Urano | |
Urano visto pela sonda Voyager 2 em 1986. | |
Características orbitais | |
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Semi-eixo maior | 2.870.700.000 km (19,189 pol. ) |
Afélia | 3.006.300.000 km (20.096 in ) |
Periélio | 2.735.000.000 km (18,282 3 pol. ) |
Circunferência orbital | 18.027.000.000 km (120,502 pol. ) |
Excentricidade | 0,04726 |
Período de revolução | 30 698 d (≈ 84,05 a ) |
Período sinódico | 369.597 d |
Velocidade orbital média | 6,796 7 km / s |
Velocidade orbital máxima | 7,129 87 km / s |
Velocidade orbital mínima | 6,486 4 km / s |
Inclinação na eclíptica | 0,773 ° |
Nó ascendente | 74,02 ° |
Argumento do periélio | 96,9 ° |
Satélites conhecidos | 27 |
Anéis conhecidos | 13 |
Características físicas | |
Raio equatorial | 25.559 ± 4 km (4.007 Terras) |
Raio polar | 24.973 ± 20 km (3.929 Terras) |
Raio médio volumétrico |
25.362 ± 7 km (3.981 Terras) |
Achatamento | 0,02293 |
Perímetro equatorial | 159 354,1 km (3,9809 Terras) |
Área | 8,083 1 × 10 9 km 2 (15,847 Terras) |
Volume | 6,833 44 × 10 13 km 3 (63,085 Terra) |
Massa | 8,681 0 × 10 25 kg (14,536 Terras) |
Densidade geral | 1270 kg / m 3 |
Gravidade superficial | 8,87 m / s 2 (0,904 g) |
Velocidade de liberação | 21,3 km / s |
Período de rotação ( dia sideral ) |
-0,718 d (17,23992 h ( retrógrado )) |
Velocidade de rotação (no equador ) |
9.320 km / h |
Inclinação do eixo | 97,8 ° |
Ascensão Reta do Pólo Norte | 77,43 ° |
Declinação do Pólo Norte | 15,10 ° |
Albedo geométrico visual | 0,51 |
Bond Albedo | 0,300 |
Irradiância solar | 3,71 W / m 2 (0,003 Terra) |
Temperatura de equilíbrio do corpo negro |
57 K ( -216 ° C ) |
Temperatura da superfície | |
• Temperatura a 10 k Pa | 53 K ( -220 ° C ) |
• Temperatura a 100 k Pa | 76 K ( −197 ° C ) |
Características da atmosfera | |
Densidade a 100 k Pa |
0,42 kg / m 3 |
Altura da escala | 27,7 km |
Massa molar média | 2,64 g / mol |
Hidrogênio H 2 | 83% |
Helium He | 15% |
Metano CH 4 | 2,3% |
Amônia NH 3 | 0,01% |
Etano C 2 H 6 | 2,5 ppm |
Acetileno C 2 H 2 | 100 ppb |
Monóxido de carbono CO | vestígios |
Sulfeto de hidrogênio H 2 S | vestígios |
História | |
Descoberto por | William Herschel |
Descoberto em | 13 de março de 1781 |
Urano é o sétimo planeta do Sistema Solar em ordem de distância ao sol . Ele orbita ao seu redor a uma distância de cerca de 19,2 unidades astronômicas ( 2,87 bilhões de quilômetros), com um período de revolução de 84,05 anos terrestres . É o quarto planeta mais massivo do Sistema Solar e o terceiro maior em tamanho.
É o primeiro planeta descoberto nos tempos modernos com um telescópio e não é conhecido desde a Antiguidade . Embora seja visível a olho nu, seu caráter planetário não é identificado devido ao seu brilho muito baixo e seu movimento aparente no céu muito lento. William Herschel o observou pela primeira vez em13 de março de 1781e a confirmação de que é um planeta e não um cometa é feita durante os meses seguintes.
Como Júpiter e Saturno , a atmosfera de Urano é composta principalmente de hidrogênio e hélio com traços de hidrocarbonetos . No entanto, como Netuno , ele contém uma proporção maior de "gelo" no sentido físico , ou seja, substâncias voláteis como água , amônia e metano , enquanto o interior do planeta é composto principalmente de gelo e rochas, daí o seu nome de " gigantes de gelo " . Além disso, o metano é o principal responsável pela tonalidade água - marinha do planeta. Sua atmosfera planetária é a mais fria do Sistema Solar, com temperatura mínima de 49 K (−224 ° C ) na tropopausa , e exibe uma estrutura de nuvens em camadas.
Como os outros planetas gigantes , Urano tem um sistema de anéis e muitos satélites naturais : sabemos de 13 anéis estreitos e 27 luas. É único no Sistema Solar no sentido de que seu eixo de rotação está praticamente em seu plano de revolução ao redor do Sol - dando a impressão de que ele "rola" em sua órbita, pelo menos em um determinado momento de sua revolução - e sua Os pólos Norte e Sul são, portanto, encontrados onde a maioria dos outros planetas tem seu equador . O planeta é dotado de uma magnetosfera em forma de saca - rolhas devido a esta inclinação do eixo .
A distância do planeta da Terra conferindo-lhe um tamanho aparente muito pequeno , seu estudo é difícil com telescópios localizados na Terra . Urano é visitado apenas uma vez durante a missão Voyager 2 , que realiza uma visão geral sobre24 de janeiro de 1986. As imagens da sonda espacial mostram um planeta quase sem características na luz visível , sem as faixas de nuvens ou tempestades associadas a outros planetas gigantes. O advento do Telescópio Espacial Hubble e grandes telescópios terrestres de óptica adaptativa permitem observações detalhadas adicionais revelando mudanças sazonais , aumento da atividade climática e ventos de cerca de 250 m / s conforme Urano se aproxima de seu equinócio em 2007.
Seu nome vem de Ouranos , divindade grega do céu ( Urano na mitologia romana ), pai de Cronos ( Saturno ) e avô de Zeus ( Júpiter ).
Ao contrário de outros planetas com órbitas mais próximas do Sol - Mercúrio , Vênus , Marte , Júpiter e Saturno - Urano não foi descoberto desde a Antiguidade . Devido à sua distância do Sol, observa-se, em muitas ocasiões, mas é considerado uma única estrela ao XVIII th século , devido ao seu brilho muito baixo - a sua magnitude aparente está no limite de visibilidade para o olho nu - e sua aparente muito movimento lento no céu da terra.
O primeiro avistamento conhecido pode ser o de Hiparco que, em 128 aC. AD , poderia ter registrado como estrela fixa em seu catálogo de estrelas . Na verdade, um asterismo citado no Almagesto de Cláudio Ptolomeu , retomando a obra de Hiparco, só pode ser resolvido pela presença de Urano naquele momento. Além disso, Urano emAbril de 128av. AD estava em condições de observação muito favoráveis: perto de seu periélio com uma magnitude de 5,4 e a 33 ° do zênite .
O primeiro registro comprovado data de 1690, quando John Flamsteed o observa pelo menos seis vezes e o cataloga como uma estrela sob o nome de 34 Tauri . O astrônomo francês Pierre Charles Le Monnier observou Urano pelo menos doze vezes entre 1750 e 1769 , incluindo quatro noites consecutivas. John Bevis também pode ter observado Urano em 1738 , pistas que coincidem com uma observação, mas sem prova definitiva.
William Herschel é um músico inglês praticante de astronomia amadora. Não tendo recursos financeiros para comprar um telescópio , ele mesmo lustra um espelho para construir o seu próprio. Ele descobre o planeta o13 de março de 1781durante uma busca sistemática de estrelas com seu telescópio no jardim de sua casa em 19 New King Street em Bath em Somerset, na Inglaterra (agora o Museu de Astronomia Herschel ).
