Af Sabine Stanley, Ph.D., Johns Hopkins University

Opdagelsen af Uranusmånerne

William Herschel, den person, der opdagede Uranus, var også den første til at opdage måner, der kredser om planeten. Seks år efter at have opdaget Uranus, på en enkelt nat, fandt han de to største uranske måner: Titania og Oberon. Begge er mindre end halvdelen af diameteren på Jordens måne.

Det tog yderligere 60 år for astronomer at finde de næste to største måner, Ariel og Umbriel, som kun er diameteren på Jordens måne. Derefter tog det næsten 100 år mere at finde den næste, Miranda, som kun er en syvendedel af diameteren på Jordens måne. Det var i 1948, og opdageren var Gerard Kuiper fra ‘Kuiper Belt’ berømmelse.

Disse fem måner er de eneste måner i Uranus, der er store nok til at være sfæriske. Antallet svarer til hvad der er der på Jupiter, som har fire, og Saturn, som har syv. Men Uranus har mere end disse 5 måner. Den har mindst 27. De andre er alle mindre og ikke-sfæriske.

Voyager 2-missionen fandt 10 måner i løbet af 1986’s flyby, mens jordbaserede teleskoper efter Voyager flyby har fundet resten. Alle måner er opkaldt efter magiske ånder og tegn fra værkerne fra Shakespeare og Alexander Pope.

De regelmæssige og uregelmæssige måner i Uranus

Uranus måner kan klassificeres som enten regelmæssige eller uregelmæssige , men i modsætning til Jupiter eller Saturn er de fleste måner, der er kendt for Uranus, hidtil regelmæssige. De 18 regelmæssige måner befinder sig på meget cirkulære baner og bevæger sig i samme retning som Uranus roterer.

Dette antyder, at de dannede sig fra en tiltrædelsesdisk, der omgiver Uranus. Men fordi Uranus roterer på sin side, betyder det, at disse regelmæssige måner typisk har ekstreme sæsonbetingede cyklusser, ligesom Uranus gør.

Den ene halvkugle af månerne oplever konstant dag, mens den anden oplever nat i respektive somre og vintre. Siden Voyager 2 fløj af Uranus i løbet af den sydlige sommer, betyder det, at vi kun har været i stand til at se nærbillede af halvdelen af hver måne.

De ni uregelmæssige måner er på mere elliptisk, skrå eller retrograd baner, hvilket antyder, at de dannede sig et andet sted, men blev derefter fanget af Uranus’s tyngdefelt.

Lær mere om jorden-månesystemet.

Sammensætningen og strukturen af Uranus-månerne

Alle Uranus-måner er en blanding af is og sten og har tendens til at have en neutral grå farve. De fem store runde måner er ret ens med hensyn til sammensætning og er omkring halv sten og halv is. De har alle slagkratere og tektoniske træk som kløfter og klipper.

De har også en tendens til at være mørkere end Saturns måner med mørke organiske blandet med de iskolde overflader. Mørkere overflader antyder måske, at de er ældre end Saturns måner, da det at blive ældre ville give dem mere tid til at forurene deres overflader.

Den største måne, Titania, har en kløft kaldet Messina Chasma, hvilket er cirka tre gange længere end Jordens Grand Canyon. På Oberon ligner det højeste bjerg Mauna Kea på jorden.

Ved Umbriel er der et krater kaldet Wunda-krater, der har en underlig lys ring af materiale i sig. Det kan være kuldioxidis. Ringen er cirka fem kilometer bred. Det vides ikke, hvorfor det er der, eller hvordan det kunne have dannet sig. På Ariel er der lavtliggende glatte sletter, der sandsynligvis dannes af kryovulkanisme, hvor en vand- og ammoniakopløsning brød ud på overfladen for mindre end 100 millioner år siden.

Dette er en udskrift fra videoserien En feltguide til planeterne. Se det nu på The Great Courses Plus.

Miranda: Uranus mindste måne

Den mindste og inderste af Uranus’s runde måner, Miranda, er forskellig fra de andre. Dens patchwork overflade ser ud til at være syet sammen fra forskellige dele. Topografien på Miranda er meget varieret.

For eksempel er Miranda vært for solsystemets største klippe, kaldet Verona Rupes, som strækker sig 20 kilometer høj. Hvis en klippe blev droppet ud af klippen, ville det tage næsten 12 minutter for klippen at nå bunden, fordi Mirandas tyngdeacceleration er over 100 gange mindre end jordens.

