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Uranus

 

[nach Uranos], Astronomie: Zeichen, der von der Sonne aus gezählt siebente Planet, gleichzeitig der sonnennächste der nicht schon im Altertum bekannten Planeten. Obwohl Uranus mit bloßem Auge gerade noch erkennbar ist, wurde er erst am 13. 3. 1781 von F. W. Herschel mit einem Fernrohr entdeckt.

 

Uranus bewegt sich mit einer mittleren Geschwindigkeit von 6,84 km/s auf einer Ellipsenbahn mit einer großen Halbachse von 2 883 Mio. km rechtläufig um die Sonne. Seine Entfernung von der Erde variiert zwischen 2 590 Mio. und 3 140 Mio. km. Uranus gehört zu den jupiterartigen Planeten. Seine mittlere Dichte ist mit rund ¹/₄ der mittleren Erddichte deutlich größer als die mittlere Dichte von Jupiter und Saturn. Er weist eine differenzielle Rotation auf: In einer planetographischen Breite von 27º beträgt die Rotationsperiode der sichtbaren Wolkenschichten 16,9 Stunden, in etwa 40º Breite 16,0 Stunden. Die Rotationsachse liegt fast in der Bahnebene; die Rotation ist rückläufig.

 

Von der Erde aus sind auf dem Uranus keine Einzelheiten zu erkennen. Nahaufnahmen von der Raumsonde Voyager 2 aus zeigten eine fast völlig einheitliche, matte, grünlich getönte Wolkendecke (Albedo 0,81) mit vereinzelten Wolkenstrukturen. In der Uranusatmosphäre ist Wasserstoff der Masse nach mit rund 85 % und Helium mit rund 15 % vertreten, in geringen Mengen auch Methan und Acetylen. Die Wolken bestehen bei einer Temperatur von etwa —190 ºC wahrscheinlich aus Methaneiskristallen, die rund 40 km höher liegenden Nebelschwaden, deren Temperatur etwa —220 ºC beträgt, möglicherweise aus Acetylen- und Ethandunst. In der Wolkenschicht herrschen starke, in Rotationsrichtung wehende Winde mit Geschwindigkeiten bis zu 200 m/s. - Das Magnetfeld des Uranus ist an der Wolkenobergrenze mit etwa 2,5 · 10^-5 Tesla nahezu so stark wie das Erdfeld an der Erdoberfläche. Die Neigung der Feldachse gegen die Rotationsachse übertrifft mit etwa 60º erheblich diejenige der anderen Planeten. Das Magnetfeld ist an das Uranusinnere gekoppelt und wird bei dessen Rotation (Periode 17,24 Stunden) mitgeschleppt. Die Grenze der Uranusmagnetosphäre befindet sich auf der der Sonne zugewandten Seite bei mindestens 10 Uranusradien, in der Gegenrichtung in wesentlich größeren Entfernungen. - Der innere Aufbau des Uranus ist weitgehend unbekannt. Möglicherweise ist ein Gesteinskern von etwa 4 Erdmassen von einer flüssigen, elektrisch leitfähigen Schicht aus Wasser, Ammoniak und Methan umgeben, die sich vielleicht zwischen etwa 0,3 und 0,7 Uranusradien erstreckt. An der Obergrenze existiert wahrscheinlich ein abrupter Übergang zur hauptsächlich aus Wasserstoff und Helium bestehenden Außenschicht. Möglicherweise sind die Temperatur- und Dichteverhältnisse des Planeten so, dass keine klare Phasengrenze zwischen Flüssigkeit und Gas, damit keine wohl definierte, das Uranusinnere von seiner Atmosphäre trennende Oberfläche existiert.

 

Der Uranus besitzt 11 (zumeist schmale) Ringe, von denen 9 von der Erde aus beobachtbar sind. Zwei Ringe (1986 U1R und 1986 U2R) wurden erst bei Nahaufnahmen durch die Raumsonde Voyager 2 entdeckt. Die Uranusringe machen sich bei der Bedeckung von Hintergrundsternen bemerkbar und können bei Infrarotbeobachtungen auch direkt abgebildet werden. Sie haben Radien zwischen 41 880 und 51 140 km und eine geringe Exzentrizität (maximal 0,008). Die Ringebenen liegen fast in der Äquatorebene des Uranus. Die Ringbreite beträgt im Allgemeinen weniger als 3 km, nur beim äußersten variiert sie zwischen etwa 20 und 100 km. Das Ringmaterial besteht vorwiegend aus relativ großen Partikeln im Zentimeter- bis Meterbereich, sehr kleine Staubteilchen der Größenordnung 0,02 mm sind über das gesamte Ringsystem verstreut. Das Ringmaterial hat eine sehr geringe Albedo, es besteht möglicherweise aus gefrorenen Kohlenstoffverbindungen mit Methan als Ausgangsmaterial.

 

Von Uranus sind bisher 20 Satelliten (»Monde«) bekannt, davon wurden 10 Zwergsatelliten mithilfe der Raumsonde Voyager 2 entdeckt. Deren Abstand vom Uranusmittelpunkt liegt in dem relativ schmalen Bereich von etwa 2 bis 3,5 Uranusradien. Die beiden innersten Zwergsatelliten, Cordelia und Ophelia, sind wahrscheinlich »Schäferhundsatelliten« für den äußersten Uranusring. Die fünf größeren Satelliten bewegen sich weit außerhalb des Ringbereichs in schwach exzentrischen Ellipsenbahnen. Es handelt sich, nach ihren mittleren Dichten zu schließen, wahrscheinlich um eisartige Himmelskörper. Die zwischen 1997 und 1999 entdeckten Satelliten des Planeten sind aller Wahrscheinlichkeit nach irregulär, d. h., sie bewegen sich in stark exzentrischen und möglicherweise rückläufigen Bahnen mit Abständen von etwa 10-25 Mio. km um Uranus. Ihre Bahnelemente sind noch nicht sicher bekannt. - Die Existenz des Satelliten 1986 U10 (E. Karkoschka 1999; aufgenommen von Voyager 2 1986) wurde von der IAU nicht anerkannt, sie muss erst durch eine erneute Sichtung bestätigt werden.