in 2007. NASA, ESA, CSA, STScI

We weten sinds 1977, toen Voyager 2 ze voor het eerst zag, dat Uranus ringen rond de evenaar heeft. Dit ringsysteem was het eerste in het zonnestelsel dat werd ontdekt na dat van Saturnus.

Tot nu toe hebben astronomen 13 ringen geteld die Uranus omringen. Deze maken deel uit van een binnen- en buitenringsysteem.

Het binnenste ringensysteem omvat negen ringen die smal en donker zijn. De twee buitenste ringen liggen verder weg en werden in 1997 ontdekt door de Hubble-ruimtetelescoop. De binnenste ring is roodachtig van kleur, vergelijkbaar met andere ringen in het zonnestelsel, en de buitenste ring is blauw, net als een van de ringen van Saturnus.

Uit een onderzoek uit 2016 blijkt dat de ringen van Uranus, Saturnus en Neptunus het overblijfsel zouden kunnen zijn van Pluto-achtige dwergplaneten die door hun zwaartekracht uit elkaar zijn gegolfd nadat de dwergplaneten lang geleden te dichtbij waren gekomen.

Maar in de ringen van Uranus ontbreken de fijne deeltjes die in deze andere planeetringsystemen worden waargenomen. In plaats daarvan bestaan ​​de ringen rond Uranus uit brokstukken die minimaal de grootte van een golfbal hebben. Om de een of andere reden wordt kleiner materiaal verbannen naar de ruimtes tussen deze ringen.

De Uranische manen

Dit weidse beeld van het Uranische systeem toont de planeet Uranus, zes van de 27 bekende manen en verschillende andere sterrenstelsels. Wetenschappelijk Instituut voor Ruimtetelescopen

Uranus heeft ook 27 bekende manen, waarvan er 25 zijn vernoemd naar Shakespeare-personages als Ophelia, Juliet, Desdemona en Puck. Dan is er Miranda, wiens naamgenoot voorkomt in "The Tempest" (een van de latere toneelstukken van de bard).

Miranda is geologisch complex en bevat de hoogste klif die de mensheid kent. Het wordt 'Verona Rupes' genoemd en heeft een geschatte hoogte van 20 kilometer. Als een onhandig mens van de top zou vallen, denken wetenschappers dat hij of zij twaalf minuten lang naar beneden zal storten voordat hij de grond raakt.

Andere manen die in een baan om Uranus draaien zijn Sycorax en Caliban. Terwijl de meeste manen van Uranus in dezelfde richting draaien als de planeet, draaien deze twee de andere kant op. Wetenschappers denken dat het ooit onafhankelijke objecten waren die door de zwaartekracht van de ijsreus werden verstrikt. Trouwens, Caliban is een ander 'Tempest'-personage, en Sycorax zou zijn moeder zijn.

Oberon en Titania zijn de grootste manen die in een baan om Uranus draaien. Beiden werden in 1787 ontdekt door William Herschel. Sommige kleine manen draaien net buiten de ringen, terwijl de grootste manen voorbij de kleine manen draaien.

Van zijn vreemde ringen tot zijn raadselachtige klimaat:Uranus heeft genoeg manieren gevonden om ons te verrassen. Alleen de tijd zal leren welke mysteries de planeet nog meer in petto heeft. Om een ​​zin uit 'Hamlet' te stelen:'Er zijn meer dingen in hemel en aarde, Horatio, dan waarvan je in jouw filosofie droomt.'

Dat is interessant

Voyager 2 is het enige ruimtevaartuig dat langs Uranus is gevlogen. Voyager 2 begon Uranus op 4 november 1985 te observeren en binnen een paar uur ontdekte het ruimtevaartuig zijn eerste nieuwe maan, Puck. In de loop van de tijd stuurde Voyager 2 meer dan 7.000 foto's terug, vond 11 manen (waarvan sommige nauw betrokken waren bij de ringen van Uranus) plus twee nieuwe ringen die om de hele planeet draaiden.

Veelgestelde vragen over Uranus

Wat is er zo speciaal aan Uranus?
Uranus is de enige planeet waarvan de evenaar bijna in een rechte hoek staat met zijn baan, met een helling van 97,77 graden – mogelijk het resultaat van een botsing met een object ter grootte van de aarde lang geleden. Deze unieke kanteling veroorzaakt de meest extreme seizoenen in het zonnestelsel.
Hoeveel manen heeft Uranus?
Uranus heeft 27 bekende manen, waarvan er 25 zijn vernoemd naar Shakespeare-personages als Ophelia, Juliet, Desdemona en Puck.
Waar zijn Uranus-ringen van gemaakt?
De ringen zijn relatief zwak en missen de fijne deeltjes die in andere ringsystemen (zoals die van Saturnus) worden waargenomen. Elke ring bestaat uit stukjes puin die minimaal de grootte van een golfbal hebben. Om de een of andere reden komt kleiner materiaal vast te zitten in de ruimtes tussen deze ringen.
Wat is de massa van Uranus vergeleken met de aarde?
Uranus is vier keer breder en ongeveer 14,5 keer zo zwaar als de aarde.
Is Uranus vol water?
Volgens NASA bestaat Uranus uit water, methaan en ammoniak.