Ud over tårnhøje klipper, Miranda har også rillede ovale og chevron-formede træk kaldet koronaer. Der er tre af dem på den halvkugle, vi har været i stand til at afbilde. Det er disse koronaer, der giver Miranda sit patchwork-udseende.

Måske for længe siden blev Miranda brudt fra hinanden af en katastrofal påvirkning, men så trak stykkerne sammen igen tyngdekraften, men i en blandet rækkefølge. De rillede koronaer ville derefter have dannet sig, da de tungere, stenede dele af månen faldt ned til det indre, og de mere flydende, isrige dele steg til overfladen.

Det er dog usandsynligt, at en påvirkning så kraftig ville have efterladt brikkerne tæt nok til at omgruppere. Så det er mere sandsynligt, at disse koronaer faktisk er resultatet af tidevandskræfter, der virker på Miranda, ligesom hvad Jupiter gør mod Io.

Tidevandsstyrker fra Uranus ville gentagne gange have bøjet og klemt Miranda og forårsaget nok varme for at det iskolde materiale på månen bevæger sig let. Stigende indtrængen af varm is kaldet diapirs ville have skubbet op på Mirandas overflade og forårsaget det rillede terræn, der ses. Det er muligt, at en lignende mekanisme er ansvarlig for koronaerne på Venus, bortset fra at Venus har stigende diapirer af varm sten, ikke is, der skaber de ovale, kronlignende overfladefunktioner.

Lær mere om Saturn og ringene.

Uranusens ringe

Ud over måner har Uranus også ringe – 13 af dem. Det lyder meget, men ringene er meget tynde og mørke med nogle brede adskillelser. De er mørke som Jupiters ringe, men de er ikke støvede som dem.

Partiklerne i Uranus ringe er faktisk ret store, typisk i størrelse fra basketball til store huse. Saturn har nogle ringpartikler, der er store, men partiklerne i Saturns ringe er meget lysere, da de er mere isrige. Selvom det ikke vides, hvorfor Uranus ringpartikler er så mørke, kan det skyldes, at de er rigere på organiske stoffer end Saturnus ringe.

Disse ringe blev ved et uheld opdaget i 1977. Forskere var interesserede i at undersøge Uranus atmosfære og de planlagde at gøre det ved at se på fjerne stjerner gennem atmosfæren. Dette kaldes en okkultationsundersøgelse.

I denne studiestil venter man indtil timingen er lige rigtig, så når man kigger fra Jorden, passerer planeten, der skal studeres, foran en fjern, fast stjerne . Når planeten begynder at passere foran stjernen, dækker planetens atmosfære noget af lyset fra stjernen.

Dette får stjernen til at virke svagere. Men vigtigere er, at atmosfæren absorberer visse frekvenser af lys fra den stjerne baseret på hvad atmosfæren er sammensat af.

Den overraskende ting, der skete ved Uranus, var at stjernen selv før den nåede stjernen forsvandt og dukkede op igen flere gange. Noget blokerede udsigten til stjernen, og det var ikke planeten. Den samme forsvindende handling skete i omvendt rækkefølge, da stjernen kom ud fra den anden side af Uranus.

Denne symmetri betød, at det, der blev set, ikke var individuelle måner, men i stedet ringe. Denne oprindelige opdagelse fandt fem ringe, og snart fulgte flere. Ringene blev til sidst afbildet af Voyager 2.

Selvom det ikke vides, hvad ringene er lavet af, er de sandsynligvis en blanding af sten og is. De kan have dannet sig fra sammenstød fra tidligere måner, der omgiver planeten.

Deres snæverhed antyder, at enten ringene er ekstremt unge, som 1 million år, eller at de skal have hyrde måner som set ved Saturn i nogle af dens tynde ringe.

Der er opdaget nogle hyrderemåner for Uranus. For eksempel hyrder de små måner Cordelia og Ophelia en af ringene. Faktisk er tyndheden af ringe inspirerende søgninger efter nye hyrdemåner, der omgiver de andre ringe.

Voyager 2 flyby var den eneste mission, der nogensinde er sendt til Uranus. Og det brugte kun minutter tæt på planeten og indsamlede data for at afsløre meget af det, vi ved om denne sideværts planets funktion og dens lige skrå system af måner og ringe.

Almindelige spørgsmål om måner og ringe af Uranus