اورانوس (Uranus)

اورانوس، هفتمین سیاره از خورشید، به عنوان یک غول یخی فیروزه‌ای رنگ و گازی شناخته می‌شود. ترکیب آن عمدتاً شامل آب، آمونیاک و متان در فاز فوق بحرانی است که اخترشناسان معمولاً از آن به عنوان "یخ" یا فرار یاد می کنند. جو سیاره ای ساختار ابری پیچیده و لایه ای را نشان می دهد و کمترین دمای حداقل را در بین تمام سیارات منظومه شمسی ثبت می کند که به 49 کلوین (224- درجه سانتیگراد؛ -371 درجه فارنهایت) می رسد. قابل توجه است که اورانوس دارای یک شیب محوری قابل توجه 82.23 درجه و یک دوره چرخش رتروگراد 17 ساعت و 14 دقیقه است. در نتیجه، در طول سفر مداری 84 ساله خود به دور خورشید، هر قطب تقریباً 42 سال نور بدون وقفه روز را تجربه می کند که با مدت زمان معادل تاریکی مداوم همراه است.

اورانوس هفتمین سیاره از خورشید است. این یک غول یخی فیروزه ای رنگ گازی است. بیشتر سیاره از آب، آمونیاک و متان در فاز فوق بحرانی ماده تشکیل شده است که نجوم آن را "یخ" یا فرار می نامد. اتمسفر این سیاره دارای ساختار ابر لایه‌ای پیچیده است و کمترین دمای (49 K (-224 °C؛ -371 °F)) را در بین تمام سیارات منظومه شمسی دارد. دارای شیب محوری مشخص 82.23 درجه با دوره چرخش رتروگراد 17 ساعت و 14 دقیقه است. این بدان معنی است که در یک دوره مداری 84 ساله زمینی به دور خورشید، قطب های آن حدود 42 سال نور خورشید مداوم دریافت می کنند و به دنبال آن 42 سال تاریکی مداوم است.

در میان سیارات منظومه شمسی، اورانوس به عنوان سومین از نظر قطر و چهارمین جرم از نظر بزرگی رتبه بندی می شود. مدل‌های معاصر نشان می‌دهند که در زیر لایه گوشته فرار آن، یک هسته سنگی قرار دارد که توسط اتمسفر قابل توجهی از هیدروژن و هلیوم احاطه شده است. اتمسفر فوقانی مقادیر کمی از هیدروکربن‌ها را نشان می‌دهد که فرض می‌شود در نتیجه هیدرولیز به وجود می‌آیند، در کنار مونوکسید کربن و دی‌اکسید کربن، که اعتقاد بر این است که از منابع دنباله‌دار نشات می‌گیرند. پدیده‌های آب و هوایی غیرقابل توضیح متعددی جو اورانوس را مشخص می‌کنند، از جمله سرعت بادهای اوج 900 کیلومتر در ساعت (560 مایل در ساعت)، نوسانات در کلاهک قطبی آن، و تشکیل ابرهای غیرقابل پیش‌بینی. علاوه بر این، این سیاره در مقایسه با سایر سیارات غول پیکر، گرمای داخلی بسیار کمی از خود نشان می‌دهد، پدیده‌ای که علت اصلی آن هنوز شناخته نشده است.

بر اساس دیگر سیارات غول‌پیکر، اورانوس دارای یک سیستم حلقه‌ای، یک مگنتوسفر و تعداد زیادی از ماهواره‌های طبیعی است. سیستم حلقه آن به طور قابل توجهی تاریک است و تنها تقریباً 2٪ از نور فرودی را منعکس می کند. 29 ماهواره طبیعی شناخته شده اورانوس از 19 قمر منظم تشکیل شده است که 14 قمر آن ها قمرهای کوچک درونی هستند. فراتر از اینها، پنج قمر بزرگتر - میراندا، آریل، آمبریل، تیتانیا و اوبرون - قرار دارند. علاوه بر این، ده قمر نامنظم شناخته شده در فواصل قابل توجهی بیشتر از اورانوس می چرخند. مغناطیس کره این سیاره به طور قابل توجهی نامتقارن است و حاوی ذرات باردار متعددی است، مشخصه ای که به طور بالقوه به تاریک شدن حلقه ها و قمرهای آن کمک می کند.

اگرچه اورانوس با چشم غیرمسلح قابل مشاهده است، به طور استثنایی کم نور است و حرکت بسیار آهسته ای را در برابر پس زمینه ستارگان نشان می دهد، که منجر به طبقه بندی اولیه آن به عنوان سیاره 11 ویلیام به عنوان سیاره17 به عنوان یک سیاره اولیه می شود. تقریباً هفتاد سال پس از کشف، اجماع بر سر نامگذاری این سیاره به نام خدای یونانی اورانوس (اورانوس)، یک خدای اولیه، به وجود آمد. از سال 2026، این سیاره تنها یک بازدید رباتیک داشته است: پرواز سال 1986 که توسط کاوشگر وویجر 2 انجام شد. علیرغم قابلیت رصد کنونی آن از طریق تلسکوپ ها، علاقه قابل توجهی به بازدید مجدد اورانوس وجود دارد، که با اولویت بندی مدارگرد و ماموریت کاوشگر پیشنهادی اورانوس برای بررسی 2023-2032 توسط مرکز تحقیقات دهه علوم سیاره ای، و پیشنهاد CNSA برای پرواز با استفاده از یک کاوشگر فرعی نشان داده شده است.<4->

تاریخچه

همانند سیارات کلاسیک، اورانوس با چشم غیر مسلح قابل درک است. با این حال، کم نور بودن و طولانی بودن دوره مداری آن مانع از شناسایی آن به عنوان یک سیاره توسط ستاره شناسان باستان شد. مشاهدات اولیه ویلیام هرشل از اورانوس در 13 مارس 1781، کشف آن را به عنوان یک سیاره نشان داد، در نتیجه از نظر تاریخی محدوده های شناخته شده منظومه شمسی را گسترش داد و اورانوس را به عنوان اولین سیاره ای که با کمک تلسکوپی شناسایی شد، معرفی کرد. با توجه به اینکه اورانوس تقریباً دو برابر فاصله سیاره زحل از خورشید می‌چرخد، این کشف به طور مؤثر اندازه درک شده منظومه شمسی را دو برابر کرد.

کشف

قبل از طبقه‌بندی سیاره‌ای، اورانوس مشاهدات متعددی را پشت سر گذاشته بود، اما به‌طور مداوم به‌عنوان یک ستاره اشتباه شناسایی می‌شد. بنا بر گزارش ها، هیپارخوس آن را در سال 128 قبل از میلاد در هنگام جمع آوری موقعیت های ستاره ای برای فهرست خود مشاهده کرد، که متعاقباً در Almagest بطلمیوس ادغام شد. این کاتالوگ موقعیت چهار ستاره ای را که یک چهار ضلعی را در باکره تشکیل می دهند فهرست می کند. یکی از این ستارگان وجود ندارد، اما اورانوس آن مکان دقیق را در آوریل 128 قبل از میلاد اشغال کرد. اولین مشاهده صریح در سال 1690 رخ داد، زمانی که جان فلمستید حداقل شش بار آن را مشاهده کرد و آن را به عنوان 34 Tauri فهرست کرد. جیمز بردلی مشاهداتی را سه بار ثبت کرد، به ویژه در سال‌های 1748، 1750 و 1753. توبیاس مایر آن را یک بار در سال 1756 مشاهده کرد. بین سال‌های 1750 و 1769، پیر شارل لومونیه، ستاره‌شناس فرانسوی، اورانوس را حداقل در چهار نوبت، از جمله شب‌های متوالی، در چهار نوبت ثبت کرد.

ویلیام هرشل اولین بار اورانوس را در 13 مارس 1781 از محل اقامتش در خیابان 19 نیو کینگ در باث، سامرست، انگلستان مشاهده کرد، مکانی که اکنون به عنوان موزه نجوم هرشل شناخته می شود. هرشل با استفاده از یک تلسکوپ بازتابی 6.2 اینچی که خود ساخته بود، در حال انجام "یک سری از مشاهدات بر روی اختلاف منظر ستارگان ثابت" بود که در ابتدا این شی را شناسایی کرد که در 26 آوریل 1781 به عنوان یک دنباله دار گزارش کرد.

هرشل رصد اولیه خود را در مجله خود مستند کرد: "در نزدیکی ستاره‌ای، نه ... یا شاید یک دنباله دار." در 17 مارس، او ادامه داد: "من دنبال دنباله دار یا ستاره سحابی گشتم و متوجه شدم که یک دنباله دار است، زیرا جای خود را تغییر داده است." با وجود این، هنگام ارائه اکتشاف خود به انجمن سلطنتی، او ادعای خود مبنی بر یافتن یک دنباله دار را حفظ کرد، اما به طور همزمان با یک سیاره مقایسه های ضمنی انجام داد:

قدرت [چشمی] که در اولین باری که دنباله دار را دیدم 227 بود. از تجربه می دانم که قطر ستارگان ثابت به نسبت سیارات با قدرت های بالاتر بزرگ نمی شود. بنابراین اکنون [چشمی با] قدرت را در 460 و 932 قرار دادم، و دریافتم که قطر دنباله‌دار به نسبت قدرت افزایش می‌یابد، همانطور که باید باشد، با این فرض که ستاره‌ای ثابت نیست، در حالی که قطر ستارگانی که آن را با آن مقایسه کردم به همان نسبت افزایش نمی‌یابد. علاوه بر این، ستاره دنباله دار که بسیار فراتر از آن چیزی که نورش به آن اذعان می کرد بزرگ می شد، مه آلود و بد تعریف به نظر می رسید با این قدرت های بزرگ، در حالی که ستارگان آن درخشش و تمایزی را که از هزاران رصد من می دانستم حفظ خواهند کرد، حفظ کردند. عاقبت نشان داد که حدس و گمان های من به خوبی پایه گذاری شده است، و این نشان می دهد که این دنباله دار است که اخیراً مشاهده کرده ایم.