Mais precisamente, Herschel havia feito uma catalogação de estrelas de acordo com sua magnitude . Na fronteira entre as constelações de Gêmeos e Touro , Herschel nota um pequeno ponto no meio das estrelas fixas : ele então muda sucessivamente sua ocular , aumentando gradualmente a ampliação. Isso aumenta o tamanho do objeto toda vez que as estrelas ao redor dele, distantes, não variam de tamanho e permanecem simples pontos brilhantes. Portanto, não pode ser uma estrela e por isso ele escreve em seu diário o13 de março : "No quartil próximo a ζ Tauri, (...) há um objeto curioso, seja uma nebulosa ou talvez um cometa" . Ele anotou a posição da estrela então, alguns dias depois, retomou sua observação: “Observei o cometa ou a nebulosa e descobri que era um cometa, porque havia mudado de lugar” .
Ele então decide avisar a comunidade científica de sua descoberta e envia uma carta com os detalhes da observação do cometa ao diretor do Observatório de Oxford , Thomas Hornsby . Ele também informou o astrônomo Royal Nevil Maskelyne do Observatório de Greenwich . Ele recebe uma resposta perplexa dela em23 de abril de 1781 : “Não sei como chamar. É tão provável que seja um planeta regular se movendo em uma órbita quase circular em relação ao Sol quanto um cometa se movendo em uma elipse muito excêntrica. Ainda não vi cabelo nem rabo ” . Sem poder decidir, ele divulga a notícia a outros cientistas e aconselha Herschel a escrever para a Royal Society . O26 de abril de 1781, quando William Herschel apresenta sua descoberta à Royal Society , ele continua a afirmar que encontrou um cometa, mas também o compara implicitamente a um planeta.
Embora Herschel continue a chamar cautelosamente esse novo objeto de cometa, outros astrônomos já estão começando a suspeitar de sua verdadeira natureza. O astrônomo finlandês-sueco Anders Lexell , trabalhando na Rússia , é o primeiro a calcular a órbita do novo objeto aplicando o modelo de um planeta. A sua órbita quase circular correspondente ao modelo aplicado leva-o a concluir que é um planeta e não um cometa porque estima a sua distância em dezoito vezes a distância Terra-Sol e que nenhum cometa tendo um periélio maior do que quatro vezes o da Terra- A distância do sol nunca foi observada. O astrônomo de Berlim Johann Elert Bode descreve a descoberta de Herschel como "uma estrela em movimento que pode ser vista como um objeto planetário até então desconhecido, circulando além da órbita de Saturno " . Bode também conclui que sua órbita quase circular lembra a de um planeta mais do que um cometa. O astrônomo francês Charles Messier também observa que, com sua aparência de disco, ele se parece mais com Júpiter do que com os outros dezoito cometas que ele havia observado antes.
O objeto é, assim, rapidamente aceito por unanimidade como um planeta. Em 1783 , o próprio Herschel reconheceu isso ao presidente da Royal Society , Joseph Banks : “A partir das observações dos mais eminentes astrônomos da Europa, parece que a nova estrela que tive a honra de relatar a eles em março de 1781, é um planeta primário do nosso Sistema Solar ” . O rei da Inglaterra George III recompensa Herschel por sua descoberta concedendo-lhe uma anuidade anual de £ 200 (ou £ 24.000 em 2021), com a condição de que ele se mude para Windsor para que a família real possa olhar através de seus telescópios. Esta pensão permite que Herschel pare de trabalhar como músico e se dedique totalmente à sua paixão pela astronomia . Ele então teve um filho, John Herschel (também astrônomo), tornou-se diretor da Royal Astronomical Society em 1820 e morreu em 1822 com quase 84 anos - o que corresponde ao período da revolução de Urano, coincidência observada por Ellis D. Mineiro.
Como resultado, esta descoberta expande os limites conhecidos do Sistema Solar pela primeira vez na história - onde Saturno anteriormente marcava o limite - e torna Urano o primeiro planeta classificado como tal usando um telescópio .
O nome Urano refere-se à divindade grega do céu Urano ( grego antigo : Οὐρανός , Urano na mitologia romana ), pai de Cronos ( Saturno ) e avô de Zeus ( Júpiter ). A forma adjetiva de Urano é "uraniana", mas o adjetivo "uraniana " também é algumas vezes usado como em nosso asteróide anocross .
O consenso sobre seu nome não é alcançado até quase 70 anos após a descoberta do planeta. Durante as discussões originais que se seguiram à descoberta, Nevil Maskelyne propõe a Herschel dar um nome ao planeta, este direito retornando a ele como descobridor. Em resposta ao pedido de Maskelyne, Herschel decide nomear o objeto Georgium Sidus ( "Estrela de George" ou "Planeta Georgiano" ), em homenagem a seu novo patrono, o Rei George III. Ele explica esta decisão em uma carta a Joseph Banks afirmando que nos tempos antigos os planetas eram nomeados com os nomes das principais divindades e que na era presente dificilmente seria permitido em sua opinião recorrer ao mesmo método para nomear este novo celestial corpo. Além disso, o importante para designá-lo é saber quando foi descoberto: “o nome de Georgium Sidus apresenta-se para mim como uma denominação que permite fornecer informações do país e da hora e quando a descoberta foi feita” .
No entanto, o nome proposto por Herschel não é popular fora da Grã-Bretanha e alternativas são oferecidas rapidamente. O astrônomo francês Jérôme Lalande, por exemplo, sugere que o planeta seja batizado de Herschel em homenagem a seu descobridor. O astrônomo sueco Erik Prosperin propôs o nome Netuno , que foi então apoiado por outros astrônomos, pois também comemoraria as vitórias da frota da Marinha Real durante a Guerra da Independência dos Estados Unidos ; propostas semelhantes, como Netuno George III ou Netuno Grã-Bretanha também são apresentadas.
Já em 1781, Johann Bode propôs Urano , a versão latinizada do deus grego do céu, Urano . Bode argumenta que o nome deve seguir a mitologia para não se destacar como diferente de outros planetas, e que Urano é um nome apropriado para o pai da primeira geração dos Titãs . Ele também observa a elegância do nome, pois assim como Saturno era o pai de Júpiter , o novo planeta deveria receber o nome do pai de Saturno. Em 1789, Martin Klaproth , compatriota e posteriormente colega de Bode na Real Academia de Ciências da Suécia , nomeou o elemento químico que acabara de descobrir de urânio para apoiar essa escolha de nome. Por fim, a sugestão de Bode se tornou a mais utilizada e foi reconhecida como universal em 1850, quando o HM Nautical Almanac Office , o último a usar sempre Georgium Sidus , abandonou o nome proposto por Herschel para Urano .
Urano tem uma variedade de traduções para outras línguas. Por exemplo, em chinês , japonês , coreano e vietnamita , seu nome é traduzido literalmente como "estrela do rei do céu" (天王星). Em havaiano , o nome é Hele ' ekala , um empréstimo para o Herschel descoberto.
No XIX th século e XX th século , é muito difícil de observar corretamente superfície Urano devido à sua distância da Terra. Em 1937, os cientistas fixaram por espectroscopia e fotometria em 10 horas a rotação do planeta, que então já era visto como retrógrado .
Em 1948 , Gerard Kuiper descobriu Miranda , o menor e último dos cinco grandes satélites esféricos - conhecido como maior - de Urano, no Observatório McDonald .
O 10 de março de 1977, os anéis de Urano foram descobertos, por acaso, pelos astrônomos James L. Elliot , Edward W. Dunham e Douglas J. Mink , a bordo do Kuiper Airborne Observatory . Os astrônomos querem usar a ocultação de Urano da estrela SAO 158687 para estudar a atmosfera do planeta. No entanto, a análise de suas observações mostra que a estrela foi brevemente mascarada em cinco ocasiões, antes e depois da ocultação por Urano; os três astrônomos concluem na presença de um sistema de anéis planetários estreitos. Em seus artigos, eles designam as cinco ocultações observadas pelas cinco primeiras letras do alfabeto grego : α, β, γ, δ e ε; essas designações são então reutilizadas para nomear os anéis. Pouco depois, Elliot, Dunham e Mink descobrem mais quatro anéis: um está localizado entre os anéis β e γ e os outros três estão dentro do anel α. O primeiro é denominado η e os demais 4, 5 e 6, de acordo com o sistema de numeração das ocultações adotado na redação de outro artigo. O sistema de anéis de Urano é a segunda encontrada no sistema solar , que depois de Saturn conhecido desde o XVII th século .
