PLANET URANUS

Send

Uranus, yang mengambil namanya dari Dewa langit Yunani, adalah gergasi gas dan planet ketujuh dari Matahari kita. Ia juga merupakan planet ketiga terbesar di Sistem Suria kita, berada di belakang Musytari dan Saturnus. Seperti syarikat gas gergasi, ia mempunyai banyak bulan, sistem cincin, dan terutama terdiri dari gas yang dipercayai mengelilingi teras yang kukuh.

Walaupun dapat dilihat dengan mata kasar, kesadaran bahawa Uranus adalah planet adalah planet yang relatif baru. Walaupun terdapat indikasi bahawa ia telah dilihat beberapa kali selama dua ribu tahun yang lalu, ia tidak sampai abad ke-18 diakui untuk apa itu. Sejak masa itu, seluruh bulan, sistem cincin, dan sifat misteri planet telah diketahui.

Penemuan dan Penamaan:

Seperti lima planet klasik - Mercury, Venus, Mars, Jupiter dan Saturnus - Uranus dapat dilihat tanpa bantuan teleskop. Tetapi kerana orbitnya yang malap dan perlahan, para astronom kuno mempercayainya sebagai bintang. Pemerhatian yang paling awal diketahui dilakukan oleh Hipparchos, yang mencatatkannya sebagai bintang dalam katalog bintangnya pada tahun 128 SM - pemerhatian yang kemudian dimasukkan dalam Ptolemy's Almagest.

Penampakan Uranus yang terawal berlaku pada tahun 1690 ketika ahli astronomi Inggeris John Flamsteed - Astronomer Royal pertama - melihatnya sekurang-kurangnya enam kali dan mengkatalogkannya sebagai bintang (34 Tauri). Ahli astronomi Perancis Pierre Lemonnier juga memerhatikannya sekurang-kurangnya dua belas kali antara tahun 1750 dan 1769.

Namun, pengamatan Sir William Herschel terhadap Uranus pada 13 Mac 1781, yang memulakan proses mengenalinya sebagai sebuah planet. Pada waktu itu, dia melaporkannya sebagai penampakan komet, tetapi kemudian melakukan serangkaian pengamatan menggunakan teleskop dari rancangannya sendiri untuk mengukur kedudukannya relatif terhadap bintang-bintang. Ketika dia melaporkannya kepada The Royal Society, dia mendakwa itu komet, tetapi secara implisit membandingkannya dengan planet.

Setelah itu, beberapa ahli astronomi mula meneroka kemungkinan bahawa "komet" Herschel sebenarnya adalah sebuah planet. Ini termasuk ahli astronomi Rusia, Anders Johan Lexell, yang merupakan orang pertama yang mengira orbitnya yang hampir bulat, yang membuatnya menyimpulkan bahawa ia adalah planet. Ahli astronomi Berlin, Johann Elert Bode, anggota "Persatuan Astronomi Bersatu", bersetuju dengan perkara ini setelah membuat pemerhatian yang serupa terhadap orbitnya.

Tidak lama kemudian, status Uranus sebagai planet menjadi konsensus ilmiah, dan pada tahun 1783, Herschel sendiri mengakui hal ini kepada Royal Society. Sebagai penghargaan atas penemuannya, Raja George III dari England memberi Herschel gaji tahunan £ 200 dengan syarat dia pindah ke Windsor supaya Keluarga Diraja dapat melihat melalui teleskopnya.

Untuk menghormati pelindung barunya, William Herschel memutuskan untuk menamakan kekasihnyar Georgium Sidus ("George's Star" atau "Georges Planet"). Di luar Britain, nama ini tidak popular, dan alternatif segera dicadangkan. Ini termasuk ahli astronomi Perancis Jerome Lalande yang mencadangkan untuk menyebutnya Hershel untuk menghormati penemuannya, dan ahli astronomi Sweden Erik Prosperin mencadangkan nama Neptune.