هرشل، ستاره شناس رویال نویل ماسکلین را از یافته خود مطلع کرد و در 23 آوریل 1781 پاسخی گیج کننده را برانگیخت: "نمی دانم آن را چه نام بگذارم. به احتمال زیاد سیاره ای منظم در مداری تقریباً دایره ای به سمت خورشید حرکت می کند که یک دنباله دار در حال حرکت در یک بیضی بسیار عجیب و غریب است. با طبقه بندی مداوم هرشل از این شی به عنوان یک دنباله دار، ستاره شناسان دیگر به سرعت فرضیه های جایگزین را ایجاد کردند. آندرس یوهان لکسل، ستاره شناس فنلاندی-سوئدی مستقر در روسیه، اولین کسی بود که مدار این جرم را محاسبه کرد و یک مسیر تقریبا دایره ای را نشان داد که نشان دهنده یک سیاره به جای دنباله دار است. همزمان، یوهان الرت بود، ستاره شناس برلین، کشف هرشل را به عنوان "ستاره ای متحرک که می توان آن را یک جرم سیاره مانند تا به حال ناشناخته در نظر گرفت که در خارج از مدار زحل در گردش است" توصیف کرد و همچنین اظهار داشت که مدار نزدیک دایره ای آن شبیه مدار سیاره ای است که نزدیک تر از یک دنباله دار است. در سال 1783، هرشل رسماً این تغییر درک را به جوزف بنکس، رئیس انجمن سلطنتی تأیید کرد و اظهار داشت: "با مشاهده برجسته ترین ستاره شناسان در اروپا به نظر می رسد که ستاره جدید، که من افتخار اشاره به آنها را در مارس 1781 داشتم، یک سیاره اولیه منظومه شمسی ما است." برای ارج نهادن به این دستاورد مهم، پادشاه جورج سوم به هرشل کمک هزینه سالانه 200 پوند (معادل 25000 پوند در سال 2023) اعطا کرد که مشروط به نقل مکان او به ویندزور برای تسهیل دسترسی خانواده سلطنتی به تلسکوپ هایش بود.

نام

نامگذاری "اورانوس" از خدای آسمان یونان باستان، اورانوس (یونانی باستان: Οὐρανός) که در اساطیر رومی به عنوان کائلوس شناخته می شود، سرچشمه می گیرد. این خدا به عنوان پدر کرونوس (زحل)، پدربزرگ زئوس (مشتری) و پدربزرگ آرس (مریخ) شناخته می شود. نام به صورت اورانوس در لاتین (IPA: [ˈuːranʊs]) ارائه شد. قابل ذکر است که این سیاره تنها سیاره در میان هشت سیاره ای است که نام انگلیسی آنها از شخصیتی در اساطیر یونان گرفته شده است. در بین ستاره شناسان، تلفظ ترجیحی اورانوس YOOR-ə-nəs است، که دارای صدای بلند "u" در انگلیسی و یک تاکید هجای اولیه، مطابق با متن لاتین اورانوس. این در تضاد با تلفظ جایگزین، yoo-RAY-nəs است، که بر هجای دوم تاکید می کند و صدای طولانی a را به کار می گیرد. با این حال، هر دو تلفظ قابل قبول تلقی می شوند.

نامگذاری این سیاره تقریباً هفت دهه پس از کشف آن ثابت ماند. در طول مذاکرات اولیه، ماسکلین از هرشل درخواست کرد که "جهان نجومی را به گونه ای انجام دهد [sic] تا نامی برای سیاره شما، که کاملاً متعلق به شماست، [و] که ما برای کشف آن بسیار به شما ملزم هستیم، انجام دهید." هرشل، در پاسخ به درخواست ماسکلین، نام این جرم آسمانی را انتخاب کرد جورجیوم سیدوس (ستاره جورج)، که به عنوان "سیاره گرجستان" نیز شناخته می شود، به افتخار خیر جدید خود، پادشاه جورج سوم. او این منطق را در مکاتبه با جوزف بنکس بیان کرد:

در دوران اساطیری دوران باستان، سیارات با نام‌های قهرمانان و خدایان برجسته مانند عطارد، زهره، مریخ، مشتری و زحل تعیین می‌شدند. با این حال، در عصر کنونی فلسفی روشن‌تر، به سختی می‌توان از همین روش استفاده کرد و نام جسم آسمانی جدیدمان را جونو، پالاس، آپولو یا مینروا گذاشت. به نظر می رسد که توجه اولیه برای هر رویداد مهم یا رخداد قابل توجه، زمینه زمانی آن باشد. اگر نسل های آینده در مورد تاریخ کشف این سیاره اخیراً کشف شده پرس و جو کنند، پاسخ بسیار رضایت بخش این خواهد بود: "در زمان پادشاهی جورج سوم".

نام پیشنهادی هرشل فراتر از بریتانیا و هانوفر مورد پذیرش محدودی قرار گرفت و پیشنهاد سریع نام‌های جایگزین را به دنبال داشت. Jérôme Lalande، ستاره شناس، از نام Herschel برای احترام به کاشف آن حمایت کرد. اریک پروسپرین، ستاره‌شناس سوئدی، نام‌های Astraea، Cybele (که اکنون به سیارک‌ها اختصاص داده شده‌اند) و نپتون، که متعاقباً برای سیاره بعدی کشف‌شده انتخاب شد، ارائه کرد. گئورگ لیختنبرگ از گوتینگن نیز Astraea (که به صورت Austräa ارائه شده است) را تأیید کرد، اگرچه این شکل معمولاً با صورت فلکی سنبله به جای ثور مرتبط است. ستاره شناسان دیگر به نپتون علاقه نشان دادند و از مفهوم بزرگداشت پیروزی ناوگان نیروی دریایی سلطنتی بریتانیا در طول جنگ انقلابی آمریکا با نامگذاری سیاره جدید به نپتون جورج سوم یا نپتون بریتانیای کبیر استقبال کردند، مصالحه ای که لکسل نیز مطرح کرد. دانیل برنولی Hypercronius و Transaturnis را پیشنهاد کرد. علاوه بر این، Minerva پیشنهاد شد.

در رساله‌ای در مارس 1782، یوهان الرت بود نام اورانوس را مطرح کرد، که برداشت لاتینی از اورانوس، خدای یونانی آسمان است. بود ادعا کرد که نامگذاری سیاره باید با قراردادهای اساطیری مطابقت داشته باشد تا با نام های دیگر سیاره ها سازگاری داشته باشد. او اورانوس را مناسب می‌دانست زیرا نشان دهنده پدر نسل اول تایتان‌ها بود. علاوه بر این، او ظرافت مفهومی نام را برجسته کرد و اشاره کرد که همانطور که زحل پدر مشتری بود، سیاره جدید نیز باید به نام زاده زحل نامگذاری شود. با این وجود، بود ظاهراً نادیده گرفت که اورانوس صرفاً شکل لاتینی شده نام خدا بود و کائلوس همتای رومی آن بود. در سال 1789، مارتین کلاپروت، همکار بود در آکادمی سلطنتی، عنصر اخیراً کشف شده خود را اورانیوم نامید و بدین ترتیب انتخاب بود را تأیید کرد. در نهایت، پیشنهاد Bode مورد استقبال گسترده قرار گرفت، و در سال 1850 زمانی که دفتر سالنامه دریایی HM، که آخرین مورد مقاومت بود، از استفاده از Georgium Sidus به Uranus عبور کرد، مورد پذیرش جهانی قرار گرفت. نماد اولیه، ⛢، توسط یوهان گوتفرید کوهلر در سال 1782 به دستور بود معرفی شد. کوهلر پیشنهاد کرد که به سیاره جدید نماد پلاتین اختصاص داده شود، عنصری که از نظر علمی تنها سه دهه قبل از آن مشخص شده است. او با نداشتن نماد کیمیاگری ثابت برای پلاتین، ⛢ یا ⛢ را پیشنهاد کرد که نمادهای سیاره‌ای-فلزی ☉ (طلا) و ♂ (آهن) را با هم ترکیب می‌کردند، که منعکس کننده وقوع پلاتین مخلوط با آهن (اغلب به عنوان "طلای سفید" نامیده می‌شود). بود معتقد بود که جهت گیری عمودی، ⛢، به طور مؤثرتری با نمادهای سیارات دیگر هماهنگ می شود و در عین حال ویژگی منحصر به فرد خود را حفظ می کند. این نماد عمدتاً در زمینه های نجومی معاصر استفاده می شود، البته به ندرت. نماد دوم، ♅، توسط Lalande در سال 1784 مطرح شد. در مکاتبات با هرشل، Lalande آن را به عنوان "un globe surmonté par la première lettre de votre nom" ("حرف اول نام شما بر روی کره زمین") توصیف کرد. این نماد اخیر در طالع بینی تقریباً جهانی پذیرفته شده است.

در فرهنگ عامه انگلیسی زبان، جلوه کمدی اغلب از تلفظ رایج نام اورانوس که شباهت آوایی به عبارت "مقعد شما" دارد، ناشی می شود.

اورانوس با نام‌های مختلف در زبان‌های مختلف شناخته می‌شود. در چینی (天王星؛ Tiānwángxīng)، ژاپنی (天王星 Tennōsei)، کره ای (천>Chiwangxīng)، کره ای (천>Chiwangxiing) (sao Thiên Vương)، نام این سیاره مستقیماً به "ستاره پادشاه آسمانی" ترجمه می شود. نام رسمی تایلندی دائو یورنات (ดาวยูเรน انگلیسی است) است. نام جایگزین تایلندی، دائو ماروئتایو (ดาวมฤตยูiesMrtyu (मृ><तु>मृ><तु>मृ><तु>. نام مغولی، Tengeriin Van (Тэнгэрийн ван)، ترجمه از echoest skying به 'ecel' e celest. تسلط خدا بر آسمانها در هاوایی، این سیاره به عنوان Heleʻekela، اقتباس هاوایی از "Herschel" نامیده می شود.