AstrologiaDemorou algum tempo para o mundo astrológico integrar Urano em seu simbolismo (e novamente, de acordo com a astrologia tradicional , apenas as primeiras sete estrelas visíveis a olho nu são importantes). Assim, a formulação prototípica dos significados astrológicos da estrela data de 33 anos após sua descoberta: em The Urania em 1814, por J. Corfield. De fato, como nos lembra o especialista em história da astrologia Jacques Halbronn , essa descoberta inesperada abalou as dignidades planetárias herdadas de Claude Ptolomeu . O sistema de domínio dos planetas sobre os signos é central na astrologia. De fato, seguindo Jean-Baptiste Morin de Villefranche , os astrólogos baseiam seu sistema de interpretação na "articulação das casas astrológicas por meio dos masteries" . Ptolomeu concedeu dois mestres para Mercúrio, Vênus, Marte, Júpiter, Saturno e apenas um domínio para a Lua e o Sol, ou seja, doze mestres de signos astrológicos no total, tantos quanto os signos. Isso correspondia a um número tradicional de sete (daí o nome Septenário Astrológico) estrelas visíveis a olho nu, incluindo as duas luminárias Sol e Lua. Com a descoberta de Urano, todo esse dispositivo aprendido entrou em colapso: se Urano recebesse duas magias ou apenas uma, haveria duplicata (s). Alguns argumentaram que, sendo invisível, Urano não tinha um trono , uma exceção significativa à teoria.
Com uma massa de 8,681 × 10 25 kg , Urano é um corpo intermediário entre a Terra e grandes gigantes gasosos como Júpiter ou Saturno . Na verdade, a massa uraniana vale 14,5 vezes a massa terrestre, mas122th da missa de Júpiter .
Por convenção, a forma do planeta é definida por um modelo de elipsóide de revolução onde a "superfície" é definida como o local onde a pressão atmosférica é igual a 1 bar (100.000 Pa ) e é usada como ponto de referência. para altitudes. Seu raio equatorial é de 25.559 km e seu raio polar é de 24.973 km , sendo este último menor devido ao achatamento causado pela rotação do planeta. Sua gravidade a 1 bar é de 8,87 m / s 2 , ou 90% da gravidade da superfície da Terra.
Como Urano é ligeiramente menos massivo que Netuno (este último tem uma massa de 1,024 × 10 26 kg ), é ligeiramente maior devido à compressão gravitacional (49.528 km de diâmetro para Netuno contra 51.118 km para Urano), com um raio de cerca de quatro vezes o raio da Terra .
Por outro lado, Netuno e Urano são frequentemente considerados uma subclasse de planetas gigantes , chamados de " gigantes de gelo " , devido ao seu tamanho menor e maior concentração de substâncias voláteis em comparação com Júpiter e Saturno. Na busca por exoplanetas , Urano às vezes é usado como uma metonímia para descrever corpos descobertos de massa semelhante; no entanto, o nome “Neptunes” permanece mais comum, por exemplo, Neptunes quente ou frio .
A densidade de Urano é de 1,27 g / cm 3 , tornando Urano o segundo planeta menos denso, depois de Saturno. Esse valor indica que ele é composto principalmente de vários gelos, como água , amônia e metano , semelhantes a Netuno. A massa total de gelo dentro de Urano não é conhecida com precisão, pois os valores variam dependendo do modelo escolhido. No entanto, esse valor deve estar entre 9,3 e 13,5 massas de terra . O hidrogênio e o hélio são fornecidos, por sua vez, uma pequena parte do total, com entre 0,5 e 1,5 massa terrestre em proporções semelhantes às encontradas no sol . O restante da massa não vidrada (0,5 a 3,7 massas de terra) é representado por material rochoso .
O modelo padrão da estrutura de Urano é dividido em três camadas: um núcleo rochoso ( silicato , ferro e níquel ) no centro, um manto de gelo no meio e, em seguida, uma camada externa de hidrogênio e gás hélio. O núcleo é relativamente pequeno, com massa de apenas 0,55 massa terrestre e raio de menos de 20% do planeta, aproximadamente do tamanho da Terra. O manto compreende a maior parte de sua massa por 60% do raio, e a atmosfera superior os 20% restantes por 0,5 massa terrestre. Com uma densidade do núcleo de Urano em torno de 4,42 g / cm 3 , a pressão no centro seria em torno de 5,8 Mbar ( 580 GPa ) - um pouco menos que o dobro do centro da Terra - e temperatura da ordem de magnitude de 5.000 K (4.727 ° C) .
Como é costume na planetologia , o manto é referido como gelado , embora seja um fluido quente e denso composto de água, amônia e outras substâncias voláteis . Esse fluido, com alta condutividade elétrica , às vezes é chamado de “oceano de água-amônia” . Em 1981, estudos teóricos e experimentos feitos por compressão a laser levaram Marvin Ross, do laboratório nacional Lawrence Livermore , a propor que essa camada fosse totalmente ionizada , e que o metano ali fosse pirolisado em carbono na forma de metal ou diamante . O metano se decompõe em carbono e hidrocarbonetos devido às altas pressões e temperaturas lá existentes. Então, a precipitação do carbono libera energia - energia potencial gravitacional convertida em calor - causando correntes de convecção que liberam os hidrocarbonetos para a atmosfera. Este modelo explicaria a presença de vários hidrocarbonetos na atmosfera de Urano.
Em 2017, novos experimentos simulando as condições que supostamente reinariam a cerca de 10.000 km abaixo da superfície de Urano e Netuno vêm consolidar esse modelo ao produzir diamantes de tamanho nanométrico. Essas condições de alta temperatura e pressão não podem ser mantidas por mais de um nanossegundo na Terra, mas nas atmosferas de Netuno ou Urano, os nanodiamantes teriam tempo de crescer para dar chuvas de diamantes. Também se presume que esse tipo de chuva de diamantes ocorre em Júpiter e Saturno. Além disso, o topo do manto pode ser um oceano de carbono líquido onde flutuam “diamantes” sólidos. Alguns estudos sustentam a hipótese de que o manto consiste em uma camada de água iônica em que as moléculas de água se dividem em hidrogênio e íons de oxigênio , e mais profundamente em água superiônica , na qual o oxigênio se cristaliza, mas os íons de hidrogênio flutuam livremente na rede de oxigênio. No entanto, outros estudos tendem a estabelecer que a presença de carbono (na forma de metano) não permitiria a formação de água superiônica (e mais precisamente de cristais de oxigênio).
Embora o modelo considerado acima seja razoavelmente padrão, ele não é único e outros modelos também são considerados. Por exemplo, pode ser que existam quantidades substanciais de hidrogênio e rocha misturados na camada de gelo, fazendo com que a massa total de gelo seja considerada maior do que a realidade. Os dados atualmente disponíveis, quase exclusivamente da visão geral da Voyager 2 , não permitem certeza sobre o assunto.
O calor interno de Urano parece muito mais baixo do que o de outros planetas gigantes, incluindo Netuno e ainda tem uma composição de massa semelhante. De fato, se Netuno irradia 2,61 vezes mais energia no espaço do que recebe do Sol, Urano dificilmente irradia calor em excesso: a potência total irradiada por Urano na parte infravermelha distante do espectro é 1,06 ± 0,08 vezes a energia solar absorvida em sua atmosfera . Esta diferença no calor interno entre os dois planetas gelados explica a maior atividade climática e os ventos mais rápidos presentes em Netuno. De facto, o fluxo de calor Urano é apenas 0,042 ± 0,047 W / m , que é menor do que o fluxo de calor interno da Terra, que é de cerca de 0,075 W / m 2 . A temperatura mais baixa registrada na tropopausa de Urano é de 49 K (- 224 ° C ), tornando Urano o planeta mais frio do Sistema Solar.
