Uran

Uran to grecki bóg uosabiający niebo, ojciec Kronosa i dziadek Zeusa, a także mąż Gai (Ziemi). Na jego cześć nazwano siódmą od Słońca planetę oraz jeden z pierwiastków w układzie okresowym Mendelejewa. Swoje królestwo ma na końcu Układu Słonecznego. Zagłębmy się w świat lodowego olbrzyma.

Charakterystyka fizyczna planety

Uran jest planetą Układu Słonecznego siódmą w kolejności od Słońca, oddaloną od niego około 19 razy bardziej niż Ziemia. Jego masa jest prawie 14,5 razy większa od masy Ziemi, a promień równikowy na wysokości, gdzie ciśnienie atmosferyczne wynosi 1000 hPa (bliskie ciśnieniu na powierzchni Ziemi), ma długość 25 559 km. Te cechy czynią Uran trzecią co do wielkości planetą w Układzie Słonecznym i plasują go w rankingu na czwartym miejscu ze względu na masę. Z kolei jego średnia gęstość to zaledwie 1270 kg/m³, czyli jest niewiele gęstszy od wody. 

Ryc. 1. Pierwsze siedem planet Układu Słonecznego

Wielkości fizyczne charakteryzujące Uran w porównaniu z Ziemią (planetą skalistą) i Jowiszem (gazowym olbrzymem)

Uran zalicza się do gazowych olbrzymów, jednak ze względu na nieco odmienny skład i budowę niż Jowisz czy Saturn, czasem kwalifikuje się go jako lodowego olbrzyma. Prawie 80% masy Urana to płynna mieszanka wody, metanu i amoniaku. W jego atmosferze znajduje się głównie wspomniany już metan, ale też wodór i hel, którym zawdzięcza swój niebiesko-zielony kolor. 

Ponieważ ten lodowy olbrzym jest około cztery razy większy od Ziemi, to na niebie wygląda jak gwiazda i długo był tak klasyfikowany. Odkrył go William Herschel 13 marca 1781 r. za pomocą teleskopu własnej konstrukcji.

Herschel, badając gwiazdy, zauważył, że jedna z nich porusza się po orbicie planetarnej, dlatego zaklasyfikował ten obiekt jako planetę. Wiele nazw zaproponowano dla nowo odkrytego ciała niebieskiego. Sam Herschel chciał je nazwać Georgium Sidus (Gwiazda Georga) na cześć króla Jerzego III, jednak pomysł ten nie przyjął się poza Anglią. Innymi zaproponowanymi nazwami były Hypercronius, Minerwa lub Herschel (od nazwiska odkrywcy). Ostateczną nazwę tej planecie nadał niemiecki astronom Johann Elert Bode, który badał jej orbitę. Argumentował on, że skoro Saturn był ojcem Jowisza, nowa planeta powinna być nazwana imieniem ojca Saturna. 

Dzień i rok na Uranie

Dzień na Uranie trwa nieco ponad 17 godzin, a okres obiegu wokół Słońca, czyli rok na tej planecie, trwa 84 lata ziemskie. Oznacza to, że jeden rok na Uranie ma długość 43 285 tamtejszych dni.

Uran porusza się ze średnią szybkością po orbicie równą 6,81 km/s (dla porównania, Ziemia – 29,78 km/s). 

W odległości od środka planety, gdzie ciśnienie odpowiada w przybliżeniu ciśnieniu ziemskiemu (1000 hPa) na równiku tej planety przyspieszenie grawitacyjne ma wartość 8,69 m/s². Natomiast średnia temperatura powierzchni przy umownej warstwie atmosfery wynosi -193°C.

Uran jest tak pochylony, że zasadniczo obraca się na boku, a nachylenie jego osi to około 98°. Ponadto obraca się w przeciwnym kierunku niż większość planet naszego układu. To niezwykłe nachylenie powoduje, że występują tam ekstremalne pory roku trwające po 20 lat. Gdy przez jedną czwartą roku urańskiego jeden z biegunów jest oświetlony Słońcem, na drugim panuje długa, ciemna i niezwykle mroźna zima. 