تشکیل

به نظر می‌رسد ویژگی‌های متمایز غول‌های یخی از غول‌های گازی از تاریخچه‌های شکل‌گیری مربوطه آنها سرچشمه می‌گیرد. فرض بر این است که پیدایش منظومه شمسی در یک قرص پیش سیاره ای در حال چرخش رخ داده است که معمولاً به آن سحابی پیش از خورشید می گویند. بخش قابل توجهی از اجزای گازی این سحابی، عمدتاً هیدروژن و هلیوم، به هم پیوستند و خورشید را تشکیل دادند، در حالی که دانه‌های غبار جمع شدند تا پیش سیاره‌های اولیه را تشکیل دهند. در طول رشد خود، سیارات خاصی جرم کافی برای میدان های گرانشی خود برای حفظ گاز سحابی باقیمانده جمع کردند. این فرآیند برافزایش یک حلقه بازخورد مثبت ایجاد کرد: افزایش احتباس گاز منجر به اندازه بیشتر شد که به نوبه خود حفظ گاز را افزایش داد و در آستانه بحرانی به اوج رسید که ابعاد آنها به طور تصاعدی گسترش می‌یابد. برعکس، غول‌های یخی که تنها چند توده گاز سحابی زمین را جمع کرده بودند، به این جرم بحرانی دست پیدا نکردند. شبیه‌سازی‌های معاصر مهاجرت سیاره‌ای، به‌ویژه مدل نیس، پیشنهاد می‌کنند که هر دو غول یخی نزدیک‌تر از مکان‌های مداری فعلی‌شان به خورشید سرچشمه گرفته‌اند و متعاقباً به بیرون مهاجرت می‌کنند.

مدار و چرخش

اورانوس تقریباً هر 84 سال زمینی یک دور خورشیدی را کامل می کند. از زمان کشف خود در سال 1781، مشاهدات در زمینه پس زمینه ستاره ای نشان می دهد که این سیاره دو بار به نقطه اکتشاف خود، واقع در شمال شرقی ستاره دوتایی زتا تائوری، به ویژه در مارس 1865 و مارس 1949، با بازگشت سوم در آوریل 2033، بازنگری کرده است.

با توجه به دوره مداری آن که تقریباً 84 سال است، موقعیت آسمانی ظاهری اورانوس دقیقاً 84 سال قبل از موقعیت مکانی آن را منعکس می کند. حرکت وارونه اورانوس سالانه آن را به شرقی ترین نقطه مشاهده شده در سال قبل تغییر می دهد.

این سیاره به طور میانگین فاصله ی خورشیدمرکزی تقریباً 20 واحد نجومی (3 میلیارد کیلومتر؛ 2 میلیارد مایل) را حفظ می کند. تفاوت حضیض-آفلیون، با اندازه 1.8 واحد نجومی، از هر سیاره بزرگ دیگری پیشی می گیرد، اگرچه کمتر از آنچه برای سیاره کوتوله پلوتو مشاهده شد، مشخص است. تابش خورشیدی به طور معکوس با مجذور فاصله کاهش می یابد. در نتیجه، در فاصله تقریباً 20 برابری زمین از خورشید، اورانوس تنها حدود 1/400 شدت خورشیدی تجربه شده در زمین را دریافت می کند.

پی یر سیمون لاپلاس در ابتدا عناصر مداری اورانوس را در سال 1783 محاسبه کرد. با گذشت زمان، واگرایی هایی بین مسیرهای پیش بینی شده جان و پیش بینی شده توسط جان مشاهده شد. 1841 که این اختلافات را می توان به تأثیر گرانشی یک سیاره کشف نشده نسبت داد. پس از آن، در سال 1845، اوربان لو وریر تحقیقات مستقلی را در مورد مکانیک مداری اورانوس آغاز کرد. در 23 سپتامبر 1846، یوهان گوتفرید گال با موفقیت یک سیاره جدید را شناسایی کرد که متعاقباً نپتون نامگذاری شد، در مکانی که دقیقاً با محاسبات لو وریر مطابقت دارد.

دوره چرخشی داخلی اورانوس دقیقاً 17 ساعت، 14 دقیقه و 52 ثانیه از اندازه گیری چرخشی آن به دست آمده است. مطابق با دیگر سیارات غول پیکر، جو فوقانی اورانوس بادهای منطقه ای قدرتمندی را در راستای جهت چرخشی آن نشان می دهد. در عرض های جغرافیایی خاص، به ویژه در حدود 60 درجه جنوبی، ویژگی های جوی قابل تشخیص سرعت های قابل توجهی بالاتری را نشان می دهند و چرخش کامل را در کمتر از 14 ساعت تکمیل می کنند.

شیب محوری

محور چرخشی اورانوس تقریباً موازی با صفحه تغییرناپذیر منظومه شمسی است و دارای شیب محوری 82.23 درجه یا 97.77 درجه است که مشروط به قطب شمال تعیین‌شده است. طبق تعریف اتحادیه بین المللی نجوم، قطب شمال قطبی است که در همان سمت صفحه ثابت منظومه شمسی با قطب شمال زمین قرار دارد. بر اساس این قرارداد، اورانوس چرخش رتروگراد را نشان می دهد. برعکس، اگر قطب شمال و جنوب با قاعده سمت راست نسبت به جهت چرخش تعریف شوند، شیب محوری اورانوس 97.77 درجه است که تعیین قطب شمال و جنوب را معکوس می کند و در نتیجه چرخش پیش رونده برای سیاره ایجاد می شود. این شیب شدید تغییرات فصلی را ایجاد می کند که کاملاً متفاوت از آنچه در سیارات دیگر مشاهده می شود. پلوتون و سیارک 2 پالاس نیز دارای کج های محوری قابل توجهی هستند. در طول انقلاب، یک قطب نور خورشید را تجربه می کند در حالی که قطب دیگر در تاریکی دائمی باقی می ماند. تنها یک نوار استوایی محدود تحت یک چرخه سریع روز-شب قرار می‌گیرد و خورشید در پایین بالای افق قرار دارد. با عبور اورانوس از سمت مخالف مدار خود، جهت خورشیدی قطب های آن برعکس می شود. در نتیجه، هر قطب تقریباً 42 سال نور روز بدون وقفه را تجربه می کند که با 42 سال تاریکی جایگزین می شود. در اطراف اعتدال‌ها، خورشید مستقیماً استوای اورانوس را روشن می‌کند و منجر به چرخه‌های روز و شب می‌شود که با سیارات دیگر قابل مقایسه است.

پیامد این جهت‌گیری محوری این است که، به‌طور میانگین در طول یک سال اورانی، مناطق نزدیک به قطب این سیاره، انرژی خورشیدی بیشتری نسبت به مناطق استوایی آن جذب می‌کنند. با وجود این، استوای اورانوس دمای بالاتری نسبت به قطب های خود دارد. مکانیسم دقیق مسئول این ناهنجاری حرارتی هنوز مشخص نشده است. منشأ شیب محوری غیرعادی اورانوس نیز نامشخص است، اگرچه گمانه‌زنی‌های رایج نشان می‌دهد که یک پیش سیاره به اندازه زمین در طول شکل‌گیری منظومه شمسی با اورانوس برخورد کرده است و این جهت گیری کج را ایجاد کرده است. تحقیقات انجام شده توسط Jacob Kegerreis در دانشگاه دورهام نشان می دهد که این شیب از برخورد یک سیاره اولیه بزرگتر از زمین، تقریباً 3 تا 4 میلیارد سال پیش منشأ گرفته است. در طول پرواز Voyager 2 در سال 1986، قطب جنوب اورانوس تقریباً مستقیماً به سمت خورشید قرار داشت.

اخترشناسان از زمان کشف هرشل از تیتانیا و لاکالون‌ها، محور چرخشی متمایز اورانوس را استنباط کرده بودند. صفحه استوایی سیاره در سال 1805.

رویت زمینی

اورانوس دارای میانگین قدر ظاهری 5.68، با انحراف معیار 0.17، و مقادیر شدید از 5.38 تا 6.03 است. این محدوده روشنایی به آستانه دید با چشم غیر مسلح نزدیک می شود. بخش قابل توجهی از این تغییرپذیری مربوط به عرض های جغرافیایی خاص سیاره ای است که توسط خورشید روشن شده و از زمین مشاهده شده است. قطر زاویه ای آن 3.4 تا 3.7 ثانیه قوسی است، در مقابل قطر زحل 16 تا 20 ثانیه قوسی و مشتری 32 تا 45 ثانیه قوسی است. در هنگام مخالفت، اورانوس با چشم غیرمسلح در شرایط آسمان تاریک قابل تشخیص است و حتی در محیط های شهری به راحتی با دوربین دوچشمی قابل مشاهده می شود. اورانوس از طریق تلسکوپ‌های آماتور بزرگ‌تر که دارای قطر شیئی بین 15 تا 23 سانتی‌متر است، به‌صورت قرص فیروزه‌ای کم‌رنگ با تیره شدن اندام قابل‌توجه نشان می‌دهد. با استفاده از یک تلسکوپ قابل توجه با دیافراگم 25 سانتی متری یا بیشتر، الگوهای ابر و برخی از ماهواره های بزرگتر، از جمله تیتانیا و اوبرون، ممکن است قابل تشخیص باشند.

ترکیب داخلی و ساختار

اورانوس با جرمی تقریباً 14.5 برابر زمین، کم جرم ترین سیارات غول پیکر است. قطر آن که کمی بیشتر از نپتون است، تقریباً چهار برابر زمین است. در نتیجه، چگالی 1.27 گرم بر سانتی متر³ اورانوس را به عنوان دومین سیاره کم چگال، پس از زحل، قرار می دهد. این چگالی نشان دهنده ترکیب اولیه یخ های مختلف از جمله آب، آمونیاک و متان است. جرم کل دقیق یخ در داخل اورانوس نامشخص است، زیرا تخمین ها بر اساس مدل سیاره ای انتخاب شده متفاوت است، اما اعتقاد بر این است که جرم آن بین 9.3 تا 13.5 جرم زمین است. هیدروژن و هلیوم تنها بخش کوچکی از جرم کل را تشکیل می دهند که بین 0.5 تا 1.5 جرم زمین تخمین زده می شود. جرم غیر یخی باقیمانده، از 0.5 تا 3.7 جرم زمین، به مواد سنگی نسبت داده می شود.

