Uranus (Planet)

Uranus ist von der Sonne aus der siebte Planet im Sonnensystem und wird zu den äußeren, jupiterähnlichen (iovianischen) Planeten gerechnet. Er ist nach dem griechischen Himmelsgott Uranos benannt.

Das alte Zeichen für den Planeten ist dem des Mars sehr ähnlich. Als Unterschied hat es im Keis einen Zentralpunkt und der Pfeil auf dem Kreis steht senkrecht: . Das neue Zeichen ist unverwechselbar und trägt anstelle der Pfeilspitze ein H, nach dem Uranus-Entdecker Wilhelm Herschel: .

Umlauf und Rotation

Umlauf

Uranus läuft auf einer annähernd kreisförmigen Umlaufbahn mit einer Exzentrizität von 0,0457 um die Sonne. Sein sonnennächster Punkt, das Perihel, liegt bei 18,324 AE und sein sonnenfernster Punkt, das Aphel, bei 20,078 AE. Seine Bahnebene ist mit 0,772° nur sehr leicht gegen die Erdbahnebene geneigt. Für einen Umlauf um die Sonne benötigt Uranus etwa 84 Jahre.

Rotation

Der Uranus rotiert in 17 Stunden 14 Minuten und 24 Sekunden einmal um seine Achse. Als Besonderheit liegt seine Rotationsachse annähernd in der Bahnebene, somit „wälzt“ er sich förmlich in ihr. Die Achsenneigung gegen die Bahnebene beträgt 97,77°, dadurch rotiert Uranus rückläufig. Als Folge dieser Neigung ist nach jedem halben Umlauf einmal die Nordhalbkugel und einmal die Südhalbkugel fast genau der Sonne zugewandt. Damit schwankt die Dauer eines Sonnentages auf dem Planeten nur mit Ausnähme der Äquatorialzone bis zu der Länge eines halben Uranusjahres.

Als Voyager 2 am 24. Januar 1986 am Uranus vorbeiflog, stand die Sonne annähernd über seinem Südpol. 2007 wird sie kurz in seiner Äquatorebene liegen.

Die Ursache der starken Achsenneigung ist unbekannt. Die verbreitetste Hypothese nimmt eine Kollision mit einem großen Protoplaneten während der Entstehungsphase an.

Aufbau

Allgemeines

Uranus hat einen Äquatordurchmesser von 51.118 km und eine für Gasplaneten typisch niedrige Dichte von 1,27 g/cm³. Er ist nach Jupiter und Saturn der drittgrößte Planet des Sonnensystems, aber, obwohl etwas größer als Neptun, hat er durch seine noch geringere Dichte eine etwas kleinere Masse als dieser und rangiert in dieser Beziehung auf Rang Vier.

Unter einer dichten Methan-Atmosphäre besteht Uranus hauptsächlich aus Gestein und Wasser, mit nur etwa 85 % Wasserstoff und wenig Helium (im Gegensatz zu Jupiter und Saturn, die zum größten Teil aus Wasserstoff bestehen). Uranus und Neptun ähneln dem Kern von Jupiter und Saturn, nur ohne die massive Hülle aus flüssigem metallischem Wasserstoff. Man vermutet, dass seine Materie einigermaßen gleichmäßig verteilt ist, das heißt Uranus besteht aus einem großen Ozean aus Wasser und geschmolzenem Gestein.

Atmosphäre

Uranus mit Wolken, Ringen und Monden im nahen Infrarot. Aufnahme mit dem Hubble-Weltraumteleskop (Falschfarbendarstellung).

Die hellblaue Farbe von Uranus entsteht durch die Absorption von rotem Licht durch seine Methan-Atmosphäre.

Während des Vorbeifluges von Voyager 2 waren die Wolkenbänder sehr schwach ausgeprägt. Neuere Aufnahmen des Hubble-Teleskops zeigen viel stärker ausgeprägtere Bänder.

Auf dem Uranus halten sich häufig monatelang Wirbelstürme, wie Bilder des Keck-Teleskops auf Hawaii zeigten. Diese damit aufgenommenen Bilder zeigten bislang den besten Einblick in das rätselhafte Wettergeschehen des Planeten. In der nördlichen Hemisphäre des Uranus entdeckten Forscher der Universität von Wisconsin in Madison eine rund 29.000 Kilometer lange Wolkenformation. Sie war die größte ihrer Art, die auf Uranus je beobachtet wurde, hatte sich aber nach einem Monat komplett wieder aufgelöst. Langlebiger hingegen sei ein großer Sturm in der südlichen Hemisphäre. Seit mehreren Jahren bewegt er sich über fünf Breitengrade hinweg auf und ab. Eine Erklärung für dieses Phänomen haben die Wissenschaftler noch nicht.

