URANÜS (GEZEGEN): ÖZELLIKLER, KOMPOZISYON, YÖRÜNGE, HAREKET - ARTE - 2025

Uranüs , güneş sistemindeki yedinci gezegendir ve dış gezegenler grubuna aittir. Satürn'ün yörüngesinin ötesinde, Uranüs çok nadir durumlarda çıplak gözle neredeyse hiç görülmez ve nereye bakacağınızı bilmeniz gerekir.

Bu nedenle, Uranüs kadim insanlar için, astronom William Herschel 1781'de kendi inşa ettiği bir teleskopla keşfedene kadar pratikte görünmezdi. Küçük mavi-yeşil nokta, astronomun tam olarak aradığı şey değildi. Herschel'in istediği şey, Dünya'nın öteleme hareketinin neden olduğu yıldız paralaksını tespit etmekti.

Şekil 1. Dünya'dan 14,5 kat daha büyük olan Uranüs gezegeni. Kaynak: Pixabay.

Bunu yapmak için uzaktaki bir yıldızı (ve yakındaki bir yıldızı) bulması ve iki farklı yerden nasıl göründüklerini gözlemlemesi gerekiyordu. Ancak 1781'de bir bahar gecesi, Herschel diğerlerinden biraz daha parlak görünen küçük bir nokta gördü.

Çok geçmeden, o ve diğer gökbilimciler onun yeni bir gezegen olduğuna ikna oldular ve Herschel, bilinen evrenin boyutunu genişleterek gezegen sayısını artırmasıyla hızla ünlendi.

Yeni gezegen adını hemen almadı, çünkü Herschel bir Yunan veya Roma tanrısı kullanmayı reddetti ve onun yerine o zamanki İngiliz hükümdarı George III'ün onuruna Georgium Sidu veya "George Yıldızı" adını verdi.

Doğal olarak bu seçenek Avrupa kıtasındaki bazılarının hoşuna gitmiyordu, ancak Alman gökbilimci Johannes Elert Bode, Dünya ana Gaea'nın kocası ve gökyüzünün tanrısı Uranüs'ün adını önerdiğinde sorun çözüldü.

Antik Yunan ve Roma mitolojilerine göre Uranüs, Jüpiter'in (Zeus) babası olan Satürn'ün (Cronus) babasıydı. Bilimsel topluluk, gezegenin en azından 1850'ye kadar "George'un yıldızı" olarak anılmaya devam ettiği İngiltere dışında nihayet bu ismi kabul etti.

Uranüs'ün genel özellikleri

Uranüs, Satürn ve Jüpiter'den sonra boyut olarak üçüncü gezegen olan güneş sisteminin dış gezegenleri grubuna aittir. Neptün ile birlikte, bileşimi ve birçok özelliği onu diğer iki dev Jüpiter ve Satürn'den ayırdığı için bir buz devidir.

Jüpiter ve Satürn'de hidrojen ve helyum baskınken, Uranüs gibi buzlu devler oksijen, karbon, nitrojen ve kükürt gibi daha ağır elementler içerir.

Elbette, Uranüs'te hidrojen ve helyum da var, ancak esas olarak atmosferinde. Ayrıca hepsi sudan yapılmasa da buz içerir: amonyak, metan ve diğer bileşikler vardır.

Ancak her durumda, Uranüs'ün atmosferi, güneş sistemindeki en soğuk atmosferlerden biridir. Oradaki sıcaklıklar -224 ºC'ye ulaşabilir.

Görüntüler uzak ve gizemli bir mavi disk gösterse de, daha birçok çarpıcı özellik var. Bunlardan biri, atmosferdeki metandan kaynaklanan, kırmızı ışığı emen ve maviyi yansıtan mavi renktir.

Uranüs, atmosferindeki metan gazından mavi görünür, kırmızı ışığı emer ve mavi ışığı yansıtır.

Ek olarak Uranüs'te:

-Asimetrik bir düzenleme ile kendi manyetik alanı.

- Sayısız uydu.

- Satürn'ünkinden daha zayıf bir halka sistemi.

