Sabine Stanley, Ph.D., Johns Hopkinsin yliopisto

Uranuksen kuiden löytäminen

Uranuksen löytänyt William Herschel oli myös ensimmäinen, joka löytää planeetan ympäri kiertävät kuut. Kuusi vuotta Uranuksen löytämisen jälkeen hän löysi yhden yön aikana kaksi suurinta Uranin kuuta: Titania ja Oberon. Molemmat ovat alle puolet maapallon kuun halkaisijasta.

Kesti vielä 60 vuotta, ennen kuin tähtitieteilijät löysivät seuraavat kaksi suurinta kuuta, Ariel ja Umbriel, jotka ovat vain maapallon kuun halkaisija. Sitten kesti melkein 100 vuotta enemmän löytää seuraava, Miranda, joka on vain seitsemäsosa Maan kuun halkaisijasta. Se tapahtui vuonna 1948, ja löytäjä oli Gerard Kuiper Kuiperin vyön maineesta.

Nämä viisi kuu ovat ainoat Uraanin kuut, jotka ovat riittävän suuria pallomaisiksi. Luku on samanlainen kuin Jupiterissa, jossa on neljä, ja Saturnuksessa, jossa on seitsemän. Mutta Uraanilla on enemmän kuin nämä 5 kuuta. Siinä on vähintään 27. Muut ovat kaikki pienempiä ja ei-pallomaisia.

Voyager 2 -operaatio löysi 10 kuuta vuoden 1986 lentoaikana, kun taas maapohjaiset teleskoopit Voyagerin lentämisen jälkeen ovat löytäneet loput. Kaikki kuut on nimetty maagisten henkien ja Shakespearen ja Aleksanteri Paavin teosten hahmojen perusteella.

Uranuksen säännölliset ja epäsäännölliset kuut

Uranuksen kuut voidaan luokitella joko säännöllisiksi tai epäsäännöllisiksi. , mutta toisin kuin Jupiter tai Saturnus, suurin osa Uraanista tunnetuista kuista on toistaiseksi säännöllisiä. 18 säännöllistä kuua ovat hyvin pyöreillä kiertoradoilla ja liikkuvat samaan suuntaan kuin Uranus pyörii.

Tämä viittaa siihen, että ne muodostuivat Uranusta ympäröivästä kasvatuslevystä. Mutta koska Uranus pyörii kyljellään, se tarkoittaa, että näillä tavallisilla kuilla on tyypillisesti äärimmäiset kausisyklit, aivan kuten Uraanilla.

Yksi kuun pallonpuoliskolta kokee jatkuvasti päivän, kun taas toinen kokee yön, kesät ja talvet. Koska Voyager 2 lensi Uranuksen kautta eteläisen kesän aikana, se tarkoittaa, että olemme pystyneet näkemään lähikuvan vain jokaisesta kuusta.

Yhdeksän epäsäännöllistä kuuta ovat elliptisemmillä, kaltevimmilla tai taaksepäin kiertoradat, mikä viittaa siihen, että ne muodostuivat muualle, mutta sitten Uranuksen painovoima otti ne kiinni.

Lisätietoja maa-kuu-järjestelmästä.

Uranuksen kuiden koostumus ja rakenne

Kaikki Uranuksen kuut ovat seosta jäästä ja kivestä, ja niillä on yleensä neutraali harmaa väri. Viisi isoa pyöreää kuuta ovat koostumukseltaan melko samanlaisia, noin puolet kivestä ja puoliksi jäästä. Niillä kaikilla on iskukraattereja ja tektonisia piirteitä, kuten kanjoneita ja kallioita.

Ne ovat myös yleensä tummempia kuin Saturnuksen kuut, ja tummat orgaaniset aineet sekoittuvat jäisten pintojen kanssa. Tummemmat pinnat saattavat viitata siihen, että ne ovat vanhempia kuin Saturnuksen kuut, koska ikääntyessään antaisi heille enemmän aikaa saastuttaa pintansa.

Suurimmalla kuulla, Titanialla, on kanjoni nimeltä Messina Chasma, joka on noin kolme kertaa pidempi kuin maapallon Grand Canyon. Oberonilla korkein vuori on korkeudeltaan samanlainen kuin Mauna Kea maapallolla.

Umbrielissa on kraatteri nimeltä Wunda-kraatteri, jossa on outo kirkas materiaalirengas. Se voi olla hiilidioksidijää. Rengas on noin viisi kilometriä leveä. Ei tiedetä miksi se on siellä tai miten se olisi voinut muodostua. Arielissa on matalat sileät tasangot, jotka todennäköisesti muodostuivat kryovulkanismista, jossa vesi- ja ammoniakkiliuosta puhkesi pinnalle alle 100 miljoonaa vuotta sitten.

Tämä on transkriptio videosarjasta A Field Guide to Planets. Katso se nyt The Great Courses Plus -sivulla.

Miranda: Uranuksen pienin kuu

Uranuksen pienin ja sisin kierros kuut, Miranda, eroaa muista. Sen tilkkutäkki näyttää olevan ommeltu yhteen eri osista. Mirandan topografia on hyvin vaihtelevaa.

Esimerkiksi Miranda isännöi aurinkokunnan suurinta kalliota, nimeltään Verona Rupes, joka ulottuu 20 kilometriä korkea. Jos kivi pudotettaisiin kalliolta, koska Mirandan painovoima on yli 100 kertaa pienempi kuin maapallon, kiven saavuttaminen pohjaan kestää melkein 12 minuuttia.

