Astronomieseiten von Dr. Rainer Haas



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Uranus



Rainer Haas



Uranus ist der siebte Planet von der Sonne aus gesehen. Die wichtigsten Daten:

Äquatordurchmesser: 51.118 km

Masse: 14,535 (Erde=1); 8,70 * 1025 kg

mittlere Dichte: 0,239 (Erde=1); 1,32 g/cm3

Oberflächenschwerkraft: 0,889 (Erde=1)

Oberflächentemperatur: -193°C

Rotationsdauer: 17h 14m

Äquatorneigung: 97,86°

Entweichgeschwindigkeit: 21,3 km/s

Bahnexzentrität: 0,0461

Mittl. Bahngeschwindigkeit: 6,82 km/s

Entfernung von der Sonne: 3.005,2 (Aphel) bis 2734,0 (Perihel) Mill. km

Umlaufzeit um die Sonne: 84,01 Jahre

Bahnneigung gegen die Ekliptik: 0,774°

Albedo: 0,51

scheinbarer Durchmesser von der Erde aus: 4"

scheinbare Helligkeit von der Erde aus: 5,52m



Uranus wurde 1781 von W. Herschel entdeckt. Mit einem Äuquatordurchmesser von 51.118 km ist er der drittgrößte Planet des Sonnensystems. Er ist leicht abgeplattet (2,3%), sein Poldurchmesser liegt bei 49.946 km. Sein mittlerer Abstand von der Sonne beträgt 2,871 Mill. km, er benötigt für einen Sonnenumlauf 84,01 Jahre. Er rotiert retograd in 17h14m. Die Rotationsperiode wurde von Voyager 2 aus Magnetfelddaten ermittelt.



Seine Bahnebene steht fast senkrecht auf der Ekliptik (Bahnneigung 97,86°). Verantwortlich für die hohe Bahnneigung ist die Kollision mit einem planetengroßen Körper in der Frühzeit des Sonnensystems.



Von der Erde aus erscheint er als kleine blaugrüne Scheibe von 4" Durchmesser mit einer Helligkeit von 5,5m. Sichtbare Oberflächenstrukturen konnten erst vom Hubble Space Telescope in den 90er Jahren, nicht jedoch von der Raumsonde Voyager 2, beobachtet werden.



Seine Atmosphäre besteht aus 83% Wasserstoff, 15% Helium und 2% Methan sowie geringen Anteilen von Acetylen und weiteren Kohlenwasserstoffen. Methan absorbiert rotes Licht und gibt Uranus die blaugrüne Färbung. Beobachtbare Wolken besitzen eine Geschwindigkeit von 40-160 m/s. Der Oberflächendruck liegt wahrscheinlich bei mehr als 100 bar.



Im Gegensatz zu den drei weiteren großen Planeten Jupiter, Saturn und Neptun besitzt Uranus keine innere Wärmequelle. Die Magnetfeldachse weicht um 58° von der Rotationsachse ab.



Voyager 2 passierte Uranus am 24.1.1986. Die Sonde entdeckte zwei neue Ringe, 10 neue Monde und gewann Nahaufnahmen und physikalische Daten von Uranus und seinen fünf größten Monden. Weitere Missionen zum Uranus sind zur Zeit nicht geplant. Mit dem Hubble Space Telescope wird Uranus mit hoher Auflösung untersucht.



- Bilder: uranusa.gif: Uranus, Ringe und Monde, HST

uranusc.gif: Uranus mit Wolken, HST





Ringe



Uranus besitzt ein System aus 11 schmalen Ringen, die in der Äquatorebene des Planeten liegen. Neun dieser Ringe wurden 1977 von der Erde aus, zwei weitere 1986 von Voyager 2 entdeckt. Der hellste ist der äußerste Epsilon-Ring. Er besteht, anders als die Ringe von Jupiter und Saturn, aus metergroßen Eisbrocken. Die Monde Cordelia und Ophelia begrenzen als Schäferhund-Monde den Epsilon-Ring. Weitere sehr schmale Ringe bzw. Ringteile (sog. "Arcs") werden nach Voyager-Aufnahmen vermutet. In der Tabelle sind die wichtigsten Daten zu den Uranusringen zusammengestellt (Ring Lambda = 1986U1R). Das Albedo der Ringe liegt bei ca. 0,15 (Epsilon-Ring: 0,18).



