Daleko, daleko od Słońca, Uran ma niebiesko-zieloną atmosferę, która podpowiada jego skład. Jeden z dwóch lodowych olbrzymów, skład planety różni się nieco od Jowisza i Saturna w tym, że składa się z większej ilości lodu niż gazu.
„Uran i Neptun są naprawdę wyjątkowe w naszym Układzie Słonecznym. To bardzo różne planety niż inne, o których myślimy” – powiedziała naukowiec planetarny Amy Simon w podcaście NASA’s Gravity Assist. „Częściowo powodem, dla którego nazywamy je lodowymi olbrzymami jest fakt, że mają one dużo lodu wodnego. Tak więc, podczas gdy niektóre z innych planet gazowych olbrzymów są w większości wodorem i helem, one są w przeważającej mierze wodą i innymi lodami.”
Powierzchnia Urana
Podobnie jak inne gazowe olbrzymy, Uranowi brakuje stałej, dobrze zdefiniowanej powierzchni. Zamiast tego, gazowa, ciekła i lodowa atmosfera rozciąga się do wnętrza planety. Gdybyś miał wylądować – i zawisnąć – w miejscu, gdzie atmosfera przechodzi do wnętrza, doświadczyłbyś mniejszego przyciągania grawitacyjnego niż to, które mógłbyś odczuć na Ziemi. Grawitacja na Uranie jest tylko około 90 procent, że z Ziemi; jeśli ważysz 100 funtów. w domu, będzie ważyć tylko 91 funtów na Uranus.
„Myślę, że biedny Uran jest źle rozumiany, faktycznie,” naukowiec planetarny Amy Simon powiedział na podcast NASA’s Gravity Assist. „Uran jest bardzo nijaki w wyglądzie przez większość czasu. To coś w rodzaju bladoniebieskiej planety. To prawdziwa bladoniebieska kropka.”
Uran jest drugą najmniej gęstą planetą w Układzie Słonecznym, co wskazuje na to, że składa się głównie z lodu. W przeciwieństwie do Jowisza i Saturna, które składają się głównie z wodoru i helu, Uran zawiera tylko niewielką część tych lekkich pierwiastków. Znajduje się tam również trochę elementów skalistych, równych gdzieś pomiędzy 0,5 a 1,5 masy Ziemi. Jednak większość planety składa się z lodu, głównie wody, metanu i amoniaku. Ices dominują, ponieważ ogromna odległość do Urana od słońca pozwala planecie utrzymać mroźne temperatury.
Frigid core
While większość planet mają skaliste stopione rdzenie, centrum Urana uważa się zawierać materiały lodowe. Płynne jądro stanowi 80 procent masy planety, głównie składa się z wody, metanu i lodu amoniakalnego, choć rozciąga się tylko na około 20 procent promienia.
Wewnętrzne ciepło Urana jest niższe niż oczekiwaliby tego astronomowie. Jądro planety nagrzewa się do temperatury 9000 stopni Fahrenheita (4 982 stopni Celsjusza). Wydaje się to gorące, ale w rzeczywistości jest całkiem chłodne w porównaniu do rdzeni innych planet. Według Simona, Uran jest jedynym światem, który nie wydziela więcej ciepła ze swojego rdzenia niż otrzymuje od Słońca.
Podczas gdy inne gazowe olbrzymy są zasilane przez swoje rdzenie, Uran prawie nie wypromieniowuje nadmiaru ciepła w przestrzeń kosmiczną. Jednym z powodów takiego stanu rzeczy może być uderzenie wkrótce po uformowaniu się planety. Obecna rotacja boczna planety, obracającej się pod kątem 90 stopni w porównaniu z innymi planetami Układu Słonecznego, już wskazuje na kolizję. Uderzenie mogło również wyrzeźbić część jądra, pozostawiając je z niższą temperaturą.
Dziwne pole magnetyczne
Ruchy wewnątrz jądra mają tendencję do napędzania pola magnetycznego planety, ale pole wokół Urana jest dziwne. Dość słabe, nie zarejestrowano żadnego wskazania pola, dopóki należący do NASA Voyager 2 nie dotarł do planety w 1986 r.
