Uranus

Uranus (Aufnahme durch Voyager 2, 1986)


Bild Quelle https://de.wikipedia.org/wiki/Uranus_(Planet)

Der Uranus (Latinisierung von altgriechisch οὐρανός uranós ‚Himmel‘)ist von der Sonne aus mit einer durchschnittlichen Sonnenentfernung von 2,9 Milliarden Kilometern der siebte Planet im Sonnensystem und wird zu den äußeren, jupiterähnlichen (jovianischen) Planeten gerechnet. Er wurde 1781 von Wilhelm Herschel entdeckt und ist nach dem griechischen Himmelsgott Uranos benannt.

Der Durchmesser dieses Gasplaneten ist mit über 51.000 Kilometern etwa viermal so groß wie der Durchmesser der Erde, das Volumen ist etwa 65-mal so groß wie das der Erde. Uranus ist nur unter günstigen Umständen freiäugig sichtbar. Seine blassgrüne Scheibe ist von der Erde aus betrachtet etwa 3,5″ groß. Physikalisch ist Uranus mit dem Neptun vergleichbar und nimmt nach ihm mit rund 14 Erdmassen in der Massenrangfolge im Sonnensystem unter den Planeten den vierten Platz ein. Hinsichtlich des Durchmessers liegt er knapp vor Neptun auf Rang drei – nach Jupiter und Saturn. Aufgrund von Eisvorkommen im Inneren werden Uranus und Neptun auch „Eisriesen“ genannt.

Unter der dichten, gasförmigen Wasserstoff-Methan-Hülle besteht Uranus aus teilweise verflüssigten Gasen, Eis und möglicherweise einem kleinen Gesteinskern. Die Gashülle geht durch Kompression in eine „Kruste“ aus Wasserstoff und Helium über, die etwa 30 % des Planetenradius ausmacht. Die Masse dieser oberen Schicht macht etwa die 0,5- bis 1,5-fache Erdmasse aus.

Der etwas dickere Mantel aus Wasser, Methan und Ammoniak hat vermutlich die Konsistenz von Eis und beinhaltet den Großteil der Masse des Uranus. Diese dichte Flüssigkeit, die elektrisch sehr leitfähig ist, wird manchmal auch Wasser-Ammoniak-Ozean genannt.[22]

Dieser Mantel umschließt einen kleinen, eventuell flüssigen Kern aus Silizium und Eisen mit einer der Erde vergleichbaren Masse.

Dieser Aufbau ist mit dem des Neptun vergleichbar, unterscheidet sich aber deutlich von den Riesenplaneten Jupiter und Saturn. Diese haben anteilmäßig mehr Wasserstoff und weniger Helium (ähnlich wie die Sonne), und ihre Mäntel bestehen großteils aus metallischem Wasserstoff. Die Kerne von Uranus und Neptun ähneln jenen von Jupiter und Saturn, jedoch fehlt die stark komprimierte Hülle aus Wasserstoff. Im Zentrum des Uranus dürfte ein Druck von rund acht Millionen bar bei einer Temperatur von etwa 5000 °C herrschen.

Man vermutet, dass die Materie des Uranus relativ gleichmäßig verteilt ist. In Bezug auf interne Wärmequellen ist er eine Ausnahme unter den äußeren Planeten. Es ist aus bisher unerklärlichen Gründen kein Wärmevorrat mehr aus der ursprünglichen Kontraktion und Stofftrennung vorhanden. Eine mögliche Erklärung für das Fehlen der inneren Wärmequelle besteht darin, dass infolge des Einschlags, der seine Rotationsachse kippte, der Großteil der ursprünglichen inneren Hitze verloren ging.Einer anderen Theorie zufolge existieren in den oberen Schichten einige Barrieren, die den Wärmetransport aus dem Inneren behindern.Seine Energiequelle ist lediglich absorbierte Sonnenstrahlung, denn er strahlt im Unterschied zu den anderen Gasplaneten nicht mehr Wärme ab, als er von der Sonne erhält.