Johann Elert Bode mengusulkan nama Uranus, versi Latin dari dewa langit Yunani, Ouranos. Nama ini sepertinya sesuai, memandangkan Saturnus dinamai bapa mitos Musytari, jadi planet baru ini harus dinamai bapa mitos Saturnus. Pada akhirnya, cadangan Bode menjadi yang paling banyak digunakan dan menjadi universal pada tahun 1850.

Saiz, Jisim dan Orbit Uranus:

Dengan radius rata-rata sekitar 25,360 km, isipadu 6,833 × 10¹³ km³, dan jisim 8.68 × 10²⁵ kg, Uranus adalah kira-kira 4 kali ukuran Bumi dan 63 kali isipadu. Walau bagaimanapun, sebagai gergasi gas, ketumpatannya (1.27 g / cm³) jauh lebih rendah; oleh itu, hanya 14.5 besarnya Bumi. Ketumpatan rendahnya juga bermaksud bahawa walaupun ia adalah gergasi gas terbesar ketiga, ia adalah yang paling besar (jatuh di belakang Neptunus oleh 2.6 jisim Bumi).

Variasi jarak Uranus dari Matahari juga lebih besar daripada planet lain (tidak termasuk planet kerdil atau plutoid). Pada dasarnya, jarak gergasi gas dari Matahari bervariasi dari 18,28 AU (2,735,118,100 km) di perihelion hingga 20,09 AU (3,006,224,700 km) di aphelion. Pada jarak purata 3 bilion km dari Matahari, Uranus memerlukan masa kira-kira 84 tahun (atau 30,687 hari) untuk menyelesaikan satu orbit Matahari.

Tempoh putaran bahagian dalam Uranus adalah 17 jam, 14 minit. Seperti semua planet raksasa, atmosfera atasnya mengalami angin kencang ke arah putaran. Pada beberapa garis lintang, seperti kira-kira 60 darjah ke selatan, ciri-ciri atmosfera yang kelihatan bergerak jauh lebih pantas, membuat putaran penuh dalam masa 14 jam sahaja.

Satu ciri unik Uranus ialah ia berputar di sisinya. Walaupun semua planet Tata Surya dimiringkan pada sumbu mereka hingga tahap tertentu, Uranus mempunyai kemiringan paksi paling ekstrim iaitu 98 °. Ini membawa kepada musim radikal yang dialami planet ini, belum lagi kitaran siang-malam yang tidak biasa di kutub. Di khatulistiwa, Uranus mengalami siang dan malam biasa; tetapi di kutub, masing-masing mengalami 42 tahun Bumi sehari diikuti 42 tahun malam.

Komposisi Uranus:

Model standard struktur Uranus adalah bahawa ia terdiri daripada tiga lapisan: teras berbatu (silikat / besi-nikel) di tengahnya, mantel berais di tengah dan sampul luar hidrogen gas dan helium. Sama seperti Musytari dan Saturnus, hidrogen dan helium menyumbang sebahagian besar atmosfera - kira-kira 83% dan 15% - tetapi hanya sebahagian kecil daripada jisim keseluruhan planet (0.5 hingga 1.5 jisim Bumi).

Unsur ketiga yang paling banyak ialah ais metana (CH⁴), yang merangkumi 2.3% komposisinya dan yang menyumbang untuk pewarnaan akuarium atau cyan planet. Jumlah jejak pelbagai hidrokarbon juga dijumpai di stratosfera Uranus, yang dianggap dihasilkan dari metolan dan fotolisis yang disebabkan oleh radiasi ultraviolent. Mereka merangkumi etana (C₂H₆), asetilena (C₂H₂), metilasetilena (CH₃C₂H), dan diasetilena (C₂HC₂H).

Sebagai tambahan, spektroskopi telah menemui karbon monoksida dan karbon dioksida di atmosfer atas Uranus, serta adanya awan wap air yang sejuk dan volatil lain, seperti ammonia dan hidrogen sulfida. Oleh kerana itu, Uranus dan Neptunus dianggap sebagai kelas planet gergasi yang berbeza - yang dikenali sebagai "Ice Giants" - kerana terdiri daripada bahan-bahan mudah menguap yang lebih berat.

