اورانوس، غول سرد گازي

در نيمه شب 17 مارس 1781 وقتي منجم آماتور انگليسي آلماني تبار، «سه ويليام هرشل» چهل و سه ساله با تلسكوپ بازتابي 18 سانتي متري دست ساز خود محدوده صورت فلكي جوزا (دو پيكر) را رصد مي‌كرد، متوجه شد كه جرمي نوراني اندكي از ستاره‌هاي واقعي بزرگ‌تر است.

غير از خورشيد، ستارگان به علت فاصله بسيار زيادي كه از ما دارند هر چقدر توان تلسكوپ را بالاتر ببريم باز هم به صورت نقطه اي نوراني ديده مي‌شود.



هرشل هر اندازه توان تلسكوپ را بالاتر برد، اين شيء جديد بزرگ‌تر به نظر مي‌رسيد. او به اين نتيجه رسيد كه شيء يافته شده ستاره نيست و در شب‌هاي بعد موضع متغير آن را اندازه گيري كرد و به اين نتيجه رسيد كه اين جرم يك سياره است كه با مداري تقريباً دايره وار به دور خورشيد مي‌چرخد.



يك سال بعد جرج سوم پادشاه انگلستان او را به عنوان منجم دربار منصوب كرد و او تبديل به يك منجم حرفه اي شد، هرشل نام اين سياره جديد را ستاره «جرج» ناميد كه تا ساليان بعد به اين نام و «سياره هرشل» ناميده مي‌شد.



سرانجام «يوهان اِلرت بَده» اخترشناس آلماني اين سياره را «اورانوس» يعني الهه آلماني‌ها ناميد كه تا به امروز هم اين عنوان به كار مي‌رود.

اورانوس، هفتمين سياره دور از خورشيد و سومين سياره منظومه شمسي از نظر بزرگي است. قدر ظاهري آن 7/5 است و به همين دليل با چشم غيرمسلح به دشواري مي‌توان آن را رصد كرد. ويژگي منحصر به فرد و غير معمول اورانوس آن است كه محور دورانش بر مدار چرخش آن به دور خورشيد حالت خوابيده دارد و به يك توپ غلتان شبيه است.

برخي دانشمندان بر اين باور هستند كه برخورد يك جرم عظيم اين سياره را كج كرده است.

محور دوران آن 98 درجه يعني تقريباً 8 درجه پايين‌تر از سطح مدار خود است. صفحه استواي آن تقريباً عمود بر صفحه مدارش و با زاويه 82 درجه است. ميانگين فاصله اورانوس تا خورشيد 20 واحد نجومي (AU) يا حدود 87/2 ميليارد كيلومتر است.

قطر اين سياره غول پيكر 51 هزار و 800 كيلومتر است كه چهار برابر زمين قطر و 5/14 برابر زمين جرم دارد. چگالي آن نسبت به آب 32/1 است. از نظر حجمي اورانوس 63 برابر زمين حجم دارد.

حركت سياره

دوره تناوبي حركت اورانوس به دور خورشيد، 84 سال زميني است و يك شبانه روز در استواي اين سياره حدود 17 ساعت و 14 دقيقه به طول مي‌انجامد. سرعت متوسط مداري اورانوس 8/6 كيلومتر بر ثانيه است. چون اورانوس به پهلو خوابيده است، بلندترين فصل را در ميان سيارات منظومه شمسي دارد. هر فصل آن حدود 21 سال زميني طول مي‌كشد.



هر نقطه مشخصي روي آن، فقط در نيمي از سال سياره (84 سال زميني) روشن است. به طور مثال قطب شمال سياره به مدت 42 سال زميني رو به خورشيد قرار دارد و از آن نور مي‌گيرد. در 42 سال بعدي، قطب شمال تاريك مي‌شود و قطب جنوب آن رو به خورشيد قرار مي‌گيرد.

