Urano È il settimo pianeta del sistema solare e appartiene al gruppo dei pianeti esterni. Oltre l'orbita di Saturno, Urano è appena visibile ad occhio nudo in condizioni molto rare e devi sapere dove guardare.
Per questo motivo, per gli antichi Urano era praticamente invisibile, fino a quando l'astronomo William Herschel non lo scoprì nel 1781, con un telescopio da lui stesso costruito. Il minuscolo punto blu-verde non era esattamente quello che l'astronomo stava cercando. Ciò che Herschel voleva era rilevare la parallasse stellare causata dal movimento di traslazione della Terra..
Per fare ciò, aveva bisogno di individuare una stella lontana (e una vicina) e osservare come apparivano da due punti diversi. Ma una notte di primavera del 1781, Herschel individuò un piccolo punto che sembrava brillare un po 'più luminoso degli altri..
In breve, lui e gli altri astronomi si convinsero che fosse un nuovo pianeta, e Herschel divenne rapidamente famoso per aver ampliato le dimensioni dell'universo conosciuto, aumentando il numero di pianeti..
Il nuovo pianeta non prese il nome immediatamente, perché Herschel rifiutò di usare una divinità greca o romana e lo battezzò invece Georgium Sidu o "Stella di Giorgio" in onore dell'allora monarca inglese Giorgio III..
Naturalmente, questa opzione non era gradita ad alcuni nel continente europeo, ma la questione fu risolta quando l'astronomo tedesco Johannes Elert Bode suggerì il nome di Urano, dio del cielo e marito di Gea, madre Terra..
Secondo le antiche mitologie greche e romane, Urano era il padre di Saturno (Crono), che a sua volta era il padre di Giove (Zeus). La comunità scientifica alla fine accettò questo nome, tranne che in Inghilterra, dove il pianeta continuò ad essere chiamato "la stella di George", almeno fino al 1850..
Indice articolo
Urano appartiene al gruppo dei pianeti esterni del sistema solare, essendo il terzo pianeta per dimensioni, dopo Saturno e Giove. È, insieme a Nettuno, un gigante di ghiaccio, poiché la sua composizione e molte delle sue caratteristiche lo differenziano dagli altri due giganti Giove e Saturno..
Mentre l'idrogeno e l'elio predominano su Giove e Saturno, i giganti ghiacciati come Urano contengono elementi più pesanti come ossigeno, carbonio, azoto e zolfo..
Ovviamente anche Urano ha idrogeno ed elio, ma principalmente nella sua atmosfera. E contiene anche ghiaccio, anche se non tutte sono acqua: ci sono ammoniaca, metano e altri composti.
Ma in ogni caso, l'atmosfera di Urano è una delle più fredde di tutte nel sistema solare. Le temperature possono raggiungere i -224 ºC.
Sebbene le immagini mostrino un disco blu distante e misterioso, ci sono molte altre caratteristiche sorprendenti. Uno di questi è proprio il colore blu, che è dovuto al metano nell'atmosfera, che assorbe la luce rossa e riflette il blu..
Inoltre, Urano ha:
-Campo magnetico automatico con disposizione asimmetrica.
-Numerose lune.
-Un sistema di anelli più debole di quello di Saturno.
Ma sicuramente quello che più colpisce è la rotazione retrograda su un asse di rotazione completamente inclinato, tanto che i poli di Urano si trovano dove si trova l'equatore degli altri, come se ruotasse di lato..
A proposito, contrariamente a quanto suggerisce la figura 1, Urano non è un pianeta pacifico o monotono. La Voyager, la sonda che ha ottenuto le immagini, è passata durante un raro periodo di clima mite.
La figura seguente mostra l'inclinazione dell'asse di Urano a 98º in un confronto globale tra tutti i pianeti. Su Urano, sono i poli che ricevono più calore dal lontano Sole, piuttosto che dall'equatore..
-Massa: 8,69 x 1025 kg.
-Radio: 2,5362 x 104 km
-Forma: appiattito.
-Distanza media dal sole: 2,87 x 109 km
-Inclinazione orbita: 0,77º rispetto al piano dell'eclittica.
-Temperatura: tra -220 e -205,2 ºC circa.
-Gravità: 8,69 m / sDue
-Campo magnetico automatico: sì.
-Atmosfera: Sì, idrogeno ed elio
-Densità: 1290 kg / m3
-Satelliti: 27 con designazione fino ad oggi.
-Anelli: Sì, circa 13 scoperti finora.
Urano, come i grandi pianeti, ruota maestosamente attorno al Sole, impiegando circa 84 anni per completare un'orbita..