Ancak kesinlikle en çarpıcı olan, tamamen eğimli bir dönme ekseninde geriye doğru dönmesidir, öyle ki Uranüs'ün kutupları, diğerlerinin ekvatorunun olduğu yerde, sanki yana dönüyormuş gibi.

Şekil 2. Uranüs'ün dönme ekseninin eğimi. Kaynak: NASA.

Bu arada, Şekil 1'in önerdiğinin aksine, Uranüs barışçıl ya da tekdüze bir gezegen değildir. Görüntüleri alan sonda Voyager, nadir görülen ılıman bir hava döneminde geçti.

Aşağıdaki şekil, tüm gezegenler arasında küresel bir karşılaştırmada Uranüs ekseninin 98º'deki eğimini göstermektedir. Uranüs'te en çok ısıyı ekvatordan ziyade uzak Güneş'ten alan kutuplardır.

Şekil 3. Güneş sistemindeki gezegenlerin dönme eksenleri. Kaynak: NASA.

Gezegenin temel fiziksel özelliklerinin özeti

-Kütle: 8.69 x 10 ²⁵ kg.

-Telsiz: 2,5362 x 10 ⁴ km

-Shape: düzleştirilmiş.

Güneşe Ortalama Mesafe: 2,87 x 10 ⁹ km

- Yörüngenin eğimi : ekliptik düzlemine göre 0.77º.

-Sıcaklık: yaklaşık olarak -220 ile -205,2 ºC arasındadır.

Yerçekimi: 8.69 m / s ²

-Kendi manyetik alan: Evet.

-Atmosfer: Evet, hidrojen ve helyum

-Density: 1290 kg / ³

-Satellitler: Bugüne kadar atanmış 27.

-Rings: Evet, şimdiye kadar yaklaşık 13 kişi bulundu.

Çeviri hareketi

Uranüs, büyük gezegenler gibi, Güneş'in etrafında görkemli bir şekilde dönerek bir yörüngeyi tamamlamak için yaklaşık 84 yıl sürer.

Şekil 4. Uranüs'ün Güneş çevresindeki yörüngesi (kırmızı). Kaynak: Wikimedia Commons. Orijinal simülasyon = Todd K. Timberlake Easy Java Simulation kitabının yazarı = Francisco Esquembre / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Uranüs'ün yörüngesi oldukça eliptiktir ve başlangıçta 1783'te büyük matematikçi Pierre de Laplace tarafından Newton ve Kepler yasalarından kendisi için hesaplanan yörünge ile bazı tutarsızlıklar göstermiştir.

Bir süre sonra, 1841'de İngiliz gökbilimci John Couch Adams, çok doğru bir şekilde, bu tutarsızlıkların hala görünmez olan başka bir gezegenin neden olduğu rahatsızlıklardan kaynaklanabileceğini öne sürdü.

1846'da Fransız matematikçi Urbain Le Verrier, bilinmeyen gezegenin olası yörüngesinin hesaplamalarını geliştirdi ve bunları Berlin'deki Alman astronom Johann Gottfried Galle'ye verdi. Neptün, teleskopunda ilk kez Fransız bilim adamının belirttiği yerde hemen ortaya çıktı.

Şekil 5. Solda Sir William Herschel (1738-1822) ve sağda Urbain Le Verrier (1811-1877). Kaynak: Wikimedia Commons.

Uranüs ne zaman ve nasıl gözlemlenir?

Uranüs, Dünya'dan çok uzak olduğu için çıplak gözle görmek zordur. En parlak olduğu zaman 6 büyüklüğüne ve 4 ark saniyelik çapa (Jüpiter en iyi görüldüğünde yaklaşık 47º) sahiptir.

Çok net karanlık gökyüzü, yapay ışıkların olmadığı ve önceden nereye bakılacağını bilerek, onu çıplak gözle görebilirsiniz.

Bununla birlikte, astronomi hayranları, internette bulunan gök haritaları ve kaliteli bir dürbün bile olabilen bir enstrüman yardımıyla onu bulabilirler. Çok fazla ayrıntı olmadan yine de mavi bir nokta gibi görünecektir.

Şekil 6. Uranüs, teleskop ve gök haritaları yardımıyla küçük mavi bir nokta olarak görülebilir. Kaynak: Pexels.

