Uran − gazowy olbrzym, siódma od Słońca planeta Układu Słonecznego, trzecia pod względem wielkości i czwarta pod względem masy. Nazwa planety pochodzi od Uranosa, greckiego boga, uosobienia nieba (klasyczna greka: Οὐρανός), ojca Kronosa (Saturna) i dziada Zeusa (Jowisza). Choć jest widoczny gołym okiem podobnie jak pięć innych planet, umknął uwadze starożytnych obserwatorów z powodu małej jasności i powolnego ruchu po sferze niebieskiej. William Herschel ogłosił odkrycie planety 13 marca 1781, po raz pierwszy w historii rozszerzając znane granice Układu Słonecznego. Uran to również pierwsza planeta odkryta przy pomocy teleskopu.

Uran budową i składem chemicznym przypomina Neptuna, a obie planety mają odmienną budowę i skład niż większe gazowe olbrzymy: Jowisz i Saturn. Astronomowie czasem umieszczają je w oddzielnej kategorii „lodowych olbrzymów”. Atmosfera Urana, chociaż – podobnie jak atmosfery Jowisza i Saturna – składa się głównie z wodoru i helu, zawiera więcej zamrożonych substancji lotnych (tzw. lodów) niż atmosfery większych planet-olbrzymów; są to substancje takie jak woda, amoniak i metan, oraz śladowe ilości węglowodorów. Jest najzimniejszą atmosferą planetarną w Układzie Słonecznym; minimalna temperatura to 49 K (−224 °C). Ma ona złożoną, warstwową strukturę. Uważa się, że jej najniższe chmury tworzy woda, a najwyższa warstwa chmur jest utworzona z kryształków metanu. Z kolei wnętrze Urana składa się głównie z lodów i skał.

Podobnie jak inne planety-olbrzymy, Uran posiada system pierścieni, magnetosferę i liczne księżyce. System Urana ma unikatową konfigurację wśród planet, ponieważ jego oś obrotu jest silnie nachylona i znajduje się prawie w płaszczyźnie orbity planety. W tej sytuacji jego biegun północny i południowy leżą tam, gdzie równik większości innych planet. Widziane z Ziemi, pierścienie Urana czasami układają się wokół planety jak tarcza łucznicza, zaś księżyce planety krążą wokół niej jak wskazówki zegara, choć w 2007 i 2008 pierścienie planety były ustawione krawędzią do osi obserwacji. W 1986 obrazy z sondy Voyager 2 pokazały Urana jako planetę praktycznie pozbawioną wyróżniających się cech powierzchni w świetle widzialnym, bez pasm chmur i burz podobnych do istniejących na pozostałych planetach-olbrzymach. Jednak w ostatnich latach obserwacje prowadzone z Ziemi ukazały oznaki zmian pór roku i zwiększonej aktywności zjawisk pogodowych, gdy Uran zbliżył się do równonocy. Prędkość wiatru na Uranie może osiągnąć 250 metrów na sekundę (900 km/h).

Historia[ | edytuj kod]

Odkrycie[ | edytuj kod]

Urana obserwowano już wielokrotnie przed odkryciem, jednak był on mylony z gwiazdą. Pierwsza historyczna obserwacja miała miejsce w 1690, kiedy John Flamsteed obserwował planetę co najmniej sześć razy, skatalogował ją jednak błędnie jako gwiazdę 34 Tauri. Francuski astronom Pierre Lemonnier obserwował Urana co najmniej dwanaście razy w latach 1750–1769, w tym przez cztery kolejne noce.

Sir William Herschel obserwował planetę 13 marca 1781, w ogrodzie swego domu przy 19 New King Street, w miejscowości Bath w hrabstwie Somerset (obecnie Herschel Museum of Astronomy), ale początkowo (26 kwietnia 1781) ogłosił swoje odkrycie jako kometę. Herschel „zaangażował się w szereg prac dotyczących paralaksy gwiazd stałych” za pomocą teleskopu własnej konstrukcji.

