URANUS (PLANET): CIRI, KOMPOSISI, ORBIT, PERGERAKAN - ARTE - 2025

Uranus adalah planet ketujuh dalam sistem suria dan tergolong dalam kumpulan planet luar. Di luar orbit Saturnus, Uranus hampir tidak dapat dilihat dengan mata kasar dalam keadaan yang sangat jarang berlaku, dan anda perlu tahu di mana mencarinya.

Atas sebab ini, bagi orang-orang kuno Uranus secara praktikalnya tidak dapat dilihat, sehingga ahli astronomi William Herschel menjumpainya pada tahun 1781, dengan teleskop yang dibina. Titik biru-hijau kecil itu tidak tepat seperti yang dicari oleh ahli astronomi. Apa yang Herschel mahukan adalah untuk mengesan paralaks bintang yang disebabkan oleh gerakan terjemahan Bumi.

Rajah 1. Planet Uranus, 14.5 kali lebih besar daripada Bumi. Sumber: Pixabay.

Untuk melakukan ini, dia perlu mencari bintang yang jauh (dan yang berdekatan) dan memerhatikan bagaimana mereka kelihatan dari dua tempat yang berbeza. Tetapi pada suatu malam musim bunga pada tahun 1781, Herschel melihat sebuah tempat kecil yang kelihatannya bersinar sedikit lebih terang daripada yang lain.

Tidak lama kemudian, dia dan ahli astronomi lain yakin bahawa itu adalah planet baru, dan Herschel dengan cepat menjadi terkenal kerana memperluas ukuran alam semesta yang diketahui, meningkatkan jumlah planet.

Planet baru tidak mendapat namanya dengan segera, kerana Herschel menolak untuk menggunakan dewa Yunani atau Rom dan sebaliknya menamakannya Georgium Sidu atau "Star of George" untuk menghormati raja Inggeris ketika itu George III.

Secara semula jadi pilihan ini tidak sesuai dengan beberapa pilihan di benua Eropah, tetapi persoalannya diselesaikan apabila ahli astronomi Jerman Johannes Elert Bode mencadangkan nama Uranus, dewa langit dan suami Gaea, ibu Bumi.

Menurut mitologi Yunani dan Rom kuno, Uranus adalah bapa Saturnus (Cronus), yang pada gilirannya adalah bapa Musytari (Zeus). Komuniti saintifik akhirnya menerima nama ini, kecuali di England, di mana planet ini terus disebut "bintang George", sekurang-kurangnya hingga tahun 1850.

Ciri umum Uranus

Uranus tergolong dalam kumpulan planet luar sistem suria, yang merupakan planet ketiga berukuran, selepas Saturnus dan Musytari. Ia, bersama-sama dengan Neptunus, gergasi ais, kerana komposisi dan banyak ciri membezakannya dari dua gergasi lain Musytari dan Saturnus.

Walaupun Musytari dan Saturnus dikuasai oleh hidrogen dan helium, raksasa berais seperti Uranus mengandungi unsur-unsur yang lebih berat seperti oksigen, karbon, nitrogen, dan sulfur.

Sudah tentu, Uranus juga mempunyai hidrogen dan helium, tetapi terutama di atmosferanya. Dan itu juga mengandungi ais, walaupun tidak semuanya terbuat dari air: ada amonia, metana dan sebatian lain.

Bagaimanapun, suasana Uranus adalah salah satu yang paling sejuk dari sistem suria. Suhu di sana boleh mencapai -224 ºC.

Walaupun gambar menunjukkan cakera biru yang jauh dan misteri, terdapat banyak lagi ciri menarik. Salah satunya adalah warna biru, yang disebabkan oleh metana di atmosfer, yang menyerap cahaya merah dan memantulkan warna biru.

Uranus kelihatan biru dari gas metana di atmosferanya, yang menyerap cahaya merah dan memantulkan cahaya biru.

Sebagai tambahan Uranus mempunyai:

Medan magnet sendiri dengan susunan tidak simetri.