Kohoavien kallioiden lisäksi Miranda siinä on myös uritetut soikeat ja soikeat muodot, joita kutsutaan koroniksi. Niitä on kolme pallonpuoliskolla, jotka olemme pystyneet kuvittelemaan. Nämä koronat antavat Mirandalle sen tilkkutäkin.

Ehkä kauan sitten, Miranda hajosi katastrofaalisen vaikutuksen takia, mutta sitten palat vetäytyivät taas yhteen painovoimaisesti, mutta sekoitetussa järjestyksessä. Uritetut koronat olisivat sitten muodostuneet, kun kuun painavammat, kiviset osat laskeutuivat sisätilaan ja nousevammat, jään rikkaat osat nousivat pintaan.

On kuitenkin epätodennäköistä, että niin voimakas isku olisi jättänyt palat tarpeeksi lähelle ryhmittymään uudelleen. Joten on todennäköisempää, että nämä koronat ovat itse asiassa seurausta Mirandaan vaikuttavista vuorovesivoimista, vähän kuin mitä Jupiter tekee Iolle.

Uranuksen vuorovesi oli toistuvasti taipunut ja puristanut Mirandaa aiheuttaen tarpeeksi lämpöä. Kuun jäinen materiaali liikkuu helposti. Lämpimän jään nousevat tunkeutumiset, joita kutsutaan diapiriksi, olisivat työntäneet ylöspäin Mirandan pinnalle aiheuttaen näennäisen uritetun maaston. On mahdollista, että samanlainen mekanismi on vastuussa Venuksen koronista, paitsi että Venuksella on nousevia lämpimän kiven, ei jään, diapireja, jotka luovat soikeat, kruunumaiset pintaominaisuudet.

Lisätietoja Saturnuksesta ja renkaat.

Uranuksen renkaat

Kuiden lisäksi Uraanilla on myös renkaita – 13 niistä. Tämä kuulostaa paljon, mutta renkaat ovat hyvin ohuita ja tummia, ja niissä on leveät erotukset. Ne ovat tummia kuin Jupiterin renkaat, mutta eivät ole pölyisiä kuin ne.

Uranuksen renkaiden hiukkaset ovat itse asiassa melko suuria, tyypillisesti kooltaan koripalloista suuriin taloihin. Saturnuksessa on joitain suuria renkaan hiukkasia, mutta Saturnuksen renkaiden hiukkaset ovat paljon kirkkaampia, koska ne ovat enemmän jäätä sisältäviä. Vaikka ei tiedetä miksi Uranuksen rengashiukkaset ovat niin tummia, se voi johtua siitä, että ne ovat orgaanisempia kuin Saturnuksen renkaat.

Nämä renkaat löydettiin vahingossa vuonna 1977. Tutkijat olivat kiinnostuneita tutkimaan Uranuksen ilmakehää ja he aikoivat tehdä niin katsomalla kaukaisia tähtiä ilmakehän läpi. Tätä kutsutaan okkultointitutkimukseksi.

Tässä tutkimustyylissä odotetaan, että ajoitus on oikea, niin että maapallolta katsottuna tutkittava planeetta kulkee kaukaisen, kiinteän tähden edessä . Kun planeetta alkaa kulkea tähden edessä, planeetan ilmakehä peittää osan tähdestä tulevasta valosta.

Tämän vuoksi tähti näyttää himmeämmältä. Mutta mikä tärkeintä, ilmakehä absorboi tietyt valotaajuudet tältä tähdeltä sen perusteella, mihin ilmakehä koostuu.

Uranuksessa tapahtui yllättävää, että tähti katosi ja ennen kuin se saavutti tähden ilmestyi uudelleen useita kertoja. Jotain estää tähtiä, eikä se ollut planeetta. Sama katoava tapahtuma tapahtui päinvastaisessa järjestyksessä, kun tähti nousi Uranuksen toiselta puolelta.

Tämä symmetria tarkoitti, että nähdyt eivät olleet yksittäisiä kuita, vaan renkaita. Tämä ensimmäinen löytö löysi viisi rengasta, ja pian seurasi lisää. Voyager 2 kuvasi lopulta renkaat.

Vaikka ei tiedetä, mistä renkaat on tehty, ne ovat todennäköisesti kiven ja jään seos. Ne ovat saattaneet muodostua maapalloa ympäröivien aikaisempien kuiden törmäyksistä.

Heidän kapeutensa viittaa siihen, että joko renkaat ovat erittäin nuoria, kuten miljoona vuotta, tai heillä on oltava paimenkuita, kuten Saturnuksessa nähdään joissakin sen kaikkein ohuet renkaat.

Uranukselle on löydetty joitain paimenkuita. Esimerkiksi pienet kuut Cordelia ja Ophelia paimentavat yhtä renkaista. Itse asiassa renkaiden ohuus inspiroi etsimään uusia paimenkuita, jotka ympäröivät muita renkaita.

Voyager 2: n flyby oli ainoa tehtävä, joka on koskaan lähetetty Uranukselle. Ja se vietti vain minuutteja lähellä maapalloa keräten tietoja paljastamaan suuren osan siitä, mitä tiedämme tämän sivusuunnassa olevan planeetan toiminnasta ja sen yhtä kallistuneesta kuiden ja renkaiden järjestelmästä.

Yleisiä kysymyksiä kuista ja renkaista Uranuksen