W swoim dzienniku zapisał: „w kwartylu blisko ζ Tauri … Mgława Gwiazda albo, być może, Kometa”. 17 marca zauważył: „Szukałem Komety lub Mgławej Gwiazdy i stwierdziłem, że jest to Kometa, ponieważ zmieniła swe położenie”. Przedstawiając swoje odkrycie Towarzystwu Królewskiemu, nadal twierdził, że znalazł kometę, ale także pośrednio porównał ją do planety:

Replika teleskopu, którym William Herschel odkrył Urana, Herschel Museum of Astronomy w Bath

Herschel poinformował astronoma królewskiego, Nevila Maskelyne’a, o odkryciu i otrzymał w odpowiedzi 23 kwietnia następujący list: „Nie wiem, jak to nazwać. To może być zarówno regularna planeta poruszająca się po niemal kołowej orbicie wokół Słońca, jak kometa poruszająca się po orbicie bardzo ekscentrycznej. Jak dotąd nie widziałem jeszcze żadnej komy lub warkocza”.

Choć Herschel nadal ostrożnie opisywał nowy obiekt jako kometę, inni astronomowie zaczęli już podejrzewać, że natura tego ciała jest inna. Rosyjski astronom Anders Johan Lexell jako pierwszy obliczył orbitę nowego obiektu i odkrył, że jest prawie kołowa, co doprowadziło go do wniosku, że jest to raczej planeta niż kometa. W Berlinie astronom Johann Elert Bode opisał odkrycie Herschela jako „ruchomą gwiazdę, która może zostać uznana za nieznany, podobny do planety obiekt, krążący poza orbitą Saturna”. Bode również stwierdził, że jego prawie kołowa orbita bardziej pasuje do planety niż komety.

Obiekt został wkrótce powszechnie uznany za nową planetę. W 1783 Herschel osobiście powiadomił o tym fakcie prezesa Royal Society, Josepha Banksa: „W oparciu o obserwacje najwybitniejszych astronomów w Europie wydaje się, że nowa gwiazda, którą miałem zaszczyt wskazać im w marcu 1781, jest planetą Układu Słonecznego”. W uznaniu jego osiągnięć Jerzy III Hanowerski przyznał Herschelowi roczne stypendium w wysokości 200 funtów, pod warunkiem że przeniesie się do Windsoru, aby mieszkająca na tamtejszym zamku rodzina królewska także mogła popatrzeć na niebo przez jego teleskopy.

Nazwa[ | edytuj kod]

Maskelyne poprosił Herschela, „aby uczynił przysługę światu astronomów, nadając nazwę swojej planecie, która jest jego, i za której odkrycie jesteśmy niezmiernie zobowiązani”. W odpowiedzi na wniosek Maskelyne’a Herschel postanowił nazwać obiekt Georgium Sidus („gwiazdą Jerzego”), na cześć swojego patrona, króla Jerzego III. W liście do Josepha Banksa wyjaśnił tę decyzję w następujący sposób:

Odkrywca Urana William Herschel

Proponowana przez Herschela nazwa nie była popularna poza Wielką Brytanią; wkrótce też zaproponowano inne nazwy. Francuski astronom Jérôme Lalande zaproponował nazwać planetę „Herschel” – na cześć jej odkrywcy. Szwedzki astronom Erik Prosperin zaproponował nazwę „Neptun”, która zyskała poparcie innych astronomów, którym spodobał się pomysł upamiętnienia zwycięstwa brytyjskiej Królewskiej Marynarki Wojennej podczas wojny o niepodległość Stanów Zjednoczonych, nawet poprzez nazwanie nowej planety „Neptun Jerzego III” lub „Neptun Wielkiej Brytanii”. Bode z kolei zaproponował nazwę „Uran”, zlatynizowaną wersję imienia greckiego boga nieba, Uranosa. Argumentował, że podobnie jak Saturn był ojcem Jowisza, tak nowa planeta powinna być nazwana imieniem ojca Saturna. W 1789 kolega Johanna Bodego z Królewskiej Akademii Nauk, Martin Klaproth, nazwał nowo odkryty pierwiastek „uran” w geście poparcia jego propozycji. Ostatecznie nazwa zaproponowana przez Bodego zyskała największą popularność, a w 1850 stała się jedyną używaną, kiedy HM Nautical Almanac Office (Biuro Almanachu Nawigacyjnego Jej Królewskiej Mości) zaczęło stosować nazwę Uran zamiast Georgium Sidus. Uran jest jedyną planetą (nie uwzględniając Ziemi), której nazwa pochodzi od postaci z mitologii greckiej, a nie rzymskiej.