Uranüs'ün 5 büyük uydusunu görmek için büyük bir teleskop gerekir. Gezegenin detayları en az 200 mm'lik bir teleskopla izlenebiliyordu. Daha küçük enstrümanlar yalnızca minik yeşilimsi mavi bir diski ortaya çıkarır, ancak orada, o kadar uzakta, pek çok harikayı gizlediğini bilerek onu görmeye değer.

Uranüs'ün halkaları

1977'de Uranüs bir yıldızın önünden geçti ve onu sakladı. Bu süre zarfında yıldız, gizlenmeden önce ve sonra birkaç kez göz kırptı. Titreşime halkaların geçişi neden oldu ve bu şekilde üç gökbilimci, Uranüs'ün ekvator düzleminde bulunan 9 halkalık bir sisteme sahip olduğunu keşfetti.

Tüm dış gezegenlerin bir halka sistemi vardır, ancak hiçbiri Satürn'ün halkalarının güzelliğini aşsa da, yine de Uranüs'ünkiler çok ilginçtir.

Voyager 2 sondası daha da fazla halka buldu ve mükemmel görüntüler elde etti. 2005 yılında Hubble Uzay Teleskobu ayrıca 2 dış halka daha keşfetti.

Uranüs'ün halkalarını oluşturan madde karanlıktır, muhtemelen yüksek karbon içeriğine sahip kayalar ve yalnızca en dıştaki halkalar toz bakımından zengindir.

Uranüs'ün yerçekimi hareketiyle şeklini belirleyen çoban uyduları sayesinde halkalar şekillerini koruyor. Onlar da çok incedir, bu yüzden onları otlatan uydular oldukça küçük uydulardır.

Halka sistemi, en azından astronomik zamanlar açısından oldukça kırılgan ve çok dayanıklı olmayan bir yapıdır.

Halkaları oluşturan parçacıklar sürekli çarpışır, Uranüs'ün atmosferiyle sürtünme onları ezer ve ayrıca sürekli güneş ışınımı onları bozar.

Bu nedenle, halkaların kalıcılığı, asteroitler ve kuyrukluyıldızların çarpmasıyla uyduların parçalanmasından gelen yeni malzemenin gelişine bağlıdır. Satürn'ün halkalarında olduğu gibi, gökbilimciler onların yeni olduklarına ve kökenlerinin tam olarak bu çarpışmalarda olduğuna inanıyorlar.

Şekil 7. Uranüs'ün halkaları ile çoban uyduları arasında çok yakın bir ilişki vardır, bu halka sistemli gezegenlerde yaygındır. Kaynak: Wikimedia Commons. Trassiorf / Kamu malı.

Dönen hareket

Uranüs'ün tüm özellikleri arasında, bu en şaşırtıcı olanıdır, çünkü bu gezegenin geri dönüşü vardır; başka bir deyişle, diğer gezegenlerin (Venüs hariç) ters yönde hızla dönerek bir devrimi yapması 17 saatten biraz fazla sürer. Böyle bir hız, yörüngesini dolaşırken Uranüs'ün ölçüsü ile çelişir.

Dahası, dönme ekseni o kadar eğiktir ki, Şekil 2'deki animasyonda gösterildiği gibi gezegen düz dönüyormuş gibi görünür. Gezegen bilim adamları, gezegenin dönme eksenini devasa bir etkinin mevcut konumuna kaydırdığına inanıyorlar.

Şekil 8. Uranüs ekseninin geriye dönük dönüşü ve eğimi, milyonlarca yıl önce meydana gelen muazzam bir etkiden kaynaklanmaktadır. Kaynak: NASA.

Uranüs'teki mevsimler

Uranüs'teki mevsimlerin gerçekten aşırı olması ve büyük iklim değişikliklerine yol açmasının nedeni bu tuhaf eğilimdir.

Örneğin, bir gündönümü sırasında kutuplardan biri doğrudan Güneş'i gösterirken diğeri uzayı işaret eder. Aydınlatılmış taraftaki bir gezgin, 21 yıl boyunca Güneş'in ne yükseldiğini ne battığını, diğer yandan ise karşı kutbun karanlığa gömüldüğünü gözlemleyecektir.