اورانوس به دليل فاصله بسيار زيادش از خورشيد فقط چهار صدم نوري را دريافت مي‌كند كه به زمين مي‌رسد. تابستان‌ها و زمستان‌هاي طولاني اورانوس به دليل نامعيني، اثري بر دماي سطح آن ندارد و اطلاعاتي كه فضاپيماي «ويجر2» از سطح اين سياره بدست آورد، نشان مي‌دهد كه ميانگين دماي سطح آن حدود 215- درجه سانتي گراد است و حرارت به وسيلي عامل ناشناخته اي در سطح اورانوس پراكنده مي‌شود.

جو اورانوس

اورانوس جوي تشكيل يافته از 83 درصد هيدروژن، 15 درصد هليم، 2 درصد متان و مقدار كمي آمونياك و آب دارد. متان جاذب بسيار قوي نور سرخ است و سبب مي‌شود كه اين سياره به رنگ سبز مايل به آبي روشن نمايان باشد.



زيرا در جو سياره، اقيانوس‌هاي عميقي از آب، آمونياك و متان وجود دارد كه هسته جامد اين سياره را كه نسبت به مشتري و زحل انرژي گرمايي كمتري ايجاد مي‌كند، احاطه كرده است.

دماي اورانوس در اعماق اقيانوس‌هاي 8000 تا 12000 كيلومتري آن، بسيار بيشتر است و تا 3000 درجه سانتي گراد هم مي‌رسد. هسته آن از جنس آهن و سيلسيم است و دمايي حدود 7000 درجه سانتي گراد دارد. ميدان مغناطيسي اورانوس به طور تقريبي 50 برابر زمين است و نسبت به محور چرخش آن 60 درجه انحراف دارد.

شدت طوفان‌هاي سطح اورانوس نسبت به مشتري و زحل بسيار كمتر است و به همين دليل چهره سطح آن بي‌شكل و فاقد لكه‌هاي بزرگ ابري است و فقط ابرهاي كوچكي در لايه‌هاي بالايي جو خود دارد. سرعت بادهاي آن را 40 تا 160 متر در ثانيه تخمين زده‌اند.

حلقه‌هاي اورانوس

در 10 مارس 1977، گروهي از اخترشناسان در رصد‌خانه «ايربورن كرييپرناسا» (Airborneobservatory NASA’ S kuiper) عبور اورانوس از كنار يك ستاره ضعيف را شاهد بودند. وقتي سياره اي از مقابل يك ستاره عبور مي‌كند، جزييات مربوط به جو و ابعاد آن سياره را مي‌توان تعيين كرد.



سياره‌اي كه جو نداشته باشد فوراً ستاره را مخفي مي‌كند اما سياره داراي جو، بسته به چگالي آن جو، كم كم ستاره را محو مي‌كند. به اين رصدها، رصدهاي اختفايي گويند.پيش از آن كه اورانوس، ستاره را بپوشاند، در فواصل يكسان، 5 بار خاموش و روشن شد و پس از اختفا نيز اين حالت رخ داد.



اخترشناسان دليل آن را عبور حلقه‌ها از مقابل ستاره دانستند. با رصدهاي اختفايي بيشتر، تعداد حلقه‌ها به 9 عدد رسيد. ويجر 2 نيز دو حلقه ديگر كشف كرد.



امروزه تعداد حلقه‌هاي كشف شده به 12 عدد رسيده است. حلقه‌هاي اورانوس بسيار باريك، منظم و پهناي هر كدام از آنها كمتر از 10 كيلومتر است. به غير از حلقه‌هاي بيروني كه حدود 100 كيلومتر پهنا دارد.



ابعاد ذرات تشكيل دهنده حلقه‌ها غالباً بزرگ‌تر از يك متر است كه به احتمال باقي مانده‌هاي قمري هستند كه تحت تأثير نيروي گرانش سياره از هم پاشيده يا به دليل برخورد با يك سيارك پر سرعت خرد شده‌اند. بر خلاف مشتري و زحل در حلقه‌هاي اورانوس، غبار و ذرات ريز زيادي وجود ندارد.