Interessante weetjes over Uranus

Uranus en de Aarde
Uranus vergeleken met de Aarde

De gas- en ijsreus Uranus is een interessante plek. Vanaf de Zon geteld is het de zevende planeet. In grootte is Uranus de derde planeet en de vierde in termen van massa. Het is een van de lichtste objecten in het zonnestelsel. Ook anders is het feit dat de herkomst van de naam van de planeet uit het Grieks is; de namen van de andere planeten stammen namelijk uit de Romeinse mythologie.

Maar de planeet zelf zit ook vol verrassingen: er zijn veel manen gevonden, de planeet heeft een ringensysteem en ook de samenstelling van de gasreus is wel interessant. In dit artikel bespreken we weer tien interessante feitjes over deze verre planeet.

Uranus is de koudste planeet in het zonnestelsel

Vanaf de Zon geteld is Uranus de zevende planeet. Hij draait op een gemiddelde afstand van 2,88 miljard kilometer om de Zon. Dat is veel dichterbij dan Neptunus die op een afstand van 4,5 miljard kilometer om de Zon draait. Toch is Uranus kouder dan Neptunus. De laagste temperatuur op Uranus bedraagt -218 °Celsius. Op Neptunus wordt het “slechts” -201°Celsius.

Aan de toppen van wolken, waar bij een gasreus de oppervlaktetemperatuur wordt gedefinieerd, bedraagt de temperatuur gemiddeld -192°Celsius maar die kan zakken tot -226 °Celsius. Dat komt doordat Uranus, anders dan de andere grote planeten in het zonnestelsel, minder warmte produceert dan de planeet van de Zon ontvangt. De andere grote planeten hebben een hele hete kern die infrarode straling uitzendt maar de kern van Uranus is dusdanig afgekoeld dat die niet veel energie meer uitstraalt.

Uranus draait om zijn kant om de Zon heen

Alle planeten in het zonnestelsel draaien om hun as heen en dat doen ze met een hoek die vergelijkbaar is met de Zon. In veel gevallen hebben de planeten een ashelling die ze een beetje naar de Zon toe richt. Zo maakt de as van de Aarde een hoek van 23,5° ten opzichte van het baanvlak om de Zon. Mars maakt een hoek van 24°. Deze hoeken zorgen op beide planeten voor de seizoenen.

Maar de ashelling van Uranus bedraagt maar liefst 99°. Met andere woorden: de planeet ligt helemaal op zijn kant. Van bovenaf gezien lijkt lijken alle planeten een beetje op draaiende ballen maar Uranus lijkt meer op een bal die in cirkels ronddraait. Dit leidt tot hele vreemde effecten op de planeet.

De ashelling van Uranus
De ashelling van Uranus

Een seizoen op Uranus duurt even lang als een dag, namelijk 42 jaar

Een siderische dag op Uranus (dat is de tijd die de planeet nodig heeft voor een volledige omwenteling om zijn as) duurt slechts 17 uur. Maar de ashelling van Uranus is dusdanig dat altijd een van de polen naar de Zon toe is gericht. Dit betekent dat een dag aan de noordpool van Uranus een half Uranusjaar lang duurt. Uranus draait in 84 jaar eenmaal rond de Zon.

Zou je dus op de noordpool van Uranus staan dan zie je eenmaal in de 42 jaar de Zon opkomen en weer ondergaan. Dit wordt gevolgd door 42 jaar van duisternis: de winter op Uranus.

Uranus is de op een na lichtste planeet in het zonnestelsel

Saturnus is de lichtste planeet in het zonnestelsel. Met een gemiddelde dichtheid van 0,687 g/cm3 is Saturnus zelfs lichter dan water dan een dichtheid heeft van 1 g/cm3. Dit betekent dat de planeet virtueel op water zou kunnen blijven drijven. Uranus heeft een gemiddelde dichtheid van 1,27 g/cm3 en is daarmee de op een na lichtste planeet.

