Uranus

Zentralkörper: Sonne
Typ: Planet
Art: Gasplanet
Perihel*: 2.741.270.400 km / 18,324 AE
Mittlere Entfernung: 2.872.469.600 km / 19,201 AE
Aphel*: 69.816.900 km / 0,446.697 AE
Rang (von innen): 7.
Nachbarplaneten: Saturn und Neptun
Umlaufzeit: 84 Jahre, 4 Tage, 25 Minuten
und 34 Sekunden
Bahnneigung: 0,770°
Bahngeschwindigkeit: 24.477 km/h (6,8 km/s)
Rotationszeit: 17 Stunden, 14 Minuten und
24 Sekunden
Achsenneigung: 97,77°
Rotationsgeschwindigkeit: ?
Rotationsrichtung: rückläufig
Masse: ≈ 86.810.300.000.000.000.000.
000.000 kg
Fläche: 8.083.079.690 km²
Äquatordurchmesser: 50.724 km
Äquatorumfang: 159.354,1 km
Volumen: 68.334.355.695.584 km³
Gravitation: 8,87 m/s²
Exzentrizität: 0,04725744
Dichte: 1,270 g/cm³
Oberflächentemperatur: -197 °C
Kerntemperatur: ≈ +5000 bis +7000 °C
Bekannte Monde: 27
Entdecker: Friedrich Wilhelm Herschel
Entdeckungsdatum: Dienstag, 13. März 1781
Entdeckungsort: Bath, Vereinigtes Königreich
Benannt nach: Uranos (griechische Mythologie)
Adjektiv: uranisch
Abb. 1: Aufnahme von Voyager 2 des milchig blauen Planeten am 10. Januar 1986.
Abb. 1: Aufnahme von Voyager 2 des milchig blauen Planeten am 10. Januar 1986.

Uranus ist von der Sonne etwa doppelt so weit entfernt wie Saturn. Der im Jahre 1781 von Herschel entdeckte Planet ist der siebte im Sonnensystem und wird zu den jupiterähnlichen (jovianischen) Planeten gezählt.

 

Uranus ist, mit seinen knapp 51.000 Kilometern im Durchmesser, nach Jupiter und Saturn der drittgrößte Planet im Sonnensystem.

Bild: NASA/JPL-Caltech [Quelle]

Da er weniger Methan als Neptun besitzt, und so Neptun viel blauer erscheint, ist Uranus der kälteste Planet unseres Sonnensystems. Das viele Methan in Neptuns Atmosphäre erzeugt ein Treibhauseffekt und macht ihn wärmer als den Uranus.

 

Auf den ersten Blick eher langweilig aussehend, besitzt Uranus einige der hellsten Wolken im Sonnensystem und ein eigenes, blasses Ringsystem. Die Atmosphäre enthält vor allem Wasserstoff und Helium, mit einem geringen Anteil an Methan sowie Spuren von Wasser und Ammoniak. Das Methan absorbiert den Rotanteil des auftreffenden Sonnenlichts, sodass der Planet im reflektierten Licht mintfarben erscheint.

 

Der Planet mag sehr früh mit einem großen Objekt zusammengestoßen sein, wodurch seine Achse stark gekippt wurde und jetzt fast mit der Bahnebene zusammenfällt. Auch die Ringe und Monde bewegen sich in der nahezu senkrecht stehenden Äquatorebene.

 

Uranus hat im Vergleich zur Erde die geringste Neigung der Bahnebene, nämlich nur 0,770°.


Entdeckung, Benennung und Symbol

Die Entdeckung des Uranus ist die erste eines Planeten seit der Antike, das nur die klassischen Planeten Merkur, Venus, Mars, Jupiter, Saturn kannte.

 

Der Planet wird am 13. März 1781 vom deutsch-englischen Astronomen Wilhelm Herschel bei einer systematischen Durchmusterung des Nachthimmels aufgefunden.

Interessanterweise ist Uranus, der 84 Jahre für einen Umlauf benötigt, schon vorher oft gesehen aber aufgrund seiner langsamen Bewegung im Vergleich zu Fixsternen für einen Stern gehalten worden.

So katalogisierte beispielsweise John Flamsteed den Planeten im Jahre 1690 als 34 Tauri und im Jahre 1712 als Rho Leonis, und wiederum Tobias Mayer im Jahre 1756 als 964 Aquarii.

