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Uranus

Der blaue Gasplanet
Charakteristik
NASA
Hubble-Aufnahmen vom August 2003 zeigen Uranus (links) und Neptun (rechts), oben: natürliche Ansicht, unten: Falschfarben
Dieser von F. W. Herschel am 13. März 1781 entdeckte Planet unterscheidet sich durch die Lage der Rotationsachse, die fast genau in seiner Bahnebene liegt, von allen anderen Planeten. Aus den beim Vorbeiflug der Raumsonde Voyager 2 im Januar 1986 gewonnenen Daten geht hervor, daß der grünliche Uranus eine Atmosphäre (Temperatur um -200°C) aus 83% Wasserstoff, 15% Helium und 2% Methan besitzt. Letzteres konnte in tieferen Atmosphärenschichten in wolkenartigen Gebilden als Methaneisnebel identifiziert werden.

Größe Wert
mittlerer Abstand von der Sonne 2884x106 km = 19,18 AE
Umlaufzeit um die Sonne 84 Jahre
Rotationszeit 17,9 h
Bahnneigung gegen die Ekliptik 0,77°
Exzentrizität der Umlaufbahn 0,047
Äquatorneigung gegen die Bahnebene rund 98°
Äquatordurchmesser 51.120 km
mittlere Dichte 1,27 g/cm³
Masse 8.68 x 1025
Fallbeschleunigung 777 cm/s²
Albedo 0,51
größte scheinbare Helligkeit +5,5 mag
Monde 17
Das Ringsystem
Uranus besitzt neben 5 größeren und 12 kleineren Monden auch ein schmales, aus mehreren dünnen Ringen bestehendes doppeltes Ringsystem. Die Ringpartikel bestehen aus dunklem felsigen bzw. carbonischen Material.
STScI
Hubble-Aufnahmen aus dem Jahr 2003 und 2005, die das zweite Ringsystem des Uranus zeigen
Die ersten 9 Uranus-Ringe wurden im Jahr 1977 bei Beobachtungen der Uranus-Atmosphäre entdeckt. Während der Voyager-Vorbeiflüge wurden die beiden inneren Ringe und 10 Monde aufgespürt. Die äußeren Ringe wurden zum damaligen Zeitpunkt nicht erkannt, da sie extrem lichtschwach sind und sich viel weiter entfernt von Uranus befinden, als vermutet.

Hubble fotografierte die lichtschwachen äußeren Ringe erstmals im August 2004 und erneut im September 2005. Das Forscherteam untersuchte daraufhin archivierte Quellen und erkannte die feinen Gebilde auch auf Hubble-Bildern aus dem Jahr 2003 und sogar auf Aufnahmen von Voyager 2 aus dem Jahr 1986.

Zweites Ringsystem wird gespeist

Uranus
Uranus mit Ringen
Aufgrund der großen Distanz sprechen die Entdecker sogar von einem zweiten Ringsystem. Eine kleiner mit dem Hubble Space Telescope entdeckter Mond teilt sich mit einem der Ringe die Umlaufbahn um Uranus.

Die Wissenschaftler vermuten, dass sich die feinen Eis- und Staubpartikel, aus denen die Ringe des blauen Gasplaneten bestehen, nach und nach auf spiralförmigen Bahnen von Uranus entfernen. Dies würde bedeuten, dass es eine Quelle im Uranus-System geben muss, die diese Ringe im Laufe der Zeit mit Nachschubmaterial versorgen muss, da die Strukturen anderenfalls verschwinden würden.

Es wird vermutet, dass der nur wenige Kilometer große Mond Mab eine solche Quelle darstellen könnte. Durch Meteoriteneinschläge auf diesen Mond können feine Staubpartikel und anderes fragmentiertes Material von der Oberfläche des Mondes in eine Umlaufbahn um Uranus geschleudert werden. Dieses feine Material verteilt sich dann entlang der Umlaufbahn des Mondes und bildet einen feinen Ring.

Chaotische Abweichungen

NASA, Erich Karkoschka, University of Arizona
Planet Uranus im August 2003 mit seinen feinen Ringen und einigen Monden. Genz rechts im Bild ist Ariel, im Uhrzeigersinn von oben: Desdemona, Belinda, Portia, Cressida, und Puck.
Wissenschafler konnten aus Hubble-Bildern des jahres 2005 die Erkenntnis gewinnen, dass sich die Umlaufbahnen der inneren Uranusmonde seit 1994 beachtlich verändert haben. Die genauen Daten der Umlaufbahnen wurden aus Bildern der Voyager-Sonden und Hubble-Fotos abgeleitet. Die nun erkannten Abweichungen werden von den Wissenschaftlern auf chaotische Prozesse zurückgeführt, die daraus resultieren, dass es unter den vielen Uranus-Monden zu einen ständig variierenden Austausch von Drehmoments- und Bahnenergie kommt.

Dies bedeutet allerdings auch, dass es im Uranus-System etwa im Abstand von mehreren Millionen Jahren zu einer Kollision solcher Satelliten kommt, was verglichen zum Alter unseres Sonnensystems (4,5 Milliarden Jahre) eine recht kurze Zeitspanne ist.
Seltene Finstenisse
Mit dem Weltrumteleskop Hubble konnte im Jahr 2006 ein seltenes Ereignis auf dem Planten Uranus beobachtet werden. Dabei bewegte sich der Mond Ariel vor der Planetenscheibe hinweg. Der Schatten des Mondes fiel auf die Wolkenoberfläche des blauen Gasriesen - ein imaginärer Beobachter hätte zu diesem Zeitpunkt von dort aus eine Sonnenfinsternis auf Uranus erleben können.

NASA, ESA
Finsternisse auf Uranus treten nur alle 42 Jahre auf, da seine Rotations- Achse auf der Seite liegt
Der weiße Fleck nahe der Mitte der Uranus-Scheibe ist der Mond Ariel, dessen Schatten als deutlicher dunkler Fleck in der blauen Wolkenhülle des Uranus zu erkennen ist. Ariel besitzt einen Durchmesser von ungefähr 1.100 Kilometern, was einem Drittel der Größe unseres Erdmondes entspricht. Dieser Durchmesser reicht aus, um von der Wolkenobergrenze des Uranus aus betrachtet die dort winzige Sonnenscheibe vollständig abzudecken.

Transite von Monden vor Ihren Planeten sind eigentlich keine Seltenheit im Sonnensystem. So zeigen die vier galileischen Jupiter-Monde recht häufig ähnliche Schattenspiele auf der Oberfläche des Gasriesen. Die Bahngeometrie der Monde des Uranus lässt ein solches Ereignis jedoch nur sehr selten zu. Die Rotationsachse des Uranus ist um 98° zur Ekliptik geneigt und die Monde befinden sich in dessen Äquatorialebene. Uranus benötigt 84 Jahre, um die Sonne einmal zu umrunden. Somit können Finsternisse hier nur alle 42 Jahre auftreten - genau dann, wenn man von der Sonne aus auf die Kante der Umlaufebene der Monde sehen kann.

Das Hubble-Foto aus dem Jahr 2006 dokumentiert die erste Beobachtung eines solchen Ereignisses auf der Uranus-Oberfläche. Der Planet nähert sich seiner Sonnenwende-Bahnposition an, die er im Jahr 2007 erreicht. Die Sonne steht dann - vom Uranus aus betrachtet - über dessen Äquator im Zenit. Während der letzten Sonnenwende auf Uranus im Jahr 1965 gab es noch keine Teleskope, die eine ausreichende Auflösung besaßen, um ein solches Ereignis beobachten zu können.
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