L'orbita di Urano è notevolmente ellittica e inizialmente mostrava alcune discrepanze con l'orbita calcolata per essa dalle leggi di Newton e Keplero, dal grande matematico Pierre de Laplace nel 1783.
Qualche tempo dopo, nel 1841, l'astronomo inglese John Couch Adams suggerì giustamente che queste discrepanze potessero essere dovute a disturbi causati da un altro pianeta ancora invisibile..
Nel 1846 il matematico francese Urbain Le Verrier perfezionò i calcoli per la possibile orbita del pianeta sconosciuto e li consegnò all'astronomo tedesco Johann Gottfried Galle a Berlino. Immediatamente Nettuno apparve per la prima volta nel suo telescopio, nel luogo indicato dallo scienziato francese.
Urano è difficile da vedere ad occhio nudo perché è così distante dalla Terra. Ha appena una magnitudine di 6, quando è più luminoso e un diametro di 4 secondi d'arco (Giove è di circa 47º quando è meglio visto).
Con cieli scuri molto chiari, senza luci artificiali e sapendo in anticipo dove guardare, potrebbe essere possibile vederlo ad occhio nudo.
Tuttavia, gli appassionati di astronomia possono individuarlo con l'aiuto delle carte celesti trovate su Internet e uno strumento, che può anche essere un binocolo di buona qualità. Sembrerà ancora un punto blu senza molti dettagli..
Per vedere le 5 lune principali di Urano è necessario un grande telescopio. I dettagli del pianeta potrebbero essere osservati con un telescopio di almeno 200 mm. Strumenti più piccoli rivelano solo un minuscolo disco blu-verdastro, tuttavia vale la pena provarlo, sapendo che lì, così lontano, nasconde tante meraviglie.
Nel 1977 Urano passò davanti a una stella e la nascose. Durante quel periodo, la stella ha sbattuto le palpebre alcune volte, prima e dopo l'occultamento. Lo sfarfallio era causato dal passaggio degli anelli e in questo modo tre astronomi scoprirono che Urano aveva un sistema di 9 anelli situato nel piano dell'equatore..
Tutti i pianeti esterni hanno un sistema di anelli, anche se nessuno supera la bellezza degli anelli di Saturno, tuttavia quelli di Urano sono molto interessanti.
La sonda Voyager 2 ha trovato ancora più anelli e ha ottenuto immagini eccellenti. Nel 2005, il telescopio spaziale Hubble ha anche scoperto altri 2 anelli esterni..
La materia che compone gli anelli di Urano è scura, forse sono rocce ad alto contenuto di carbonio e solo gli anelli più esterni sono ricchi di polvere..
Gli anelli si mantengono in forma grazie al satelliti pastore di Urano, la cui azione gravitazionale determina la forma di quelli. Sono anche molto sottili, quindi i satelliti che li sfiorano sono lune piuttosto piccole..
Il sistema ad anello è una struttura piuttosto fragile e poco durevole, almeno dal punto di vista dell'epoca astronomica..
Le particelle che compongono gli anelli si scontrano continuamente, l'attrito con l'atmosfera di Urano le schiaccia e anche la costante radiazione solare le deteriora..
La persistenza degli anelli dipende quindi dall'arrivo di nuovo materiale, proveniente dalla frammentazione dei satelliti da impatti con asteroidi e comete. Come per gli anelli di Saturno, gli astronomi ritengono che siano recenti e che la loro origine sia proprio in queste collisioni.
Tra tutte le caratteristiche di Urano, questa è la più sorprendente, perché questo pianeta ha una rotazione retrograda; vale a dire, ruota rapidamente nella direzione opposta a come fanno gli altri pianeti (tranne Venere), impiegando poco più di 17 ore per compiere una rivoluzione. Tale velocità contrasta con la misura di Urano quando percorre la sua orbita.
Inoltre, l'asse di rotazione è così inclinato che il pianeta sembra ruotare disteso in piano, come si vede nell'animazione in figura 2. Gli scienziati planetari ritengono che un impatto colossale abbia spostato l'asse di rotazione del pianeta nella sua posizione attuale..
È a causa di questa peculiare inclinazione che le stagioni su Urano sono davvero estreme e danno luogo a grandi variazioni climatiche..
Ad esempio, durante un solstizio uno dei poli punta direttamente al Sole, mentre l'altro punta allo spazio. Un viaggiatore sul lato illuminato osserverebbe che per 21 anni il Sole non sorge né tramonta, mentre il polo opposto è immerso nell'oscurità..
E al contrario, in un equinozio il Sole è sull'equatore del pianeta e poi sorge e tramonta per tutto il giorno, che dura circa 17 ore..