Ogólnie, pole magnetyczne osłania planetę od jej biegunów. Na Ziemi, na przykład, geograficzny biegun północny jest bardzo blisko magnetycznego bieguna północnego. Ale Uran, odkryty w 1781 roku, jest przechylony na bok, tak że jeden lub drugi biegun jest skierowany prawie bezpośrednio na Słońce. Pole magnetyczne planety jest przesunięte w stosunku do biegunów o prawie 60 stopni, tworząc pole magnetyczne, które ma tendencję do bycia silniejszym na jednym biegunie niż na drugim.
Choć pole magnetyczne Urana jest dziwne, nie jest ono wyjątkowe. Neptun, inny lodowy olbrzym, szczyci się podobnym polem magnetycznym, co prowadzi astronomów do wniosku, że jądro może nie napędzać pola.
„Jeśli mógłbyś pomyśleć o dwóch magnesach skrzyżowanych ze sobą, to jest to prawie tak samo” – powiedział Simon. „To naprawdę dziwne.”
W 2017 roku naukowcy odkryli, że pole magnetyczne wokół lodowego giganta może mieć dziwny, stroboskopowy efekt. Za każdym razem, gdy planeta się obraca (mniej więcej co 17,24 godziny), przechylone pole tumbles about, otwierając się i zamykając, gdy pola magnetyczne rozłączają się i ponownie łączą.
„Uran jest geometrycznym koszmarem”, Carol Paty, profesor nadzwyczajny w Georgia Tech’s School of Earth & Atmospheric Sciences i współautor badania, powiedział w oświadczeniu. „Pole magnetyczne tumbles bardzo szybko, jak dziecko cartwheeling w dół wzgórza z głową na piętach. Kiedy namagnetyzowany wiatr słoneczny spotyka się z tym bębniącym polem w odpowiedni sposób, może ponownie się połączyć, a magnetosfera Urana codziennie przechodzi od otwartej do zamkniętej.”
Skaliste pierścienie
Podobnie jak wszystkie gazowe olbrzymy, Uran nosi zestaw skalistych pierścieni wokół swojego równika. Cienkie paski, z których większość ma szerokość zaledwie kilku mil, składają się z maleńkich kawałków skał i lodu mniejszych niż metr. Planeta ma co najmniej 13 znanych pierścieni w dwóch układach.
Najbardziej zewnętrzny pierścień Urana świeci na jasno niebieski kolor. Saturn jest jedynym innym światem w Układzie Słonecznym z niebieskim pierścieniem. Niebieskie pierścienie obu światów są związane z księżycami, Saturna z Enceladusem i Urana z Mab.
„Zewnętrzny pierścień Saturna jest niebieski i ma Enceladusa tuż przy jego najjaśniejszym punkcie, a Uran jest uderzająco podobny, z niebieskim pierścieniem tuż przy orbicie Mab”, Imke de Pater, profesor astronomii na Uniwersytecie Kalifornijskim w Berkeley, powiedział w oświadczeniu z 2006 roku.
Fale w pierścieniu podpowiadają, że planeta może mieć więcej niż 27 znanych księżyców.
„Na krawędziach pierścieni … to prawie tak, jakby ilość rzeczy szła w górę i w dół w sposób okresowy, który wygląda jak fala, z grzbietami i muldami”, ówczesny student podyplomowy Robert Chancia, z University of Idaho, powiedział Space.com. „To wydaje się zgodne z czymś zakłócając pierścienie tam,” dodał.
„Na podstawie amplitudy tego wzoru fali i że odległość od pierścienia … i nasze próby znalezienia księżyca w obrazach, to w zasadzie wskazuje w kierunku, jeśli istnieją, są one bardzo małe,” Chancia powiedział. Oszacował, że księżyce, jeśli istnieją, są prawdopodobnie mniejsze niż 3 mile (5 kilometrów) in radius.
Oprócz wskazywania w kierunku potencjalnie niewidzialnych księżyców, cienkie pierścienie wąskie mogą również pomóc naukowcom zrozumieć więcej o planecie.
„Pierścienie są świetne, ponieważ są jednym ze sposobów, że faktycznie możemy zrobić rodzaj odpowiednika sejsmologii na planetach”, powiedział Simon. „Możemy przyjrzeć się jak pierścienie oscylują i jak zmieniają się ich kształty i dowiedzieć się trochę o wnętrzu planet.”
Follow Nola Taylor Redd at @NolaTRedd, Facebook, or Google+. Śledź nas na @Spacedotcom, Facebook lub Google+.
.