-Bulan yang banyak.

-Sistem cincin lebih lemah daripada sistem Saturnus.

Tetapi yang paling mencolok adalah putaran retrograde pada paksi putaran yang benar-benar condong, sehingga tiang Uranus terletak di tempat khatulistiwa yang lain, seolah-olah berpusing ke samping.

Rajah 2. Kecenderungan paksi putaran Uranus. Sumber: NASA.

Ngomong-ngomong, bertentangan dengan apa yang ditunjukkan oleh Gambar 1, Uranus bukanlah planet yang aman atau monoton. Voyager, penyiasat yang memperoleh gambar, kebetulan berlalu dalam tempoh cuaca ringan yang jarang berlaku.

Gambar berikut menunjukkan kecenderungan paksi Uranus pada 98º dalam perbandingan global antara semua planet. Di Uranus, kutub yang paling banyak menerima haba dari Matahari yang jauh, bukannya khatulistiwa.

Rajah 3. Paksi putaran planet-planet sistem suria. Sumber: NASA.

Ringkasan ciri fizikal utama planet ini

-Jisim: 8,69 x 10 ²⁵ kg.

-Radio: 2.5362 x 10 ⁴ km

-Bentuk: diratakan.

-Jarak purata ke Matahari: 2.87 x 10 ⁹ km

- Kecenderungan orbit : 0,77º sehubungan dengan bidang ekliptik.

-Suhu: antara -220 hingga -205.2 ºC lebih kurang.

-Berat: 8.69 m / s ²

Medan magnet sendiri: Ya.

- Suasana: Ya, hidrogen dan helium

-Ketumpatan: 1290 kg / m ³

-Satelit: 27 dengan sebutan sehingga kini.

-Rings: Ya, kira-kira 13 yang ditemui setakat ini.

Pergerakan terjemahan

Uranus, seperti planet besar, berputar secara megah di sekitar Matahari, mengambil masa lebih kurang 84 tahun untuk menyelesaikan satu orbit.

Gambar 4. Orbit Uranus (berwarna merah) mengelilingi Matahari. Sumber: Wikimedia Commons. Simulasi asal = Todd K. Timberlake pengarang Easy Java Simulation = Francisco Esquembre / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Orbit Uranus sangat elips dan pada awalnya menunjukkan beberapa percanggahan dengan orbit yang dihitungnya dari undang-undang Newton dan Kepler, oleh ahli matematik hebat Pierre de Laplace pada tahun 1783.

Beberapa waktu kemudian, pada tahun 1841, ahli astronomi Inggeris John Couch Adams dengan betul mengatakan bahawa percanggahan ini mungkin disebabkan oleh gangguan yang disebabkan oleh planet lain yang masih tidak kelihatan.

Pada tahun 1846, ahli matematik Perancis Urbain Le Verrier menyempurnakan pengiraan orbit planet yang mungkin tidak diketahui dan memberikannya kepada ahli astronomi Jerman Johann Gottfried Galle di Berlin. Neptune segera muncul di teleskopnya untuk pertama kalinya, di tempat yang ditunjukkan oleh saintis Perancis.

Gambar 5. Di sebelah kiri Sir William Herschel (1738-1822) dan di sebelah kanan Urbain Le Verrier (1811-1877). Sumber: Wikimedia Commons.

Bila dan bagaimana memerhatikan Uranus

Uranus sukar dilihat dengan mata kasar kerana jaraknya sangat jauh dari Bumi. Hampir tidak mempunyai magnitud 6 ketika paling terang dan berdiameter 4 saat busur (Musytari adalah sekitar 47º ketika dilihat paling baik).

Dengan langit gelap yang sangat jelas, tanpa lampu tiruan dan mengetahui terlebih dahulu di mana hendak mencarinya, anda mungkin dapat melihatnya dengan mata kasar.