Aksine, bir ekinoksda Güneş gezegenin ekvatorundadır ve yaklaşık 17 saat süren gün boyunca yükselir ve batar.

Voyager 2 sondası sayesinde, Uranüs'ün güney yarım küresinin şu anda kışa, kuzeyin ise 2028'de gerçekleşecek olan yaza doğru ilerlediği biliniyor.

Şekil 9. Varsayımsal bir gezgin tarafından görülen Uranüs'teki mevsimsel değişim. Kaynak: Seeds, M. Solar System.

Uranüs'ün Güneş'in etrafında dönmesi 84 yıl sürdüğü ve Dünya'dan bu kadar uzak olduğu için, gezegenin iklimsel varyasyonlarının çoğunun hala bilinmediği anlaşılıyor. Mevcut verilerin çoğu, yukarıda bahsedilen 1986 Voyager misyonundan ve Hubble uzay teleskobu aracılığıyla yapılan gözlemlerden geliyor.

Kompozisyon

Uranüs bir gaz devi değil, bir buz devidir. Özelliklere ayrılan bölümde, Uranüs'ün yoğunluğunun, Dünya gibi kayalık gezegenlerden daha düşük olmasına rağmen, suda iyi yüzebilen Satürn'ünkinden daha büyük olduğu görüldü.

Gerçekte, Jüpiter ve Satürn'ün çoğu gazdan ziyade sıvıdır, ancak Uranüs ve Neptün büyük miktarda buz içerir, sadece su değil, diğer bileşikler.

Ve Uranüs'ün kütlesi daha az olduğu için, Jüpiter ve Satürn'ün karakteristiği olan sıvı hidrojenin oluşumuna neden olan basınçlar onun içinde üretilmez. Hidrojen bu haldeyken metal gibi davranır ve bu iki gezegenin güçlü manyetik alanlarına neden olur.

Uranüs ayrıca, Şekil 12'de bir diyagramı olan kendi manyetik alanına da sahiptir, ancak ilginç bir şekilde, alan çizgileri Dünya örneğinde olduğu gibi merkezinden geçmiyor, ancak oradan yer değiştirmiş başka bir noktada ortaya çıkıyor gibi görünüyor.

Dolayısıyla, Uranüs'ün atmosferinde, mavi renginden sorumlu olan küçük bir metan yüzdesi ile moleküler hidrojen ve helyum vardır, çünkü bu bileşik kırmızının dalga boylarını emer.

Gezegenin gövdesi buzdan oluşuyor, sadece sudan değil, amonyak ve metandan oluşuyor.

Bu, önemli bir detayı vurgulamanın zamanıdır: Gezegen bilim adamları "buz" dan bahsettiklerinde, onları soğutmak için içeceklere koyduğumuz donmuş sudan bahsetmiyorlar.

Donmuş dev gezegenlerin "buzu", en az birkaç bin derece gibi büyük bir basınç ve yüksek sıcaklık altındadır, bu nedenle buzdolaplarında depolananlarla, bileşim dışında hiçbir ortak yanı yoktur.

Uranüs'teki Elmaslar

Metandan elmas üretmek mümkün mü? Almanya'da Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf laboratuvarında yapılan laboratuvar çalışmaları, yeterli basınç ve sıcaklık koşulları olduğu sürece bunun böyle olduğunu göstermektedir.

Bilgisayar simülasyonları metan CH gösterilecek şekilde ve bu koşullar, Uranüs içinde mevcut ₄ başka bileşikler ayrışır.

Metan moleküllerinde bulunan karbon çökelir ve elmastan daha azına dönüşmez. Gezegenin iç kısmına doğru ilerledikçe, kristaller sürtünme yoluyla ısıyı serbest bırakır ve gezegenin çekirdeğinde birikir (bir sonraki bölüme bakın).

Bu şekilde oluşturulan elmasların 200 kg'a kadar ulaşabileceği tahmin ediliyor, ancak bunu en azından yakın gelecekte teyit etme olasılığı düşük.