Grazie alla sonda Voyager 2, è noto che l'emisfero meridionale di Urano si sta attualmente dirigendo verso l'inverno, mentre il nord si sta dirigendo verso l'estate, che avverrà nel 2028.
Poiché Urano impiega 84 anni per orbitare attorno al Sole ed essendo così lontano dalla Terra, si comprende che molte delle variazioni climatiche del pianeta sono ancora sconosciute. La maggior parte dei dati disponibili proviene dalla suddetta missione Voyager del 1986 e dalle osservazioni effettuate tramite il telescopio spaziale Hubble..
Urano non è un gigante gassoso, ma un gigante di ghiaccio. Nella sezione dedicata alle caratteristiche, si è visto che la densità di Urano, sebbene sia inferiore a quella dei pianeti rocciosi come la Terra, è maggiore di quella di Saturno, che potrebbe benissimo galleggiare sull'acqua..
In realtà, gran parte di Giove e Saturno è liquida piuttosto che gassosa, ma Urano e Nettuno contengono una grande quantità di ghiaccio, non solo acqua, ma altri composti.
E poiché la massa di Urano è minore, le pressioni che danno luogo alla formazione dell'idrogeno liquido, così caratteristico di Giove e Saturno, non si producono al suo interno. Quando l'idrogeno è in questo stato, si comporta come un metallo, che causa gli intensi campi magnetici di questi due pianeti..
Anche Urano ha un proprio campo magnetico, di cui c'è un diagramma in figura 12, anche se curiosamente le linee di campo non passano per il suo centro, come nel caso della Terra, ma sembrano avere origine in un altro punto spostato da lì..
Quindi, nell'atmosfera di Urano c'è idrogeno molecolare ed elio, con una piccola percentuale di metano, che è responsabile del suo colore blu, poiché questo composto assorbe le lunghezze d'onda del rosso..
Il corpo del pianeta in quanto tale è costituito da ghiaccio, non solo acqua, ma ammoniaca e metano.
È il momento di evidenziare un dettaglio importante: quando gli scienziati planetari parlano di "ghiaccio", non si riferiscono all'acqua ghiacciata che mettiamo nelle bevande per raffreddarle..
Il "ghiaccio" dei pianeti giganti ghiacciati è sotto forte pressione e alte temperature, almeno diverse migliaia di gradi, quindi non ha nulla in comune con ciò che viene conservato nei frigoriferi, tranne la composizione.
È possibile produrre diamanti dal metano? Studi di laboratorio effettuati in Germania, presso il laboratorio Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf, indicano che lo è, purché vi siano adeguate condizioni di pressione e temperatura..
E queste condizioni esistono all'interno di Urano, quindi le simulazioni al computer mostrano che il metano CH4 si dissocia formando altri composti.
Il carbonio presente nelle molecole di metano precipita e si trasforma in niente di meno che in diamante. Mentre si muovono verso l'interno del pianeta, i cristalli emettono calore per attrito e si accumulano sul nucleo del pianeta (vedere la sezione successiva).
Si stima che i diamanti così formati possano arrivare fino a 200 kg, anche se è improbabile che lo confermi, almeno nel prossimo futuro.
Nel diagramma mostrato di seguito abbiamo la struttura di Urano e dei suoi strati, la cui composizione è stata brevemente menzionata nella sezione precedente:
-Atmosfera superiore.
-Lo strato intermedio ricco di idrogeno molecolare ed elio, in totale lo spessore dell'atmosfera è di circa 7.500 km.
-Il mantello di ghiaccio (che già sappiamo non è come il ghiaccio comune sulla Terra), con uno spessore di 10.500 km.
-Un nucleo roccioso di ferro, nichel e silicati con un raggio di 7.500 km.
Il materiale "roccioso" nel nucleo non è come le rocce sulla Terra, perché nel cuore del pianeta la pressione e la temperatura sono troppo alte perché queste "rocce" assomiglino a quelle che conosciamo, ma almeno la composizione chimica non dovrebbe essere diverso.
Urano ha finora 27 satelliti designati, che prendono il nome dai personaggi nelle opere di William Shakespeare e Alexander Pope, grazie a John Herschel, il figlio di William Herschel, scopritore del pianeta..
Ci sono 5 lune principali che sono state scoperte attraverso l'osservazione del telescopio, ma nessuna ha un'atmosfera, sebbene sia noto che abbia acqua ghiacciata. Sono tutte piuttosto piccole, poiché le loro masse combinate non raggiungono la metà di quella di Tritone, una delle lune di Nettuno, il pianeta gemello di Urano..