Mantel ais sebenarnya tidak terdiri dari ais dalam pengertian konvensional, tetapi dari cairan panas dan padat yang terdiri daripada air, ammonia dan bahan mudah menguap lain. Cecair ini, yang mempunyai kekonduksian elektrik yang tinggi, kadang-kadang disebut lautan air-amonia.

Inti Uranus agak kecil, dengan jisim hanya 0,55 jisim Bumi dan radius yang kurang dari 20% dari ukuran keseluruhan planet ini. Mantel terdiri dari jumlah besar, dengan sekitar 13.4 massa Bumi, dan atmosfer atas relatif tidak penting, beratnya kira-kira 0.5 massa Bumi dan meluas untuk 20% terakhir radius Uranus.

Ketumpatan teras Uranus dianggarkan 9 g / cm³, dengan tekanan di tengah 8 juta bar (800 GPa) dan suhu sekitar 5000 K (yang setanding dengan permukaan Matahari).

Suasana Uranus:

Seperti Bumi, atmosfer Uranus dipecah menjadi lapisan, bergantung pada suhu dan tekanan. Seperti raksasa gas yang lain, planet ini tidak mempunyai permukaan yang tegas, dan para saintis mendefinisikan permukaan sebagai wilayah di mana tekanan atmosfera melebihi satu bar (tekanan yang terdapat di Bumi di permukaan laut). Apa sahaja yang dapat dicapai oleh kemampuan penginderaan jauh - yang menjangkau hingga kira-kira 300 km di bawah tahap 1 bar - juga dianggap suasananya.

Dengan menggunakan titik rujukan ini, suasana Uranus dapat dibahagikan kepada tiga lapisan. Yang pertama adalah troposfer, antara ketinggian -300 km di bawah permukaan dan 50 km di atasnya, di mana tekanan berkisar antara 100 hingga 0.1 bar (10 MPa hingga 10 kPa). Lapisan kedua adalah stratosfera, yang mencapai antara 50 dan 4000 km dan mengalami tekanan antara 0.1 dan 10^-10 bar (10 kPa hingga 10 µPa).

Troposfera adalah lapisan paling padat di atmosfer Uranus. Di sini, suhu berkisar antara 320 K (46.85 ° C / 116 ° F) di pangkalan (-300 km) hingga 53 K (-220 ° C / -364 ° F) pada 50 km, dengan wilayah atas menjadi yang paling dingin dalam sistem suria. Kawasan tropopause bertanggungjawab untuk sebilangan besar pelepasan inframerah terma Uranus, sehingga menentukan suhu efektifnya 59.1 ± 0.3 K.

Di dalam troposfera terdapat lapisan awan - awan air pada tekanan terendah, dengan awan hidrosulfida amonium di atasnya. Awan amonia dan hidrogen sulfida akan datang. Akhirnya, awan metana nipis terletak di bahagian atas.

Di stratosfera, suhu berkisar antara 53 K (-220 ° C / -364 ° F) di tingkat atas hingga antara 800 dan 850 K (527 - 577 ° C / 980 - 1070 ° F) di dasar termosfera, terima kasih kepada pemanasan yang disebabkan oleh sinaran matahari. Stratosfera mengandungi asap etana, yang mungkin menyumbang kepada penampilan planet yang kusam. Asetilena dan metana juga ada, dan jerebu ini membantu menghangatkan stratosfera.

Lapisan terluar, termosfera dan korona, membentang dari 4.000 km hingga setinggi 50.000 km dari permukaan. Wilayah ini mempunyai suhu seragam 800-850 (577 ° C / 1,070 ° F), walaupun para saintis tidak pasti sebabnya. Oleh kerana jarak ke Uranus dari Matahari sangat besar, jumlah haba yang keluar dari sana tidak mencukupi untuk menghasilkan suhu tinggi seperti itu.