مدل استاندارد ساختار اورانوس دارای سه لایه مجزا است: یک هسته سنگی مرکزی (متشکل از سیلیکات ها و آلیاژهای آهن نیکل)، یک گوشته یخی میانی، و یک پوشش گازی خارجی از هیدروژن و هلیوم. هسته نسبتاً کوچک است و دارای جرمی 0.55 جرم زمین و شعاع آن کمتر از 20٪ از کل سیاره است. گوشته بیشترین جرم سیاره را به خود اختصاص می دهد، تقریباً 13.4 جرم زمین، در حالی که اتمسفر فوقانی نسبتاً ضعیف است، وزنی در حدود 0.5 جرم زمین دارد و 20٪ نهایی شعاع اورانوس را اشغال می کند. هسته اورانوس دارای چگالی تقریبی 9 گرم بر سانتی متر³ است، با فشار مرکزی به 8 میلیون بار (800 گیگا پاسکال) و دمای حدود 5000 کلوین. این سیال بسیار رسانای الکتریکی گاهی اوقات به عنوان اقیانوس آب-آمونیاک نامیده می شود.

در داخل اورانوس، شرایط فشار و دمای شدید برای تفکیک مولکول‌های متان فرض می‌شود. متعاقباً، اتم‌های کربن آزاد شده می‌توانند به کریستال‌های الماس متراکم شوند و به روشی مشابه با تگرگ در گوشته رسوب کنند. این پدیده موازی با بارش الماسی است که در مشتری، زحل و نپتون رخ می دهد. تحقیقات تجربی که تحت فشار شدید در آزمایشگاه ملی لارنس لیورمور انجام شد، وجود بالقوه یک اقیانوس کربن مایع فلزی را نشان می‌دهد که احتمالاً حاوی «برگ‌های الماس» جامد شناور، در قاعده گوشته است.

ترکیبات کلی اورانوس و نپتون از ترکیب‌های اورانوس و نپتون که توسط اجزای گاز مشتری و زحل مشخص شده‌اند، متفاوت است. این تمایز ترکیبی طبقه بندی آنها را به عنوان غول های یخی ثابت می کند. ممکن است یک لایه بالقوه از آب یونی وجود داشته باشد که در آن مولکول‌های آب به پلاسمایی از یون‌های هیدروژن و اکسیژن جدا می‌شوند. بیشتر در داخل، آب فوق یونی می تواند تشکیل شود، حالتی که در آن اکسیژن متبلور می شود در حالی که یون های هیدروژن آزادانه از شبکه اکسیژن عبور می کنند. مدل‌های جایگزین نیز با داده‌های مشاهده‌ای همسو می‌شوند. به عنوان مثال، اگر مقادیر قابل توجهی از هیدروژن و مواد سنگی در گوشته یخی ادغام شوند، جرم کلی یخ های داخلی کاهش می یابد، در حالی که جرم ترکیبی سنگ ها و هیدروژن به نسبت افزایش می یابد. داده های تجربی فعلی مانع از تعیین قطعی علمی دقیق ترین مدل می شود. ساختار درونی سیال اورانوس حاکی از عدم وجود یک سطح جامد مشخص است. در عوض، جو گازی آن به تدریج به لایه های مایع داخلی سیاره تبدیل می شود. برای اهداف عملی، یک کروی مایل دوار، که در سطح فشار اتمسفر 1 بار (100 کیلو پاسکال) تعریف شده است، به طور معمول به عنوان یک "سطح" تعیین می شود. این سطح مرجع دارای شعاع های استوایی و قطبی به ترتیب 4 ± 25559 کیلومتر (2.5 ± 15881.6 مایل) و 24 ± 24973 کیلومتر (12 ± 15518 مایل) است. در سراسر این مقاله، این سطح تعیین شده به عنوان مبنا برای اندازه گیری ارتفاع عمل می کند.

حرارت داخلی

اورانوس دارای نشانه گرمایی داخلی به میزان قابل توجهی کمتر از سیارات غول پیکر دیگر است که به صورت یک شار حرارتی کاهش قابل توجه در زمینه های نجومی ظاهر می شود. دلایل زیربنایی دمای داخلی بسیار پایین اورانوس همچنان یک معمای علمی حل نشده باقی مانده است. نپتون، جسم سیاره‌ای که از نظر اندازه و ترکیب بسیار شبیه به اورانوس است، ۲.۶۱ برابر انرژی خورشیدی که در فضا جذب می‌کند، ساطع می‌کند. در مقابل، اورانوس تقریباً هیچ گرمای اضافی قابل تشخیصی از خود ساطع نمی کند. کل توان ساطع شده توسط اورانوس در بخش مادون قرمز دور (حرارتی) طیف، 1.06±0.08 برابر انرژی خورشیدی جذب شده توسط جو آن است. شار گرمای اورانوس فقط 0.042±0.047 W/m§1112§ است، مقداری کمتر از شار گرمای داخلی زمین تقریباً 0.075 W/m§1718§. حداقل دمای ثبت شده در اورانوس تروپوپوز 49 کلوین (224.2- درجه سانتیگراد؛ 371.5- درجه فارنهایت) است که اورانوس را به عنوان سردترین سیاره در منظومه شمسی معرفی می کند.

یک فرضیه رایج که به این ناهنجاری حرارتی می پردازد، پیشنهاد می کند که ضربه گیر فرضی به اندازه زمین، که تصور می شود مسئول انحراف محوری اورانوس است، منجر به کاهش دمای هسته شده است. به نظر می رسد که این رویداد برخورد باعث شده است که اورانوس بخش قابل توجهی از گرمای اولیه خود را به بیرون پرتاب کند. یک فرضیه جایگزین وجود یک مانع حرارتی در لایه‌های اتمسفر بالایی اورانوس را مطرح می‌کند که مانع از انتقال رو به بالا گرما از هسته به سطح می‌شود. به عنوان مثال، همرفت ممکن است در لایه‌های متمایز و دارای لایه‌های ترکیبی رخ دهد، در نتیجه از انتقال گرما به سمت بالا جلوگیری می‌کند. همچنین قابل قبول است که همرفت دو انتشاری به عنوان یک مکانیسم محدود کننده برای انتقال حرارت عمل می کند.

یک مطالعه در سال 2021 شرایط داخلی غول های یخی را با فشرده سازی آب مملو از مواد معدنی شبیه سازی کرد و پتانسیل انحلال قابل توجه منیزیم را در داخل مایع اورانوس و نپتون نشان داد. غلظت بالاتر منیزیم در اورانوس در مقایسه با نپتون می‌تواند تشکیل یک لایه عایق حرارتی را تسهیل کند و توضیحی قابل قبول برای دمای بسیار پایین سیاره ارائه دهد.

اتمسفر

علیرغم عدم وجود یک سطح جامد مشخص در داخل اورانوس، بیرونی ترین پوشش گازی که با سنجش از دور قابل تشخیص است، به عنوان جو آن تعیین شده است. سنجش از دور می تواند تقریباً 300 کیلومتر زیر سطح فشار 1 بار (100 کیلو پاسکال) نفوذ کند، جایی که شرایط به حدود 100 بار (10 مگاپاسکال) و 320 K (47 درجه سانتی گراد؛ 116 درجه فارنهایت) می رسد. ترموسفر پراکنده فراتر از دو شعاع سیاره ای از سطح اسمی، که به طور معمول در فشار 1 بار تعریف می شود، گسترش می یابد. اتمسفر اوران به سه لایه اصلی طبقه بندی شده است: تروپوسفر، از ارتفاعات -300 تا 50 کیلومتر (-186 تا 31 مایل) با فشارهای 100 تا 0.1 بار (10 مگاپاسکال تا 10 کیلو پاسکال). استراتوسفر، از 50 تا 4000 کیلومتر (31 تا 2485 مایل) با فشارهای بین 0.1 و 10^-10 bar (10 کیلو پاسکال تا 10 میکرو پاسکال) گسترش یافته است. و ترموسفر که از 4000 کیلومتر تا 50000 کیلومتر از سطح را در بر می گیرد. قابل توجه است که مزوسفر وجود ندارد.

ترکیب

ترکیب اتمسفر اورانوس از حجم کلی آن متفاوت است و عمدتاً از هیدروژن مولکولی و هلیوم تشکیل شده است. در تروپوسفر فوقانی، کسر مولی هلیوم، که به عنوان نسبت اتم‌های هلیوم به ازای هر مولکول گاز تعریف می‌شود، 0.15±0.03 را اندازه می‌گیرد که با کسر جرمی 0.265±0.0 مرتبط است. این اندازه‌گیری کسر جرمی هلیوم پیش‌خورشیدی را تقریبی می‌کند 0.275±0.01، نشان می‌دهد که هلیم بر خلاف غول‌های گازی تحت رسوب مرکزی قرار نگرفته است. متان (CH§1920§) سومین جزء فراوان اتمسفر اورانوس را تشکیل می دهد. متان نوارهای جذب مشخصی را در طیف مرئی و مادون قرمز نزدیک (IR) نشان می‌دهد و رنگ مشخصه آبی یا فیروزه‌ای آن را به اورانوس می‌دهد. در زیر عرشه ابر متان، در سطح فشار 1.3 بار (130 کیلو پاسکال)، مولکول‌های متان 2.3 درصد اتمسفر را بر حسب کسر مولی تشکیل می‌دهند که تقریباً 20 تا 30 برابر فراوانی کربن مشاهده‌شده در خورشید است.

نسبت اختلاط در قسمت فوقانی اتمسفر قابل‌توجهی است و درجه حرارت پایین به طور قابل‌توجهی کاهش می‌یابد. انجماد متان مازاد را رسوب می دهد. غلظت ترکیبات کمتر فرار، از جمله آمونیاک، آب و سولفید هیدروژن، در اتمسفر عمیق تا حد زیادی نامشخص باقی می‌ماند، اگرچه احتمالاً از فراوانی خورشید فراتر می‌رود. علاوه بر متان، استراتوسفر اورانین حاوی مقادیر کمی از هیدروکربن های متنوع است که فرض می شود از فتولیز متان توسط تابش فرابنفش خورشیدی (UV) حاصل می شود. اینها شامل اتان (C₂H₆)، استیلن (C§78§H§910§)، متیل استیلن (1) می‌شود. class="template-chem2-sub">14§C§1516§H)، و دی استیلن (C§1920§HC§2122§H). تجزیه و تحلیل طیف‌سنجی مقادیر جزئی بخار آب، مونوکسید کربن و دی‌اکسید کربن را در اتمسفر فوقانی نشان داده است، اجزایی که حضور آنها را فقط می‌توان به منابع خارجی مانند گرد و غبار و دنباله‌دارهای ورودی نسبت داد.

تروپوسفر

تروپوسفر پایین‌ترین و متراکم‌ترین لایه جو را نشان می‌دهد که با وارونگی دما با افزایش ارتفاع مشخص می‌شود. دما از حدود 320 کلوین (47 درجه سانتیگراد؛ 116 درجه فارنهایت) در پایه تروپوسفر اسمی، واقع در 300- کیلومتر، به 53 کلوین (220- درجه سانتیگراد؛ 364- درجه فارنهایت) در 50 کیلومتر کاهش می یابد. در سردترین منطقه تروپوسفر فوقانی، معروف به تروپوپوز، دما بین 49 تا 57 کلوین (224- و 216- درجه سانتیگراد؛ 371- و -357- درجه فارنهایت) در نوسان است که وابستگی عرضی را نشان می دهد. این منطقه tropopause بخش غالب انتشارات حرارتی مادون قرمز دور اورانوس را به خود اختصاص می دهد، بنابراین دمای موثر آن را در 0.3 ± 59.1 K (0.3 ± 214.1 درجه سانتیگراد؛ 0.5 ± 353.3 -353.3 درجه سانتیگراد؛ 0.5 ± 353.3 درجه فارنهایت) تعیین می کند. فرض بر این است که ابرهای آب در محدوده فشار 50 تا 100 بار (5 تا 10 مگاپاسکال)، ابرهای هیدروسولفید آمونیوم بین 20 تا 40 بار (2 تا 4 مگاپاسکال)، ابرهای آمونیاکی یا سولفید هیدروژن از 3 تا 10 بار (0.3 تا 1 مگاپاسکال) و ابرهای 2 بار تا 10 مگا پاسکال مستقیماً مشاهده شده‌اند. MPa). تروپوسفر که با بادهای قوی، ابرهای درخشان و تغییرات فصلی مشخص می شود، یک منطقه جوی بسیار پویا را تشکیل می دهد.

اتمسفر فوقانی

در اتمسفر اوران، استراتوسفر لایه میانی را تشکیل می‌دهد که با افزایش کلی دما با ارتفاع مشخص می‌شود و از 53 کلوین (220- درجه سانتیگراد؛ 364- درجه فارنهایت) در تروپوپوز به محدوده 800 تا 850 کلوین (527 تا 577 درجه فارنهایت) در 1,900 درجه سانتیگراد افزایش می‌یابد. پایه این گرم شدن استراتوسفر ناشی از جذب پرتوهای فرابنفش خورشیدی (UV) و مادون قرمز (IR) توسط متان و سایر هیدروکربن‌ها است که از طریق فوتولیز متان در این منطقه جوی ایجاد می‌شوند. علاوه بر این، انرژی حرارتی از طریق رسانایی از ترموسفر گرمتر منتقل می شود. این هیدروکربن‌ها در یک لایه نسبتاً محدود متمرکز شده‌اند که در ارتفاعات از 100 تا 300 کیلومتر قرار دارند، که در آن فشارها از 1000 تا 10 Pa و دما بین 75 تا 170 کلوین متغیر است (198- تا 103- درجه سانتی‌گراد؛ -325 و -154 درجه سانتی‌گراد و بالاترین درجه سانتی‌گراد). هیدروکربن های رایج، نسبت اختلاط تقریباً 10^-7 را نسبت به هیدروژن نشان می دهند. در این ارتفاعات، مونوکسید کربن نسبت اختلاط قابل مقایسه ای را نشان می دهد. برعکس، هیدروکربن های سنگین تر و دی اکسید کربن دارای نسبت های اختلاط هستند که سه مرتبه قدر کمتر است. نسبت فراوانی آب تقریباً 7×10⁻⁹ است. اتان و استیلن مستعد تراکم در نواحی سردتر و پایین تر استراتوسفر و تروپوپوز (مخصوصاً زیر سطح 10 میلی بار) هستند که منجر به تشکیل لایه های مه می شود. این لایه ها به طور بالقوه یک عامل کمک کننده به ظاهر نسبتاً بی خاصیت اورانوس هستند. قابل توجه است که غلظت هیدروکربن‌ها در استراتوسفر اورانین بالای این لایه‌های مه به‌طور قابل‌توجهی کمتر از غلظتی است که در استراتوسفر سایر سیارات غول‌پیکر مشاهده می‌شود.

خارجی ترین منطقه جوی اورانوس شامل ترموسفر و تاج است که دمای ثابتی را در محدوده تقریباً 800 کلوین (527 درجه سانتیگراد) تا 850 کلوین (577 درجه سانتیگراد) حفظ می کنند. منابع گرمای ویژه مورد نیاز برای حفظ چنین دماهای بالا، با توجه به اینکه نه پرتوهای فرابنفش خورشیدی (UV) و نه فعالیت شفق قطبی قادر به تامین انرژی مورد نیاز به نظر نمی رسند، نامشخص باقی می مانند. یک عامل کمک کننده نیز ممکن است کاهش راندمان خنک کننده باشد که به کمبود هیدروکربن ها در استراتوسفر بالاتر از سطوح فشار 0.1 میلی بار نسبت داده می شود. فراتر از هیدروژن مولکولی، ناحیه ترموسفر- تاج نیز میزبان تعداد قابل توجهی از اتم های هیدروژن آزاد است. ترکیب جرم کم آنها و دماهای بالا باعث گستردگی گسترده تاج تا 50000 کیلومتر (31000 مایل)، معادل دو شعاع اورانین، از سطح سیاره می شود.

این تاج گسترده نشان دهنده ویژگی متمایز اورانوس است. اثرات قابل مشاهده آن شامل نیروی کششی است که بر ذرات کوچک در مدار اطراف اورانوس اعمال می شود، که به کاهش گسترده غبار در حلقه های اورانوس کمک می کند. ترموسفر اورانین در پیوند با استراتوسفر فوقانی، یونوسفر سیاره را تشکیل می دهد. داده‌های تجربی نشان می‌دهند که این یونوسفر در ارتفاعات بین ۲۰۰۰ تا ۱۰۰۰۰ کیلومتر (۱۲۰۰ تا ۶۲۰۰ مایل) قرار دارد. قابل ذکر است، یونوسفر اورانین چگالی بیشتری در مقایسه با زحل یا نپتون نشان می‌دهد، پدیده‌ای که به طور بالقوه به کاهش غلظت هیدروکربن‌ها در استراتوسفر آن نسبت داده می‌شود. اشعه ماوراء بنفش خورشیدی (UV) در درجه اول یونوسفر را حفظ می کند و چگالی آن مطابق با سطوح فعالیت خورشیدی در نوسان است. برخلاف مشتری و زحل، فعالیت شفق قطبی در اورانوس نسبتاً ناچیز است.

شرایط آب و هوایی

وقتی در طول موج های فرابنفش و مرئی مشاهده می شود، جو اورانوس در مقایسه با سیارات غول پیکر دیگر، از جمله نپتون، که شباهت زیادی به آن دارد، به طور قابل توجهی بی خاصیت به نظر می رسد. در طول پرواز Voyager 2 در سال 1986، تنها ده ویژگی ابر متمایز در سراسر دیسک سیاره شناسایی شد. یک فرضیه اصلی برای این کمبود ویژگی‌های جوی نشان می‌دهد که اورانوس از گرمای داخلی بسیار کمتری نسبت به سایر سیارات غول‌پیکر برخوردار است و آن را به سردترین سیاره در منظومه شمسی تبدیل می‌کند.

باندهای جوی، بادها و سازندهای ابر

در طول رویارویی خود در سال 1986، ویجر 2 نشان داد که نیمکره جنوبی قابل مشاهده اورانوس به دو ناحیه مجزا تقسیم می شود: یک کلاهک قطبی درخشان و نوارهای استوایی تیره تر. مرزبندی بین این مناطق تقریباً در عرض جغرافیایی -45 درجه قرار دارد. یک نوار برجسته و باریک، که در سراسر محدوده عرضی -45 درجه تا -50 درجه گسترش می‌یابد، درخشان‌ترین ویژگی مقیاس بزرگ در سطح قابل مشاهده را تشکیل می‌دهد که معمولاً به عنوان "یقه جنوبی" نامیده می‌شود. هر دو کلاهک قطبی و یقه فرض می‌شوند که از تجمع متراکم ابرهای متان تشکیل شده‌اند که در محدوده فشاری 1.3 تا 2 بار قرار دارند. علاوه بر این ساختار نواری گسترده، ویجر 2 ده تشکیل ابر کوچکتر و درخشان را شناسایی کرد که عمدتاً در چند درجه شمال یقه قرار داشتند. در غیر این صورت، در سال 1986، اورانوس به عنوان یک سیاره عمدتاً عاری از فعالیت اتمسفر پویا معرفی شد.

وقتی ویجر 2 در تابستان جنوبی به اورانوس رسید، مشاهدات نیمکره شمالی ممکن نبود. در اوایل قرن بیست و یکم، زمانی که منطقه قطب شمالی قابل مشاهده شد، هم تلسکوپ فضایی هابل (HST) و هم تلسکوپ کک در ابتدا نه یک قلاده و نه کلاهک قطبی را در این نیمکره شناسایی کردند. در نتیجه، اورانوس ظاهری نامتقارن ارائه کرد که با روشنایی نزدیک قطب جنوب و تاریکی یکنواخت در سراسر منطقه شمال یقه جنوبی مشخص می‌شود. در سال 2007، مصادف با اعتدال اورانوس، یقه جنوبی تا حد زیادی از بین رفته بود، در حالی که یک یقه شمالی ظریف در حدود 45 درجه عرض جغرافیایی شکل گرفت. اخیراً، در سال 2023، یک تیم تحقیقاتی با استفاده از آرایه بسیار بزرگ، یک یقه تیره در عرض جغرافیایی 80 درجه و یک ویژگی نورانی در قطب شمال شناسایی کردند که نشان دهنده وجود یک گرداب قطبی است.

در طول دهه 1990، شیوع ویژگی‌های ابر روشن مشاهده شده به طور قابل‌توجهی افزایش یافت که تا حدی به ظهور روش‌های جدید تصویربرداری با وضوح بالا نسبت داده می‌شود. اکثر این ویژگی ها در نیمکره شمالی شناسایی شدند که به تدریج قابل مشاهده شد. یک فرضیه اولیه که نشان می‌دهد ابرهای روشن در مناطق تاریک‌تر نیمکره شمالی به راحتی قابل تشخیص هستند در حالی که توسط یقه روشن در نیمکره جنوبی پنهان می‌شوند، متعاقباً رد شد. با وجود این، تفاوت های مشخصی بین تشکیل ابرهای دو نیمکره وجود دارد. ابرهای شمالی با ابعاد کوچکتر، تعاریف واضح تر و درخشندگی بیشتر مشخص می شوند و به نظر می رسد که در ارتفاعات بالاتر قرار دارند. طول عمر ابرها تنوع قابل توجهی را نشان می‌دهند که چندین مرتبه بزرگی را در بر می‌گیرد. برخی از ابرهای کوچک تنها برای ساعت ها دوام می آورند، در حالی که حداقل یک ابر جنوبی ممکن است از زمان برخورد ویجر 2 باقی مانده باشد. مشاهدات اخیر همچنین اشتراکات قابل توجهی را بین ویژگی‌های ابر اورانین و نپتون نشان داده است. به عنوان مثال، لکه‌های تاریکی که اغلب روی نپتون مشاهده می‌شد، تا سال 2006 در اورانوس شناسایی نشدند، زمانی که ویژگی افتتاحیه، به نام نقطه تاریک اورانوس، با موفقیت تصویربرداری شد. این منجر به این گمانه‌زنی شده است که اورانوس به تدریج ویژگی‌های نپتونی را در طول دوره اعتدال خود می‌پذیرد.

ردیابی دقیق ویژگی‌های ابری متعدد، تعیین کمیت بادهای ناحیه‌ای در تروپوسفر فوقانی اورانوس را تسهیل کرده است. در خط استوا، بادها حرکت رتروگراد از خود نشان می‌دهند که جهتی مخالف چرخش سیاره را نشان می‌دهند، با سرعت‌های بین 360- تا 180- کیلومتر در ساعت (220- تا 110- مایل در ساعت). سرعت باد با افزایش فاصله از خط استوا تشدید می شود و در حدود ± 20 درجه عرض جغرافیایی به صفر کاهش می یابد که با حداقل دمای تروپوسفر مطابقت دارد. با پیشروی به سمت قطب ها، بادها به سمت پیشروی حرکت می کنند و با چرخش اورانوس همسو می شوند. این سرعت باد همچنان تشدید می‌شود و در عرض جغرافیایی 60± درجه به اوج خود می‌رسد و سپس در قطب‌ها به صفر می‌رسد. به طور خاص، در عرض جغرافیایی -40 درجه، سرعت باد بین 540 تا 720 کیلومتر در ساعت (340 تا 450 مایل در ساعت) متغیر است. با توجه به اثر مبهم طوق بر روی تمام ابرهای زیر آن موازی، سرعت باد بین طوق و قطب جنوب غیرقابل اندازه گیری باقی می ماند. برعکس، در نیمکره شمالی، اوج سرعت به 860 کیلومتر در ساعت (540 مایل در ساعت) در نزدیکی عرض جغرافیایی +50 درجه ثبت شده است.

در سال 1986، آزمایش نجوم رادیویی سیاره‌ای Voyager 2 140 رعد و برق را در محدوده فرکانس‌های رعد و برق (Urcharge discharian) به‌عنوان فلاش‌های الکترواستاتیک شناسایی کرد. 0.9-40 مگاهرتز. این UED ها از فاصله 600000 کیلومتری اورانوس در یک دوره 24 ساعته شناسایی شدند که اکثر آنها از نظر نوری نامرئی بودند. با این وجود، مدل‌سازی میکروفیزیکی نشان می‌دهد که رعد و برق اورانی از طوفان‌های همرفتی واقع در ابرهای عمیق آب تروپوسفر سرچشمه می‌گیرد. اگر این فرض درست باشد، رعد و برق از نظر بصری قابل مشاهده نخواهد بود، زیرا لایه‌های ابر گسترده روی تروپوسفر قرار دارند. رعد و برق اورانین دارای توان خروجی تقریبی 10⁸ وات است، بین 1×10^7 ژول و 2×10^7 ژول انرژی آزاد می‌کند و میانگین مدت زمان آن 120 میلی‌ثانیه است. فرض بر این است که قدرت رعد و برق اورانین ممکن است تغییرات فصلی قابل توجهی را نشان دهد، که تحت تأثیر نوسانات نرخ همرفت ابرها قرار دارد. قابل ذکر است که رعد و برق اورانی به طور قابل توجهی قوی تر از رعد و برق زمینی است و از نظر شدت با رعد و برق جووین قابل مقایسه است. وویجر 2 در طول رویارویی خود با غول‌های یخی، رعد و برق را با وضوح بیشتری در اورانوس ثبت کرد تا نپتون، پدیده‌ای که به گرانش کمتر اورانوس و جو عمیق‌تر بالقوه گرم‌تر اورانوس نسبت داده می‌شود.

تغییر فصلی

از مارس تا مه 2004، جو اورانیا تشکل‌های ابری قابل توجهی را به نمایش گذاشت که زیبایی‌شناسی نپتون‌مانندی را ایجاد کرد. این مشاهدات سرعت باد بی‌سابقه‌ای را ثبت کردند که به 820 کیلومتر در ساعت (510 مایل در ساعت) می‌رسید، همراه با یک طوفان رعد و برق مداوم که اصطلاحاً "آتش بازی چهارم ژوئیه" نامیده می‌شود. متعاقباً، در 23 آگوست 2006، دانشمندان مؤسسه علوم فضایی (بولدر، کلرادو) و دانشگاه ویسکانسین یک نقطه تاریک را در سطح اورانوس شناسایی کردند که درک دینامیک جوی آن را افزایش داد. علت دقیق این افزایش ناگهانی در فعالیت تا حد زیادی نامشخص است. با این حال، فرض بر این است که شیب محوری برجسته اورانوس به نوسانات شدید هواشناسی فصلی کمک می کند. مشخص کردن این تغییرات فصلی چالش برانگیز است، در درجه اول به این دلیل که داده های جوی جامع برای اورانوس کمتر از 84 سال را در بر می گیرد، که یک سال اورانی را تشکیل می دهد. آنالیزهای فتومتریک انجام شده در طول نیم سال اورانی، که از دهه 1950 شروع شد، تغییرات روشنایی ثابتی را در دو باند طیفی نشان داده است، با شدت اوج مشاهده شده در انقلاب‌ها و حداقل‌ها در طول اعتدال. یک نوسان دوره‌ای قابل مقایسه، که در انقلاب‌ها نیز به اوج خود می‌رسد، از طریق اندازه‌گیری‌های مایکروویو در عمق تروپوسفر، که در دهه 1960 آغاز شد، شناسایی شده است. علاوه بر این، ارزیابی دمای استراتوسفر، که از دهه 1970 شروع شد، حداکثر مقادیر نزدیک به انقلاب سال 1986 را نشان داد. این تنوع مشاهده شده عمدتاً به تغییرات در هندسه مشاهده نسبت داده می شود.

شواهد حاکی از وقوع دگرگونی های فصلی فیزیکی در اورانوس است. در حالی که اورانوس با یک ناحیه قطبی جنوبی درخشان مشخص می‌شود، همتای شمالی آن نسبتاً کم‌نور به نظر می‌رسد، این ویژگی با مدل تغییر فصلی که قبلاً توضیح داده شد، سازگار نیست. در طول انقلاب شمالی قبلی در سال 1944، اورانوس درخشندگی بالایی از خود نشان داد که به این معنی است که قطب شمال همیشه کم نور نبوده است. این مشاهدات نشان می دهد که درخشندگی قطب مرئی قبل از انقلاب تشدید می شود و پس از اعتدال کاهش می یابد. تجزیه و تحلیل جامع داده‌های مرئی و مایکروویو نشان داده است که نوسانات دوره‌ای روشنایی در اطراف انقلاب‌ها کاملاً متقارن نیستند، که بیشتر نشان‌دهنده تغییراتی در الگوهای آلبدو نصف النهار است.

در طول دهه 1990، زمانی که اورانوس از انقلاب خود عبور کرد، رصدهای تلسکوپ فضایی و رصدگر هابل نشان داد. تیره شدن قابل تشخیص کلاهک قطبی جنوبی، به استثنای یقه جنوبی که همیشه روشن است. همزمان، نیمکره شمالی فعالیت های فزاینده ای از جمله افزایش تشکیل ابر و تشدید سرعت باد را نشان داد که از پیش بینی های روشن شدن قریب الوقوع آن پشتیبانی می کند. این پدیده پیش بینی شده در سال 2007، مصادف با اعتدال، زمانی که یک یقه قطبی شمالی ظریف ظاهر شد و یقه جنوبی تقریبا نامحسوس شد، تحقق یافت. علی‌رغم این تغییرات، نیمرخ باد ناحیه‌ای یک عدم تقارن جزئی را حفظ کرد، با بادهای شمالی که سرعت کمی کمتری نسبت به همتایان جنوبی خود دارند.

مکانیسم‌های اساسی که این تغییرات فیزیکی را هدایت می‌کنند تا حد زیادی مبهم باقی می‌مانند. نزدیک به انقلاب های تابستانی و زمستانی، نیمکره های اورانوس به طور متناوب در معرض تابش مستقیم خورشید یا جهت گیری به سمت اعماق فضا هستند. فرض بر این است که افزایش درخشندگی مشاهده شده در نیمکره نور خورشید ناشی از ضخیم شدن موضعی ابرهای متان و لایه های مه در تروپوسفر است. علاوه بر این، یقه برجسته واقع در عرض جغرافیایی -45 درجه نیز با تشکیلات ابر متان مرتبط است. تغییرات اضافی در منطقه قطبی جنوبی را می توان با تغییرات در لایه های ابر پایین تر مشخص کرد. با توجه به اینکه ابرهای متراکم قطبی و لایه‌های مه می‌توانند مانع از فرآیندهای همرفتی شوند، نوسانات در انتشار امواج مایکروویو اورانوس احتمالاً ناشی از تغییرات در گردش عمیق تروپوسفر است. با آمدن اعتدال های بهاری و پاییزی در اورانوس، دینامیک اتمسفر در حال تکامل است و به طور بالقوه فعالیت همرفتی را دوباره برقرار می کند.

مگنتوسفر

قبل از ورود Voyager 2، اندازه‌گیری مستقیم مغناطیس‌کره اورانین در دسترس نبود و ویژگی‌های آن تا حد زیادی ناشناخته باقی ماند. قبل از سال 1986، اجماع علمی پیش‌بینی می‌کرد که میدان مغناطیسی اورانوس با باد خورشیدی همسو خواهد شد و در نتیجه با قطب‌های سیاره واقع در صفحه دایره البروج مطابقت دارد.

ماموریت Voyager' داده‌هایی را ارائه کرد که نشان‌دهنده ماهیت عجیب میدان مغناطیسی اورانوس است، که نه از مرکز هندسی سیاره سرچشمه می‌گیرد و نه با محور چرخشی آن همسو می‌شود و شیب 59 درجه را نشان می‌دهد. به طور خاص، دوقطبی مغناطیسی تقریباً یک سوم شعاع سیاره ای از هسته اورانوس جابجا می شود و به سمت قطب چرخشی جنوبی جابه جا می شود. این پیکربندی متمایز یک مگنتوسفر نامتقارن قابل توجه ایجاد می‌کند، که در آن قدرت میدان مغناطیسی سطحی به‌طور قابل‌توجهی متفاوت است، از حداقل 0.1 گاوس (10 μT) در نیمکره جنوبی تا حداکثر 1.1 گاوس (110 میکروT) در نیمکره شمالی. میانگین قدرت میدان سطحی 0.23 گاوس (23 μT) ثبت شده است.

تحلیل داده‌های Voyager 2 که در سال 2017 انجام شد نشان می‌دهد که این عدم تقارن ذاتی ارتباط روزانه بین مغناطیس‌کره اورانوس و باد خورشیدی را تسهیل می‌کند و در نتیجه سیاره را در معرض ذرات خورشیدی قرار می‌دهد. در مقابل، میدان مغناطیسی زمین در هر دو قطب قدرت قابل مقایسه ای از خود نشان می دهد و استوای مغناطیسی آن تا حد زیادی موازی با استوای جغرافیایی آن است. قابل توجه است که گشتاور دوقطبی اورانوس 50 برابر بیشتر از گشتاور زمین است. نپتون همچنین یک میدان مغناطیسی جابجا شده و کج شده مشابه را نشان می دهد، که نشان می دهد این ویژگی ممکن است در میان غول های یخی رایج باشد. یکی از فرضیه‌های رایج نشان می‌دهد که برخلاف میدان‌های مغناطیسی غول‌های زمینی و گازی که از هسته‌های عمیق آنها سرچشمه می‌گیرد، میدان‌های مغناطیسی غول‌های یخی توسط فرآیندهای دینامیکی که در اعماق کم‌تر اتفاق می‌افتند، به طور بالقوه در یک اقیانوس آب-آمونیاک ایجاد می‌شوند. یک نظریه جایگزین در مورد هم ترازی مگنتوسفر حاکی از وجود اقیانوس‌های الماس مایع در داخل اورانوس است که می‌تواند بر میدان مغناطیسی تأثیر بگذارد.

با این وجود، مشخص نیست که آیا عدم تقارن مشاهده‌شده در میدان مغناطیسی اورانوس یک حالت مغناطیسی کره‌ای معمولی را تشکیل می‌دهد یا صرفاً منعکس‌کننده یک رصد تایپ فضایی کوین است. تجزیه و تحلیل بعدی داده‌های وویجر، که در سال 2024 انجام شد، نشان می‌دهد که پیکربندی مغناطیسی بسیار نامتقارن ثبت‌شده در طول پرواز احتمالاً یک وضعیت غیرعادی بوده است. این نتیجه‌گیری با اندازه‌گیری‌های غیرمعمول افزایش چگالی باد خورشیدی در آن زمان، که می‌توانست فشردگی مغناطیس‌کره اورانوس را القا کند، تأیید می‌شود. علاوه بر این، این برهمکنش با رویداد باد خورشیدی ممکن است پارادوکس ظاهری کمربندهای تابش الکترونی قوی را که با چگالی پلاسمای مگنتوسفری اندازه‌گیری شده کم همزیستی می‌کنند، روشن کند. تخمین زده می‌شود که چنین شرایط محیطی کمتر از 5 درصد مواقع ظاهر می‌شوند.

علی‌رغم هم‌ترازی متمایز آن، مگنتوسفر اورانین چندین ویژگی با سیارات دیگر مشترک دارد. دارای یک شوک کمانی تقریباً 23 شعاع اورانین در بالادست، یک مگنتوپوز در 18 شعاع اورانی، یک دم مغناطیسی کاملاً توسعه یافته و کمربندهای تشعشعی متمایز است. به طور کلی، سازماندهی ساختاری مغناطیس کره اورانوس از مشتری متفاوت است، اما شباهت بیشتری به سیاره زحل دارد. دم مغناطیسی اورانوس میلیون‌ها کیلومتر در فضا امتداد می‌یابد و به دلیل چرخش مایل این سیاره، از پیکربندی طولانی‌مدت چوب پنبه‌پنبانی استفاده می‌کند.

مگنتوسفر اورانوس شامل ذرات باردار، عمدتاً پروتون‌ها و الکترون‌ها است که با غلظت جزئی یون‌های H₂⁺ تکمیل می‌شود. فرض بر این است که بخش قابل توجهی از این ذرات از ترموسفر سرچشمه می گیرند. انرژی یونی می تواند تا 4 مگا الکترون ولت برسد، در حالی که انرژی الکترون می تواند تا 1.2 مگا الکترون ولت برسد. در مگنتوسفر داخلی، چگالی یون های کم انرژی (زیر 1 کیلوالکترون ولت) تقریباً 2 سانتی متر است⁻³. توزیع این ذرات به طور قابل توجهی تحت تأثیر قمرهای اورانی است که از مگنتوسفر عبور می کنند و حفره های قابل تشخیص ایجاد می کنند. شار ذرات به اندازه‌ای شدید است که باعث تاریک شدن سطح یا هوازدگی فضا در این قمرها و حلقه‌ها می‌شود، که در یک مقیاس زمانی نجومی سریع 100000 ساله رخ می‌دهد. این پدیده به طور بالقوه مسئول رنگ‌های تیره یکنواخت مشاهده شده در سراسر ماهواره‌ها و حلقه‌های اورانی است.

اورانوس شفق‌های نسبتاً توسعه‌یافته‌ای را به نمایش می‌گذارد که به صورت کمان‌های درخشانی که هر دو قطب مغناطیسی را احاطه کرده‌اند ظاهر می‌شود. برخلاف شفق های مشتری، به نظر می رسد که شفق های اورانوس تأثیر ناچیزی بر تعادل انرژی ترموسفر سیاره ای دارند. این پدیده‌های شفق، به‌ویژه گسیل‌های طیفی فروسرخ آن‌ها که به کاتیون‌های تری‌هیدروژن نسبت داده می‌شوند، در اواخر سال ۲۰۲۳ تحت بررسی‌های گسترده‌ای قرار گرفته‌اند.

در مارس ۲۰۲۰، ستاره‌شناسان ناسا شناسایی یک حباب مغناطیسی جوی قابل‌توجه را اعلام کردند، که به آن به‌عنوان انسان فضایی به یک حباب مغناطیسی اتمسفر و فضانوردی که از فضاپیمای اوراسفر پرتاب می‌شود، خبر دادند. این کشف نتیجه ارزیابی مجدد داده های تاریخی به دست آمده توسط کاوشگر فضایی وویجر 2 در طول پرواز سیاره ای آن در سال 1986 است.

قمر

اورانوس دارای 29 ماهواره طبیعی شناسایی شده است. نامگذاری آنها برگرفته از شخصیت های برجسته در آثار ادبی ویلیام شکسپیر و الکساندر پوپ است. پنج ماهواره اصلی عبارتند از میراندا، آریل، آمبریل، تیتانیا و اوبرون. سیستم ماهواره ای اورانین کمترین جرم کل را در میان سیستم های ماهواره ای سیارات غول پیکر نشان می دهد. جرم تجمعی پنج قمر اصلی آن کمتر از نصف جرم تریتون، بزرگترین قمر نپتون است. تیتانیا، بزرگترین قمر اورانوس، شعاع 788.9 کیلومتری (490.2 مایلی) را اندازه‌گیری می‌کند که کمتر از نصف شعاع ماه است، اما اندکی بیشتر از رئا، دومین قمر بزرگ زحل است، بنابراین تیتانیا را هشتمین قمر بزرگ منظومه شمسی قرار می‌دهد. ماهواره‌های اورانوس عموماً آلبدوی پایینی از خود نشان می‌دهند که از 0.20 برای آمبریل تا 0.35 برای آریل (در صورت مشاهده در نور سبز) متغیر است. این اجسام از نظر ترکیب، کنگلومراهای یخی-سنگ، تقریباً 50٪ یخ و 50٪ سنگ هستند. جزء یخی ممکن است حاوی آمونیاک و دی اکسید کربن باشد.

در میان ماهواره‌های اورانیایی، آریل جوان‌ترین سطح را از نظر زمین‌شناسی نشان می‌دهد که با کمترین چگالی دهانه‌های برخوردی مشخص می‌شود، در حالی که آمبریل قدیمی‌ترین سطح را نشان می‌دهد. میراندا دارای دره‌های گسلی با عمق 20 کیلومتری، لایه‌های زمین‌شناسی پلکانی، و توزیع بسیار ناهمگون سنین سطح و ویژگی‌های مورفولوژیکی است. فرض بر این است که فعالیت‌های زمین‌شناسی تاریخی میراندا توسط گرمایش جزر و مدی در دوره‌ای تحریک شده است که مدار آن غیرعادی‌تر از حالت کنونی‌اش بوده است، که احتمالاً ناشی از تشدید مداری قبلی 3:1 با آمبریل است. فرآیندهای زمین‌شناسی گسترده، مرتبط با صعود دیاپیرها، پیدایش احتمالی تاج‌های متمایز «پیست مسابقه» میراندا محسوب می‌شوند. اعتقاد بر این است که آریل قبلا رزونانس مداری 4:1 را با تیتانیا حفظ کرده است.

اورانوس دارای حداقل یک مدارگرد نعل اسبی به نام 83982 کرانتور است که نقطه لاگرانژی L₃ خورشید-اورانوس را اشغال می‌کند - یک منطقه ناپایدار گرانشی در امتداد 180 آن. کرانتور ناحیه مداری اورانوس را در امتداد یک مسیر نعل اسبی پیچیده و گذرا طی می کند. 2010 EU65 نیز یک نامزد امیدوارکننده برای کتابدار نعل اسبی اورانیا در نظر گرفته می‌شود.

سیستم حلقه

سیستم حلقه اورانین شامل ذرات فوق‌العاده تاریک است که اندازه‌های آن از میکرومتر تا کسری از متر متغیر است. در حال حاضر، سیزده حلقه متمایز شناسایی شده است که حلقه ε درخشان ترین است. به استثنای دو حلقه خاص، همه حلقه های دیگر در منظومه اورانین به طور قابل ملاحظه ای باریک هستند و معمولاً تنها چند کیلومتر عرض دارند. فرض بر این است که حلقه ها از نظر زمین شناسی جوان هستند. تجزیه و تحلیل های دینامیکی نشان می دهد که آنها با اورانوس تشکیل نشده اند. مواد تشکیل دهنده حلقه ها ممکن است از یک ماه یا قمرهای متعددی که در اثر برخوردهای با سرعت بالا تکه تکه شده اند، سرچشمه گرفته باشد. از بقایای گسترده ایجاد شده توسط این ضربه‌ها، تنها تعداد محدودی از ذرات در مناطق پایدار باقی مانده‌اند که با مکان‌های فعلی حلقه‌ها مطابقت دارد.

ویلیام هرشل ساختار حلقه‌ای بالقوه را که اورانوس را احاطه کرده است در سال 1789 مستند کرده است. مشاهدات ستاره شناسان دیگر طی دو قرن بعدی. با این وجود، هرشل توصیف دقیقی از ابعاد حلقه اپسیلون، جهت زاویه ای آن نسبت به زمین، رنگ مایل به قرمز و تغییرات مشاهده شده آن در حین چرخش اورانوس به دور خورشید ارائه کرد. سیستم حلقه به طور قطعی در 10 مارس 1977 توسط جیمز ال. الیوت، ادوارد دبلیو. دانهام و جسیکا مینک با استفاده از رصدخانه هوایی کویپر شناسایی شد. این کشف به طور سرسام آور اتفاق افتاد. هدف اولیه آنها مطالعه جو اورانوس از طریق اختفای ستاره SAO 158687 (همچنین با نام HD 128598) توسط این سیاره بود. پس از تجزیه و تحلیل مشاهدات آنها، مشخص شد که ستاره برای مدت کوتاهی پنج بار قبل و بعد از اختفا توسط اورانوس از دید ناپدید شد. این باعث شد که آنها وجود یک سیستم حلقه ای در اطراف اورانوس را استنباط کنند. پس از آن، چهار حلقه دیگر شناسایی شد. تصویربرداری مستقیم از حلقه ها در طول پرواز اورانوس در سال 1986 توسط ویجر 2 به دست آمد. ویجر 2 همچنین دو حلقه ضعیف دیگر را شناسایی کرد و تعداد کل را به یازده افزایش داد.

تلسکوپ فضایی هابل در دسامبر 2005 دو حلقه کشف نشده را شناسایی کرد. بزرگ‌تر از این حلقه‌ها در مقایسه با حلقه‌های ثبت‌شده قبلی در فاصله دو برابر دورتر از اورانوس قرار دارد. به دلیل فاصله قابل توجهی که از اورانوس دارند، این حلقه‌های تازه شناسایی شده در مجموع به عنوان سیستم حلقه بیرونی شناخته می‌شوند. هابل علاوه بر این دو ماهواره کوچک را مشاهده کرد که یکی از آنها به نام Mab با بیرونی ترین حلقه ای که اخیراً کشف شده در مدار هم قرار می گیرد. گنجاندن این حلقه‌های جدید، تعداد کل حلقه‌های اورانین را به 13 افزایش می‌دهد. در آوریل 2006، تصاویر این حلقه‌های جدید که از رصدخانه کک به دست آمده بود، رنگ‌های متمایز آنها را نشان داد: بیرونی‌ترین حلقه یک رنگ آبی نشان می‌دهد، در حالی که حلقه دیگر قرمز به نظر می‌رسد. یک فرضیه رایج حاکی از آن است که رنگ آبی حلقه بیرونی از ترکیب ذرات یخ کوچک آب ناشی از سطح ماب ناشی می شود که به اندازه کافی کوچک هستند تا نور آبی را پراکنده کنند. برعکس، حلقه‌های داخلی اورانوس ظاهری خاکستری دارند.

علی‌رغم چالش‌های ذاتی در رصد مستقیم حلقه‌های اورانوس از زمین، پیشرفت‌ها در فناوری تصویربرداری دیجیتال بسیاری از ستاره‌شناسان آماتور را قادر می‌سازد تا با استفاده از فیلترهای قرمز یا فروسرخ با موفقیت تصاویری از این حلقه‌ها ثبت کنند. تلسکوپ‌هایی با دیافراگم‌های کوچک تا 36 سانتی‌متر (14 اینچ) ممکن است قادر به تشخیص حلقه‌ها در صورت مجهز شدن به دستگاه تصویربرداری مناسب باشند.

اکتشاف

از آن زمان، هیچ فضاپیما دیگری پرواز اورانوس را انجام نداده است، اگرچه ماموریت‌های متعددی برای تغییر مسیر فضاپیمای کاسینی از زحل به اورانوس در طول مرحله برنامه‌ریزی گسترش ماموریت در سال 2009 ارزیابی شد. با این حال، این گزینه در نهایت به نفع تخریب کنترل شده آن در جو زحل رد شد، با توجه به اینکه سفر به منظومه اورانین پس از خروج از زحل تقریباً دو دهه طول می‌کشد. یک کاوشگر بالقوه ورود اورانوس می‌تواند از میراث طراحی کاوشگر چندگانه پایونیر ونوس برای فرود به اعماق ۱ تا ۵ اتمسفر استفاده کند. بررسی دهه‌های علوم سیاره‌ای 2013-2022، که در سال 2011 منتشر شد، مأموریت مدارگرد و کاوشگر اورانوس را تأیید کرد که یک پنجره پرتاب بین سال‌های 2020 و 2023 و به دنبال آن یک گذر 13 ساله به اورانوس را پیشنهاد کرد. این توصیه در سال 2022 تکرار شد، زمانی که ماموریت کاوشگر/مدارگرد اورانوس بالاترین اولویت را دریافت کرد، در درجه اول به دلیل درک محدود غول های یخی. اخیراً، مدارگرد مشتری Tianwen-4 CNSA، که برای پرتاب در سال 2029 برنامه ریزی شده است، برای استقرار یک کاوشگر فرعی طراحی شده است که جدا می شود و از کمک گرانشی استفاده می کند، به جای ورود به مدار، برای انجام پرواز با اورانوس در مارس 2045 قبل از حرکت به فضای بین ستاره ای. علاوه بر این، چین برنامه‌هایی را برای ماموریت آتی Tianwen-5 ترسیم کرده است، که به طور بالقوه می‌تواند به دور اورانوس یا نپتون بچرخد، اگرچه این طرح‌ها هنوز محقق نشده‌اند.

در فرهنگ

در طالع بینی معاصر، سیاره اورانوس (نماد) به عنوان سیاره حاکم بر دلو تعیین شده است. از نظر تاریخی، قبل از کشف اورانوس، زحل این سلطه نجومی را بر دلو داشت. با توجه به رنگ فیروزه ای اورانوس و ارتباط آن با الکتریسیته، رنگ "آبی برقی" که تقریباً به رنگ آبی فیروزه ای نزدیک است، با علامت نجومی دلو مرتبط است.

یادداشت ها

• پولتارووا، ترزا (1 اکتبر 2021). تگرگ‌های بدبوی «موشگل» در اورانوس ممکن است یک ناهنجاری جوی را در آنجا (و در نپتون نیز) توضیح دهد.» Space.com.Miner, Ellis D. (1998). اورانوس: سیاره، حلقه‌ها و ماهواره‌ها. نیویورک: جان وایلی و پسران. ISBN 978-0-471-97398-0. گور، ریک (اوت 1986). "اورانوس: ویجر از یک سیاره تاریک بازدید می کند." نشنال جئوگرافیک، جلد. 170، شماره 2، ص 178–194. ISSN 0027-9358. OCLC 643483454.الکساندر، آرتور فرانسیس اودونل (1965). سیاره اورانوس: تاریخچه رصد، نظریه و کشف. نیویورک: American Elsevier Publishing Company. cs1-prop-foreign-lang-source" title="ctx_ver=Z39.88-2004&rft_val_fmt=info%3Aofi%2Ffmt%3Akev%3Amtx%3Abook&rft.genre=book&rft.btitle=T he+Planet+Uranus%3A+A+ History+Observation%2C+Theory+and+Discovery&rft.place=نیویورک&rft.pub=امریکایی+ای lsevier+Publ.+Comp.&rft.date=1965&rft.aulast=Alexander&rft.aufirst=Arthur+Francis+O%27Donel&rft_id =https%3A%2F%2Farchive.org%2Fdetails%2Fplaneturanushist0000alex&rfr_id=info%3Asid%2Fen.
• • اورانوس در آژانس فضایی اروپا
  • اورانوس در مجله عکس سیاره‌ای آزمایشگاه رانش جت (عکس)
  • مونتاژ سیستم اورانی (عکس)
  • گری، مگان؛ مریفیلد، مایکل (2010). "اورانوس." شصت نماد. بردی هاران برای دانشگاه ناتینگهام.
  • "عکس های حلقه های اورانوس"، تلسکوپ فضایی جیمز وب، ناسا، 18 دسامبر 2023، بازیابی 19 دسامبر 2023منبع: بایگانی آکادمی TORIma