Uranus

Uranus on aurinkokunnan seitsemäs planeetta Auringosta lukien. Se on jättiläisplaneetta, planeetoista kooltaan kolmanneksi ja massaltaan neljänneksi suurin. Uranoksen mukaan nimetty planeetta on aurinkokunnassamme ainoana nimetty kreikkalaisen jumalan mukaan; kaikki muut on nimetty roomalaisten jumalien mukaan. Uranuksen tähtitieteellinen symboli on . Planeetalla on himmeä rengasjärjestelmä ja 27 tunnettua kuuta.

[muokkaa] Rakenne

Uranus renkaineen ja sisimpine kuineen Hubble-teleskoopin kuvassa. Kaasukehässä on havaittavissa voimistunutta aktiviteettia.

Uranus koostuu pääasiassa kivestä ja eri alkuaineiden muodostamasta jäästä; vetyä on vain 15 % ja heliumia vähän – toisin kuin Jupiter ja Saturnus, jotka koostuvat pääasiassa vedystä. Uranuksen 1–2:ta Maan massaa vastaava pintakerros koostuu lähinnä molekyylisestä vedystä, heliumista ja metaanista. Punaista valoa absorboiva metaani aiheuttaa planeetan vihertävän värin. Metaanipilvien yläpuolella leijuu savusumun tapainen kerros, joka peittää useimmat pilvimuodostumat näkyvistä ja joka on syntynyt todennäköisesti auringonvalon pilkkoessa metaania radikaaleiksi, jotka puolestaan muodostavat muun muassa asetyleeniä ja eteeniä. Savusumu aiheuttaa planeetan pinnan voimakkaan reunatummenemisen, mikä hankaloittaa planeetan läpimitan määrittämistä.

Pintakerroksen alla on todennäköisesti tuhansien kilometrien paksuinen, lähinnä vettä ja vähäisemmässä määrin metaania ja ammoniakkia sisältävä vaippa, jossa aineet ovat korkeassa lämpötilassa ja paineessa. Vesi on siksi hajonnut hydronium- ja hydroksidi-ioneiksi, ammoniakki ammoniumioneiksi sekä metaani protoneiksi ja hiiliatomeiksi. Seos käyttäytyy sulan suolan tavoin, ja johtaa hyvin sähköä. Uranuksen suuresta etäisyydestä Aurinkoon johtuu, että sen vesipitoisuus on huomattavasti suurempi kuin Jupiterilla ja Saturnuksella. Vaipan massa vastaa noin 10–15:tä Maan massaa. Jäinen ja kivinen ydin on todennäköisesti korkeintaan Maan massan suuruinen, ja kivimateriaalin uskotaan olevan tasaisemmin jakautunut koko planeettaan kuin suuremmilla kaasujättiläisillä.

[muokkaa] Akselin kallistuma

Yksi Uranuksen silmiinpistävimmistä piirteistä on sen pyörähdysakselin voimakas kallistuma. Planeetta vaikuttaa ikään kuin vierivän radallaan – useita kymmeniä Maan vuosia kerrallaan toinen navoista osoittaa jatkuvasti Aurinkoa kohti toisen jäädessä pimentoon. Akselin kallistuman voidaan ajatella olevan noin 98 astetta, jolloin planeetta kiertää itsensä ympäri samaan suuntaan kuin muutkin planeetat, tai 82 astetta, jolloin se kiertää retrogradisesti (takaperin) Venuksen ja Pluton tapaan.

Vaikka Uranuksen napa-alueet saavat auringonvalosta enemmän energiaa kuin päiväntasaajan seutu, on päiväntasaaja toistaiseksi tuntemattomasta syystä napoja lämpimämpi. Voyager 2 -avaruusluotaimen ohittaessa planeetan sen pinnalla havaittiin vain hyvin heikkoja pilvimuodostumia; Hubble-avaruusteleskoopin havainnoidessa planeettaa 1990-luvulla se havaitsi voimakkaampia, vyöhykemäisiä pilvirakenteita Auringon lähestyessä päiväntasaajaa. Vuonna 2007 aurinko on suoraan päiväntasaajan yläpuolella. Uranuksen kallistumisen syytä ei tunneta, mutta selitykseksi on epäilty törmäystä suuren protoplaneetan kanssa Aurinkokunnan syntyvaiheessa.

[muokkaa] Magneettikenttä

Uranuksen magneettikenttä on voimakkaampi kuin Saturnuksella. Magneettikentän keskipiste ei sijaitse planeetan keskipisteessä, ja se on kallistunut 59° pyörähdysakselin suhteen. Poikkeaman on aiheuttanut todennäköisesti virtausliike melko matalalla pinnan alla. Myös Neptunuksen magneettikentässä on havaittavissa vastaavanlainen ilmiö. Uranuksen kierto itsensä ympäri aiheuttaa magneettikentän venymisen korkkiruuvimaiseksi kierteeksi planeetan taakse sen kiertäessä radallaan. Magneettikentän lähde on toistaiseksi tuntematon, sillä sähköä johtavan vesipitoisen vaipan olemassaolo on epävarma.

