Uranüs Gezegeni ve Özellikleri | 13 Mart 1781

Uranüs, Güneş'e yakınlık bakımından yedinci gezegendir. Gazlı, camgöbeği renginde bir buz devidir. Gezegenin büyük bir kısmı, astronominin "buz" ya da uçucu maddeler olarak adlandırdığı maddenin süperkritik fazındaki su, amonyak ve metandan oluşur. Gezegenin atmosferi karmaşık katmanlı bir bulut yapısına sahiptir ve tüm Güneş Sistemi gezegenleri arasında 49 K (-224 °C; -371,2 °F) ile en düşük minimum sıcaklığa sahiptir. Gezegenin 82,23°'lik belirgin bir eksenel eğimi ve 17 saat 14 dakikalık bir geriye dönüş periyodu vardır. Bu, Güneş etrafındaki 84 Dünya yıllık bir yörünge döneminde kutuplarının yaklaşık 42 yıl sürekli güneş ışığı aldığı ve ardından 42 yıl sürekli karanlık olduğu anlamına gelir.

Uranüs, Güneş Sistemi gezegenleri arasında en büyük üçüncü çapa ve en büyük dördüncü kütleye sahiptir. Mevcut modellere göre, uçucu manto tabakasının içinde kayalık bir çekirdek ve onu çevreleyen kalın bir hidrojen ve helyum atmosferi bulunmaktadır. Üst atmosferinde eser miktarda hidrokarbon ve karbonmonoksit ile birlikte karbondioksit tespit edildi. Uranüs'ün atmosferinde 900 km/sa (560 mph) en yüksek rüzgâr hızı, kutup örtüsündeki değişimler ve düzensiz bulut oluşumu gibi açıklanamayan birçok iklim olayı vardır. Gezegen ayrıca diğer dev gezegenlere kıyasla çok düşük iç ısıya sahiptir ve bunun nedeni belirsizliğini korumaktadır.

Diğer dev gezegenler gibi Uranüs'ün de bir halka sistemi, bir manyetosferi ve birçok doğal uydusu vardır. Son derece karanlık olan halka sistemi, gelen ışığın yalnızca yaklaşık %2'sini yansıtır. Uranüs'ün 28 doğal uydusu, 13'ü küçük iç uydular olmak üzere bilinen 18 normal uyduyu içerir. Daha uzakta gezegenin daha büyük beş büyük uydusu vardır: Miranda, Ariel, Umbriel, Titania ve Oberon. Uranüs'ten çok daha uzakta yörüngede dönen dokuz düzensiz uydu vardır. Gezegenin manyetosferi oldukça asimetriktir ve halkalarının ve uydularının kararmasının nedeni olabilecek birçok yüklü parçacığa sahiptir.

Uranüs çıplak gözle görülebilir, ancak çok sönüktür ve William Herschel tarafından ilk kez gözlemlendiği 1781 yılına kadar bir gezegen olarak sınıflandırılmadı. Keşfinden yaklaşık yetmiş yıl sonra, gezegene Yunan ilkel tanrılarından biri olan Yunan tanrısı Uranüs'ün (Ouranos) adının verilmesi konusunda fikir birliğine varıldı. 2024 yılı itibarıyla, 1986 yılında Voyager 2 sondası gezegenin yanından geçtiğinde sadece bir kez yakından ziyaret edildi. Günümüzde teleskoplarla çözülebilmesine ve gözlemlenebilmesine rağmen, Gezegen Bilimi Decadal Araştırması'nın önerilen Uranüs Yörünge ve Sondası görevini 2023-2032 araştırmasında en yüksek öncelik haline getirme kararının ve CNSA'nın Tianwen-4'ün bir alt sondasıyla gezegenin yanından geçme önerisinin gösterdiği gibi, gezegeni yeniden ziyaret etme arzusu çok fazladır.

Yörünge ve dönüş
Uranüs her 84 yılda bir Güneş'in etrafında döner. Yıldızların arka planına bakıldığında, gezegen 1781'de keşfedildiğinden bu yana, Mart 1865 ve Mart 1949'da olmak üzere iki kez ikili yıldız Zeta Tauri'nin kuzeydoğusunda keşfedildiği noktaya geri dönmüştür ve Nisan 2033'te tekrar bu konuma geri dönecektir.

Güneş'ten ortalama uzaklığı kabaca 20 AU (3 milyar km; 2 milyar mi)'dur. Güneş'e olan minimum ve maksimum uzaklığı arasındaki fark 1,8 AU olup, cüce gezegen Plüton'unki kadar olmasa da diğer gezegenlerden daha büyüktür. Güneş ışığının yoğunluğu uzaklığın karesiyle ters orantılı olarak değişir - Uranüs'te (Dünya'ya kıyasla Güneş'ten yaklaşık 20 kat uzakta), Dünya'daki ışık yoğunluğunun yaklaşık 1/400'ü kadardır.

Uranüs'ün yörünge elemanları ilk olarak 1783 yılında Pierre-Simon Laplace tarafından hesaplandı. Zamanla, tahmin edilen ve gözlemlenen yörüngeler arasında tutarsızlıklar ortaya çıkmaya başladı ve 1841'de John Couch Adams ilk olarak farklılıkların görünmeyen bir gezegenin yerçekimsel çekiminden kaynaklanabileceğini öne sürdü. 1845 yılında Urbain Le Verrier, Uranüs'ün yörüngesi üzerine kendi bağımsız araştırmasına başladı. Johann Gottfried Galle, 23 Eylül 1846'da, Le Verrier'nin öngördüğü konuma yakın bir yerde, daha sonra Neptün adını alacak olan yeni bir gezegen tespit etti.