Innerer Aufbau


Bild Quelle https://de.wikipedia.org/wiki/Uranus_(Planet)

Bilder von Voyager 2 zeigten 1986 im sichtbaren Spektrum praktisch keine Oberflächendetails. Man sah kaum Wolkenbänder oder Stürme, wie man sie sonst auf anderen Gasplaneten beobachten kann.Die in Richtung der Rotation schnell wehenden Wolkenbänder waren nur sehr schwach ausgeprägt. Eine mögliche Erklärung für dieses vergleichsweise ruhige Wetter und die unauffälligen Wolkenformationen könnte in der schwachen inneren Wärmequelle des Uranus liegen.

Der erste auf Uranus beobachtete dunkle Fleck. Bild wurde 2006 von der „Advanced Camera for Surveys“ (ACS) auf dem HST aufgenommen.

Uranus 2005 (HST). Ringe, der südliche „Collar“ und eine helle Wolke in der nördlichen Hemisphäre sind sichtbar.

Ringsystem des Uranus
Ringsystem


Ringe des Uranus

Uranus ist wie alle Gasriesen im Sonnensystem von einer Menge sehr kleiner Körper und Teilchen umgeben, die den Planeten in Richtung seiner Rotation umrunden und mit ihren verschieden dicht belegten Umlaufbahnen ein System konzentrischer Ringe bilden. Diese befinden sich zumeist in der Äquatorebene des Planeten und hauptsächlich innerhalb der Roche-Grenze.

Das Ringsystem des Uranus wurde am 10. März 1977 von James L. Elliot, Edward W. Dunham und Douglas J. Mink mit dem Kuiper Airborne Observatory entdeckt. Die Entdeckung war ein Glücksfall. Sie planten die Bedeckung des Sterns SAO 158687 durch Uranus zu beobachten, um dessen Atmosphäre und Durchmesser zu untersuchen. Bei der Analyse ihrer Beobachtungen stellten sie fest, dass der Stern kurz vor und nach der eigentlichen Bedeckung zusätzlich je fünfmal kurzzeitig verschwand. Sie folgerten daraus, dass es ein Ringsystem um den Planeten geben müsse.Die Ringe wurden direkt von Voyager 2 abgelichtet, als die Sonde 1986 Uranus passierte. Es war nach Saturns Ringsystem das zweite, das im Sonnensystem entdeckt wurde.

Uranus hat wie Jupiter ein sehr feines und dunkles Ringsystem. Was die Größe der Teilchen betrifft, besteht es wie bei Saturn sowohl aus groben Partikeln und Brocken mit bis zu 10 Meter Durchmesser, als auch aus feinem, aber anteilmäßig viel geringerem Staub. Im Durchschnitt sind die Teilchen größer als die der Saturnringe, in der Gesamtzahl sind sie hingegen viel weniger. Mit Voyager 2 wurde festgestellt, dass die Gesamtmasse der Uranusringe geringer ist als die Teilchenmasse in der Cassinischen Teilung der Saturnringe. Als auffallendster Unterschied zu den Gebilden der anderen Gasplaneten sind sie zumeist schmal, jedoch scharf begrenzt und durch große scheinbare Leerräume voneinander getrennt. Nicht alle von ihnen sind kreisförmig oder liegen in der Äquatorebene des Uranus. Der hellste von ihnen – von Uranus aus der elfte – wird mit dem griechischen Buchstaben Epsilon (ε) bezeichnet. In seinem dem Planeten nächsten Bereich ist er 20 km breit und fast undurchsichtig, in seinem dem Uranus fernsten Abschnitt ist er jedoch mit 96 km fünfmal breiter und fünfmal so durchsichtig. Die innersten Monde Cordelia und Ophelia halten als Schäfermonde den dichten Epsilon-Ring von innen und außen durch ihre Gravitationswirkung zusammen.