Uma das hipóteses para explicar essa lacuna com Netuno é que Urano teria sido atingido por um impactador ; como resultado, ela teria expelido a maior parte de seu calor primordial e acabaria com uma temperatura interna mais baixa. Essa hipótese de impacto também é a usada em algumas tentativas de explicar a inclinação axial particular do planeta. Outra hipótese é que exista alguma forma de barreira nas camadas superiores de Urano que impediria o calor do núcleo de atingir a superfície. Por exemplo, a convecção pode ocorrer em um conjunto de camadas de composição diferente, o que poderia inibir a condução térmica vertical ou causar o aparecimento de convecção difusiva dupla, o que poderia ser um fator limitante.
No entanto, é difícil explicar simultaneamente a falta de calor interno de Urano e, ao mesmo tempo, observar sua aparente semelhança com Netuno. Também é possível que as atividades atmosféricas nos dois gigantes congelados sejam mais dependentes da irradiação solar do que da quantidade de calor que escapa de seu interior.
Embora não haja uma superfície sólida definida dentro de Urano, a parte mais externa do envelope gasoso de Urano é chamada de atmosfera . A atmosfera uraniana pode ser dividida em três camadas: a troposfera , entre -300 e 50 km com pressões variando de 100 a 0,1 bar, então a estratosfera, de 50 a 4.000 km e pressões variando de 0,1 a 10-10 bar, então a termosfera , estendendo-se de 4.000 km a 50.000 km da superfície - quase dois raios planetários da superfície a 1 bar.
ComposiçãoA atmosfera de Urano , como a de Netuno , é diferente daquela encontrada nos dois gigantes gasosos , Júpiter e Saturno. Embora principalmente como eles composto de hidrogênio e hélio , na verdade tem uma proporção maior de substâncias voláteis como água , amônia e metano . Além disso, o último tendo bandas de absorção proeminentes no visível e no infravermelho próximo (IR), é a causa da cor água - marinha ou ciano do planeta. Traços de vários hidrocarbonetos são encontrados na estratosfera de Urano, que podem ser produzidos a partir do metano por fotólise induzida pela radiação ultravioleta solar . Entre eles, além do metano, encontramos em particular o etano , o acetileno , o metilacetileno e o diacetileno . A espectroscopia também revelou traços de vapor de água a monóxido de carbono e dióxido de carbono na alta atmosfera, que só podem vir de fontes externas, como cometas .
TroposferaA troposfera é a parte mais baixa e densa da atmosfera, caracterizada por uma diminuição da temperatura com a altitude. A temperatura cai de cerca de 320 K (47 ° C ) a −300 km (base da troposfera) para 53 K (−220 ° C) a 50 km . As temperaturas na região superior mais fria da troposfera (a tropopausa ) variam de 49 a 57 K dependendo da latitude planetária. A região da tropopausa é responsável pela grande maioria das emissões térmicas do infravermelho distante de Urano, determinando assim sua temperatura efetiva de 59,1 K (-214 ° C) .
A troposfera é uma parte dinâmica da atmosfera, exibindo ventos fortes , nuvens brilhantes e mudanças sazonais .
EstratosferaA camada intermediária da atmosfera uraniana é a estratosfera , onde a temperatura geralmente aumenta com a altitude de 53 K na tropopausa para entre 800 e 850 K (527 e 577 ° C ) na base da termosfera. O aquecimento da estratosfera é causado pela absorção dos raios solares UV e IV pelo metano e outros hidrocarbonetos . O calor também é conduzido da termosfera quente. Os hidrocarbonetos ocupam uma camada relativamente estreita em altitudes entre 100 e 300 km correspondendo a uma faixa de pressão de 1000 a 10 Pa e em temperaturas entre 75 e 170 K (-198 e −103 ° C ). O etano e o acetileno tendem a se condensar na parte mais fria da estratosfera e na tropopausa (abaixo de 10 mbar ), formando camadas de névoa , que podem ser parcialmente responsáveis pela aparência opaca de Urano. A concentração de hidrocarbonetos na estratosfera uraniana acima da névoa é significativamente menor do que nas estratosferas de outros planetas gigantes .
TermosferaA camada mais externa da atmosfera uraniana é a termosfera, que tem uma temperatura uniforme em torno de 800 e 850 K (527 e 577 ° C ). As fontes de calor necessárias para manter um nível tão alto não são totalmente explicadas, já que nem a radiação ultravioleta solar nem a atividade auroral podem fornecer a energia necessária para atingir essas temperaturas - sendo esta atividade muito menor do que as de Júpiter ou Saturno. A baixa eficiência de resfriamento devido à falta de hidrocarbonetos na estratosfera acima de 0,1 mbar pode, entretanto, contribuir.
Além do hidrogênio molecular, a termosfera contém muitos átomos de hidrogênio livres . Suas baixas massas e altas temperaturas criam uma coroa que se estende por até 50.000 km , ou dois raios uranianos de sua superfície. Esta coroa estendida é uma característica única de Urano. Seus efeitos induzem um rastro nas pequenas partículas que orbitam Urano, causando um esgotamento geral da poeira dos anéis de Urano . A termosfera de Urano com a parte superior da estratosfera corresponde à sua ionosfera , estendendo-se de 2.000 a 10.000 km . A ionosfera de Urano é mais densa que a de Saturno ou Netuno, o que pode ser consequência da baixa concentração de hidrocarbonetos na estratosfera. A ionosfera é mantida principalmente pela radiação UV solar e sua densidade depende da atividade solar .
Nos comprimentos de onda ultravioleta e visível, a atmosfera de Urano parece opaca em comparação com outros planetas gigantes. Quando a Voyager 2 voou sobre Urano em 1986, a sonda observou um pequeno total de dez nuvens características em todo o planeta. Uma explicação oferecida para essa falta de características é que o calor interno de Urano é significativamente menor do que o de outros planetas gigantes, incluindo Netuno, que de outra forma se parece com ele. A temperatura mais baixa registrada na tropopausa de Urano é de 49 K (−224 ° C) , tornando Urano o planeta mais frio do Sistema Solar.
Estrutura da tiraEm 1986, a Voyager 2 descobriu que o hemisfério sul visível de Urano pode ser subdividido em duas regiões: uma calota polar brilhante e faixas equatoriais escuras. Sua fronteira está localizada a cerca de uma latitude de cerca de -45 °. Uma faixa estreita abrangendo a faixa latitudinal de -45 a -50 ° é a característica mais brilhante em sua superfície visível: é chamada de "colar" ( colar ) do sul. Presume-se que a tampa e o colar são regiões densas de nuvens de metano localizadas na faixa de pressão de 1,3 a 2 bar. Além da estrutura listrada em grande escala, a Voyager 2 observa dez pequenas nuvens brilhantes, a maioria das quais fica vários graus ao norte do colarinho. Em todos os outros aspectos, Urano parece um planeta morto dinamicamente neste sobrevôo.
Além disso, a Voyager 2 chega no auge do verão do sul de Urano e, portanto, não pode observar o hemisfério norte. No início do XXI th século , quando os norte aparece região polar, o telescópio espacial Hubble eo telescópio Keck inicialmente observar nem colar nem calota polar no hemisfério norte: Urano parecia tão assimétrico, brilhante perto do pólo sul e escuro uniforme em a região ao norte do colarinho sul. No entanto, em 2007, quando Urano atingiu seu equinócio , o colar sul quase desapareceu e um leve colar norte emergiu em torno de 45 ° de latitude .