Walau bagaimanapun, peminat astronomi dapat mencarinya dengan bantuan carta cakerawala yang terdapat di internet dan instrumen, yang boleh menjadi teropong berkualiti tinggi. Ia masih akan kelihatan seperti titik biru tanpa banyak perincian.

Rajah 6. Uranus dapat dilihat sebagai titik biru kecil dengan bantuan carta teleskop dan cakerawala. Sumber: Pexels.

Untuk melihat 5 bulan utama Uranus memang memerlukan teleskop yang besar. Perincian planet dapat dilihat dengan teleskop sekurang-kurangnya 200 mm. Instrumen yang lebih kecil hanya memperlihatkan cakera biru kehijauan kecil, namun ada baiknya kita melihatnya, kerana mengetahui bahawa di sana, sejauh ini, ia menyembunyikan banyak keajaiban.

Cincin Uranus

Pada tahun 1977 Uranus melintas di depan bintang dan menyembunyikannya. Pada masa itu, bintang itu berkelip beberapa kali, sebelum dan selepas penyembunyian. Kerlipan itu disebabkan oleh berlalunya cincin dan dengan cara ini, tiga ahli astronomi mendapati bahawa Uranus mempunyai sistem 9 cincin yang terletak di bidang khatulistiwa.

Semua planet luar mempunyai sistem cincin, walaupun tidak ada yang melebihi keindahan cincin Saturnus, namun Uranus sangat menarik.

Probe Voyager 2 menjumpai lebih banyak cincin dan memperoleh gambar yang sangat baik. Pada tahun 2005, Teleskop Angkasa Hubble juga menemui 2 lagi cincin luar.

Perkara yang membentuk cincin Uranus berwarna gelap, mungkin batu dengan kandungan karbon tinggi dan hanya cincin terluar yang kaya dengan habuk.

Cincin disimpan dalam bentuk terima kasih kepada satelit gembala Uranus, yang tindakan graviti menentukan bentuknya. Mereka juga sangat nipis, jadi satelit yang merumputnya cukup bulan kecil.

Sistem cincin adalah struktur yang agak rapuh dan tidak tahan lama, sekurang-kurangnya dari sudut pandang zaman astronomi.

Zarah-zarah yang membentuk cincin bertabrakan secara berterusan, geseran dengan atmosfera Uranus menghancurkannya dan juga sinaran suria yang berterusan merosotnya.

Oleh itu, ketekunan cincin bergantung pada kedatangan bahan baru, yang berasal dari pemecahan satelit oleh kesan asteroid dan komet. Seperti cincin Saturnus, para astronom percaya bahawa mereka baru-baru ini dan bahawa asal-usulnya tepat dalam pertembungan ini.

Gambar 7. Terdapat hubungan yang sangat erat antara cincin Uranus dan satelit gembala, ini biasa terjadi pada planet dengan sistem cincin. Sumber: Wikimedia Commons. Trassiorf / Domain awam.

Gerakan putaran

Di antara semua ciri Uranus, ini adalah yang paling menakjubkan, kerana planet ini mempunyai putaran mundur; maksudnya, ia berputar dengan cepat ke arah yang bertentangan dengan bagaimana planet lain (kecuali Venus), mengambil masa lebih dari 17 jam untuk membuat satu revolusi. Kelajuan seperti itu berbeza dengan ukuran Uranus ketika bergerak ke orbitnya.

Selanjutnya, paksi putaran begitu miring sehingga planet tampak berputar rata, seperti yang terlihat dalam animasi pada Gambar 2. Ilmuwan planet percaya bahawa hentaman kolosal mengalihkan paksi putaran planet ke kedudukannya sekarang.

Rajah 8. Putaran retrograde dan kemiringan paksi Uranus disebabkan oleh kesan besar yang berlaku berjuta-juta tahun yang lalu. Sumber: NASA.

Musim di Uranus

Kerana kecenderungan aneh inilah musim di Uranus benar-benar melampau dan menimbulkan variasi iklim yang hebat.