[muokkaa] Löytö ja nimeäminen

Uranus oli ensimmäinen planeetta, jonka voidaan sanoa löytyneen. Vaikka se näkyy juuri ja juuri paljain silminkin, merkittiin kohde tähdeksi useilla ensimmäisillä havaintokerroilla. Varhaisin tällainen merkintä on vuodelta 1690, kun John Flamsteed luetteloi sen 34 Tauriksi. Flamsteed havaitsi Uranuksen myöhemmin vielä kaksi kertaa, vuosina 1712 ja 1715. James Bradley puolestaan näki planeetan 1748, 1750 ja 1753 sekä Mayer 1756. Pierre Charles Le Monnier oli oman järjestelmättömyytensä uhri, sillä havaittuaan kohteen neljästi vuonna 1750, kahdesti 1768, kuudesti 1769 ja vielä kerran 1771 hän ei osannut yhdistää tuloksia yhdestä ainoasta kohteesta tehdyiksi havainnoiksi.

Sir William Herschel.

Lopulta maaliskuussa 1781 Sir William Herschel löysi planeetan käytyään läpi taivasta uudella kaukoputkellaan. Hän huomasi kohteen, joka näytti tähteä suuremmalta, mutta ilmoitti sen kuitenkin aluksi komeetaksi. Saman vuoden elokuussa kohteen liikuttua tähtien suhteen suomalainen tähtitieteilijä Anders Johan Lexell laski kohteelle radan ja sai todeta Herschelin löytäneen uuden planeetan. Herschel nimesi sen Yrjön tähdeksi (Georgium sidus) silloisen Englannin kuninkaan Yrjö III:n kunniaksi muuttaen sen kuitenkin myöhemmin Yrjön planeetaksi. Nimestä ei koskaan tullut suosittua Englannin ulkopuolella; Jérôme Lalande ehdotti vuonna 1784 nimeä Herschel', jonka ranskalaiset tähtitieteilijät pian omaksuivat. Uppsalan yliopiston Erik Prosperin ehdotti nimiä Astraea, Cybele ja Neptunus, joista kaksi ensimmäistä ovat nykyisin asteroidien nimiä. Anders Johan Lexell puolestaan ehdotti Yrjö III:n Neptunusta ja Ison-Britannian Neptunusta, Daniel Bernoulli Hypercroniusta ja Transaturnista ja eräät muut Austräata ja Minervaa.

Johann Bode Berliner Astronomisches Jahrbuchin päätoimittajana päätyi tukemaan Uranusta planeetan nimeksi; Maximilian Hell yhtyi tähän käyttämällä nimeä ensimmäisessä efemeridissä, joka julkaistiin Wienissä. Nimen omaksuivat myös brittiläiset tähtitieteilijät; vuoden 1827 Royal Astronomical Societyn julkaisuissa Uranus oli jo selvästi yleisin planeetasta käytetty nimitys. Siitä huolimatta muutamat tahot Englannissa jatkoivat Georgium Sidus- tai the Georgian -nimen käyttöä; niistä viimeisimpänä kuninkaallinen merialmanakkatoimisto, joka siirtyi käyttämään Uranusta vasta vuonna 1850.

Uranuksen löytöä edeltäneet lukuisat havainnot osoittautuivat pian hyödyllisiksi: niiden avulla planeetan rata voitiin laskea tarkasti. Radan huomattiin kuitenkin poikkeavan lasketusta, ja häiriön aiheuttajaksi epäiltiin toistaiseksi tuntematonta ulompaa planeettaa. Näin tapahtumat johtivat lopulta Neptunuksen löytämiseen vuonna 1846.

[muokkaa] Tutkimus

Uranuksesta tiedettiin melko vähän ennen Voyager 2:n, ainoan planeettaa lähietäisyydeltä tutkineen avaruusluotaimen, ohitusta vuonna 1986. Lähimmillään planeettaa luotain oli 24. tammikuuta. Se havaitsi Uranuksen magneettikentässä muutoksia, joista pystyttiin laskemaan planeetan kiertoaika. Aiemmin kiertoaikaa ei tunnettu lainkaan, sillä sen pinnalta ei maasta käsin ollut havaittu lainkaan yksityiskohtia. Luotaimen ottamien kuvien avulla löydettiin myös kymmenen uutta kuuta. Lisäksi Voyager 2 tutki planeetan ilmakehää ja rengasjärjestelmää.

Hubble-avaruusteleskooppi havainnoi Uranusta ensimmäisen kerran vuonna 1994. Teleskoopin kuvien perusteella planeetan pilvivyöhykkeiden huomattiin voimistuneen; vuonna 1999 otetut kuvat paljastivat yhä kasvanutta aktiviteettia.