Deze lage dichtheid heeft een interessant effect. Ondanks dat Uranus een massa van 14,5 * de Aarde heeft betekent de significant lagere dichtheid dat de aantrekkingskracht ter hoogte van de wolkentoppen slechts 0,89 * de aantrekkingskracht is van de Aarde.

Uranus en zijn ringen
Uranus en zijn ringen

Uranus heeft ringen

De ringen van Saturnus zijn het beroemdst. Ze zijn kleurrijk en groot maar ook heel duidelijk zichtbaar. De ringen van Saturnus zijn al met een kleine amateurtelescoop te zien. Maar alle gasreuzen hebben hun eigen ringensysteem en ook die van Uranus mogen er wel zijn.

De ringen van Uranus echter bestaan uit hele donkere deeltjes die in grootte variëren van enkele micrometers tot een meter; ze zijn dus veel lastiger te zien dan de ringen van Saturnus. Momenteel zijn er dertien ringen bekend waarvan de epsilon ring de helderste is. Er zijn twee hele smalle ringen, de overige ringen zijn allemaal enkele kilometers breed.

De ringen zijn vermoedelijk erg jong, ze zijn niet samen met Uranus ontstaan. Het materiaal van de ringen heeft vermoedelijk ooit deel uitgemaakt van een of meerdere manen die als gevolg van inslagen uit elkaar zijn gespat waarbij er alleen maar kleine deeltjes overbleven die zich in een aantal ringen om de planeet hebben verzameld.

In de atmosfeer van Uranus komt ijs voor

Vergeleken met Jupiter en Saturnus lijkt Uranus op het eerste oog normaal. Op Jupiter en Saturnus zien we wolken en grote wervelstormen die wijzen op een zeer turbulente atmosfeer. Uranus daarentegen heeft een egale lichtblauwe kleur. Echter al de planeet op andere golflengtes wordt bekeken (bijvoorbeeld infrarood) dan zien we wat heel anders. Ook de Voyager 2 toonde ons een heel ander beeld van de planeet.

Uranus kent bijvoorbeeld hele sterke winden die snelheden van wel 900 kilometer per uur kunnen bereiken en die anticyclone stormen kunnen opwekken die vergelijkbaar zijn met de Grote Rode Vlek op Jupiter. Ook komen er verschillende wolkenpatronen voor tussen de twee halfronden die jarenlang kunnen blijven bestaan.

Maar vermoedelijk het meest interessante is het ijs in de atmosfeer van Uranus. Methaan is de op twee na meest voorkomende component in de atmosfeer van Uranus en deze component zorgt voor de blauwe kleur. Ook komen er sporen van andere koolwaterstoffen voor zoals ethaan, acetyleen, methylacethyleen en diacethyleen. Men neemt aan dat deze allemaal zijn ontstaan doordat methaan onder invloed van de ultraviolette straling van de Zon heeft gereageerd.

Aurora's op Uranus
De witte vlekken op de foto’s zijn de aurora’s. Credit: ESA/NASA/Hubble

Maar er zijn ook sporen van water, ammoniak, koolstofdioxide, koolstofmonoxide en waterstofsulfide gevonden in de verschillende lagen van de atmosfeer van de planeet. Als gevolg van de extreme koude komen ze voor als ijs. Hier is ook de naam ijsreus van afkomstig.

Uranus heeft 27 manen

Net zoals alle grote planeten heeft Uranus een hele schare aan manen. Momenteel zijn er 27 manen bekend. Het zijn voornamelijk kleine, onregelmatige manen. Als je de massa van alle manen bij elkaar optelt dan kom je nog niet aan de helft van de massa van Triton, de grootste maan van Uranus. Triton is vermoedelijk een ingevangen object, de andere grote manen zijn ontstaan uit de accretieschijf die de planeet kort na zijn ontstaan omringde.

De grootste manen van Uranus zijn, in volgorde van grootte, Miranda, Ariël, Umbriël, Oberon en Titania. Ze variëren in diameter en massa van 472 kilometer en 6,7 * 1019 kg voor Miranda tot 1578 kilometer en 3,5 * 1021 kg voor Titania. Het zijn allemaal donkere manen. Ariël is de helderste van het stel en Umbriël is de donkerste.