İç yapı

Aşağıda gösterilen diyagramda, bir önceki bölümde kısaca bileşiminden söz edilen Uranüs ve katmanlarının yapısı var:

-Üst atmosfer.

-Meküler hidrojen ve helyum yönünden zengin orta tabaka, toplam atmosfer kalınlığı yaklaşık 7.500 km'dir.

-10.500 km kalınlığındaki (Dünya'daki sıradan buz gibi olmadığını zaten bildiğimiz) buz bazlı manto.

- 7.500 km yarıçaplı demir, nikel ve silikatlardan yapılmış kayalık bir çekirdek.

Çekirdekteki "kayalık" malzeme de Dünya üzerindeki kayalara benzemez, çünkü gezegenin kalbinde basınç ve sıcaklık bu "kayaların" bildiklerimize benzemeyecek kadar yüksek, ama en azından kimyasal bileşimi farklı olması gerekmemelidir.

Şekil 10. Uranüs'ün iç yapısı. Kaynak: Wikimedia Commons.

Uranüs'ün doğal uyduları

Uranüs, gezegeni keşfeden William Herschel'in oğlu John Herschel sayesinde, William Shakespeare ve Alexander Pope'un eserlerindeki karakterlerden adını alan 27 belirlenmiş uyduya sahiptir.

Teleskop gözlemiyle keşfedilen 5 ana uydu vardır, ancak donmuş suya sahip oldukları bilinmesine rağmen hiçbirinin atmosferi yoktur. Hepsi oldukça küçüktür, çünkü birleşik kütleleri Uranüs'ün ikiz gezegeni Neptün'ün uydularından biri olan Triton'un yarısına ulaşmaz.

Bunların en büyüğü, çapı Ay'ın% 46'sı olan Titania ve onu Oberon izliyor. Her iki uydu da 1787'de William Herschel tarafından keşfedildi. Ariel ve Umbriel, 19. yüzyılın ortalarında, kendi teleskoplarını da yapan amatör bir gökbilimci olan William Lassell tarafından keşfedildi.

Ay çapının sadece% 14'ü ile Uranüs'ün beşinci en büyük uydusu olan Miranda, 20. yüzyılda Gerard Kuiper tarafından keşfedildi. Bu arada Kuiper kuşağı, güneş sisteminin kenarındaki bu olağanüstü gökbilimcinin adını da almıştır.

Şekil 11. Uranüs'ün 5 büyük uydusu, gezegenin kendisi ve küçük ay Puck. Soldan sağa Uranüs mavi, Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania ve Oberon. Kaynak: Wikimedia Commons.

Miranda'nın yüzeyi, potansiyel etkiler ve olağandışı jeolojik aktivite nedeniyle son derece sağlamdır.

Diğer uydular daha küçüktür ve Voyager 2 ve Hubble Uzay Teleskobu'ndan bilinmektedir. Bu uydular, belki de yüzeydeki malzemeyi buharlaştıran ve üzerinde yoğunlaştıran sayısız darbeden dolayı çok karanlıktır. Ayrıca maruz kaldıkları yoğun radyasyon nedeniyle.

Bazılarının isimleri ve halka sistemini sürdürme eylemleri şekil 7'de görülmektedir.

Uranüs uydularının hareketi, Dünya-Ay sistemi gibi gelgit kuvvetleri tarafından yönetilir. Bu sayede uyduların dönme ve öteleme süreleri aynıdır ve gezegene hep aynı yüzünü gösterirler.

Manyetik alan

Voyager 2 sondasının manyetometrisine göre Uranüs, Dünya'nın yaklaşık% 75 yoğunluğuna sahip bir manyetik alana sahiptir.Gezegenin içi metalik hidrojen üretmek için gerekli koşulları karşılamadığından, bilim adamları başka bir iletken sıvı olduğuna inanmaktadır alanı oluşturur.

Aşağıdaki şekil, Jovian gezegenlerinin manyetik alanlarını temsil etmektedir. Tüm alanlar, merkezdeki bir çubuk mıknatıs veya manyetik dipol tarafından üretilenlere bir dereceye kadar benziyor, aynı zamanda Dünya'nınki.

