Kaukana, kaukana auringosta, Uranuksella on sinivihreä ilmakehä, joka vihjaa sen koostumuksesta. Toinen kahdesta jääjättiläisestä, planeetan koostumus poikkeaa jonkin verran Jupiterista ja Saturnuksesta siinä, että se koostuu enemmän jäästä kuin kaasusta.
”Uranus ja Neptunus ovat todella ainutlaatuisia aurinkokunnassamme. Ne ovat hyvin erilaisia planeettoja kuin muut, joita ajattelemme”, planeettatutkija Amy Simon sanoi NASAn Gravity Assist -podcastissa. ”Kutsumme niitä jääjättiläisiksi osittain siksi, että niillä on itse asiassa paljon vesijäätä. Eli kun jotkin muut kaasujättiläisplaneetat koostuvat enimmäkseen vedystä ja heliumista, ne koostuvat pääasiassa vedestä ja muusta jäästä.”
Uranuksen pinta
Kuten muiltakin kaasujättiläisiltä, Uranukselta puuttuu kiinteä, tarkkaan määritelty pinta. Sen sijaan kaasumainen, nestemäinen ja jäinen ilmakehä ulottuu planeetan sisälle. Jos laskeutuisit – ja leijuisit – pisteeseen, jossa ilmakehä siirtyy sisätilaan, tuntisit vähemmän painovoiman vetoa kuin maapallolla. Painovoima Uranuksella on vain noin 90 prosenttia Maan painovoimasta; jos painaisit kotimaassa 100 kiloa, painaisit Uranuksella vain 91 kiloa.
”Luulen, että Uranus-parka on itse asiassa väärinymmärretty”, planeettatutkija Amy Simon sanoi NASAn Gravity Assist -podcastissa. ”Uranus on ulkonäöltään hyvin karu suurimman osan ajasta. Se on tavallaan vaaleansininen planeetta. Se on todellinen vaaleansininen piste.”
Uranus on aurinkokunnan toiseksi vähiten tiheä planeetta, mikä viittaa siihen, että se koostuu pääasiassa jäästä. Toisin kuin Jupiter ja Saturnus, jotka koostuvat pääasiassa vedystä ja heliumista, Uranus sisältää vain pienen osan näistä kevyistä alkuaineista. Sillä on myös jonkin verran kivisiä alkuaineita, joiden massa on noin 0,5-1,5 kertaa Maan massa. Suurin osa planeetasta koostuu kuitenkin jäästä, lähinnä vedestä, metaanista ja ammoniakista. Jäät hallitsevat, koska Uranuksen valtava etäisyys auringosta sallii planeetan ylläpitää jäisiä lämpötiloja.
Jäykkä ydin
Vaikka useimmilla planeetoilla on kivinen, sula ydin, Uranuksen keskustassa uskotaan olevan jäisiä aineita. Nestemäisen ytimen osuus planeetan massasta on 80 prosenttia, ja se koostuu enimmäkseen vedestä, metaanista ja ammoniakkijäästä, vaikka se ulottuu vain noin 20 prosenttiin planeetan säteestä.
Uranuksen sisäinen lämpö on alhaisempi kuin tähtitieteilijät odottaisivat. Planeetan ydin kuumenee 9 000 Fahrenheit-asteeseen (4 982 celsiusastetta). Tämä vaikuttaa kuumalta, mutta on itse asiassa melko viileää verrattuna muiden planeettojen ytimiin. Simonin mukaan Uranus on ainoa maailma, joka ei luovuta ytimestään enemmän lämpöä kuin se saa auringosta.
Vaikka muut kaasujättiläiset saavat energiaa ytimestään, Uranus ei säteile lähes lainkaan ylimääräistä lämpöä avaruuteen. Yksi syy tähän saattaa johtua törmäyksestä pian planeetan muodostumisen jälkeen. Planeetan nykyinen sivuttaiskierto, joka pyörii 90 asteen kulmassa muihin aurinkokunnan planeettoihin verrattuna, viittaa jo törmäykseen. Törmäys on voinut myös lohkaista osan ytimestä, jolloin sen lämpötila on ollut alhaisempi.
Omituinen magneettikenttä
Ytimen sisällä tapahtuvalla liikkeellä on taipumus ohjata planeetan magneettikenttää, mutta Uranuksen ympärillä oleva kenttä on outo. Se on melko heikko, eikä mitään merkkejä kentästä havaittu ennen kuin NASAn Voyager 2 saapui planeetalle vuonna 1986.