Seperti Musytari dan Saturnus, cuaca Uranus mengikuti corak serupa di mana sistem dipecah menjadi tali yang berputar di sekitar planet ini, yang didorong oleh haba dalaman yang naik ke atmosfera atas. Akibatnya, angin di Uranus dapat mencapai hingga 900 km / jam (560 mph), menimbulkan ribut besar seperti yang dilihat oleh Teleskop Angkasa Hubble pada tahun 2012. Mirip dengan Titik Merah Besar Musytari, "Titik Gelap" ini adalah raksasa pusaran awan yang berukuran 1.700 kilometer dengan 3.000 kilometer (1.100 batu dengan 1.900 batu).

Bulan Uranus:

Uranus mempunyai 27 satelit yang diketahui, yang terbahagi kepada kategori bulan yang lebih besar, bulan dalam, dan bulan yang tidak teratur (serupa dengan gergasi gas lain). Bulan Uranus terbesar adalah, mengikut urutan ukuran, Miranda, Ariel, Umbriel, Oberon dan Titania. Bulan ini berdiameter dan berjisim dari 472 km dan 6,7 × 10¹⁹ kg untuk Miranda hingga 1578 km dan 3,5 × 10²¹ kg untuk Titania. Setiap bulan ini sangat gelap, dengan ikatan rendah dan albedo geometri. Ariel adalah yang paling terang manakala Umbriel adalah yang paling gelap.

Semua bulan besar Uranus dipercayai terbentuk di cakera penambahan, yang ada di sekitar Uranus untuk beberapa waktu setelah pembentukannya, atau disebabkan oleh kesan besar yang dialami oleh Uranus pada awal sejarahnya. Masing-masing terdiri dari jumlah batu dan ais yang hampir sama, kecuali Miranda yang dibuat terutama dari ais.

Komponen ais boleh merangkumi amonia dan karbon dioksida, sementara bahan berbatu dipercayai terdiri dari bahan karbon, termasuk sebatian organik (serupa dengan asteroid dan komet). Komposisi mereka dipercayai dibezakan, dengan mantel berais yang mengelilingi inti berbatu.

Dalam kes Titania dan Oberon, dipercayai bahawa lautan air cair mungkin ada di batas inti / mantel. Permukaan mereka juga berat; tetapi dalam setiap kes, permukaan semula endogenik menyebabkan tahap pembaharuan ciri mereka. Ariel nampaknya memiliki permukaan termuda dengan kawah hentaman paling sedikit sementara Umbriel nampaknya yang paling tua dan paling kawah.

Bulan-bulan utama Uranus tidak mempunyai suasana yang jelas. Juga, kerana orbitnya di sekitar Uranus, mereka mengalami kitaran bermusim yang melampau. Kerana Uranus mengorbit Matahari hampir di sisinya, dan bulan-bulan besar semua mengorbit di sekitar satah khatulistiwa Uranus, hemisfera utara dan selatan mengalami jangka waktu siang dan malam yang berpanjangan (42 tahun sekali).

Pada tahun 2008, Uranus diketahui memiliki 13 bulan batin yang orbitnya berada di dalam Miranda. Mereka berada, dalam urutan jarak dari planet ini: Cordelia, Ophelia, Bianca, Cressida, Desdemona, Juliet, Portia, Rosalind, Cupid, Belinda, Perdita, Puck dan Mab. Selaras dengan penamaan bulan Uranus yang lebih besar, semuanya dinamai watak dari drama Shakespearean.

Semua bulan dalaman terhubung erat dengan sistem cincin Uranus, yang mungkin disebabkan oleh pemecahan satu atau beberapa bulan dalaman kecil. Puck, pada jarak 162 km, adalah yang terbesar dari bulan dalam Uranus - dan satu-satunya yang digambarkan oleh Pelancong 2 secara terperinci - sementara Puck dan Mab adalah dua satelit dalaman paling luar dari Uranus.