- Bild: 9rings.tif: Uranusringe, Voyager 2, NASA



Tabelle: Daten der Uranusringe


Ring

Radius/km

Größe/km

opt. Dichte

1986U2R

38.000

2,5


6

41.837

1,5

0,3

5

42.235

2

0,5

4

42.571

2,5

0,3

Alpha

44.718

4-10

0,4

Beta

45.661

5-11

0,3

Eta

47.176

1,6

0,4

Gamma

47.626

1-4

1,5

Delta

48.303

3-7

0,5

Lambda

50.024

2

0,1

Epsilon

51.149

20-96

0,5-2,3





Monde



Bisher sind 17 Monde von Uranus bekannt. Titania und Oberon wurden 1787 von dem Uranus-Entdecker W. Herschel gefunden. Zwei weitere Monde, Ariel und Umbriel, wurden von W. Lassell 1851 entdeckt. G. Kuiper fand Miranda 1948. Die Abstände der fünf großen Monde von Uranus Zentrum liegen zwischen 129.780 km (Miranda) und 582.600 km (Oberon).



Zehn weitere kleine Monde wurden auf Aufnahmen von der Sonde Voyager 2 entdeckt, die Uranus 1986 passierte. Diese kleinen Monde umkreisen Uranus in Abständen von 49.750 km bis 86.010 km vom Planetenzentrum.



Alle o.g. Monde umlaufen Uranus auf nahezu kreisförmigen Bahnen. Die maximale Exzentrität besitzt Umbriel mit 0,0050.



Die Massen, Dichten und Rotationsperioden der zehn kleinen Monde sind unbekannt.

Mit Ausnahme von Miranda (4,22°) liegen die Bahnneigungen der übrigen Uranusmonde unter 0,36°.



Die kleinen Monde sind dunkel, sie besitzen ein Albedo von ca. 0,07.



Am 6. und 7. September 1997 wurden von Brent Gladman zwei weitere Monde des Uranus mit dem 5 m Hale-Teleskop des Mount Palomar Observatoriums entdeckt. Die vorläufig als "1997 U1" und "1997 U2" bezeichneten Monde umlaufen Uranus retograd in 6 Mill. km (U2) bzw. 8 Mill. km (U1) Entfernung auf exzentrischen und stark geneigten Bahnen in ca. 400 Tagen.



1997 U1 besitzt eine visuelle Helligkeit von 22,3m, was bei einem angenommenen Albedo von 0,07 einem Durchmesser von 80 km entspricht.



1997 U2 besitzt eine visuelle Helligkeit von 20,7m, was bei einem angenommenen Albedo von 0,07 einem Durchmesser von ca. 160 km entspricht.



Bilder:

- 1997u1.jpg: Entdeckungsfoto des Mondes 1997U1 am 6.9.97. Mount Palomar Observatorium

- 1997u2x.jpg: Entdeckungsfoto des Mondes 1997U2 am 7.9.97. Mount Palomar Observatorium



Cordelia (Uranus VI, 1986U7)

Cordelia ist der innerste Mond von Uranus. Er umkreist ihn in einer Entfernung von 49.750 km in 8h4min. Seine Größe von der Erde aus gesehen liegt bei 24,1m. Er besitzt einen Durchmesser von 26 km. Cordelia ist der innere Schäferhund-Mond des Epsilon-Rings.



Ophelia (Uranus VII, 1986U8)

Ophelia umkreist Uranus in einer Entfernung von 53.760 km in 9h3min. Sein Durchmesser beträgt 32 km. Seine Größe von der Erde aus gesehen liegt bei 23,8m. Cordelia ist der äußere Schäferhund-Mond des Epsilon-Ringes.