Im Unterschied zu den anderen Gasriesen stahlt Uranus nicht mehr Wärme ab, als er von der Sonne erhält. Auch dafür gibt es noch keine Erklärung.

Magnetosphäre

Auch das Magnetfeld von Uranus ist ungewöhnlich. Sein Ursprung ist nicht im Zentrum des Planeten und es ist um fast 60° gegenüber der Achse geneigt. Vermutlich wird es durch Bewegungen in nicht allzu großer Tiefe erzeugt. Neptun hat ein ähnlich verschobenes Magnetfeld, was darauf hindeutet, dass es nichts mit der großen Achsenneigung von Uranus zu tun hat. Die Magnetosphäre hinter dem Planeten ist durch die Rotation korkenzieherartig verwirbelt. Es wird vermutet, dass ionisiertes Wasser die Quelle des Magnetfelds ist.

Mond- und Ringsystem

Monde

Übersicht aller Uranusmonde: Liste der Uranusmonde

Die fünf größeren Uranusmonde im Größenverhältnis zueinander

Es sind derzeit 27 Uranus-Monde zwischen 10 und 1600 km Durchmesser bekannt. Die beiden ersten wurden von Wilhelm Herschel 1787 entdeckt und von seinem Sohn John Herschel nach Figuren aus Shakespeares Sommernachtstraum Titania und Oberon benannt. Zwei weitere Monde, die William Lassell 1851 entdeckte, wurden Ariel und Umbriel getauft. Gerard Kuiper entdeckte 1948 den Mond Miranda. Alle Monde von Uranus wurden nach Figuren von Shakespeare oder Alexander Pope benannt. Durch den Vorbeiflug der Raumsonde Voyager 2 im Januar 1986 wurden 10 weitere Monde entdeckt. Seitdem wurden weitere Monde durch Teleskope entdeckt.

Die letzten Entdeckungen datieren dabei aus dem Jahr 2005, als mit dem Hubble Space Telescope neben zwei weiteren Ringen auch zwei weitere Monde entdeckt wurden. Einer dieser beiden Monde, der den Namen Mab erhalten hat, zerbröselt vermutlich langsam unter dem ständigen Bombardement von Mikrometeoriten und bildet dadurch einen der beiden neu entdeckten Ringe.
Bei dieser Gelegenheit wurde außerdem entdeckt, dass vor allem die Bahnen der inneren Monde keine stabilen Keplerbahnen sind, sondern dass die Monde auf chaotische Weise Energie und Drehmoment austauschen. Nach in Science veröffentlichten Berechnungen könnten in wenigen Millionen Jahren einige der Monde auf Kollisionskurs gehen.

Ringe

Uranus ist wie alle Gasriesen im Sonnensystem auch von einer Menge sehr kleiner Körper und Teilchen umgeben, die den Planeten in Richtung seiner Rotation umrunden und mit ihren verschieden konzentrierten Umlaufbahnen ein System konzentrischer Ringe bilden. Sie befinden sich auch bei Uranus in der Äquatorebene des Planeten und hauptsächlich innerhalb der Roche-Grenze.

Uranus hat ein sehr feines und wie Jupiter ein sehr dunkles Ringsystem. Es besteht aber wie das von Saturn aus groben Partikeln und Brocken mit bis zu 10 Metern Durchmesser sowie auch aus feinem Staub. Derzeit sind dreizehn Ringe bekannt, der hellste wird Epsilon-Ring genannt.

Ring	Abstand der Innenkante vom Zentrum (km)	Abstand der Innenkante vom Äquator (km)	Breite (km)
1986U2R	38.000	12.440	2.500
6	41.840	16.280	1-3
5	42.230	16.670	2-3
4	42.580	17.020	2-3
Alpha	44.720	19.160	7-12
Beta	45.670	20.110	7-12
Eta	47.190	21.630	0-2
Gamma	47.630	22.070	1-4
Delta	48.290	22.730	3-9
Lambda (1986U1R)	50.020	24.460	1-2
Epsilon	51.140	25.580	20 - 100
R/2003 U2	65.400	39.840	3.800
R/2003 U1	86.000	60.440	17.000

Aufnahme der Uranus-Ringe durch Voyager 2 (als Falschfarbenbild). Rechts der Epsilon-Ring.