Sebagai contoh, semasa solstis salah satu tiang menghala terus ke Matahari, sementara yang lain menghala ke angkasa. Pengembara di sisi yang diterangi akan memerhatikan bahawa selama 21 tahun Matahari tidak terbit atau terbenam, sementara tiang yang berlawanan terjun ke dalam kegelapan.

Sebaliknya, pada titik balik matahari Matahari berada di khatulistiwa planet dan kemudian terbit dan terbenam sepanjang hari, yang berlangsung sekitar 17 jam.

Berkat penyelidikan Voyager 2, diketahui bahawa hemisfera selatan Uranus sedang menuju musim sejuk, sementara utara menuju musim panas, yang akan berlangsung pada tahun 2028.

Gambar 9. Variasi bermusim pada Uranus yang dilihat oleh pengembara hipotesis. Sumber: Benih, M. Sistem Suria.

Oleh kerana Uranus memerlukan 84 tahun untuk mengorbit Matahari dan berada jauh dari Bumi, difahami bahawa banyak variasi iklim planet ini masih belum diketahui. Sebilangan besar data yang ada berasal dari misi dan pemerhatian Voyager 1986 yang disebutkan sebelumnya melalui teleskop angkasa Hubble.

Komposisi

Uranus bukan gergasi gas, tetapi gergasi ais. Pada bahagian yang didedikasikan untuk ciri-ciri, terlihat bahawa kepadatan Uranus, walaupun lebih rendah daripada planet berbatu seperti Bumi, lebih besar daripada Saturnus, yang dapat mengapung di atas air.

Sebenarnya, sebahagian besar Musytari dan Saturnus adalah cecair daripada gas, tetapi Uranus dan Neptunus mengandungi sejumlah besar ais, bukan hanya air, tetapi sebatian lain.

Dan kerana jisim Uranus lebih sedikit, tekanan yang menimbulkan pembentukan hidrogen cair, yang merupakan ciri khas Musytari dan Saturnus, tidak dihasilkan di dalamnya. Apabila hidrogen berada dalam keadaan ini, ia bertindak seperti logam, yang menyebabkan medan magnet kuat kedua planet ini.

Uranus juga memiliki medan magnetnya sendiri, di antaranya ada gambar rajah 12, walaupun anehnya garis medan tidak melewati pusatnya, seperti halnya Bumi, tetapi nampaknya berasal dari titik lain yang dipindahkan dari sana.

Jadi, di atmosfera Uranus terdapat hidrogen molekul dan helium, dengan sebilangan kecil metana, yang bertanggung jawab atas warna biru, kerana sebatian ini menyerap panjang gelombang merah.

Tubuh planet ini terdiri daripada ais, bukan hanya air, tetapi amonia dan metana.

Inilah masanya untuk menyoroti perincian penting: ketika para saintis planet berbicara tentang "ais", mereka tidak merujuk kepada air beku yang kita masukkan ke dalam minuman untuk menyejukkannya.

"Es" planet gergasi beku berada di bawah tekanan dan suhu tinggi, sekurang-kurangnya beberapa ribu darjah, jadi ia tidak mempunyai persamaan dengan apa yang disimpan di dalam peti sejuk, kecuali komposisi.

Berlian di Uranus

Adakah mungkin untuk menghasilkan berlian dari metana? Kajian makmal yang dilakukan di Jerman, di makmal Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf, menunjukkan bahawa selagi ada keadaan tekanan dan suhu yang mencukupi.

Dan keadaan itu ada di dalam Uranus, jadi simulasi komputer menunjukkan bahawa metana CH ₄ berpisah untuk membentuk sebatian lain.

Karbon yang terdapat dalam molekul metana mendakan dan berubah menjadi tidak lain daripada berlian. Ketika mereka bergerak menuju ke bahagian dalam planet ini, kristal melepaskan haba dengan geseran dan terkumpul di teras planet ini (lihat bahagian seterusnya).

