Uranus

Uranus in cijfers

Afbeelding: De planeet Uranus. Rechts een sterk bewerkt beeld om de weinige details te kunnen tonen. [Foto's: JPL]

Hoewel Uranus in goede omstandigheden nog nét met het blote oog te zien is, werd de planeet pas in 1781 ontdekt door William Herschel. Bovendien duurde het tot 1986 alvorens we voor het eerst een duidelijke kijk kregen op de planeet, en dit dankzij de sonde Voyager 2.Het uitzicht van Uranus is saai te noemen: het is een egaal blauwe bol. Toch heeft deze planeet enkele interessante eigenschappen die uniek zijn in het zonnestelsel, zoals de merkwaardige oriëntaties van de rotatieas en de magnetische as. Ook de manen van Uranus zijn onze aandacht waard.

Toen wetenschappers in 1977 een sterbedekking door Uranus waarnamen, bleek de ster tot ieders verbazing te knipperen voor ze volledig uitging. Dit wees erop dat Uranus een stel zeer smalleringen had. Het waren de eerste ringen die werden ontdekt na die van Saturnus.

 Opbouw en atmosfeer van Uranus

Uranus heeft een kleine kern van steen en ijs. In tegenstelling tot de andere gasplaneten is deze waarschijnlijk niet veel groter dan één aardmassa, en is het meeste materiaal, dat normaal in de kern zit, mee verspreid over de mantel.De mantel bestaat grotendeels uit water (H2O) met ammoniak (NH3) en methaan (CH4), en gaat geleidelijk over in een dikke atmosfeer van waterstof (83 %) en helium (15 %). De blauwe kleur wordt veroorzaakt door de aanwezigheid van methaan (2 %).

Uranus is dus egaal blauw. Elke vorm van wolkenbanden zoals op Jupiter en Saturnus ontbreekt. Ook kleurvlekken zoals bij Venus zijn niet te zien. Door foto's zeer sterk te bewerken kon toch enige vorm van contrast onderscheiden worden, in de vorm van enkele dunne, nevelachtige sliertwolkjes. Recentere foto's van de Hubble Space Telescope tonen dunne, witte wolkensliertjes.

Boven de zuidpool vond Voyager 2 een dunne laag smog boven de wolken. De aard van deze smog is nog niet achterhaald.

Askanteling, baan en rotatie

De as van Uranus is volledig gekanteld, en staat bijna evenwijdig met haar baanvlak: ze maakt een hoek van 97,9° met de as van het zonnestelsel. Het is niet helemaal duidelijk welke van de twee polen van Uranus eigenlijk de noordpool is: het zou evengoed kunnen dat Uranus 82,1° gekanteld is en in de tegengestelde richting roteert.

De askanteling heeft zeer vreemde gevolgen voor de seizoenen. Een jaar op Uranus duurt 84 aardse jaren. Aan het begin van het jaar staat de noordpool pal naar de zon gericht. 21 jaar later staat de planeet met zijn evenaar naar de zon gericht. Nog eens 21 jaar later staat de zuidpool recht naar de zon. De manen van de planeet volgen dezelfde baan: vanop aarde gezien draaien ze langs boven en onder rond de planeet.

Deze askanteling werd mogelijk veroorzaakt door een inslag in de jeugdjaren van de planeet. De planetesimaal die zich in de planeet boorde moet ongeveer zo groot als de aarde geweest zijn. Bij de klap werd de kern van Uranus uiteengeslagen, zodat de planeet een groot deel van haar energie verloor. Daardoor is Uranus nu ook zo koel in vergelijking met de andere gasreuzen: ze straalt alleen de energie uit die ze van de zon ontvangt.

Aangezien Uranus in 84 jaar rond de zon draait, zijn er sinds zijn ontdekking in 1787 door William Herschel dus slechts 3 Uranusjaren voorbij gegaan. Uranus roteert om zijn as in 17 uur en 14 minuten.

Magnetisch veld

Het magnetisch veld van Uranus is al net zo vreemd als de rest van de planeet. Het wordt namelijk niet opgewekt in de kern, maar pas halverwege het oppervlak. Het maakt daarbij nog een hoek van 60° met de omwentelingsas. Indien dit op aarde ook zo zou zijn, zou de noordpool bij Caïro liggen en de zuidpool bij Brisbane.

Een magnetisch veld kan alleen worden opgewekt in een geleidende vloeistof. Op aarde gebeurt dit in de gesmolten ijzerkern. Op Jupiter en Saturnus hebben we een kern van vloeibare waterstof. Uranus heeft een kern van vast, niet-geleidend gesteente die dus niet de oorzaak kan zijn van magnetisme. Vroeger dacht men dat het magnetisme van Uranus werd opgewekt in een mantel van water en ammoniak onder hoge druk, maar de mantel van Uranus blijkt voornamelijk te bestaan uit methaan-ijs. Waar en hoe het magnetisme dan wél opgewekt wordt, is onduidelijk. Vermoedelijk is het afkomstig van een dunne, vloeibare laag bovenop de mantel. Dat zou ook de reden zijn waarom het een grote hoek maakt met de rotatie-as van de planeet.

Klimaat

Op de evenaar van Uranus waaien winden met een snelheid van 100 m/s, tegengesteld aan de draairichting van de planeet. In de gebieden verder weg van de evenaar waait de wind in de andere richting, met een snelheid tussen de 40 en 160 m/s.

Uranus had bij het bezoek van Voyager 2 haar zuidpool naar de zon gericht, en de sonde mat een temperatuur van -215 °C. Vreemd genoeg bleek die temperatuur ongeveer over heel Uranus min of meer gelijk. Enkel in een smalle strook tussen 15° en 40° zuiderbreedte bleek de temperatuur 3 °C lager te liggen dan het gemiddelde.

Manen en ringen

Uranus heeft 5 kleine ijsmaantjes (Miranda,Ariël,Umbriël,Titania enOberon). Daarnaast is nog een reeks mini-maantjes en herdermaantjes gekend: Cordelia, Ophelia, Bianca, Cressida, Desdemona, Julia, Portia, Rosalinda, Belina, Puck, Caliban, Stephano, Sycorax, Prospero en Setebos, en de naamloze maan 1986U10.

Zoals reeds vermeld heeft Uranus ook een stelsel van 11 dunne ringen.

Exploratie

Slechts één enkele ruimtesonde heeft tot nu toe Uranus bezocht: de Voyager 2 vloog op 24 januari 1986 voorbij de planeet, op 81 500 km boven de wolkentoppen. Zo goed als alle kennis die we van de planeet hebben, komt van deze verkenner: close-ups, metingen van het magnetisch veld en de dichtheid, van de temperatuur en van de samenstelling van de atmosfeer.

Voyager 2 fotografeerde ook de vijf bekende manen en ontdekte er 16 nieuwe. Aan de 9 reeds bekende ringen voegde de sonde er twee nieuwe bij.