Ancak Uranüs'teki dipol merkezde değildir, Neptün'ünki de değildir, bunun yerine güney kutbuna doğru yer değiştirmiştir ve Uranüs örneğinde dönme eksenine göre belirgin şekilde eğimlidir.

Şekil 12. Jovian gezegenleri için manyetik alan şeması. Uranüs alanı merkezden kaydırılır ve eksen dönme ekseni ile keskin bir açı yapar. Kaynak: Tohumlar, M. The Solar System.

Uranüs bir manyetik alan oluşturuyorsa, hareket eden bir sıvı sayesinde bir dinamo etkisi olması gerekir. Uzmanlar, oldukça derin, çözünmüş metan ve amonyak içeren bir su kütlesi olduğuna inanıyor.

Uranüs'ün içindeki basınç ve sıcaklıkla, bu sıvı iyi bir elektrik iletkeni olacaktır. Bu kalite, gezegenin hızlı dönüşü ve ısının taşınım yoluyla iletilmesiyle birlikte, manyetik alan oluşturabilen faktörlerdir.

Uranüs'e Görevler

Uranüs Dünya'dan son derece uzak, bu yüzden ilk başta keşif sadece teleskopla yapıldı. Neyse ki Voyager sondası, yakın zamana kadar bilinmeyen bu gezegen hakkında paha biçilmez bilgiler toplayacak kadar yaklaştı.

Satürn'ü incelemek için başlatılan Cassini görevinin Uranüs'e ulaşabileceği düşünülüyordu, ancak yakıtı bittiğinde görevin sorumluları 2017'de Satürn'ün içinde ortadan kayboldu.

Sonda, Satürn'ün uydularından biri olan Titan'a çarpması durumunda, belki de bir tür ilkel yaşamı barındıran bu dünyayı kirletmiş olabilecek radyoaktif elementler içeriyordu.

Hubble Uzay Teleskobu da önemli bilgiler sunuyor ve 2005 yılında yeni halkaların varlığını ortaya çıkardı.

Voyager görevinden sonra, Mars'ın ve hatta Jüpiter'in keşfi dünyanın dört bir yanındaki uzay ajansları için bir öncelik olarak kabul edildiğinden, gerçekleştirilemeyen bazı görevler önerildi.

gezgin

Bu görev, Voyager 1 ve Voyager 2 olmak üzere iki sondanın fırlatılmasından oluşuyordu. Prensipte sadece Jüpiter ve Satürn'e ulaşacaklardı, ancak bu gezegenleri ziyaret ettikten sonra sondalar donmuş gezegenlere doğru yol almaya devam ettiler.

Voyager 2, 1986'da Uranüs'e ulaştı ve şu ana kadar elde ettiğimiz verilerin çoğu bu sondadan geliyor.

Böylelikle atmosferin bileşimi ve katmanların yapısı hakkında bilgi elde edildi, ek halkalar keşfedildi, Uranüs'ün ana uyduları incelendi, 10 ay daha keşfedildi ve gezegenin manyetik alanı ölçüldü.

Ayrıca hem gezegenin hem de uydularının çarpma kraterleriyle dolu çok sayıda yüksek kaliteli görüntüsü gönderdi.

Sonda daha sonra Neptün'e yöneldi ve sonunda yıldızlararası uzaya girdi.

Referanslar

1. N + 1. Uranüs ve Neptün'e 200 kilogram elmas yağıyor. Nmas1.org adresinden kurtarıldı.
2. Powell, M. Gece Gökyüzünde Çıplak Göz Gezegenleri (ve bunların nasıl tanımlanacağı). Çıplakeyeplanets.com'dan kurtarıldı.
3. Tohumlar, M. 2011. Güneş Sistemi. Yedinci Baskı. Cengage Learning.
4. Vikipedi. Gezegen halkası. Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı.
5. Vikipedi. Anneaux d'Uranus. Fr.wikipedia.org adresinden kurtarıldı.
6. Vikipedi. Uranüs'ün Keşfi. En.wikipedia.org adresinden kurtarıldı.
7. Vikipedi. Uranüs (gezegen). Es.wikipedia.org adresinden kurtarıldı.