Uranus

Identität und Entdeckung

Uranus ist der siebte Planet von der Sonne aus und einer der beiden Eisriesen im äußeren Sonnensystem; der andere ist Neptun. Er hat den drittgrößten Planetendurchmesser im Sonnensystem, obwohl seine Masse geringer ist als die des Neptun. Im NAIF-Ganzzahlcodesystem des JPL ist Uranus mit dem Code 799 aufgeführt.

Uranus war der erste Planet, der mithilfe eines Teleskops entdeckt wurde. William Herschel entdeckte ihn 1781, hielt ihn zunächst jedoch für einen Kometen oder einen Stern. Zwei Jahre später wurde das Objekt allgemein als neuer Planet anerkannt, teilweise aufgrund von Beobachtungen Johann Elert Bodes. Herschel schlug erfolglos vor, ihn nach König Georg III. Georgium Sidus zu nennen. Schließlich erhielt er auf Bodes Vorschlag den Namen Uranus, nach dem griechischen Himmelsgott.

Größe, Umlaufbahn und Rotation

Der Äquatordurchmesser des Uranus beträgt 51.118 Kilometer, etwa das Vierfache des Erddurchmessers. Seine mittlere Entfernung von der Sonne beträgt ungefähr 2,9 Milliarden Kilometer oder etwa 19 Astronomische Einheiten. Das Sonnenlicht benötigt rund zwei Stunden und 40 Minuten, um den Planeten zu erreichen.

Ein Tag auf Uranus dauert etwa 17 Stunden, während ein vollständiger Umlauf um die Sonne etwa 84 Erdjahre beziehungsweise 30.687 Erdentage dauert. Sein auffälligstes Bahnmerkmal ist die Neigung: Die Schiefe beträgt 97,77 Grad zwischen Äquator und Bahnebene nach der Rechte-Hand-Konvention, sodass der Planet scheinbar auf der Seite rotiert. Uranus rotiert außerdem entgegengesetzt zur Richtung der meisten Planeten; Venus ist der andere Planet, bei dem die NASA dies angibt.

Diese Neigung führt zu extremen Jahreszeiten. Während nahezu eines Viertels jedes Uranusjahres scheint die Sonne direkt auf einen der Pole, während die andere Hälfte des Planeten in einen 21 Jahre dauernden dunklen Winter fällt.

Aufbau und Erscheinungsbild

Der größte Teil der Uranusmasse — 80 % oder mehr — besteht aus einem heißen, dichten Fluid aus Materialien, die als „Eise“ bezeichnet werden: Wasser, Methan und Ammoniak. Diese Materialien umgeben einen kleinen Gesteinskern. In der Nähe des Kerns erreicht die Temperatur etwa 4.982 °C. Uranus ist der Planet mit der zweitniedrigsten Dichte; nur Saturn hat eine geringere Dichte.

Der Planet hat keine echte Oberfläche: Er besteht größtenteils aus bewegten Fluiden. Ein Raumfahrzeug hätte keinen festen Boden zum Landen und könnte die Atmosphäre wegen der extremen Temperaturen und Drücke nicht unbeschadet durchqueren. Atmosphärisches Methan trägt zur blaugrünen Farbe bei: Es absorbiert den roten Anteil des Sonnenlichts, während das übrige Licht von den Wolken reflektiert wird.

Atmosphäre und Magnetosphäre

Die Atmosphäre besteht überwiegend aus Wasserstoff und Helium, mit einer kleinen Menge Methan sowie Spuren von Wasser und Ammoniak. Die NASA nennt eine Mindesttemperatur von 49 Kelvin (−224,2 °C); an manchen Orten kann Uranus daher kälter als Neptun sein. Die Windgeschwindigkeiten können 900 Kilometer pro Stunde erreichen. Nahe dem Äquator wehen die Winde retrograd, also entgegen der Rotation des Planeten; in Richtung der Pole wechseln sie in eine prograden Richtung und wehen mit der Rotation.

Beim Vorbeiflug von Voyager 2 im Jahr 1986 zeigte Uranus nur wenige sichtbare Details und einzelne Wolken. Spätere Beobachtungen haben dynamische Wolken gezeigt, während sich Uranus der Tagundnachtgleiche nähert, darunter rasch wechselnde helle Erscheinungen.

Die Magnetosphäre des Uranus hat eine ungewöhnliche, unregelmäßige Form. Ihre magnetische Achse ist gegenüber der Rotationsachse um fast 60 Grad geneigt und um eine Entfernung von einem Drittel des Planetenradius vom Zentrum des Planeten versetzt. Uranus hat Polarlichter, die anders als auf der Erde, dem Jupiter und dem Saturn nicht mit den Polen ausgerichtet sind. Der Magnetosphärenschweif auf der der Sonne abgewandten Seite reicht Millionen Meilen in den Weltraum; die seitliche Rotation des Planeten verdreht seine Magnetfeldlinien zu einer langen, korkenzieherartigen Form.

Ringe und Monde

Uranus ist von 13 schwachen Ringen umgeben. Die Ringe sind überwiegend schmal und dunkelgrau; zu den äußeren Ringen gehören ein rötlicher und ein blauer Ring, ähnlich dem E-Ring des Saturn. Einige der größeren Ringe sind von Bändern aus feinem Staub umgeben. Nach zunehmender Entfernung vom Planeten heißen die Ringe Zeta, 6, 5, 4, Alpha, Beta, Eta, Gamma, Delta, Lambda, Epsilon, Nu und Mu.

29 Monde sind bekannt. Die fünf großen Monde heißen Miranda, Ariel, Umbriel, Titania und Oberon. Ihre Namen stammen aus Werken von William Shakespeare und in einigen Fällen von Alexander Pope. Die inneren Monde des Uranus bestehen offenbar ungefähr zur Hälfte aus Wassereis und zur Hälfte aus Gestein. Die Zusammensetzung der äußeren Monde ist weiterhin unbekannt; wahrscheinlich handelt es sich um eingefangene Asteroiden.

Entstehung und Erforschung

Uranus entstand vor etwa 4,5 Milliarden Jahren, als die Schwerkraft Gas und Staub des frühen Sonnensystems zusammenzog. Wie Neptun entstand er wahrscheinlich näher an der Sonne und wanderte vor etwa 4 Milliarden Jahren in das äußere Sonnensystem.

Nach Angaben der NASA hat nur ein einziges Raumfahrzeug Uranus erforscht: Voyager 2, das im Januar 1986 einen nahen Vorbeiflug absolvierte und Bilder des Planeten sowie einiger seiner Monde aufnahm. Die Umgebung des Uranus ist für Leben, wie wir es kennen, nicht förderlich: Temperaturen, Drücke und Materialien sind wahrscheinlich zu extrem und veränderlich, als dass sich Organismen daran anpassen könnten.