Bianca (Uranus VIII, 1986U9)

Bianca besitzt einen Durchmesser von 44 km. Er umkreist Uranus in einem Abstand von 59.160 km in 10h43min. Seine visuelle Größe von der Erde aus gesehen liegt bei 23,0m.



Cressida (Uranus IX, 1986U3)

Cressida umkreist Uranus in einer Entfernung von 61.770 km in 11h7,5min. Er besitzt einen Durchmesser von 66 km. Seine visuelle Größe von der Erde aus gesehen liegt bei 22,2m.



Desdemona (Uranus X, 1986U6)

Desdemona umkreist Uranus in einer Entfernung von 62.660 km in 11h22min. Er besitzt einen Durchmesser von 58 km. Seine visuelle Größe von der Erde aus gesehen liegt bei 22,5m.



Juliet (Uranus XI, 1986U2)

Juliet umkreist Uranus in einer Entfernung von 64.360 km in 11h50min. Er besitzt einen Durchmesser von 84 km. Seine visuelle Größe von der Erde aus gesehen liegt bei 21,5m.



Portia (Uranus XII, 1986U1)

Portia umkreist Uranus in einer Entfernung von 66.100 km in 12h19min. Er besitzt einen Durchmesser von 110 km. Seine visuelle Größe von der Erde aus gesehen liegt bei 21,0m.



Rosalind (Uranus XIII, 1986U4)

Rosalind umkreist Uranus in einer Entfernung von 69.930 km in 13h24min. Er besitzt einen Durchmesser von 54 km. Seine visuelle Größe von der Erde aus gesehen liegt bei 22,5m.



Belinda (Uranus XIV, 1986U5)

Belinda umkreist Uranus in einer Entfernung von 75.260 km in 14h58min. Er besitzt einen Durchmesser von 68 km. Seine visuelle Größe von der Erde aus gesehen liegt bei 22,1m.



Puck (Uranus XV, 1985U1)

Puck wurde 1985 von S. Synott auf Voyager 2-Aufnahmen entdeckt, die während des Anflugs der Sonde auf Uranus aufgenommen wurden. Puck umkreist Uranus in einer Entfernung von 86.010 km in 18h17min. Er ist mit einem Durchmesser von 154 km der größte der inneren Monde. Seine visuelle Größe von der Erde aus gesehen liegt bei 20,2m. Puck ist der einzige der neuentdeckten Monde, von dem aufgelöste Voyageraufnahmen existieren. Auf den Bildern sind einige Krater erkennbar, der größte von ihnen wurde Bogle benannt.



- Bild: puck.gif: Uranusmond Puck, Voyager 2, NASA



Miranda (Uranus V)

Miranda umläuft Uranus in einer Entfernung von 129.780 km in 1,413 Tagen. Miranda besitzt einen Durchmesser von 480 km * 468 km * 466 km. Seine Masse beträgt 6,33 * 1019 kg, seine Dichte liegt bei 1,15 g/cm3. Miranda besitzt mit 4,22° die größte Bahnneigung aller Uranusmonde. Sein Albedo liegt bei 0,27, die visuelle Größe von der Erde aus gesehen beträgt 16,3m.

Voyager 2 bestimmte die Oberflächentemperatur zu -187°C.



Mirandas Oberfläche zeigt, trotz seiner geringen Größe, deutliche Spuren vergangener geologischer Aktivität. So existieren zwei völlig unterschiedliche Oberflächentypen: ein altes, leicht gewelltes, kraterübersätes Terrain und ein geologisch junges Gelände mit Brüchen und parallelen Rücken und Furchen. Diese drei ovalen und parallelogrammförmigen jungen Areale werden als "Corona" bezeichnet. Ferner existieren einige Systeme geologischer Verwerfungen, die 10-15 km tief sind.