Diperkirakan bahawa berlian yang dibentuk sehingga dapat mencapai berat hingga 200 kg, walaupun tidak mungkin untuk memastikannya, setidaknya dalam waktu dekat.

Struktur dalaman

Dalam rajah yang ditunjukkan di bawah ini kita mempunyai struktur Uranus dan lapisannya, yang komposisinya disebutkan secara ringkas di bahagian sebelumnya:

- Suasana yang tinggi.

-Lapisan tengah yang kaya dengan hidrogen dan helium molekul, secara keseluruhan ketebalan atmosfera sekitar 7,500 km.

-Mantel berasaskan ais (yang sudah kita ketahui tidak seperti ais biasa di Bumi), dengan ketebalan 10.500 km.

-Ini batu yang terbuat dari besi, nikel dan silikat dengan radius 7.500 km.

Bahan "berbatu" di intinya tidak seperti batu di Bumi, kerana di tengah-tengah planet ini tekanan dan suhu terlalu tinggi untuk "batu" ini menyerupai yang kita tahu, tetapi sekurang-kurangnya komposisi kimia ia tidak semestinya berbeza.

Rajah 10. Struktur dalaman Uranus. Sumber: Wikimedia Commons.

Satelit semula jadi Uranus

Uranus memiliki 27 satelit yang ditentukan sejauh ini, dinamai karakter dalam karya William Shakespeare dan Alexander Pope, terima kasih kepada John Herschel, putera William Herschel, penemu planet ini.

Ada 5 bulan utama yang ditemui oleh pemerhatian teleskop, tetapi tidak ada yang memiliki atmosfer, walaupun mereka diketahui memiliki air beku. Kesemuanya agak kecil, kerana jisim gabungannya tidak mencapai separuh dari Triton, salah satu bulan Neptunus, planet kembar Uranus.

Yang terbesar adalah Titania, yang diameternya 46% dari Bulan, diikuti oleh Oberon. Kedua-dua satelit itu ditemui oleh William Herschel pada tahun 1787. Ariel dan Umbriel ditemui pada pertengahan abad ke-19 oleh William Lassell, seorang ahli astronomi amatur yang juga membina teleskopnya sendiri.

Miranda, bulan terbesar Uranus kelima, dengan hanya 14% dari diameter bulan, ditemui pada abad ke-20 oleh Gerard Kuiper. Ngomong-ngomong, tali pinggang Kuiper juga dinamai ahli astronomi yang luar biasa ini di pinggir sistem suria.

Gambar 11. 5 bulan utama Uranus, planet itu sendiri, dan Puck bulan kecil. Dari kiri ke kanan Uranus berwarna biru, Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania yang terhebat dan Oberon. Sumber: Wikimedia Commons.

Permukaan Miranda sangat kasar kerana kemungkinan kesan dan aktiviti geologi yang luar biasa.

Satelit lain lebih kecil dan dikenali dari Voyager 2 dan Hubble Space Telescope. Bulan ini sangat gelap, mungkin disebabkan oleh banyak kesan bahan yang menguap di permukaan dan memusatkannya ke atasnya. Juga disebabkan oleh sinaran yang kuat yang mereka alami.

Nama-nama beberapa dari mereka dan tindakan mereka untuk menjaga sistem cincin muncul pada gambar 7.

Pergerakan satelit Uranus diatur oleh kekuatan pasang surut, seperti juga sistem Bumi-Bulan. Dengan cara ini, tempoh putaran dan terjemahan satelit adalah sama, dan mereka selalu menunjukkan wajah yang sama ke planet ini.

Medan magnet

Uranus mempunyai medan magnet dengan kira-kira 75% intensiti Bumi, menurut magnetometri probe Voyager 2. Oleh kerana bahagian dalam planet ini tidak memenuhi syarat yang diperlukan untuk menghasilkan hidrogen logam, saintis percaya bahawa ada cecair konduktif lain yang menjana bidang.