NuvensNa década de 1990, o número de feições de nuvens brilhantes observadas aumentou dramaticamente, em parte devido às novas técnicas de imagem de alta resolução. A maioria é encontrada no hemisfério norte quando começou a se tornar visível. Existem diferenças entre as nuvens em cada hemisfério: as nuvens do norte são menores, mais nítidas e mais brilhantes. Além disso, eles parecem estar em uma altitude mais elevada.
A vida útil das nuvens se estende por várias ordens de magnitude; se algumas pequenas nuvens viverem por algumas horas, pelo menos uma nuvem no sul parecia ter persistido desde o sobrevoo da Voyager 2, vinte anos depois. Observações mais recentes também sugerem que as nuvens sobre Urano são semelhantes em alguns aspectos às de Netuno. Por exemplo, as manchas escuras comuns em Netuno nunca foram vistas em Urano até 2006, quando a primeira de seu tipo - chamada Mancha Escura de Urano - foi capturada. Especula-se que Urano se tornaria mais semelhante a Netuno quando próximo de seus equinócios.
O monitoramento das características das nuvens ajuda a determinar os ventos zonais que sopram na alta troposfera de Urano. No equador, os ventos são retrógrados, o que significa que sopram na direção oposta à rotação planetária. Suas velocidades variam de -360 a -180 km / h . A velocidade do vento aumenta com a distância do equador, atingindo valores zero próximos à latitude ± 20 °, onde se encontra a temperatura mínima da troposfera. Mais perto dos pólos, os ventos se movem em uma direção progressiva. A velocidade do vento continua a aumentar até o pico de 238 m / s ( 856 km / h ) em torno de ± 60 ° de latitude antes de cair para zero nos pólos.
Variações sazonaisPor um curto período de março a Maio de 2004, grandes nuvens aparecem na atmosfera uraniana, dando-lhe uma aparência semelhante à de Netuno. As observações incluíram velocidades do vento de 229 m / s ( 824 km / h ) e uma tempestade persistente apelidada de " exibição de fogos de artifício de 4 de julho" . Em 2006, a primeira mancha escura foi observada. Não se sabe totalmente por que esse aumento repentino de atividade ocorreu, mas parece que a inclinação axial de Urano causa variações sazonais extremas em seu clima.
É difícil determinar a natureza dessa variação sazonal porque dados precisos sobre a atmosfera de Urano existem há menos de 84 anos, ou um ano uraniano completo. A fotometria durante os meio anos de Urano (de 1950) mostra uma variação regular de brilho em duas bandas espectrais , os máximos ocorrendo nos solstícios e os mínimos no equinócio. Uma variação periódica semelhante, com máximos nos solstícios, é observada nas medidas por microondas da troposfera profunda iniciada na década de 1960. As medições de temperatura estratosférica de 1970 também mostram valores próximos ao máximo no Solstício de 1986. Supõe-se que a maior parte dessa variabilidade ocorre devido mudanças na geometria de visualização.
Existem algumas indicações das mudanças físicas sazonais que ocorrem em Urano. Na verdade, se é conhecido que tem uma região polar sul brilhante e um pólo norte opaco, o que seria incompatível com o modelo de mudança sazonal descrito acima, o planeta, no entanto, apresentou altos níveis de luminosidade durante seu solstício anterior do hemisfério norte por volta de 1946 O pólo norte não teria sido sempre tão escuro e o pólo visível poderia, portanto, clarear algum tempo antes do solstício e escurecer após o equinócio. A análise detalhada dos dados visíveis e de microondas revela que as mudanças periódicas no brilho não são completamente simétricas em torno dos solstícios, o que também indica uma mudança nos padrões dos meridianos do albedo . Na década de 1990, à medida que Urano se afasta de seu solstício, o Hubble e os telescópios terrestres revelam que a calota polar sul escurece visivelmente (exceto o colar sul, que permanece brilhante), então o hemisfério norte começa no início dos anos 2000 para ver uma atividade crescente, como formações de nuvens e ventos mais fortes de até 238 m / s , aumentando as expectativas de que este hemisfério deverá se dissipar em breve. Isso realmente aconteceu em 2007, quando o planeta passou seu equinócio: um ligeiro colar polar norte aumentou e o colar sul tornou-se quase invisível, embora o perfil do vento zonal permanecesse ligeiramente assimétrico com os ventos do norte sendo um pouco mais lentos do que os do sul.
Antes da visão geral da Voyager 2 , nenhuma medição da magnetosfera de Urano havia sido realizada e sua natureza era desconhecida. Antes de 1986, os astrônomos presumiam que o campo magnético de Urano estava alinhado com o vento solar , uma vez que seria então alinhado com os pólos, que estão no plano da eclíptica .
No entanto, as observações da Voyager 2 revelam que o campo magnético de Urano é especial, por um lado porque não se origina do centro geométrico do planeta, mas é deslocado em cerca de 8.000 km a partir dele. Ci (um terço do raio planetário), e em segundo lugar porque se inclina 59 ° em relação ao eixo de rotação. Esta geometria invulgar tem a consequência de induzir uma magnetosfera fortemente assimétrico, a intensidade do campo magnético na superfície do pólo sul pode ser tão baixa como 0,1 Gauss (10 mT ), enquanto no pólo norte, pode atingir um, um gauss (110 µT ). O campo magnético médio na superfície é de 0,23 gauss (23 µT ).
Em 2017, estudos de dados da Voyager 2 sugeriram que essa assimetria faz com que a magnetosfera de Urano realize uma reconexão magnética com o vento solar uma vez por dia uraniano, abrindo o planeta às partículas do sol. Em comparação, o campo magnético da Terra é quase tão forte em qualquer um dos pólos, e seu "equador magnético" é quase paralelo ao seu equador geográfico. O pólo de momento magnético de Urano é cerca de 50 vezes o da Terra.
Netuno também possui um campo magnético inclinado e desequilibrado de forma semelhante, o que sugere que essa pode ser uma característica comum dos gigantes de gelo . Uma hipótese é que, ao contrário dos campos magnéticos de planetas telúricos e gigantes gasosos , que são gerados em seus núcleos , os campos magnéticos de gigantes de gelo seriam gerados por movimentos de condutores em profundidades relativamente rasas, por exemplo, no oceano. amônia. Outra explicação possível para o alinhamento particular da magnetosfera é que os oceanos de diamante líquido dentro de Urano afetariam o campo magnético.
Apesar de seu alinhamento estranho, a magnetosfera uraniana é, em muitos aspectos, semelhante à de outros planetas: tem um arco de choque com aproximadamente 23 raios planetários à sua frente, uma magnetopausa de 18 raios uranianos, um magnetociente bem desenvolvido e cintos radiação. No geral, a estrutura da magnetosfera de Urano é semelhante à de Saturno. A cauda da magnetosfera de Urano é torcida devido à sua rotação lateral em uma forma de saca-rolhas que se estende milhões de quilômetros atrás dela.
A magnetosfera de Urano contém partículas carregadas, principalmente prótons e elétrons e uma pequena quantidade de íons H 2 + , mas nenhum íon mais pesado foi detectado. Muitas dessas partículas viriam da termosfera. A população de partículas é fortemente afetada pelas luas uranianas que varrem a magnetosfera, deixando grandes lacunas. O fluxo dessas partículas é alto o suficiente para causar erosão espacial de suas superfícies em uma escala de tempo astronomicamente rápida de 100.000 anos. Essa pode ser a causa da coloração escura uniforme dos satélites e anéis de Urano.
Urano exibe auroras polares relativamente desenvolvidas, que aparecem como arcos luminosos em torno dos dois pólos magnéticos. Ao contrário de Júpiter, as auroras de Urano parecem ser insignificantes para o equilíbrio de energia da termosfera planetária.