Zazwyczaj pola magnetyczne planet są niewiele odchylone lub pokrywają się z ich osią obrotu. W przypadku Urana mamy anomalię – oś biegunów magnetycznych jest nachylona pod kątem prawie 60° do osi obrotu planety. Z tego powodu pole magnetyczne Urana jest wyjątkowo specyficzne, a w magnetosferze panuje bałagan. Najprawdopodobniej raz na jeden dzień (17 godzin) na tej planecie pole magnetyczne zanika i ponownie się pojawia. 

Ryc. 2. Przedstawienie osi obrotu i linii pola magnetycznego dla Ziemi, Jowisza i Urana

Pierścienie 

Uran, podobnie jak Saturn, posiada system pierścieni. Są ciemniejsze niż pierścienie innych planet zewnętrznych, co utrudnia badanie ich za pomocą teleskopów. Wyróżnia się 10 głównych pierścieni oraz wprowadza się podział na pierścienie zewnętrzne i wewnętrzne. Pierścienie wewnętrzne są wąskie i ciemne, z kolei pierścienie zewnętrzne mają jaskrawe kolory i są lepiej widoczne. Składają się one m.in. z kawałków skalnych większych niż piłki golfowe, lecz nie zawierają pyłu. Ich szerokość wynosi od 20 do 100 km, czyli są około 100 razy węższe niż pierścienie Saturna.

Ryc. 3. Pierścienie Urana. Zdjęcie wykonane 23 stycznia 1986 r. przez sondę Voyager 2.

Pierścienie Urana były pierwszymi odkrytymi po pierścieniach Saturna. Zdjęcia pokazują, że wydają się być pionowe, co wynika z nachylenia osi obrotu tej planety. Naukowcy uważają, że podczas formowania się Układu Słonecznego Uran zderzył się z obiektem o masie dwukrotnie większej niż masa Ziemi. Spowodowało to trwałe przechylenie jego osi obrotu, a z powstałych w czasie zderzenia szczątków uformowały się pierścienie, które mogły spowodować dalsze przechylenie orbity. 

Księżyce

Uran posiada 27 znanych nam na dzień dzisiejszy naturalnych satelitów. Ich nazwy wzięły się od postaci pochodzących z literatury angielskiej, znajdujących się w utworach takich pisarzy jak William Szekspir czy Alexander Pope. Wszystkie księżyce Urana są księżycami lodowymi. Tytania jest największym spośród nich. Na drugim co do wielkości, Oberonie, znajdują się liczne kratery pokryte ciemnym, nieznanym nam materiałem. Kolejny z nich, Umbriel, jest najciemniejszym z księżyców tej planety i odbija o połowę mniej światła słonecznego niż Ariel, jego siostrzany satelita o podobnej wielkości. Natomiast ostatni z nich, przekraczający wymiary 450 metrów – Miranda, posiada największy w Układzie Słonecznym klif o nazwie Verona Rupes, którego wysokość jest szacowana od 5 do 20 km. Pozostałe z księżyców Urana nie przekraczają wielkości 170 metrów, czyli niektóre z nich są mniejsze od boiska do piłki nożnej.

Zestawienie pięciu największych księżyców Urana

Ryc. 4. Zestawianie pięciu największych księżyców Urana

Ciekawostki o planecie

Uran uważany jest za mało ciekawą planetę. Oprócz niezwykłego nachylenia osi do ekliptyki oraz okresowego zaniku pola magnetycznego, nie wyróżnia się niczym spośród innych planet.

Brakuje na jego powierzchni charakterystycznych elementów, podobnych na przykład do czerwonej plamy na Jowiszu, a jego pierścienie są zbyt słabo widoczne z Ziemi, by można było je porównywać z majestatycznymi pierścieniami Saturna. 

 Jedyną sondą, która dotarła na Uran, był Voyager 2. Zbliżył się do planety na odległość 81 800 km od chmur Urana 24 stycznia 1986 r. Wykonał tysiące zdjęć, a także zebrał wiele istotnych danych na temat struktury planety, atmosfery, magnetosfery oraz jej księżyców i pierścieni.

Materiały źrodłowe