- Bild: miranda.gif: Uranusmond Miranda, Voyager 2, NASA



Ariel (Uranus I)

Ariel umläuft Uranus in einer Entfernung von 191.200 km in 2,520 Tagen. Er besitzt einen Durchmesser von 1.158 km. Seine Masse beträgt 1,27 * 1021 kg, seine Dichte liegt bei 1,56 g/cm3. Sein Albedo beträgt 0,34, seine visuelle Größe von der Erde aus gesehen liegt bei 14,2m. Er ist der hellste Uranusmond.



Seine Oberflächentemperatur beträgt ca. -190°C. Er besteht zu je 50% aus Wassereis und Gestein. Seine alte, mit Kratern bedeckte Oberfläche ist von einem globalen Riß- und Bruchsystem überlagert, welches bei der Ausdehnung Ariels bei dessen Auskühlung entstand. Auf Ariels Oberfläche sind Canyons erkennbar, die als Fließstrukturen gedeutet werden (flüssiger Ammoniak, Methan oder Kohlenmonoxid).



- Bild: ariel.gif: Uranusmond Ariel, Voyager 2, NASA



Umbriel (Uranus II)

Umbriel umkreist Uranuns in einer Entfernung von 265.970 km in 4,144 Tagen. Sein Durchmesser beträgt 1.169 km. Er besitzt eine Masse von 1,27 * 1021 kg, seine Dichte liegt bei 1,52 g/cm3. Sein Albedo liegt bei 0,18, er ist der dunkelste der Uranusmonde. Die visuelle Größe von der Erde aus gesehen beträgt 14,8m. Er besitzt eine alte kraterübersäte Oberfläche.



- Bild: umbriel.gif: Uranusmond Umbriel, Voyager 2, NASA



Titania (Uranus III)

Titania umkreist Uranus in einer Entfernung von 435.840 km in 8,706 Tagen. Er ist mit einem Durchmesser von 1.578 km der größte Uranusmond. Titanias Masse beträgt 3,49 * 1021 kg, seine Dichte liegt bei 1,70 g/cm3. Er besitzt einen Albedo von 0,27. Seine visuelle Größe von der Erde aus gesehen liegt bei 13,7m.

Titanias Oberfläche ist überwiegend mit kleinen Kratern mit Durchmessern von 10-50 km bedeckt. Dies läßt auf eine geologisch junge Oberfläche schließen. Das große Bruchsystem Messina Chasmata stützt diese Annahme. Es ist 1.500 km lang, 20-50 km breit und besitzt eine Tiefe von 2-5 km.



- Bild: titani2.gif: Uranusmond Titania, Voyager 2, NASA



Oberon (Uranus IV)

Oberon umkreist Uranus in einer Entfernung von 582.600 km in 13,463 Tagen. Er hat einen Durchmesser von 1.523 km. Oberon besitzt eine Masse von 3,03 * 1021 kg. Seine Dichte liegt bei 1,64 g/cm3. Er besitzt einen Albedo von 0,24. Seine visuelle Größe von der Erde aus gesehen ist 13,95m. Oberon besitzt eine alte, kraterübersäte Oberfläche.



- Bild: oberon.gif: Uranusmond Oberon, Voyager 2, NASA



Quellen:

Hamilton, C.J. (1997): Views of the Solar System. http://bang.lanl.gov/solarsys

Arnett, B. (1997): The Nine Planets. http://seds.arizona.edu/nineplanets

National Space Science Data Center (1997): Planetary Fact Sheets. http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet

National Space Science Data Center (1997): NSSDC Master Catalog Spacecraft. http://nssdc.gsfc.nasa.gov/cgi-bin/database

International Astronomical Union (1997): IAU Circular No. 6764 und 6765: Sats of Uranus

Rükl, A. (1996): Bildatlas des Weltraums. Bechtermünz Verlag, Augsburg



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Dies ist eine Leseprobe. Dieser Beitrag (mit Bildern) erscheint in der Enzyclopädie für Naturwissenschaft und Technik; copyright: Rainer Haas, 1998.


Herausgeber der Enzyclopädie für Naturwissenschaft und Technik (EN&T) ist der ecomed-Verlag, Rudolf-Diesel-Str. 3, D-8689 Landsberg (http://www.ecomed.de/journals.htm)



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