Il più grande di questi è Titania, il cui diametro è del 46% quello della Luna, seguito da Oberon. Entrambi i satelliti furono scoperti dallo stesso William Herschel nel 1787. Ariel e Umbriel furono scoperti a metà del XIX secolo da William Lassell, un astronomo dilettante che costruì anche i suoi telescopi..
Miranda, la quinta luna più grande di Urano, con solo il 14% del diametro lunare, è stata scoperta nel 20 ° secolo da Gerard Kuiper. A proposito, anche la fascia di Kuiper prende il nome da questo straordinario astronomo ai confini del sistema solare..
La superficie di Miranda è estremamente accidentata a causa dei potenziali impatti e dell'attività geologica insolita.
Gli altri satelliti sono più piccoli e sono noti da Voyager 2 e dal telescopio spaziale Hubble. Queste lune sono molto scure, forse a causa di numerosi impatti che hanno vaporizzato il materiale sulla superficie e lo hanno concentrato su di essa. Anche a causa dell'intensa radiazione a cui sono sottoposti.
Nella figura 7 compaiono i nomi di alcuni di loro e la loro azione per mantenere il sistema ad anello..
Il movimento dei satelliti di Urano è governato dalle forze di marea, proprio come il sistema Terra-Luna. In questo modo, i periodi di rotazione e traslazione dei satelliti sono gli stessi e mostrano sempre la stessa faccia al pianeta..
Urano ha un campo magnetico con circa il 75% dell'intensità della Terra, secondo la magnetometria della sonda Voyager 2. Poiché l'interno del pianeta non soddisfa le condizioni necessarie per produrre idrogeno metallico, gli scienziati ritengono che ci sia un altro fluido conduttivo che genera il campo.
La figura seguente rappresenta i campi magnetici dei pianeti gioviani. Tutti i campi assomigliano in una certa misura a quello prodotto da una barra magnetica o da un dipolo magnetico al centro, anche quello della Terra.
Ma il dipolo di Urano non è al centro, e nemmeno quello di Nettuno, ma piuttosto spostato verso il polo sud e notevolmente inclinato rispetto all'asse di rotazione, nel caso di Urano..
Se Urano produce un campo magnetico, deve esserci un effetto dinamo grazie a un fluido in movimento. Gli esperti ritengono che si tratti di uno specchio d'acqua con metano disciolto e ammoniaca, piuttosto profondo.
Con la pressione e la temperatura all'interno di Urano, questo fluido sarebbe un buon conduttore di elettricità. Questa qualità, insieme alla rapida rotazione del pianeta e alla trasmissione del calore per convezione, sono fattori in grado di generare un campo magnetico..
Urano è estremamente lontano dalla Terra, quindi all'inizio l'esplorazione avveniva solo attraverso il telescopio. Fortunatamente, la sonda Voyager si è avvicinata abbastanza da raccogliere informazioni inestimabili su questo pianeta sconosciuto fino a poco tempo fa..
Si pensava che la missione Cassini, che era stata lanciata per studiare Saturno, potesse raggiungere Urano, ma quando il suo carburante si è esaurito, i responsabili della missione l'hanno fatta scomparire all'interno di Saturno nel 2017.
La sonda conteneva elementi radioattivi, che se si fosse schiantata su Titano, una delle lune di Saturno, avrebbero potuto contaminare questo mondo, che forse ospita una sorta di vita primitiva..
Anche il telescopio spaziale Hubble offre importanti informazioni e ha rivelato l'esistenza di nuovi anelli nel 2005..
Dopo la missione Voyager, sono state proposte alcune missioni che non potevano essere svolte, poiché l'esplorazione di Marte e anche quella di Giove sono considerate una priorità per le agenzie spaziali di tutto il mondo..
Questa missione consisteva nel lancio di due sonde: Voyager 1 e Voyager 2. In linea di principio avrebbero raggiunto solo Giove e Saturno, ma dopo aver visitato questi pianeti le sonde continuarono verso i pianeti congelati.
La Voyager 2 ha raggiunto Urano nel 1986 e molti dei dati che abbiamo finora provengono da quella sonda.
In questo modo sono state ottenute informazioni sulla composizione dell'atmosfera e sulla struttura degli strati, scoperto anelli aggiuntivi, studiato le lune principali di Urano, scoperto altre 10 lune e misurato il campo magnetico del pianeta..
Ha anche inviato una moltitudine di immagini di alta qualità, sia del pianeta che delle superfici delle sue lune, piene di crateri da impatto..
La sonda si è poi diretta verso Nettuno ed è finalmente entrata nello spazio interstellare..
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