Yleisesti magneettikenttä ympäröi planeettaa sen navoilta. Maassa esimerkiksi maantieteellinen pohjoisnapa on hyvin lähellä magneettista pohjoisnapaa. Mutta vuonna 1781 löydetty Uranus on kallistunut kyljelleen niin, että jompikumpi napa osoittaa lähes suoraan aurinkoa kohti. Planeetan magneettikenttä on lähes 60 astetta navoista poispäin, mikä luo magneettikentän, jolla on taipumus olla voimakkaampi toisella navalla kuin toisella.
Vaikka Uranuksen magneettikenttä on outo, se ei ole ainutlaatuinen. Neptunuksella, toisella jääjättiläisellä, on samanlainen magneettikenttä, mikä saa tähtitieteilijät päättelemään, että ydin ei välttämättä ohjaa kenttiä.
”Jos voisi ajatella kahta magneettia ristikkäin toistensa kanssa, se on melkein samanlaista”, Simon sanoi. ”Se on todella outoa.”
Vuonna 2017 tutkijat havaitsivat, että jääjättiläistä ympäröivällä magneettikentällä saattaa olla outo, stroboskooppimainen vaikutus. Joka kerta, kun planeetta pyörii (noin 17,24 tunnin välein), yksipuolinen kenttä heilahtaa, avautuu ja sulkeutuu, kun magneettikentät katkeavat ja yhdistyvät uudelleen.
”Uranus on geometrinen painajainen”, Georgia Techin School of Earth & Atmospheric Sciences -yliopiston apulaisprofessori Carol Paty, joka on tutkimuksen toinen kirjoittaja, sanoi lausunnossaan. ”Magneettikenttä kaatuu hyvin nopeasti, kuin lapsi, joka kärrynpyöräilee mäkeä alas pää edellä. Kun magnetisoitunut aurinkotuuli kohtaa tämän ryöppyilevän kentän oikealla tavalla, se voi kytkeytyä uudelleen, ja Uranuksen magnetosfääri muuttuu päivittäin avoimesta suljetusta avoimeksi.”
Kiviset renkaat
Kuten kaikilla kaasujättiläisillä, Uranuksella on joukko kivisiä renkaita päiväntasaajansa ympärillä. Ohuet, useimmiten vain muutaman kilometrin levyiset kaistaleet koostuvat pienistä, alle metrin kokoisista kivi- ja jääpalasista. Planeetalla on ainakin 13 tunnettua rengasta kahdessa järjestelmässä.
Uranuksen uloin rengas loistaa kirkkaan sinisenä. Saturnus on ainoa muu aurinkokunnan maailma, jolla on sininen rengas. Molempien maailmojen siniset renkaat liittyvät kuihin, Saturnuksen Enceladukseen ja Uranuksen Mabiin.
”Saturnuksen uloin rengas on sininen, ja Enceladus on aivan sen kirkkaimmassa kohdassa, ja Uranus on silmiinpistävän samanlainen, ja sen sininen rengas on aivan Mabin radan päällä”, Kalifornian yliopiston Berkeleyn tähtitieteen professori Imke de Pater sanoi vuonna 2006 antamassaan lausunnossa.
Renkaassa olevat aallot viittaavat siihen, että planeetalla saattaa olla enemmän kuin 27 tunnettua kuuta.
”Renkaiden reunoilla … on melkein kuin tavaran määrä nousisi ja laskisi jaksoittain, mikä näyttää vähän kuin aallokolta, jossa on harjuja ja notkelmia”, kertoi silloinen jatko-opiskelija Robert Chancia Idahon yliopistosta Space.comille. ”Se näyttää sopivan siihen, että jokin häiritsee renkaita siellä”, hän lisäsi.
”Perustuen tämän aaltokuvion amplitudiin ja tuohon etäisyyteen renkaasta … ja meidän yrityksiimme löytää kuu kuvista, se periaatteessa viittaa siihen, että jos ne ovat olemassa, ne ovat aika pieniä”, Chancia sanoi. Hän arvioi, että kuut, jos niitä on olemassa, ovat todennäköisesti säteeltään pienempiä kuin 5 kilometriä.
Mahdollisesti näkymättömiä kuita osoittavien ohuiden kapeiden renkaiden lisäksi kapeat renkaat voivat myös auttaa tutkijoita ymmärtämään enemmän planeetasta.
”Renkaat ovat loistavia, koska ne ovat yksi keino, jonka avulla voimme itse asiassa tehdä tavallaan vastaavaa seismologiaa planeetoilla”, Simon sanoi. ”Voimme tarkastella, miten renkaat värähtelevät ja miten niiden muodot muuttuvat, ja oppia hieman planeettojen sisuksista.”
Seuraa Nola Taylor Reddiä @NolaTRedd, Facebook tai Google+. Seuraa meitä osoitteessa @Spacedotcom, Facebookissa tai Google+:ssa.