Vorlage:Absatz-L Die zwei neu entdeckten Ringe befinden sich weit außerhalb der schon bekannten elf und sind wesentlich breiter. Der Ring R/2003 U1 zeigt seine höchste Dichte in einem Abstand von 97.700 Kilometern zum Uranuszentrum und fällt darin mit der Umlaufbahn des Mondes Mab zusammen, von dem die Ringpartikel stammen könnten. Die Innenkante des Ringes liegt 86.000 Kilometer vom Planetenzentrum entfernt, an der Umlaufbahn des Mondes Puck.
Eine Besonderheit dieses Ringes ist ein blaues Leuchten, das bislang nur vom E-Ring des Saturn bekannt war. Jener Saturnring besteht offenbar aus sehr feinen Eiskristallen, die das Sonnenlicht reflektieren und die ihre Quelle in Geysiren auf dem Saturnmond Enceladus haben. Das stützt die Vermutung, dass die weniger als ein zehntausendstel Millimeter großen Eispartikel des Uranusrings von dem sehr eishaltigen Uranusmond Mab stammen und durch Meteoriteneinschläge ins All befördert wurden.

Der weiter innen liegende Ring R/2003 U2 ist von rötlicher Farbe und besteht wahrscheinlich neben kleinen auch aus größeren Komponenten als der blaue. Seine höchste Dichte befindet sich in einem Abstand von 67.300 Kilometern zum Uranuszentrum. In seinem Dichtemaximum konnte noch kein Mond entdeckt werden.

Erforschung

Der Uranus ist bei guten Bedingungen mit bloßem Auge sichtbar, allerdings entspricht seine Helligkeit nur den schwächsten gerade noch erkennbaren Sternen - im Gegensatz zu den weiter innen liegenden Planeten bis Saturn, die alle zu den auffälligsten Objekten am Himmel zählen. Daher blieb der Uranus lange als Planet unbekannt.

Sir Friedrich Wilhelm Herschel entdeckte Uranus am 13. März 1781 mit einem selbst entwickelten Teleskop von seinem Garten in der englischen Stadt Bath aus.

Der Planet fügte sich genau in die von dem deutschen Astronomen Johann Elert Bode veröffentlichte Titius-Bode-Reihe der Umlaufbahnradien. Auf Herschel deutet die Initiale H im astronomischen Symbol von Uranus hin. Von den Planeten, die nicht schon in der Antike bekannt waren, wurde Uranus als erster entdeckt. Herschel selbst benannte den Planeten zu Ehren des englischen Königs Georg III. Georgium Sidus (Georgs Stern). In Frankreich dagegen nannten ihn die Astronomen Herschel, bis Bode vorschlug, ihn nach dem griechischen Gott Uranos zu benennen. Der Name setzte sich allerdings erst gegen 1850 durch, und wurde, entsprechend den römischen Namen der anderen Planeten, der lateinischen Schreibweise angepasst. Uranus war schon zuvor beobachtet und katalogisiert, zuerst 1690 von John Flamsteed, jedoch nicht als Planet erkannt worden. Die Abweichung der beobachteten Positionen des Uranus von den berechneten führten zur gezielten Suche nach Neptun.

Sichtbarkeit

Hauptartikel: Uranuspositionen bis 2021

In der folgenden Tabelle sind spezielle Sichtbarkeiten für die Jahre 2006 bis 2008 aufgeführt. Neben dem Datum der Opposition ist für diesen Aspekt jeweils auch die scheinbare Helligkeit, der Abstand zur Erde und der Winkeldurchmesser des Uranus angegeben.

Stationär, dann rückläufig	Opposition	Oppositions- entfernung	Oppositions- helligkeit	Winkel- durchmesser	Stationär, dann rechtläufig	Konjunktion zur Sonne
19. Juni 2006	5. September 2006	19,07541 AE	5,7 mag	3,67"	20. November 2006	1. März 2007
23. Juni 2007	9. September 2007	19,08609 AE	5,7 mag	3,67"	24. November 2007	5. März, 2008
27. Juni 2008	13. September 2008	19,09220 AE	5,7 mag	3,67"	27. November 2008	8. März 2009

Siehe auch

Chronologie der Entdeckungen von Planeten des Sonnensystems und ihrer natürlichen Satelliten

Weblinks

Commons: Uranussystem – Album mit Bildern, Videos und Audiodateien
Wikibooks: Uranus – Lern- und Lehrmaterialien
Uranus in: Die neun Planeten
Uranus von: Dr. Freund
Aktuelle Liste der Uranusmonde (engl.)
1986 durch den Vorbeiflug von Voyager 2 entdeckte Monde (monde.de)
Die 2005 neuentdeckten Monde und Ringe (engl.)
www.wissenschaft.de: Uranus besitzt Ringe in unterschiedlichen Farben

Videos

Aus der Fernsehsendung Alpha Centauri: (Real Video) Warum liegt der Uranus schief?
Uranus Entdeckung (Englisch)
Hubble-Video zur Dynamik von Ring, Monden und Atmosphäre (Englisch)

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