Gambar berikut mewakili medan magnet planet-planet Jovian. Semua medan menyerupai tahap yang dihasilkan oleh magnet bar atau dipol magnet di tengahnya, juga medan Bumi.

Tetapi dipol di Uranus tidak berada di tengah, juga Neptunus, melainkan bergerak ke arah kutub selatan dan cenderung cenderung sehubungan dengan sumbu putaran, dalam kasus Uranus.

Rajah 12. Skematik medan magnet untuk planet-planet Jovian. Medan Uranus dipindahkan dari pusat dan sumbu membuat sudut tajam dengan paksi putaran. Sumber: Benih, M. Sistem Suria.

Sekiranya Uranus menghasilkan medan magnet, pasti ada kesan dinamo berkat cecair yang bergerak. Pakar percaya bahawa ia adalah badan air dengan metana dan amonia terlarut, cukup dalam.

Dengan tekanan dan suhu di dalam Uranus, cecair ini akan menjadi pengalir elektrik yang baik. Kualiti ini, bersama dengan putaran planet yang cepat dan penghantaran haba melalui perolakan, adalah faktor yang mampu menghasilkan medan magnet.

Misi ke Uranus

Uranus sangat jauh dari Bumi, jadi pada mulanya penjelajahan hanya melalui teleskop. Nasib baik penyiasat Voyager cukup dekat untuk mengumpulkan maklumat yang tidak ternilai mengenai planet ini yang tidak diketahui sehingga baru-baru ini.

Diperkirakan bahawa misi Cassini, yang diluncurkan untuk mempelajari Saturnus, dapat mencapai Uranus, tetapi ketika bahan bakarnya habis, mereka yang bertanggung jawab untuk misi itu membuatnya hilang di dalam Saturnus pada tahun 2017.

Penyelidikan itu mengandungi unsur radioaktif, yang jika menabrak Titan, salah satu bulan Saturnus, mungkin telah mencemari dunia ini, yang mungkin menyimpan semacam kehidupan primitif.

Teleskop Angkasa Hubble juga menawarkan maklumat penting dan mengungkapkan adanya cincin baru pada tahun 2005.

Setelah misi Voyager, beberapa misi dicadangkan yang tidak dapat dilaksanakan, kerana penerokaan Marikh dan bahkan Jupiter dianggap sebagai keutamaan bagi agensi angkasa di seluruh dunia.

Pelayaran

Misi ini terdiri dari peluncuran dua probe: Voyager 1 dan Voyager 2. Pada prinsipnya mereka hanya akan sampai ke Musytari dan Saturnus, tetapi setelah mengunjungi planet-planet ini, probe terus menuju ke planet-planet yang berais.

Voyager 2 sampai di Uranus pada tahun 1986, dan banyak data yang kami miliki setakat ini berasal dari siasatan tersebut.

Dengan cara ini, maklumat diperoleh mengenai komposisi atmosfer dan struktur lapisan, menemui cincin tambahan, mengkaji bulan utama Uranus, menemui 10 bulan lagi dan mengukur medan magnet planet ini.

Dia juga mengirim banyak gambar berkualiti tinggi, baik planet dan permukaan bulannya, penuh dengan kawah hentaman.

Siasatan itu kemudian menuju ke Neptune dan akhirnya memasuki ruang antara bintang.

Rujukan

1. N + 1. 200 kilogram berlian turun di Uranus dan Neptunus. Dipulihkan dari: nmas1.org.
2. Powell, M. Planet Mata Telanjang di Langit Malam (dan bagaimana mengenalinya). Dipulihkan dari: nakedeyeplanets.com.
3. Seeds, M. 2011. Sistem Suria. Edisi Ketujuh. Pembelajaran Cengage.
4. Wikipedia. Cincin planet. Dipulihkan dari: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Anneaux d'Uranus. Dipulihkan dari: fr.wikipedia.org.
6. Wikipedia. Penerokaan Uranus. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Uranus (planet). Dipulihkan dari: es.wikipedia.org.