Dentro março de 2020, Os astrônomos da NASA relatam a detecção de uma grande bolha magnética atmosférica, também conhecida como plasmóide . Ele teria sido lançado no espaço pelo planeta Urano durante seu vôo sobre o planeta em 1986, esta descoberta tendo sido feita após reavaliar dados antigos registrados pela sonda espacial Voyager 2 .
O período de revolução de Urano em torno do Sol é de aproximadamente 84 anos terrestres (30.685 dias terrestres), o segundo maior dos planetas do Sistema Solar depois de Netuno . A intensidade do fluxo solar em Urano é de aproximadamente1400 daquele recebido pela Terra.
O semi- eixo maior de Urano tem 19.218 unidades astronômicas , ou aproximadamente 2.871 milhões de quilômetros. Sua excentricidade orbital de 0,046381 implica que a diferença entre sua distância do Sol no afélio e no periélio é de 1,8 UA - o maior de todos os planetas do Sistema Solar.
Em 1821, Alexis Bouvard publicou tabelas astronômicas da órbita de Urano. Porém, com o tempo, discrepâncias começam a aparecer entre as órbitas planejadas e observadas e o astrônomo francês, ao notar essas inexplicáveis perturbações gravitacionais , conjectura de que um oitavo planeta, mais distante, poderia ser a causa. Os astrônomos britânicos John Couch Adams em 1843 e o francês Urbain Le Verrier em 1846 calculam independentemente a posição prevista deste planeta hipotético. Graças aos cálculos deste último, é finalmente observado pela primeira vez o23 de setembro de 1846pelo astrônomo prussiano Johann Gottfried Galle , a um grau da posição prevista.
O período de rotação das camadas internas de Urano é de 17 horas e 14 minutos. No entanto, como todos os planetas gigantes , a atmosfera superior de Urano experimenta ventos muito fortes na direção de rotação. O vento na superfície de Urano pode atingir velocidades da ordem de 700 ou 800 km / h em direção a + 60 ° de latitude e, como resultado, partes visíveis de sua atmosfera se movem muito mais rápido e completam uma rotação completa em cerca de 14 horas.
Seu raio equatorial é de 25.559 km e seu raio polar é de 24.973 km , sendo este último menor devido ao achatamento causado pela rotação do planeta.
Ao contrário de todos os outros planetas do Sistema Solar , Urano exibe uma inclinação muito forte de seu eixo em relação à normal - perpendicular - da eclíptica . Assim, com uma inclinação axial de 97,77 ° - em comparação, a inclinação do eixo da Terra é de cerca de 23 ° - esse eixo é quase paralelo ao plano orbital. O planeta "rola" por assim dizer em sua órbita e alternadamente apresenta seu pólo norte ao Sol , depois seu pólo sul .
Isso cria mudanças sazonais que são completamente diferentes daquelas de outros planetas. Perto do solstício , um pólo está voltado para o Sol continuamente e o outro está voltado para fora. Cada pólo obtém, portanto, aproximadamente 42 anos de luz solar contínua, seguidos por outros tantos anos de escuridão. Apenas uma faixa estreita ao redor do equador experimenta um ciclo rápido de dia e noite, mas com o sol muito baixo no horizonte. Do outro lado da órbita de Urano, a orientação dos pólos em direção ao Sol é invertida. Um resultado dessa orientação do eixo é que, em média, ao longo de um ano uraniano, as regiões polares de Urano recebem mais energia solar do que suas regiões equatoriais. Não obstante, Urano é mais quente em seu equador do que em seus pólos; o mecanismo por trás desse resultado contra-intuitivo é desconhecido, mas pode ser devido a um processo de distribuição de calor pelo clima.
Perto do equinócio , o Sol está voltado para o equador de Urano, por um tempo dando-lhe um período de ciclos diurnos e noturnos próximos aos vistos na maioria dos outros planetas. Urano atingiu seu equinócio mais recente em7 de dezembro de 2007.
Ano | Hemisfério norte | Hemisfério sul |
---|---|---|
1901, 1985 | Solstício de inverno | solstício de verão |
1923, 2007 | Equinócio de primavera | Equinócio de outono |
1946, 2030 | solstício de verão | Solstício de inverno |
1966, 2050 | Equinócio de outono | Equinócio de primavera |
Várias hipóteses podem explicar essa configuração particular do eixo de rotação do planeta. Um deles descreve a presença de um satélite que gradualmente causou a inclinação de Urano por um fenômeno de ressonância antes de ser ejetado de sua órbita. Outra tese argumenta que a inclinação seria devido a pelo menos dois impactos com impactadores que teriam ocorrido antes da formação dos satélites de Urano. Em apoio a esta tese, em2018, mais de cinquenta simulações de impacto realizadas com supercomputadores concluem em uma grande colisão entre um jovem protoplaneta e Urano, ao nível do Pólo Norte e a uma velocidade de 20 km / s . O protoplaneta de rocha e gelo teria derrubado Urano antes que ele se desintegrasse e formasse uma camada de gelo no manto. Essa colisão teria liberado parte do calor interno do planeta, explicando que ele é o mais frio do Sistema Solar.
Quando a Voyager 2 sobrevoou o planeta em 1986 , o pólo sul de Urano estava orientado quase diretamente para o sol. Podemos dizer que Urano tem uma inclinação ligeiramente superior a 90 ° ou que seu eixo tem uma inclinação ligeiramente inferior a 90 ° e que então gira sobre si mesmo na direção retrógrada . Rotular este pólo como "sul" usa a definição atualmente aprovada pela União Astronômica Internacional , ou seja, que o pólo norte de um planeta ou satélite é o pólo que aponta acima do plano invariável do Sistema. Solar, independentemente da direção em que o planeta gira. Assim, por convenção, Urano tem uma inclinação superior a 90 ° e, portanto, uma rotação retrógrada , como Vênus .
A formação dos gigantes de gelo , Urano e Netuno , está se mostrando difícil de modelar com precisão. Os modelos atuais sugerem que a densidade da matéria nas regiões externas do Sistema Solar é muito baixa para explicar a formação de corpos tão grandes a partir do método tradicionalmente aceito de acreção do núcleo , também conhecido como modelo de acreção do coração . Assim, várias hipóteses são apresentadas para explicar seu surgimento.
A primeira hipótese é que os gigantes de gelo não foram formados por acréscimo de núcleo, mas por instabilidades no disco protoplanetário original, que então viu sua atmosfera soprada pela radiação de uma associação OB massiva nas proximidades.
Outra hipótese é que eles se formaram mais perto do Sol, onde a densidade da matéria era maior, e então realizaram uma migração planetária para suas órbitas atuais após o recuo do disco protoplanetário gasoso. Esta hipótese de migração após a formação é agora favorecida por sua capacidade de explicar melhor a ocupação de populações de pequenos objetos observados na região transnetuniana. O fluxo mais amplamente aceito de explicações sobre os detalhes dessa hipótese é conhecido como Modelo de Nice , que explora o efeito da migração de Urano e de outros planetas gigantes na estrutura do Cinturão de Kuiper.
Urano tem 27 satélites naturais conhecidos. Sua massa combinada - assim como a dos anéis, que é desprezível - representa menos de 0,02% da massa do planeta. Os nomes desses satélites são escolhidos entre os personagens das obras de Shakespeare e Alexander Pope .
William Herschel descobriu as duas primeiras luas, Titânia e Oberon , em 1787 - seis anos após a descoberta do planeta. Eles foram nomeados assim 65 anos depois por seu filho John Herschel . Além disso, William Herschel pensa ter descoberto quatro outros nos anos seguintes, mas sua correspondência com as luas existentes não foi verificada. Essas observações são então de grande importância porque permitem, em particular, estimar a massa e o volume do planeta.
William Lassell anuncia oficialmente a descoberta de Ariel e Umbriel em 1851 , o resultado do trabalho conjunto com William Dawes . Quase um século depois (em 1948 ), Gerard Kuiper descobriu Miranda . As vinte luas restantes são descobertas depois de 1985 , algumas durante o sobrevôo da Voyager 2 e outras com telescópios no solo.