 

Planeten werden in der Regel nach römischen Göttern benannt, zum Teil taten dies ihre Entdecker. Dabei hat man sich immer Götternamen ausgesucht, die etwas mit dem Aussehen, der Lage zur Sonne und den Merkmalen des Planeten zu tun haben. Nach der Entdeckung des Planeten wurde er von Herschel zu Ehren des englischen Königs Georg III. zunächst als „Georgium Sidus“ (Georgs Stern) bezeichnet. Maximilian Hell schlug den Namen „Urania“, nach der Muse der Astronomie vor. In Frankreich dagegen nannten ihn Astronomen „Herschel“ nach dem Entdecker.

Dieser Name blieb so lange populär, bis Johann Elert Bode 1850, nach dem Tod von Herschel, vorschlug, ihn nach dem griechischen Gott Uranos, den Gott des Himmels zu benennen. Der Planet erhielt wahrscheinlich seinen Namen, weil er lange nicht erkannt wurde, und sich versteckt im Himmel aufhielt - denn Uranos ist der griechische Gott des Himmels.

Holzstich eines Holzstechers namens Kemplen nach einem Entwurf von Paul Fouché. Es zeigt Wilhelm und Caroline Herschel bei der Entdeckung des Uranus am 13. März 1781.
Holzstich eines Holzstechers namens Kemplen nach einem Entwurf von Paul Fouché. Es zeigt Wilhelm und Caroline Herschel bei der Entdeckung des Uranus am 13. März 1781.

Bild: Paul Fouché, Camille Flammarion, Astronomie populaire, Buch IV, Kapitel VIII, Paris 1884, Seite 72/Brooklyn Museum [Quelle]

Eine voll-aufgelöste Version gibt es hier.


Sein astronomisches Symbol ist, und zeigt Eines der zwei alchimistischen Symbole für Platin oder eine Kombination aus den Symbolen für Mars und Sonne. Eine andere Version ist , was den Nachnamen des Entdeckers Wilhelm Herschel darstellt.

Liste der Beobachtungen des Uranus vor der offiziellen Entdeckung im Jahre 1781

Beobachter: Datum: Sternbild:
Hipparchos von Nicäa? 128 v. Chr. Jungfrau
John Flamsteed 23. Dezember 1690 Stier
John Flamsteed 2. April 1712 Löwe
John Flamsteed 14. Dezember 1714 Jungfrau
John Flamsteed 4. März 1715 Löwe
John Flamsteed 5. März 1715 Löwe
John Flamsteed 10. März 1715 Löwe
John Flamsteed 29. April 1715 Löwe
James Bradley 21. Oktober 1748 Steinbock
James Bradley 13. September 1750 Steinbock
Pierre Charles Lemonnier 14. Oktober 1750 Steinbock
Pierre Charles Lemonnier 5. Dezember 1750 Steinbock
James Bradley 3. Dezember 1753 Wassermann
Tobias Mayer 25. September 1756 Wassermann
Pierre Charles Lemonnier 15. Januar 1764 Fische
Pierre Charles Lemonnier 27. Dezember 1768 Widder
Pierre Charles Lemonnier 30. Dezember 1768 Widder
Pierre Charles Lemonnier 15. Januar 1769 Widder
Pierre Charles Lemonnier 16. Januar 1769 Widder
Pierre Charles Lemonnier 20. Januar 1769 Widder
Pierre Charles Lemonnier 21. Januar 1769 Widder
Pierre Charles Lemonnier 22. Januar 1769 Widder
Pierre Charles Lemonnier 23. Januar 1769 Widder
Pierre Charles Lemonnier 18. Dezember 1771 Widder

Rotation und Umlaufbahn

"Mintfarbene Billardkugel"

Animierte Rotation des Uranus. © Space Facts 2018 (Bild wurde leicht verändert)
Animierte Rotation des Uranus. © Space Facts 2018 (Bild wurde leicht verändert)

Monde

Uranus besitzt 27 bekannte Monde. Davon sind vier Monde kugelförmig: Miranda, Ariel, Umbriel, Titania und Oberon.

Die beiden ersten Uranusmonde, Oberon und Titania, wurden am 11. Januar 1787 von Wilhelm Herschel entdeckt, nachdem er am 13. März 1781 den Uranus identifizierte. Am 24. Oktober 1851 wurden zwei weitere Monde von William Lassell entdeckt, und später Ariel und Umbriel getauft.

Am 16. Februar 1948 machte Gerard Kuiper einen Entdeckung: Er entdeckte den ersten Mond, der kleiner war als die vier großen Monde: Miranda.