Semua bulan dalaman adalah objek gelap. Mereka terbuat dari ais air yang tercemar dengan bahan gelap, yang mungkin merupakan bahan organik yang diproses oleh sinaran Uranus. Sistem ini juga huru-hara dan nampaknya tidak stabil. Simulasi komputer menganggarkan bahawa perlanggaran mungkin berlaku, terutama antara Desdemona dan Cressida atau Juliet dalam 100 juta tahun akan datang.

Pada tahun 2005, Uranus juga diketahui memiliki sembilan bulan yang tidak teratur, yang mengorbitnya pada jarak yang jauh lebih besar daripada Oberon. Semua bulan yang tidak teratur mungkin merupakan objek yang ditangkap yang terperangkap oleh Uranus sejurus selepas pembentukannya. Mereka berada dalam urutan jarak dari Uranus: Francisco, Caliban, Stephano, Trincutio, Sycorax, Margaret, Prospero, Setebos, dan Ferdinard (sekali lagi, dinamakan untuk watak dalam drama Shakespeare).

Bulan Uranus yang tidak teratur berkisar dari sekitar 150 km (Sycorax) hingga 18 km (Trinculo). Dengan pengecualian Margaret, semua lingkaran Uranus berada di orbit retrograde (bermaksud mereka mengorbit planet ke arah yang berlawanan dari putarannya).

Sistem Cincin Uranus:

Seperti Saturnus dan Musytari, Uranus mempunyai sistem cincin. Walau bagaimanapun, cincin ini terdiri daripada zarah-zarah yang sangat gelap yang bervariasi dari mikrometer hingga pecahan satu meter - oleh itu mengapa ia hampir tidak dapat dilihat seperti Saturnus. Tiga belas cincin berbeza diketahui, yang paling terang adalah cincin epsilon. Dan kecuali dua yang sangat sempit, cincin ini biasanya berukuran lebar beberapa kilometer.

Cincin itu mungkin agak muda, dan tidak dipercayai terbentuk dengan Uranus. Perkara di gelanggang mungkin pernah menjadi bagian dari bulan (atau bulan) yang dihancurkan oleh hentaman berkelajuan tinggi. Dari sekeping serpihan yang terbentuk akibat kesan tersebut, hanya beberapa zarah yang terselamat, di zon stabil yang sesuai dengan lokasi cincin ini.

Pemerhatian paling awal mengenai sistem cincin berlaku pada 10 Mac 1977, oleh James L. Elliot, Edward W. Dunham, dan Jessica Mink menggunakan Balai Cerap Udara Kuiper. Semasa ghaib bintang SAO 158687 (juga dikenal sebagai HD 128598), mereka melihat lima cincin yang ada di dalam sistem di sekitar planet ini, dan memerhatikan empat lagi kemudian.

Cincin tersebut langsung digambarkan ketika Pelancong 2 melewati Uranus pada tahun 1986, dan probe dapat mengesan dua cincin samar tambahan - menjadikan jumlah cincin yang diperhatikan menjadi 11. Pada bulan Disember 2005, Teleskop Angkasa Hubble mengesan sepasang cincin yang sebelumnya tidak diketahui, menjadikan jumlahnya menjadi 13. Yang terbesar terletak dua kali lebih jauh dari Uranus dari cincin yang diketahui sebelumnya, oleh itu mengapa ia disebut sistem cincin "luar".

Pada bulan April 2006, gambar cincin baru dari Observatorium Keck menghasilkan warna cincin luar: bahagian luar berwarna biru dan yang lain berwarna merah. Sebaliknya, cincin dalaman Uranus kelihatan kelabu. Satu hipotesis mengenai warna biru cincin luar adalah bahawa ia terdiri daripada zarah-zarah es air dari permukaan Mab yang cukup kecil untuk menyebarkan cahaya biru.