Os satélites de Urano são divididos em três grupos: treze satélites internos, cinco satélites principais e nove satélites irregulares.
Os satélites internos são pequenos corpos escuros que compartilham características e origem com os anéis do planeta . A sua órbita está localizada dentro da de Miranda e estão fortemente ligadas aos anéis de Urano , sendo que algumas luas provavelmente causaram alguns anéis por fragmentação. Puck é o maior satélite interno de Urano, com um diâmetro de 162 km , e o único cujas fotos tiradas pela Voyager 2 mostram detalhes. Entre os demais satélites interiores, podemos contar em ordem de distância do planeta Cordelia , Ophelia , Bianca , Cressida , Desdemona , Juliette , Portia , Rosalinde , Cupido , Belinda , Perdita e Mab .
Os cinco principais satélites - Miranda, Ariel, Umbriel, Titania e Oberon - têm massa suficiente para estar em equilíbrio hidrostático . Todos, exceto Umbriel, mostram sinais de atividade interna na superfície, como formação de desfiladeiros ou vulcanismo. O maior satélite de Urano, Titânia , é o oitavo maior do Sistema Solar , com um diâmetro de 1.578 km , ou um pouco menos da metade da Lua para uma massa vinte vezes menor. A massa combinada dos cinco principais satélites é menos da metade da de Tritão ( o maior satélite natural de Netuno ) sozinho. Eles têm albedos geométricos relativamente baixos , variando de 0,21 para Umbriel a 0,39 para Ariel - que de outra forma têm a superfície mais antiga e a mais jovem dos principais satélites, respectivamente. São conglomerados de gelo e rocha compostos por cerca de 50% de gelo (amônia e dióxido de carbono) e 50% de rocha, semelhantes aos satélites gelados de Saturno . Apenas Miranda parece ser principalmente de gelo e tem cânions com 20 km de profundidade , planaltos e variações caóticas em suas características de superfície exclusivas do Sistema Solar. Acredita-se que a atividade geológica passada de Miranda foi impulsionada pelo aquecimento das marés em um momento em que sua órbita era mais excêntrica do que é agora, possivelmente devido a uma ressonância orbital antiga 3: 1 com Umbriel.
Os satélites irregulares de Urano têm órbitas elípticas e fortemente inclinadas (principalmente retrógradas ) e orbitam grandes distâncias do planeta. Sua órbita está além da de Oberon, a grande lua mais distante de Urano. Eles provavelmente foram todos capturados por Urano logo após sua formação. Seu diâmetro é entre 18 km para Trinculo e 150 km para Sycorax . Margaret é o único satélite irregular de Urano conhecido por ter uma órbita progressiva. É também um dos satélites do Sistema Solar com a órbita mais excêntrica com 0,661, embora Nereida , uma lua de Netuno , tenha uma excentricidade média maior com 0,751. Os outros satélites irregulares são Francisco , Caliban , Stephano , Prospero , Setebos e Ferdinand .
Urano tem um sistema de treze anéis planetários conhecidos, sendo o sistema de anéis de Urano menos complexo do que o de Saturno , mas mais elaborado do que os de Júpiter ou Netuno .
William Herschel descreve a possível presença de anéis ao redor de Urano em 1787 e 1789. Essa observação é geralmente considerada duvidosa, pois os anéis são escuros e finos, e nos dois séculos seguintes nenhum foi notado por outros observadores. No entanto, Herschel descreve com precisão o tamanho do anel épsilon, seu ângulo em relação à Terra, sua cor vermelha e suas mudanças aparentes à medida que Urano orbita o sol. O sistema de anel é explicitamente descoberto em10 de março de 1977por James L. Elliot , Edward W. Dunham e Jessica Mink usando o Kuiper Airborne Observatory . A descoberta é fortuita, pois planejavam usar a ocultação da estrela SAO 158687 de Urano para estudar sua atmosfera . Ao analisar suas observações, eles descobrem que a estrela havia desaparecido brevemente cinco vezes antes e depois de seu desaparecimento atrás de Urano, levando-os a concluir pela existência de um sistema de anéis ao redor de Urano. É então o segundo sistema de anéis planetários descoberto depois do de Saturno. Dois outros anéis foram descobertos pela Voyager 2 entre 1985 e 1986 por observação direta.
Sobrenome | Distância (km) | Largura (km) |
---|---|---|
ζ | 39.600 | 3.500 |
6 | 41 840 | 1 a 3 |
5 | 42.230 | 2 a 3 |
4 | 42.580 | 2 a 3 |
α | 44.720 | 7 a 12 |
β | 45 670 | 7 a 12 |
η | 47 190 | 0 a 2 |
γ | 47 630 | 1 a 4 |
δ | 48.290 | 3 a 9 |
λ | 50.024 | 2 a 3 |
ε | 51 140 | 20 a 100 |
ν | 67.300 | 3.800 |
µ | 97.700 | 17.800 |
Em dezembro de 2005, o Telescópio Espacial Hubble detectou um par de anéis até então desconhecidos. O maior está localizado duas vezes mais longe de Urano do que os anéis anteriormente conhecidos. Esses novos anéis estão tão distantes de Urano que são chamados de sistema de anéis "externos" . O Hubble também localiza dois pequenos satélites, um dos quais, Mab , compartilha sua órbita com o anel externo recém-descoberto. Em abril de 2006, imagens dos novos anéis do Observatório Keck revelam suas cores: o mais externo é azul e o outro vermelho. Uma hipótese a respeito da cor azul do anel externo é que ele é composto de minúsculas partículas de gelo de água da superfície de Mab que são pequenas o suficiente para espalhar a luz azul.
Suas distâncias do centro de Urano variam de 39.600 km para o anel ζ a cerca de 98.000 km para o anel µ . Enquanto os primeiros dez anéis de Urano são finos e circulares, o décimo primeiro, o anel ε , é mais brilhante, excêntrico e largo, variando de 20 km no ponto mais próximo do planeta a 98 km no ponto mais distante. É ladeado por duas luas “pastoras” , garantindo a sua estabilidade, Cordélia e Desdémona . Os dois últimos anéis estão muito mais afastados, sendo o anel μ duas vezes mais longe do que o anel ε. Provavelmente existem faixas de poeira tênues e arcos incompletos entre os anéis principais. Esses anéis são muito escuros: o albedo de ligação das partículas que os compõem não ultrapassa 2%, o que os torna pouco visíveis. Eles são provavelmente compostos de gelo e elementos orgânicos enegrecidos pela radiação da magnetosfera . No que diz respeito à idade do Sistema Solar , os anéis de Urano seriam bastante jovens: sua duração de existência não ultrapassaria 600 milhões de anos e, portanto, não foram formados com Urano. O material que forma os anéis provavelmente já foi parte de uma lua - ou luas - que teria sido estilhaçada por impactos de alta velocidade. Entre os muitos detritos formados como resultado desses choques, apenas algumas partículas sobreviveram, em zonas estáveis correspondentes às localizações dos anéis atuais.
Um asteróide do Trojan de Urano é um asteróide localizado em torno de um dos dois pontos estáveis de Lagrange (L 4 ou L 5 ) do sistema Sol- Urano, ou seja, localizado 60 ° à frente ou atrás da órbita de Urano. O Centro de Planetas Menores (CPM) identifica apenas um Trojan Uranus: 2011 QF 99 , localizado em torno do ponto L 4 . 2014 YX 49 é proposto como o segundo cavalo de Tróia de Urano, mas ainda não foi aprovado pelo CPM.
Além disso, outros objetos são coorbitantes de Urano sem serem classificados como Trojans. Assim, (83982) Crantor é um planeta menor com uma órbita em ferradura vis-à-vis Urano. Outros exemplos de coorbitores potenciais como (472651) 2015 DB 216 ou 2010 EU 65 também foram descobertos.