Zehn weitere Monde wurden beim Vorbeiflug von Voyager 2 im Januar 1986 entdeckt. Der Mond Perdita wurde erst viel später auf Bildern von Voyager 2 identifiziert. Danach wurden noch zwei kleine innere Monde wurden mit dem Hubble-Teleskop entdeckt.

Bis 1997 galt der Uranus als einziger Planet ohne bekannte "irreguläre Monde". Am 18. Juli 1999, am 13. August 2001 und am 25. August 2003 wurden mit Hilfe von erdgebundenen Teleskopen neun irreguläre Monde gefunden. Eine Besonderheit besteht darin, dass bisher alle Uranusmonde einen Namen bekommen haben. Außerdem wurden die Uranusmonde nicht nach Sagengestalten aus der griechischen Mythologie benannt, was für Monde anderer Planeten üblich ist.

24 der 27 Uranusmonde wurden nach Figuren in Werken von William Shakespeare benannt. Die Namen von Ariel, Umbriel und Belinda wurden jedoch von Personen des Gedichts "Der Lockenraub" von Alexander Pope entnommen. Irrtümlich wird auch angenommen, dass Ariels Name von Shakespeares Erzählung "Der Sturm" stammt.

Ringsystem

Uranus mit seinen Ringen auf einer Nahinfrarot-Aufnahme vom 8. August 1998 © NASA/JPL/STScI
Uranus mit seinen Ringen auf einer Nahinfrarot-Aufnahme vom 8. August 1998 © NASA/JPL/STScI

Mehr als 300 Jahre lang schien der Saturn der einzige Planet mit einem Ringsystem zu sein.

Uranus besitzt wie die übrigen Gasplaneten Ringe, die aber im Vergleich zu den Saturnringen deutlich schwächer ausgeprägt sind. Nach den Saturnringen, ist es das zweite Ringsystem, das innerhalb unseres Sonnensystems entdeckt wurde.

Am 10. März 1977 entdeckten James L. Elliot, Edward W. Dunham und Douglas J. Mink auch bei Uranus ein System aus mehreren Ringen. An diesem Tag zog Uranus, vom südlichen Indischen Ozean aus gesehen, an einem Stern namens "SAO 158687" vorbei. Eigentlich wollten die drei Astronomen diese Gelegenheit nutzen, um aus der Verfinsterungsdauer den Durchmesser zu erschließen, und die äußere Atmosphäre zu untersuchen. Dazu waren sie mit dem Kuiper Airborne Observatory, einem Flugzeug, in das ein Teleskop eingebaut war, zu einem Beobachtungsflug gestartet.

 

Überraschenderweise verdunkelte Uranus den Stern nicht nur einmal, sondern kurzzeitig weitere zehn Mal - jeweils fünfmal vor und nach der eigentlichen Bedeckung durch Uranus. Da diese weiteren zehn Bedeckungen gleichmäßig verteilt waren, lies sich daraus schließen, dass der Uranus von mehreren eigenständigen Ringen umgeben sein muss. Diese fünf Ringe bekamen die Bezeichnungen α, β, γ, δ und ε. Später wurden vier weitere Ringe innerhalb den β-, α- und γ-Ringen aufgespürt, die später die Bezeichnungen η, 4, 5 und 6 bekamen.

 

Im Jahre 1986 entstanden die ersten detaillierten Bilder der Uranusringe, als Voyager 2 das Ringsystem durchquerte, und die zwei matteren Ringe δ und 1986U2R/ζ entdeckte. 2003 und 2005 wurden von Hubble ebenfalls zwei weitere Ringe erkannt. Auch sie bekamen griechische Bezeichnungen - μ und ν.

 

Schon am 22. Januar 1789 soll der Entdecker des Uranus Wilhelm Herschel gesehen haben. Er beschrieb sie als leicht rötlich.

https://images.nasa.gov/details-ARC-1993-AC93-0066-6.html Ausschnitt

Oberfläche und Aufbau

Vermutlicher Aufbau von Uranus (Erde als Vergleich)
Vermutlicher Aufbau von Uranus (Erde als Vergleich)

Kern

Mantel

Innere Atmosphäre

Äußere Atmosphäre

Bild: NASA/LPI  [Quelle] (Bild wurde leicht verändert)

Der innere Aufbau von Uranus ähnelt sehr dem seines äußeren Nachbarn Neptun.

 

Der 5000°C bis 7000 °C heiße Uranuskern hat ungefähr die Größe der Erde und besteht aus Eis und Gesteinen wie Eisen oder Silikaten. Im Gegensatz zu den äußeren Schichten nehmen Druck und Temperatur nach innen rasch zu, sodass die Gase im Planeteninneren eine hohe Dichte erreichen.

 

An dem Kern schließt sich ein Mantel, der vorwiegend aus Wasser- , Methan-, Ammoniakeis und Silikatmineralen besteht, an. Er nimmt geschätzt zwei Drittel des Planetenradius ein, also etwa 16.000 bis 17.000 Kilometer, und dürfe auch die Quelle des Magnetfels von Uranus sein.

Über dem Eismantel befindet sich die innere gasförmige Atmosphäre, die hauptsächlich Wasserstoff , Helium und Methangas aufweist. Die drei Elemente sind teilweise sogar in flüssiger Form auffindbar.

Uranus' Atmosphäre scheint einfarbig und strukturlos.
Uranus' Atmosphäre scheint einfarbig und strukturlos.

Diese flüssige Schicht geht schließlich in eine gasförmige, rund 350 Kilometer dicke Atmosphäre über, welche ebenfalls die drei Bestandteile aufweist. Sie zeigt uns die sichtbaren Wolken des Uranus, die eine blaugrünliche Farbe aufweisen, was mit den kleinen Mengen von Methan zusammenhängt. Das Methan absorbiert den Rotanteil des auftreffenden Sonnenlichts, sodass der Planet im reflektierten Licht mintfarben erscheint. Außerdem ist im Vergleich zu den anderen jovianischen Planeten die Atmosphäre merkwürdig strukturlos und weist kaum Einzelheiten auf. Die Temperatur an der oberen Grenze der Wolkenschichten beträgt - 197 °C.

Bild: NASA/JPL-Caltech [Quelle] (Bild wurde verändert)

Ein Rätsel ist immer noch, warum Uranus als einziger Gasplanet, weniger Energie in Form von Infrarotstrahlung abgibt, als er von der Sonne bekommt. Hier besteht möglicherweise ein Zusammenhang mit der Kollision eines anderen Körpers, der auch gleichzeitig seine Rotationsachse kippte.


Oberflächenmerkmale

Hubble-Aufnahme von 2006 mit dem ersten dunklen Fleck auf Uranus. © NASA/ESA/L. Sromovsky (Bild wurde leicht verändert)
Hubble-Aufnahme von 2006 mit dem ersten dunklen Fleck auf Uranus. © NASA/ESA/L. Sromovsky (Bild wurde leicht verändert)

Wie die anderen Gasplaneten auch, besitzt auch Uranus Wolkenstreifen, die sich schnell bewegen - sie sind die hellsten Wolken unseres Sonnensystems.

 

Auch wenn der Uranus strukturlos aussehen mag, besitzt er, wenn auch nur extrem fein und dünn, Wolken, die aber fast unsichtbar erscheinen. Doch manche lassen sich sogar auf stark vergrößerten Voyager-2-Aufnahmen ausmachen.

 

 

 

 

 

Bild: NASA/ESA/L. Sromovsky [Quelle] (Bild wurde verändert)

Uranus beobachten

Um Uranus am Himmel zu finden, brauchst du schon sehr gute Augen und einen dunklen Nachthimmel ohne störende Lichtquellen wie etwa Straßenlampen oder auch den Mond. Uranus hat eine grünlich-bläuliche Färbung und leuchtet nicht sehr hell. Das ist aber auch kein Wunder, denn er ist ja sehr weit von der Erde entfernt (zwischen 2,7 bis 3 Milliarden Kilometer!). Uranus ist gerade noch so mit dem bloßen Auge (also ohne Hilfsmittel wie Fernglas oder Teleskop) zu erkennen.

 

Ohne zu wissen, wo man suchen sollte, hat man aber keine Chance, ihn zu entdecken. Am besten schaust du in einem astronomischen Jahrbuch nach oder lässt ihn dir in einer Sternwarte zeigen. Da sich Uranus recht langsam über unseren Sternenhimmel bewegt, verbringt er oft viele Jahre in ein und demselben Sternbild.

 

Um sich Uranus anzuschauen, ist ein Fernglas oder Teleskop hilfreich. Allerdings wird er auch hier nur als winziges Scheibchen zu sehen sein. Er ist einfach viel zu weit von uns entfernt, als dass wir ihn deutlich zu sehen bekommen. Einzig Raumsonden können uns Bilder liefern, auf denen zum Beispiel Wolken in der Uranusatmosphäre sichtbar werden.

Missionen und Erkundung

Voyager 2, Vorbeiflug 1986