Uranüs'ün iç kısmının dönme periyodu 17 saat 14 dakikadır. Tüm dev gezegenlerde olduğu gibi, üst atmosferi dönüş yönünde güçlü rüzgarlara maruz kalır. Yaklaşık 60 derece güney gibi bazı enlemlerde, atmosferin görünür özellikleri çok daha hızlı hareket eder ve 14 saat gibi kısa bir sürede tam bir dönüş yapar.

Eksen eğikliği
Uranüs'ün 1986'daki güney yaz gündönümünden 2007'deki ekinoksa ve 2028'deki kuzey yaz gündönümüne kadar 1986-2030 arası Dünya'dan görünüşünün simülasyonu.
Uranüs'ün dönme ekseni Güneş Sistemi düzlemine neredeyse paraleldir ve 82,23°'lik bir eksen eğikliğine sahiptir. Hangi kutbun kuzey kabul edildiğine bağlı olarak eğiklik 82,23° veya 97,8° olarak tanımlanabilir. Birinci tanım, Uluslararası Astronomi Birliği'nin kuzey kutbunu Güneş Sistemi'nin değişmeyen düzleminin Dünya'nın kuzey tarafında kalan kutup olarak tanımlayan görüşünü esas alır. Bu tanıma göre Uranüs ters yönlü (retrograd) bir dönüşe sahiptir. Alternatif olarak, cismin dönüş yönüne sağ el kuralı uygulanarak kuzey ve güney kutupları belirlenebilir ve Uranüs'ün eksen eğikliği 97,8° olarak da hesaplanabilir; böylece hangi kutbun kuzey, hangisinin güney olduğu kabulü değişir ve gezegenin dönüşü ileri yönlü (prograd) olarak değerlendirilir. Bu durum, Uranüs'e diğer gezegenlerden tamamen farklı mevsimsel değişimler sağlar. Gündönümü civarında bir kutup sürekli olarak Güneş'e bakarken, diğer kutup karanlıktadır ve yalnızca ekvator çevresindeki dar bir şerit Güneş ufuk çizgisine yakınken hızlı bir gündüz-gece döngüsü yaşar. Uranüs'ün yörüngesinin diğer tarafında ise kutupların Güneş'e olan yönü tersine döner. Her bir kutup yaklaşık 42 yıl boyunca kesintisiz güneş ışığı alır ve ardından 42 yıl karanlıkta kalır. Ekinoks dönemlerinde ise Güneş, Uranüs'ün ekvatoruna bakar ve diğer gezegenlerde görülenlere benzer gündüz-gece döngüleri yaşanır.

Bu eksen eğikliğinin bir sonucu olarak kutup bölgeleri, Uranüs yılı boyunca ekvator bölgelerine kıyasla ortalama olarak Güneş'ten daha fazla enerji alır. Buna rağmen Uranüs'ün ekvatoru kutuplarından daha sıcaktır. Bu duruma sebep olan mekanizma ise bilinmemektedir. Uranüs'ün bu alışılmadık eksen eğikliğinin sebebi de tam olarak bilinmemekle birlikte yaygın spekülasyon, Güneş Sistemi'nin oluşumu sırasında Dünya büyüklüğünde bir öngezegenin Uranüs ile çarpışarak bu eğikliği oluşturduğudur. Durham Üniversitesi'nden Jacob Kegerreis'in araştırmaları, eğikliğin 3 ila 4 milyar yıl önce Dünya'dan daha büyük bir gök cisminin gezegene çarpmasıyla oluştuğunu öne sürmektedir. Voyager 2'nin 1986'daki geçişi sırasında Uranüs'ün güney kutbu neredeyse doğrudan Güneş'e bakıyordu.

Uydular
Uranüs'ün bilinen 28 doğal uydusu vardır. Bu uyduların isimleri Shakespeare ve Alexander Pope'un eserlerindeki karakterlerden seçildi. Beş ana uydu Miranda, Ariel, Umbriel, Titania ve Oberon'dur. Uranüs uydu sistemi dev gezegenler arasında en az kütleye sahip olanıdır; beş ana uydunun toplam kütlesi tek başına Triton'un (Neptün'ün en büyük uydusu) kütlesinin yarısından daha azdır. Uranüs'ün uydularının en büyüğü olan Titania'nın yarıçapı sadece 7.889 km (4.902 mi), yani Ay'ın yarısından daha azdır, ancak Satürn'ün ikinci en büyük uydusu olan Rhea'dan biraz daha fazladır ve bu da Titania'yı Güneş Sistemi'ndeki en büyük sekizinci uydu yapar. Uranüs'ün uydularının albedosu nispeten düşüktür; Umbriel için 0,20 ile Ariel (yeşil ışıkta) için 0,35 arasında değişir. Kabaca %50 buz ve %50 kayadan oluşan buz-kaya konglomeralarıdır. Buz, amonyak ve karbondioksit içerebilir.

Uranya uyduları arasında Ariel en genç yüzeye, en az çarpma kraterine ve Umbriel en yaşlı yüzeye sahip gibi görünmektedir. Miranda'da 20 km (12 mi) derinliğinde fay kanyonları, teraslanmış katmanlar ve yüzey yaşları ve özelliklerinde kaotik bir çeşitlilik vardır. Miranda'nın geçmiş jeolojik aktivitesinin, yörüngesinin şimdikinden daha eksantrik olduğu bir zamanda, muhtemelen Umbriel ile eski 3:1 yörünge rezonansının bir sonucu olarak gelgit ısınması tarafından yönlendirildiği düşünülmektedir. Miranda'nın 'yarış pisti' benzeri koronalarının kökeni, yukarı doğru şişen diyapirlerle ilişkili genişleme süreçleridir Ariel'in bir zamanlar Titania ile 4:1 rezonansa sahip olduğu düşünülmektedir.