[muokkaa] Havaitseminen

Uranuksen näennäinen kirkkaus on 5,5–6,0, joten se on mahdollista nähdä paljain silmin himmeänä tähtimäisenä kohteena hyvissä havainto-olosuhteissa pimeällä ja selkeällä taivaalla. Kiikarilla planeetta erottuu jo selvästi, ja pienellä kaukoputkella se näkyy neljän kaariminuutin laajuisena vihertävänä levynä. Lisää yksityiskohtia planeetan pinnasta paljastuu vain kaikkein tehokkaimmilla kaukoputkilla.

[muokkaa] Kuut

Uranuksen kuita oikeassa kokosuhteessa: Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania ja Oberon.

Pääartikkeli: Uranuksen kuut

Uranuksella on 27 tunnettua kuuta, joista 21 on varmistettu ja nimetty. Kaksi suurinta kuuta, Titanian ja Oberonin, löysi Herschel 13. maaliskuuta 1787. William Lassell löysi Arielin ja Umbrielin vuonna 1851. William Herschelin poika John nimesi vuotta myöhemmin silloin tunnetut neljä kuuta. Seuraavan kuun, Mirandan, löysi Gerard Kuiper vuonna 1948. Voyager 2:n ohitus lisäsi tunnettujen kuiden määrää kymmenellä, ja myöhemmin löydettiin vielä yksi kuu lisää luotaimen vanhoja kuvia tutkimalla. Sen jälkeen lisää kuita on löydetty Maasta käsin kaukoputkilla: kaksi vuonna 1997, kolme vuonna 1999, kolme vuonna 2001 ja kolme vuonna 2003. 1990-luvulla löytyneet kuut ovat pienikokoisia, ja osa niistä on todennäköisesti planeetan kiertoradalleen kaappaamia asteroideja, sillä ne kiertävät emäplaneettaansa kaukaisilla, epäsäännöllisillä ja retrogradisilla radoilla. On todennäköistä, että Uranuksella on lisää pieniä kuita yhä löytämättä.

Kuiden tiheys on noin 1,5–1,7 g/cm³, joten ne koostuvat puoliksi kivestä ja puoliksi jäästä. Useimmat kuista ovat hyvin tummia, erityisesti Umbriel, joka on yksi Aurinkokunnan tummimmista kappaleista. Mirandassa on dramaattisia jälkiä geologisesta aktiivisuudesta, kuten valtavia kanjoneita ja jyrkänteitä, jotka ovat syntyneet törmäysten tai vuorovesivoimien seurauksena. Suurin kuista on Titania, joka lähes 1600 kilometrin läpimitallaan on Aurinkokunnan kahdeksanneksi suurin kuu. Uranuksen kaikki kuut on nimetty William Shakespearen ja Alexander Popen teoksissa esiintyvien henkilöhahmojen mukaan.

[muokkaa] Renkaat

Uranuksen renkaat.

Uranuksen rengasjärjestelmä löydettiin sattumalta vuonna 1977, kun James L. Elliot, Edward W. Dunham ja Douglas J. Mink tutkivat tähdenpeiton avulla Uranuksen ilmakehää Kuiperin ilmakuljetusobservatoriosta käsin. Käsitellessään havaintojensa tuloksia he huomasivat, että tähti oli kadonnut lyhyeksi aikaa viisi kertaa sekä ennen peittymistään Uranuksen taakse että sen jälkeen. Tuloksista pääteltiin renkaiden olemassaolo, joka varmistettiin visuaalisesti Voyagerin kuvista. Päärenkaita on yhteensä yhdeksän, ja lisäksi Voyager löysi kaksi himmeämpää rengasta. Uloin ε-rengas on noin 40 kilometrin levyinen ja hyvin selvärajainen, sillä sen molemmin puolin kiertää kaksi paimenkuuta, Cordelia ja Ofelia. Kaikkien renkaiden paksuus on noin 100 metriä ja albedo vain noin 0,03. Renkaan kappaleet ovat pääasiassa useiden metrien kokoisia, eikä hienojakoista pölyä juurikaan ole.

Nimi	Etäisyys uranuksen keskipisteestä (km)	Leveys (km)
1986 U2R	38 000	n. 2 500
6	41 840	1–3
5	42 230	2–3
4	42 580	2–3
α (alfa)	44 720	7–12
β (beeta)	45 670	7–12
η (eeta)	47 190	0–2
γ (gamma)	47 630	1–4
δ (delta)	48 290	3–9
1986 U1R	50 020	1–2
ε (epsilon)	51 140	20–100

Wikimedia Commonsissa on lisää materiaalia aiheesta Uranus.

Aurinkokunta
Planeetat ja Kääpiöplaneetat

Aurinko · Merkurius · Venus · Maa · Mars · Ceres · Jupiter · Saturnus · Uranus · Neptunus · Pluto/Kharon · Eris
Kuut · Meteoroidit · Asteroidivyöhyke · Komeetat · Kuiperin vyöhyke · Oortin pilvi