Penerokaan:

Uranus hanya dikunjungi sekali oleh kapal angkasa: NASA Pelancong 2 ruang angkasa, yang terbang melewati planet ini pada tahun 1986. Pada 24 Januari 1986, Pelancong 2 melewati dalam jarak 81.500 km dari permukaan planet ini, menghantar satu-satunya gambar jarak dekat yang pernah diambil dari Uranus. Pelancong 2 kemudian terus membuat pertemuan rapat dengan Neptune pada tahun 1989.

Kemungkinan menghantar Cassini kapal angkasa dari Saturnus ke Uranus dinilai semasa fasa perancangan peluasan misi pada tahun 2009. Namun, ini tidak pernah membuahkan hasil, kerana akan memakan masa sekitar dua puluh tahun untuk Cassini untuk sampai ke sistem Uranian setelah bertolak dari Saturnus.

Dari segi misi masa depan, banyak cadangan telah dibuat. Sebagai contoh, pengorbit dan penyiasat Uranus disyorkan oleh 2013-2022 Planetary Science Decadal Survey yang diterbitkan pada tahun 2011. Proposal ini membayangkan pelancaran akan berlangsung antara 2020-2023 dan pelayaran 13 tahun ke Uranus. Orbiter Uranus Frontier Baru telah dinilai dan disyorkan dalam kajian ini, Kes untuk Pengorbit Uranus. Namun, misi ini dianggap sebagai keutamaan yang lebih rendah daripada misi masa depan ke Mars dan Sistem Jovian.

Para saintis dari Makmal Sains Angkasa Mullard di United Kingdom telah mencadangkan misi bersama NASA-ESA ke Uranus yang dikenali sebagai Pencari Laluan Uranus. Misi ini akan melibatkan pelancaran misi kelas menengah pada tahun 2022, dan anggarannya berharga 470 juta € (~ $ 525 juta USD).

Satu lagi misi ke Uranus, dipanggil Herschel Orbital Reconnaissance of the Uranian System (HORUS), dirancang oleh Makmal Fizik Gunaan Universiti Johns Hopkins. Cadangannya adalah untuk orbit berkuasa nuklear yang membawa satu set instrumen, termasuk kamera pencitraan, spektrometer dan magnetometer. Misi ini akan dilancarkan pada April 2021 dan tiba di Uranus 17 tahun kemudian.

Pada tahun 2009, sepasukan saintis planet dari Jet Propulsion Laboratory NASA membuat reka bentuk yang mungkin untuk pengorbit Uranus berkuasa solar. Tingkap pelancaran yang paling baik untuk penyelidikan seperti ini adalah pada bulan Ogos 2018, dengan kedatangan di Uranus pada bulan September 2030. Pakej sains mungkin termasuk magnetometer, pengesan zarah dan, mungkin, kamera pencitraan.

Cukup untuk dikatakan, Uranus adalah sasaran yang sulit ketika melakukan eksplorasi, dan jaraknya telah membuat proses memerhatikannya mengenalinya kerana apa yang menjadi masalah pada masa lalu. Dan pada masa akan datang, dengan sebahagian besar misi kami tertumpu pada penjelajahan Mars, Europa, dan Asteroid Dekat Bumi, prospek misi ke wilayah Tata Surya ini nampaknya tidak mungkin.

Tetapi persekitaran anggaran berubah, begitu juga keutamaan saintifik. Dan dengan minat terhadap Kuiper Belt meletup berkat penemuan banyak Objek Trans-Neptunian dalam beberapa tahun terakhir, sangat mungkin para saintis menuntut agar misi ke sistem suria keluar dipasang. Sekiranya dan ketika berlaku, kemungkinan penyiasatan oleh Uranus dalam perjalanan keluar, mengumpulkan maklumat dan gambar untuk membantu meningkatkan pemahaman kita mengenai "Ice Giant" ini.

Kami mempunyai banyak artikel menarik mengenai Uranus di sini di Space Magazine. Kami harap anda dapati apa yang anda cari dalam senarai di bawah: