Уран (симбол: ⛢) је седма планета одСунца, трећа највећа и четврта најмасивнија планета уСунчевом систему. Добио је име по старогрчком божанству небаУрану, оцуХрона (Сатурна) и дедиЗевса (Јупитера).[9] Уран је прва планета откривена у модерним временима. Иако је видљив голим оком као и остале раније откривене планете, посматрачи га нису признавали за планету због његове слабе видљивости.[10]Вилхелм Хершел је објавио његово откриће13. марта1781, проширивши познате границе Сунчевог система по први пут у новијој историји. Уран је такође прва планета откривенателескопом.
Уран иНептун имају другачији унутрашњи и атмосферски састав од већих гасовитих дивова Јупитера и Сатурна. Због тога их астрономи понекад сврставају у посебну категорију „ледени дивови“. Уранова атмосфера, иако је попут Јупитерове и Сатурнове састављена претежно одводоника ихелијума, садржи и велике процентеводеног,амонијачног иметанског леда, уз уобичајене траговеугљоводоника.[11] Атмосфера Урана је најхладнија планетарна атмосфера у Сунчевом систему, уз најнижу температуру од 49 K (−224 °C). Атмосфера има сложену слојевиту структуру, са водом за коју се мисли да чини најниже облаке, а за метан се мисли да чини највише слојеве облака.[12]
Као и остале планете-џинови, и Уран имасистем прстенова (до сада откривено 13),магнетосферу и 27 сателита. Уранов систем има јединствену конфигурацију међу планетама Сунчевог система, пошто је његоваоса ротације положена на бок, скоро у раван његовереволуције око Сунца; његов јужни и северни пол леже тамо где је већини планета екватор. Слике саВојаџера 2 су приказале Уран као незанимљиву планету без облака или олуја које су имале друге планете-џинови. Међутим, посматрачи са Земље су недавних година приметили знаке сезонских промена и појачане активности ветра, када се Уран приближи својојравнодневници.
Уран спада у гасовите дивове, као иЈупитер,Сатурн иНептун. Сматра се да, као и Нептун, има мало камено језгро. На језгро се наставља омотач одводеног леда,метана иамонијака, који према ван поступно прелази у атмосферу.[11] Уран, за разлику од осталих гасовитих дивова, нема властити извор топлоте у унутрашњости.
Најнижатемпература је измерена на нивоу са притиском од 100милибара и износи 52K. Изнад тог слоја температура расте до 150 K (-123 °C) у разријеђеној горњој атмосфери. Температура према унутрашњости расте до неколико хиљада °C. За време проласка летелицеВојаџер 2 Уранов јужни пол је био окренут Сунцу. Из тога произлази да би поларна подручја требало да буду топлија одекваторских што, из непознатих разлога, ипак није случај..[13]
Физичка својства планета условљена су масом и количиномСунчевог зрачења. Маса Урана иНептуна је битно мања од маса Јупитера и Сатурна, па је мањи и удеоводоника ихелијума у укупној маси планета. Посебно јегустина Нептуна већа. У Урановој атмосфери налази се више метана него у Нептуновој. Уран је зеленкастомодрикасте боје баш зато што метан упија светлосткомплементарних боја. Равнотежа температура износи код Урана 64 K, а код Нептуна 51 K, докинфрацрвено зрачење открива да се у атмосфери налази слој температуре повишене до 100 K на Урану, а до 140 K на Нептуну. У тим слојевима метан и водоник морају бити гасовити, докамонијак прелази из гасовитог стање у текуће и чврсто.[14]
Уранова атмосфера се састоји великом већином одводоника (83%) ихелијума (15%), нешто малометана (2%), аводе иамонијака има у траговима. Метан у атмосфери даје Урану карактеристичну модрозелену боју јер упија светлост комплементарних боја. Атмосфера Урана је готово безлична. Провидна је и чиста до великих дубина гдје се налазе облаци смрзнутог метана. Поларно подручје је прекривено сумаглицом. Ветрови на екватору дувају брзинама до 50 m/s, знатно спорије него на другим плиновитим дивовима.[15]
Уран показује појасеве паралелне с екватором, али врло тешко уочљиве, чак и уз рачунарску обраду слика. Међутим, новије фотографијетелескопа Хабл показују све већу и већу активност у Урановој атмосфери. Хабл је током 1998. снимио чак 20 светлих облака на различитим висинама. Светле облаке вероватно чине кристали метана. Сумња се да су промене настале услед промене оријентације Урана према Сунцу. Наиме, Сунце обасјава подручја све ближе екватору, па смена дана и ноћи има све већу утицај на температуру појединих делова Урана. На Урану се, заправо, догађа смена годишњих доба. Око године 2007, Сунце је било изнад Урановог екватора.Иако у унутрашњости Урана нема добро дефинисане чврсте површине, најудаљенији деоУранова гасовитог омотача који је доступан даљинском детекцијом назива се његова атмосфера.Могућност даљинског се протеже до отприлике 300 километара испод нивоа од 1 бара(100кПа),са одговарајућим притиском око 100 бара 10(МПа) и температуром од 320К (47°С).Танка термосфера се простире преко два планетарна полупречника од номиналне површине,за коју је дефинисано да лежи под притиском од 1 бар.Атмосфера Урана се може поделити у три слоја,а то су: тропосфера која се налази на висинама од 50 до 300 километара (31-186 миља) и притисака од 100 до 0,1 бара (10 кПа-10 МПа),затимстратосфера,која обухвата висине између 300 и 4.000 километара (186 - 2.485 миља) и притиске између 0,1 и 10 - 10 бара (10 кПа до 10 μПа) и термосфера која се протеже 4.000 па до 50.000 километара од површине Урана.
СаставУранове атмосфере се разликује од његове унутрашњости која је сачињена од елемената тежих од водоника и хелијумаАтмосфера се састоји од водоника(80%),хелијума (19%) и осталих елемената (1%) попутметана , етана и других гасова.
Тропосфера је најнижи и најгушћи део атмосфере и карактерише је смањење температуре са висином.Температура пада са око 320 К(47°С) у подножју номиналног нивоа на 300 километара на 53 К(-220°С). Температура у најхладнијем горњем делу тропосфере (тропопауза) варира у опсегу између -216°С и -224°С у зависности од географске ширине.Регион тропопаузе је одговоран за огромну већину Уранових топлотних инфрацрвених емисија,одређујући тако ефективну температуру од -214,1°С ± 0,3°С до -353,3°С.Сматра се да тропосфера има веома сложену структуру облака подељених у 3 групе.Претпоставља се да облаци воде налазе у опсегу притиска од 50 до 100 бара (5-10МПа),док се облаци од амонијум-хидросулфида налазе у области од 20-40 бара,а облаци од водоник-сулфида од 3 до 10 бара.Тропосфера је динамичан део атмосфере,који показује јаке ветрове,светле облаке и сезонске промене.
На ултраљубичастим и видљивим таласним дужинама, Уранава атмосфера је безлична у поређењу са другим џиновским планетама, чак и са Нептуном, на који иначе веома личи.Када је Војаџер 2 пролетео поред Урана 1986. године, приметио је укупно 10 облачних карактеристика на целој планети.Једно предложено објашњење за овај недостатак карактеристика је да је унутрашња топлота Урана знатно нижа него код осталих џиновских планета, што га чини најхладнијом планетом у Сунчевом систему. Године 1986, Војаџер 2 је открио да се видљива јужна хемисфера Урана може поделити на два региона: светлу поларну капу и тамне екваторијалне траке.Њихова граница се налази на око -45° географске ширине. Уска трака која се протеже преко распона географске ширине од -45 до 50° је најсјајнија велика карактеристика на његовој видљивој површини. Назива се јужном „крагном“. Сматра се да су капа и крагна густа област метанских облака која се налази у опсегу притиска од 1,3 до 2 бара. Поред велике тракасте структуре, Војаџер 2 је посматрао десет малих светлих облака, већина који су се налазили неколико степени северно од крагне.У свим осталим аспектима, Уран је изгледао као динамички мртва планета 1986. године. Војаџер 2 је стигао током врхунца Урановог јужног лета и није могао да посматра северну хемисферу. На почетку 21. века, када је северна поларна област дошла у видокруг, Хабл свемирски телескоп (HST) и Кеков телескоп у почетку нису посматрали ни крагну ни поларну капу на северној хемисфери.
Дакле, Уран је изгледао асиметричан: светао близу јужног пола и равномерно таман у региону северно од јужне крагне.Године 2007, када је Уран прошао своју равнодневицу, јужна крагна је скоро нестала, а слаба северна крагна се појавила близу 45° географске ширине.Године 2023, тим који је користио Very Large Array телескоп је приметио тамни оковратник на 80° географске ширине и светлу тачку на северном полу, што указује на присуство поларног вртлога.
Изглед поларног вртлога на Урану током новембра 2014. и новембра 2022.године
Током 1990-их,број посматраних светлих облачних карактеристика знатно је порастао, делимично зато што су постале доступне нове технике снимања високе резолуције.Већина је пронађена на северној хемисфери када је почела да постаје видљива.Рано објашњење - да се светли облаци лакше идентификују у њеном тамном делу, док их на јужној хемисфери светли огрлица маскира - показало се нетачним.Ипак, постоје разлике између облака сваке хемисфере. Северни облаци су мањи, оштрији и светлији.Чини се да се налазе на већој надморској висини.Животни век облака обухвата неколико редова величине. Неки мали облаци живе сатима,бар један јужни облак је можда опстао од прелета Војаџера 2. Недавна посматрања су такође открила да облаци на Урану имају много тога заједничког са онима на Нептуну. На пример, тамне мрље уобичајене на Нептуну никада нису примећене на Урану пре 2006. године, када је снимљена прва таква карактеристика названа Уранава тамна пега. Претпоставља се да Уран постаје све сличнији Нептуну током своје еквиноцијалне сезоне. Праћење бројних карактеристика облака омогућило је одређивање зоналних ветрова који дувају у горњој тропосфери Урана. На екватору су ветрови ретроградни, што значи да дувају у супротном смеру од ротације планете. Њихове брзине су од -360 до -180 km/h (-220 до -110 mph)
.Брзина ветра расте са удаљеношћу од екватора, достижући нулте вредности близу ±20° географске ширине, где се налази температурни минимум тропосфере.Ближе половима, ветрови се мењају у проградни смер, текући са ротацијом Урана. Брзине ветра настављају да расту достижући максимуме на ±60° географске ширине пре него што падну на нулу на половима. Брзине ветра на -40° географске ширине крећу се од 540 до 720 km/h (340 до 450 mph). Пошто оковратник заклања све облаке испод те паралеле, брзине између њега и јужног пола је немогуће измерити.Насупрот томе, на северној хемисфери максималне брзине до 860 км/х (540 мпх) примећене су близу +50° географске ширине. Године 1986, експеримент Планетарне радио-астрономије (PRA) Војаџера 2 приметио је 140 муња, или Уранових електростатичких пражњења са фреквенцијом од 0,9-40 MHz.UED-ови су детектовани са 600.000 км Урана током 24 сата, од којих већина није била видљива.Међутим, микрофизичко моделирање сугерише да се Уранове муње јављају у конвективним олујама које се јављају у дубоким тропосферским воденим облацима.Ако је то случај, муње неће бити видљиве због дебелих слојева облака изнад тропосфере.Уранови муње су детектовани са удаљености од 600.000 км, од којих већина није била видљива.Уранова муња има снагу од око 108 W, емитује 1×10^7 J - 2×10^7 J енергије и траје у просеку 120 ms. Постоји могућност да снага Уранових муња значајно варира у зависности од годишњих доба узрокованих променама у брзини конвекције у облацима. Уранове муње су детектоване са удаљености од 600.000 километара, од којих већина није била видљива.Уранове муње су много моћније од муња на Земљи и упоредиве су са Јупитеровим муњама.Током прелета ледених џинова,Војаџер 2 је јасније детектовао муње на Урану него на Нептуну због ниже гравитације планете и могуће топлије дубоке атмосфере.
Један Уранов обилазак око Сунца траје 83,83 године.[16] Уран се окрене око своје осе за 17 сати и 14 минута.[17] Као и сва гасовита тела има диференцијалну ротацију (трајање дана зависи од удаљености од екватора), али бржу при половима.[18]
Уран се обрће око своје осе у супротном смеру од већине планета у Сунчевом систему (ретроградно гибање).[19][20]
Уран је необичан по томе што је окренут „на бок“, тј. оса ротације му је нагнута чак 98° у односу на путању око Сунца.[21] Ово значи да су полови отприлике тамо где се на другим планетама налази екватор. Најприхваћенија теорија о узроку ове појаве је судар с телом величине Земље приликом формирања Сунчевог система.
Урановомагнетно поље је нагнуто чак 55° према оси ротације, а сматра се да настаје релативно близу површине. Интензитет Урановог магнетног поља отприлике одговара Земљином пољу, иако Ураново поље знатно варира од места до места због великог одмака извора поља од средишта планете. Извор магнетног поља је непознат.
Као и код осталих планета с магнетним пољима, постоји магнетни реп у смеру супротном од Сунца, који се код Урана протеже најмање 10 милиона km иза планете. Велики нагиб осе ротације планете заједно с нагибом магнетног поља чини магнетни реп завијеним у спиралу.
Већи месеци Урана уређени по удаљености (слева надесно), приказани у њиховом релативном односу величине
До данас је пронађено укупно 29 Уранових сателита.[22] Уран је све донедавно, са својих тадашњих 20 познатих сателита, држао рекорд у Сунчеву систему, док га недавно нису претекли Сатурн са 31 и Јупитер с укупно 61 сателитом. За разлику од осталих планета чији сателити добивају имена по митским ликовима, Уранови сателити су добијали имена ликова из делаВилијама Шекспира иАлександра Поупа.[23][24]
У опсежним извјештајима о сусрету с Ураном, екипа од 40 научника је закључила су густине Уранових сателита знатно веће од густине Сатурнових сателита. Подаци с Војаџера 2 показали су да су два већа унутрашња Уранова сателита, Аријел и Умбријел, лакши по саставу од спољашњих сателита, Титаније и Оберона, што је врло необично.Миранда показује низ најразноличнијих геолошких облика. Прекривена је долинама, стрминама, пукотинама, кратерима, терасама.Ариел има бројне расједе и јарке, те много кружних удубина.Умбриел има површину с много ударних кратера, а истиче се један са светлим прстеном.Титанија уз бројне кратере показује сложени систем кањона.Оберон носи неколико великих ударних кратера. Просечна густина тих небеских тела сведочи о великом уделу воде.
Уранов сателитски систем је најмање масиван међу системима гигантских планета; комбинована маса пет главних сателита је мања од половине масеТритона (највећег месецаНептуна).[6] Највећи Уранов сателит, Титанија, има пречник од само 788.9 km, или мање од половинеМесеца, и нешто је већи одРеје, другог по величини месеца Сатурна, те је Титанија осми по величини месец Соларног Система. Уранови сателити имају релативно мали албедос; у опсегу од 0.20 за Умбриел до 0.35 за Ариел (у зеленом светлу).[13] Они су ледено каменити конгломерати који се састоје од око 50% леда и 50% камена. Лед може да садржи амонијак иугљен-диоксид.[25][26]
Међу Урановим сателитима, Ариел изгледа да има најмлађу површину са најмањим бројем импактних кратера и Умбриел је најстарији.[13][25] Миранда има раседне кањоне дубоке 20 km, терасне нивое, и хаотичне варијације старости и својстава површине.[13] Постоје индикације да је Мирандина геолошка активност у прошлости била вођенаплимским загревањем у време кад је њена орбитала била у већој мери ексцентрична него данас, вероватно услед раније 3:1орбиталне резонанце са Умбриелом.[27]Еxтензиони процеси асоцирани са откривањемдијапира су вероватно узрок Мирандинекороне која наликује на тркачке стазе.[28][29] Сматра се да је Ариел некад имао 4:1 резонанцу са Титанијом.[30]
Уран има најмање једногпотковичастог орбитера који заузимаСунце–УранL3лагранжову тачку — гравитационо нестабилни регион са 180° у својој орбити,83982 Крантор.[31][32] Крантор се креће унутар комплекса Урановог коорбиталног региона, привремене потковичасте орбите.2010 EU65 је такође могући кандидат Урановог потковичастог либратора.[32]
Године 1977, за време помрачења звездеСигма Кентаура Ураном, примећена је једна непредвиђена појава. Наиме, звезда није нагло нестала иза Урана, већ је пре и после помрачења 9 пута затитрала. То је био резултат проласка иза Уранових 9 прстенова.[33]
Десети и једанаести прстен су откривени касније,1985. године (Војаџер 2). Редом од Урана према спољашњости налазе се прстенови: 1986У2Р, 6, 5, 4, Алфа, Бета, Ета, Гама, Делта, Ламбда (бивши 1986У1Р) и Епсилон.[13]
У децембру 2005. Хабл је открио пар претходно непознатих прстенова.[13] Највећи прстен се налази на два пута већој удаљености од планете од претходно познатих прстенова. Ови нови прстенови су на толикој удаљености, да се зову спољашњи систем прстенова. Хабл је такође приметио и два мала сателита, од којихМаб дели орбиту са најудаљенијим новооткривеним прстеном.[34][35][36]
Већина прстенова је широка тек неколико километара, осим прстена 1986У2Р који је широк 2500 km. Албедо прстенова је само 0.03 (одбијају тек 3% светлости). Прстенови су елиптични, посебно спољашњи, и не изгледају целовити као Сатурнови прстенови. Најудаљенији прстен, Епсилон, уједно је и најсветлији. Величина честица од којих се прстенови састоје је у распону од прашине до 10-метарских громада. Радио-мерења су показала да Епсилону недостају честице мање од неколико дециметара. Ретка Уранова спољашња атмосфера водоника би могла бити одговорна за овај недостатак.