Met uitzondering van Miranda bestaan deze manen uit ongeveer gelijke delen ijs en gesteente. Miranda bestaat voornamelijk uit ijs en dat is niet alleen waterijs maar ook bevroren ammoniak en koolstofdioxide. Het gesteente is vermoedelijk koolstofhoudend. Mogelijk hebben de grote manen een gedifferentieerde opbouw wat betekent dat ze een ijsachtige mantel hebben die een kern van gesteente omhuld. Het is mogelijk dat er onder het oppervlak van de manen Titania en Oberon een oceaan van vloeibaar water voorkomt. Deze zou zich dan op de grens van de kern en de mantel moeten bevinden.

Titania - maan van Uranus
De beste opname die de ruimtesonde Voyager 2 heeft kunnen maken van Titania (credit: NASA)

De overige manen van Uranus bevinden zich of binnen de baan van Miranda of voorbij de baan van Oberon. Deze manen zijn allemaal gerelateerd aan de ringen van Uranus die vermoedelijk zijn ontstaan uit een of meerdere gefragmenteerde manen. Al deze manen bestaan uit ijs dat is bedekt met donker materiaal. Vermoedelijk gaat het hier om organische verbindingen die door de blootstelling aan ultraviolette straling zijn verkleurd.

Uranus is de eerste planeet die in de moderne tijd is ontdekt

De meeste planeten zijn met het blote oog zichtbaar en waren al in de oudheid bekend. Uranus is de eerste planeet die na de uitvinding van de telescoop is ontdekt. De planeet was al in 1690 door John Flamsteed waar genomen als een ster in het sterrenbeeld Taurus – Stier maar het duurde tot 1781 toen William Herschel zich realiseerde dat het om een planeet ging.

Herschel wilde de planeet eerst “ster van George” noemen, naar koning George III van Engeland maar deze naam was buiten Engeland bepaald niet populair. Uiteindelijk werd men het, op aangeven van Johann Bode, eens over de naam Uranus naar de Latijnse versie van de Griekse god van de hemel, Ouranos.

Uranus is met het blote oog zichtbaar

Dit is misschien wel een verrassing maar de planeet heeft een helderheid van magnitude 5,3 en ligt dus, onder hele goede waarneemomstandigheden, net binnen het bereik van wat wij mensen met het blote oog kunnen zien. Maar dan geldt wel: hele goede omstandigheden en weten waar je moet kijken.

Dit betekent dat Uranus ook in de oudheid al veelvuldig is gezien maar de planeet werd altijd als ster herkend end at heeft vermoedelijk te maken met zijn helderheid. Toen Flamsteed Uranus voor het eerst waarnam noemde hij de planeet 34 Tauri en dacht hij dat het een ster was in het sterrenbeeld Stier – Taurus.

Uranus is pas één keer bezocht door een ruimtesonde

Slechts één ruimtesonde heeft een scheervlucht gemaakt langs de planeet. Het was de Voyager 2 van de NASA die op 24 januari 1986 op een afstand van ongeveer 81.000 kilometer langs de planeet scheerde. De Voyager maakte duizenden foto’s van de planeet en zijn manen voordat er koers werd gezet naar het volgende doel: Neptunus.

Daarna zijn er geen ruimtesondes meer naar Uranus gestuurd en er liggen momenteel ook geen plannen klaar. Tijdens de planningen voor de Cassini is hier wel naar gekeken maar het is gebleven bij plannen maken want het zou twintig jaar duren voordat de Cassini vanuit Saturnus bij Uranus zou komen. Dat had te maken met de positie van de twee planeten ten opzichte van elkaar. Momenteel liggen er wel enkele voorstellen voor een missie maar er is nog helemaal niks bevestigd.

 

Eerste publicatie: 14 april 2019
Bron: UniverseToday