De samenstelling van Uranus

Het magneetveld van Uranus maakt een hoek van bijna 60° t.o.v. de geografische polen.

Ver, heel ver weg van de Zon draait Uranus zijn rondjes. De planeet heeft een blauwgroene kleur en die kleur verraadt al een beetje over de samenstelling. Het is een van de twee ijsreuzen in ons zonnestelsel. De ijsreuzen wijken qua samenstelling af van Jupiter en Saturnus. Ze bevatten namelijk meer ijs dan gas.

Uranus en Neptunus zijn uniek in ons zonnestelsel. Het zijn heel andere planeten dan de andere. We noemen ze ijsreus omdat ze veel waterijs bevatten. De andere twee gasplaneten, Jupiter en Saturnus, bestaan voornamelijk uit waterstof en helium maar de ijsreuzen bestaan voornamelijk uit water en andere soorten ijs.

Het oppervlak van Uranus

Net zoals de andere gasreuzen heeft Uranus geen vast en duidelijk te onderscheiden oppervlak. In plaats daarvan lopen de gas-, vloeistof- en ijsatmosfeer over tot in het binnenste van de planeet. Daar waar de atmosferische overgangen overgaan op het binnenste van de planeet heerst een aantrekkingskracht die minder is dan op Aarde. De zwaartekracht op Uranus is ongeveer 90% van de zwaartekracht op Aarde.

Uranus is de op één na lichtste planeet in het zonnestelsel. De planeet bestaat vermoedelijk voornamelijk uit ijs. Anders dan Jupiter en Saturnus die grotendeels uit waterstof en helium bestaan bevat Uranus maar een klein deel van deze lichte elementen. De planeet bevat ook gesteenten, ongeveer 0,5 tot 1,5 aardmassa bij elkaar. Deplaneet bestaat voornamelijk uit verschillende soorten ijs: voornamelijk water, methaan en ammoniak. De grote afstand van Uranus tot de Zon zorgt voor uitermate lage temperaturen waardoor dit ijs stand kan houden.

Een ijskoude kern

De meeste planeten hebben een gesmolten kern van gesteente maar de kern van Uranus bestaat vermoedelijk uit verschillende soorten ijs. De vloeibare kern bevat ongeveer 80% van de massa van de planeet en bestaat voornamelijk uit water, methaan en ammoniakijs. Deze kern is slechts ongeveer 20% van de totale straal van de planeet.

De interne hitte van Uranus is lager dan astronomen zouden verwachten. De kern van de planeet bereikt een temperatuur van ongeveer 5000 °C. Dit lijkt heet maar vergeleken met de kernen van de andere planeten is dit betrekkelijk koud. Uranus is de enige planeet die meer warmte ontvangt van de Zon dan de planeet zelf produceert.

De andere gasreuzen worden door hun kern aangedreven maar Uranus straalt nauwelijks warmte de ruimte in. Een van de redenen hiervoor kan de botsing zijn die kort na het ontstaan van de planeet heeft plaatsgevonden. De planeet ligt op zijn kant met de polen in het baanvlak met de Zon. De inslag zou ook een deel van de kern hebben weggegnomen waardoor die nu een veel lagere temperatuur heeft.

Een vreemd magneetveld

Beweging in de kern kan zorgen voor het opwekken van een magneetveld van een planeet maar het magneetveld rond Uranus is heel erg raar. Het is behoorlijk zwak en kon niet vanaf de Aarde worden gemeten. Voyager 2 ontdekte in 1986 het magneetveld.

Gewoonlijk bedekt een magneetveld de planeet van pool tot pool. Op Aarde bijvoorbeeld bevindt de geografische noordpool zich erg dicht bij de magnetische noordpool. Maar Uranus ligt op zijn kant en er is dus altijd één pool naar de Zon gericht. Het magneetveld van de planeet maakt een hoek van bijna 60 graden met de polen waardoor een magneetveld ontstaat dat aan de ene pool sterker is dan aan de andere pool.

Ofschoon Uranus een vreemd magneetveld heeft is het niet uniek. Ook Neptunus, de andere ijsreus, heeft eenzelfde magneetveld en astronomen denken dat deze magneetvelden niet door de kern worden aangedreven. Volgens onderzoekers heeft het magneetveld iets weg van twee magneten die kruislings met elkaar zijn verbonden.

In 2017 ontdekten astronomen dat het magneetveld rond Uranus een stroboscoopachtig effect vertoond. Iedere keer als de planeet ronddraait (ongeveer iedere 17,24 uur) worden de magneetvelden losgekoppeld en weer gekoppeld.

Uranus is volgens astronomen een geometrische nachtmerrie. Het magneetveld draait erg snel, als een kind dat radslagen makend van een heuvel afkomt. Als de gemagnetiseerde zonnewind dit tollende magneetveld op de juiste manier raakt dan kan het koppelen en op deze manier gaat de magnetosfeer van de planeet dagelijks open en dicht.

Ringen van gesteente

Net zoals alle gasreuzen heeft ook Uranus een stel ringen rond zijn evenaar. De dunne stripjes, slechts enkele kilometer breed, bestaan uit kleine rotsblokjes en ijs die kleiner dan een meter zijn. De planeet heeft tenminste 13 ringen die zijn verdeeld in twee systemen.

De buitenste ringen van Uranus hebben een heldere blauwe kleur. Ook bij Saturnus komt een ring voor met een blauwe kleur. De blauwe ringen van beide planeten worden geassocieerd met maantjes. Bij Saturnus is de maan Enceladus verantwoordelijk voor de blauwe kleur en bij Uranus is het de maan Mab.  Golven die in de ringen worden waargenomen wijzen er op dat er meer manen moeten zijn dan de 27 die we nu kennen. Uitgaande van het golfpatroon en de afstand tot de ring denken astronomen dat de maantjes erg klein moeten zijn. Als ze al bestaan dan hebben ze een straal van minder dan 5 kilometer.

De ringen kunnen helpen om nog onbekende manen te ontdekken maar ze kunnen astronomen ook meer leren over de planeet zelf. Ze kunnen de ringen gebruiken om een soort van seismologisch onderzoek te doen op de planeet. Ze kunnen kijken hoe de ringen draaien en bewegen en hoe hun vorm verandert waardoor ze meer inzichten krijgen over het binnenste van de planeet.

Uranus en zijn ringen, de opname is gemaakt door de Hubble Space Telescope

Eerste publicatie: 9 december 2012
Volledige revisie: 13 maart 2018

 

Meer artikelen over Uranus