Прстенови се састоје од екстремно тамних честица, које варирају у величини од микрометра до фракције метра.[13] Претпоставља се да је материја прстенова некад била део једног или више месеца који су разбијени сударима теле с великим брзинама. Из бројних делова насталих остатака само је неколико честица остало, у стабилним зонама које кореспондирају локацијама садашњих прстенова.[25][37]
Уран је прва планета откривена у модерно доба. Открио га јеВилхелм Хершел, за време систематског претраживања неба, 13. марта1781. године. Хершел је у почетку мислио да је угледаокомету. Уран је, заправо, виђен и много пута пре (на граници је видљивости голим оком), али је био уврштен у карте као обична звезда.Џон Флемстид га је 1690. каталогизовао као34 Таури (34 Бика).
Хершел је након неколико година (1787) открио и 2 велика Уранова сателита Титанију и Оберон, а Ласелл је1851. открио Аријел и Умбриејл. Миранда, најмањи од 5 великих Уранових сателита, откривена је1948. (Којпер).
Само једна летелица је посетила Уран:Војаџер 2, који је 24. јануара1986. прошао 81.500 km изнад врхова Уранових облака. Тада је фотографисано 5 познатих Уранових сателита, и откривено нових 10 сателита унутар Мирандине путање (Корделија, Офелија, Бјанка, Кресида, Дездемона, Јулија, Порција, Розалинда, Белинда и Пак). Војаџер 2 је открио и два нова Уранова прстена.
У новије време се поново (уз помоћ старих Војаџерових фотографија и посматрањем путем модерних телескопа) откривају нови Уранови сателити. Тако су 1997. откривени Калибан и Сикоракс (Гладман), а 1999 још три сателита: Просперо (Холман), Сетебос (Кавеларс) и Стефано (Каркоча).
^абJacobson, R. A.; Campbell, J. K.; Taylor, A. H.; Synnott, S. P. (1992). „The masses of Uranus and its major satellites from Voyager tracking data and earth-based Uranian satellite data”.The Astronomical Journal.103 (6): 2068—2078.Bibcode:1992AJ....103.2068J.doi:10.1086/116211.
^de 2015, стр. 250 harvnb грешка: no target: CITEREFde2015 (help)
^Hussmann, Hauke; Sohl, Frank; Spohn, Tilman (2006). „Subsurface oceans and deep interiors of medium-sized outer planet satellites and large trans-neptunian objects”.Icarus.185: 258—273.Bibcode:2006Icar..185..258H.doi:10.1016/j.icarus.2006.06.005.
^Tittemore, William C.; Wisdom, Jack (1990). „Tidal evolution of the Uranian satellites: III. Evolution through the Miranda-Umbriel 3:1, Miranda-Ariel 5:3, and Ariel-Umbriel 2:1 mean-motion commensurabilities”.Icarus.85 (2): 394—443.Bibcode:1990Icar...85..394T.doi:10.1016/0019-1035(90)90125-S.
^Pappalardo, R. T.; Reynolds, S. J.; Greeley, R. (1997). „Extensional tilt blocks on Miranda: Evidence for an upwelling origin of Arden Corona”.Journal of Geophysical Research.102 (E6): 13,369—13,380.Bibcode:1997JGR...10213369P.doi:10.1029/97JE00802.
.svg)