Estudos mostram que seria possível para um quase-satélite teórico de Urano ou Netuno permanecer assim durante toda a vida do Sistema Solar , sob certas condições de excentricidade e inclinação . Esses objetos, no entanto, ainda não foram descobertos.
A magnitude aparente média de Urano é +5,68 com um desvio padrão de 0,17, enquanto os extremos são +5,38 e +6,03. Esta faixa de luminosidade estando próxima do limite a olho nu localizado em +6, é assim possível com um céu perfeitamente escuro - com os olhos acostumados ao escuro - e claro vê-lo como uma estrela muito fraca, especialmente quando está em oposição . Essa variabilidade é amplamente explicada por quanta latitude planetária de Urano é simultaneamente iluminada pelo Sol e vista da Terra. Seu tamanho aparente está entre 3,3 e 4,1 segundos de arco , dependendo se sua distância da Terra varia de 3,16 a 2,58 bilhões de quilômetros e, portanto, pode ser facilmente distinguido com binóculos . Com um telescópio tendo uma objetiva com um diâmetro entre 15 e 23 cm , Urano aparece como um disco ciano pálido com escurecimento na borda central . Com um telescópio de objetivo maior, é possível distinguir tanto suas nuvens quanto alguns de seus satélites maiores, como Titânia e Oberon .
Desde 1997 , nove satélites externos irregulares foram identificados usando telescópios terrestres. Mais duas luas internas, Cupido e Mab , foram descobertas usando o Telescópio Espacial Hubble em 2003 . O satélite Margaret é o mais recente descoberto com a sua descoberta publicada emOutubro de 2003. O Telescópio Espacial Hubble também possibilita tirar fotos decentes de Urano da Terra, embora estejam em resolução relativa mais baixa do que as imagens da Voyager 2 . Entre 2003 e 2005 , graças às observações feitas, um novo par de anéis foi descoberto, mais tarde chamado de sistema de anéis externos, o que elevou o número de anéis de Urano para 13.
Até 2007 , Urano se aproximou de seu equinócio e a atividade nublada se desenvolveu ali. Grande parte dessa atividade só pode ser vista com o Telescópio Espacial Hubble ou grandes telescópios com óptica adaptativa .
O planeta só foi visitado e estudado de perto por uma única sonda espacial : a Voyager 2 ( NASA ) em 1986, que é, portanto, a fonte da maioria das informações conhecidas no planeta. O objetivo principal da missão Voyager sendo o estudo dos sistemas de Júpiter e Saturno, o vôo sobre Urano só é possível porque eles ocorreram perfeitamente antes.
Lançada em 1977, a Voyager 2 fez sua abordagem mais próxima de Urano em24 de janeiro de 1986, 81.500 km do topo das nuvens do planeta antes de continuar sua jornada em direção a Netuno. A sonda estuda a estrutura e composição química da atmosfera de Urano, incluindo seu clima único, causado por sua inclinação axial de 97,77 °. Ele faz os primeiros levantamentos detalhados de suas cinco maiores luas e descobre 10 novas. Ele examina os nove anéis conhecidos pelo sistema , descobre mais dois e estabelece que seu aparecimento é relativamente recente. Finalmente, ela estuda seu campo magnético, estrutura irregular, inclinação e magnetismo em saca-rolhas único causado por sua orientação.
A Voyager 1 não foi capaz de visitar Urano porque a investigação da lua de Saturno , Titã , foi vista como uma prioridade. Essa trajetória então tirou a sonda do plano da eclíptica , encerrando sua missão de planetologia .
A possibilidade de enviar o orbitador Cassini-Huygens de Saturno a Urano foi avaliada durante uma fase de planejamento de expansão da missão em 2009, mas acabou rejeitada em favor de sua destruição na atmosfera de Saturno, porque levaria cerca de vinte anos para chegar ao Sistema uraniano após deixar Saturno. Além disso, o New Horizons 2 - que mais tarde foi descontinuado - também poderia ter realizado um sobrevôo do sistema uraniano.
Um orbitador chamado Uranus orbiter and probe é recomendado pelo Planetary Science Decadal Survey 2013-2022 como parte do programa New Frontiers publicado em 2011. Esta proposta previa um lançamento em 2020-2023 e um cruzeiro de 13 anos para Uranus. A sonda pode ser inspirada na Pioneer Venus Multiprobe e descer na atmosfera de Urano.
A Agência Espacial Européia está avaliando uma missão de "classe média" chamada Uranus Pathfinder . Outros missões, como OCEANUS , ODINUS ou MUSE estão a ser estudados.
O elemento químico urânio foi descoberto em 1789 pelo químico alemão Martin Heinrich Klaproth , em homenagem a Urano, que acabara de ser descoberto oito anos antes. Foi então isolado pelo químico francês Eugène-Melchior Péligot em 1841 e permaneceu como o elemento mais pesado conhecido até 1940, quando o primeiro elemento transurânico foi descoberto: o neptúnio , em homenagem ao planeta Netuno .
A Operação Urano é o nome dado à operação militar bem-sucedida na Segunda Guerra Mundial pelo Exército Vermelho para tomar Stalingrado . Isso leva à Operação Saturno . A mesma guerra conhecerá então a operação Netuno , codinome dado ao desembarque na Normandia das tropas aliadas emJunho de 1944.
“Urano, o mágico” é o 6 º movimento do grande trabalho orquestral Les Planètes , composta e escrita por Gustav Holst entre 1914 e 1916. Além disso, as luas de Urano Oberon , Miranda e Titânia são mencionados na canção Astronomy Domine por Pink Floyd .
No poema de John Keats On First Looking into Chapman's Homer , tanto no sentido de " Então me senti como algum observador dos céus / Quando um novo planeta nada em Seu ken " (em francês : "Então eu me senti como um observador dos céus / Quando um novo planeta nada em seu horizonte ”), são uma referência à descoberta de Urano por William Herschel .
Desde sua descoberta, Urano apareceu em muitas obras de ficção científica . Por exemplo, foi a cena do episódio The Daleks 'Master Plan of Doctor Who ou de certos níveis da série de videogames Mass Effect , e o tema do romance de ficção Uranus de Ben Bova .
No entanto, ela não inspirou apenas ficção científica. Assim, Urano é um romance de Marcel Aymé publicado em 1948 e adaptado para o cinema por Claude Berri em 1990 . O título do romance vem de uma anedota contada por um personagem, o professor Watrin: um bombardeio matou sua esposa uma noite emAgosto de 1944 enquanto lia em uma obra de astronomia o capítulo dedicado a Urano e o nome do planeta o lembra dessa memória.
Na cultura popular no idioma Inglês , muitos trocadilhos são derivadas da pronúncia comum do nome de Urano com a expressão "seu ânus" (em francês : "ton / votre ânus") e são principalmente usados como manchete nos artigos prima descrevendo o planeta, e que desde o final do XIX ° século . Este trocadilho influenciou a pronúncia recomendada do planeta para evitar a desambiguação .
Isso também foi usado em obras de ficção, por exemplo, na série de animação Futurama, onde o planeta foi renomeado para "acabar com essa piada estúpida de uma vez por todas" em "Urectum" .
Urano tem dois símbolos astronômicos . O primeiro a ser proposto, ♅, é sugerido por Jérôme Lalande em 1784. Em uma carta a William Herschel , o descobridor do planeta, Lalande o descreve como "um globo encimado pela primeira letra de seu nome" . Uma proposição posterior, ⛢, é um híbrido dos símbolos de Marte e do Sol porque Urano representa o céu na mitologia grega, que se acreditava ser dominado pelos poderes combinados do Sol e de Marte. Nos tempos modernos, ainda é usado como o símbolo astronômico do planeta, embora seu uso seja desencorajado em favor do "U" inicial pela União Astronômica Internacional .