W językach chińskim, japońskim, koreańskim i wietnamskim, nazwa planety jest przetłumaczona dosłownie jako król nieba (天王星).

Symbol[ | edytuj kod]

Astronomiczny symbol tej planety to . Jest to połączenie symboli Marsa i Słońca, ponieważ Uran to w mitologii greckiej bóg nieba, które było uważane za zdominowane przez połączone siły Słońca i Marsa. Jego symbol astrologiczny to ; zaproponował go w 1784 Lalande w liście do Herschela. Lalande opisał go jako „un globe surmonté par la première lettre de votre nom” („glob zwieńczony pierwszą literą Twojego nazwiska”).

Orbita i obrót[ | edytuj kod]

Uran w bliskiej podczerwieni (w fałszywych kolorach) z pasmami chmur, pierścieniami i księżycami, kamera NICMOS Teleskopu Hubble’a, 1998

Uran jedno okrążenie Słońca wykonuje w 84 lata. Jego średnia odległość od Słońca wynosi około 3 miliardów km (20 au). Intensywność światła słonecznego na Uranie stanowi ok. 1/400 intensywności na Ziemi. Jego orbita została wyznaczona po raz pierwszy w 1783 przez Pierre'a Simona de Laplace. Z czasem zaczęły być widoczne rozbieżności między przewidywaniami i obserwacjami ruchu Urana po orbicie. W 1841 John Couch Adams po raz pierwszy zasugerował, że różnice mogą być spowodowane przez przyciąganie grawitacyjne innej, nieznanej planety. W 1845 Urbain Le Verrier rozpoczął własne, niezależne badania orbity Urana. 23 września 1846 Johann Gottfried Galle odkrył kolejną planetę, później nazwaną Neptunem, w pobliżu miejsca przewidzianego przez Le Verriera.

Jeden obrót Urana wokół własnej osi trwa 17 godzin 14 minut. Jednak, podobnie jak na wszystkich gazowych olbrzymach, w jego górnych warstwach atmosfery występują bardzo silne wiatry w kierunku ruchu obrotowego planety. W niektórych szerokościach uranograficznych, w szczególności około 60°S, wyróżniające się elementy atmosfery poruszają się znacznie szybciej, wykonując pełen obieg w ciągu zaledwie 14 godzin.

Nachylenie[ | edytuj kod]

Oś obrotu Urana jest nachylona pod kątem 97,77° do kierunku prostopadłego do ekliptyki, tak więc jego oś obrotu znajduje się niemal w płaszczyźnie Układu Słonecznego. Skutkuje to zmianami pór roku całkowicie odmiennymi od zachodzących na innych planetach. Ruch obrotowy innych planet można wizualizować jako obrót przechylonego bączka na płaszczyźnie Układu Słonecznego, podczas gdy Uran obraca się tak, jakby leżał „na boku”. W czasie przesilenia jeden biegun jest zwrócony do Słońca; znajduje się ono niemal w zenicie nad tym biegunem. Jedynie wąski pas wokół równika doświadcza szybkiego cyklu dzień-noc, jednak Słońce porusza się tam bardzo blisko linii horyzontu, jak w ziemskich regionach polarnych w czasie równonocy. Po przeciwnej stronie orbity Urana orientacja biegunów względem Słońca jest odwrotna. Każdy biegun przez około 42 lata ziemskie doświadcza zjawiska dnia polarnego, a następnie przez kolejne 42 lata nocy polarnej. Podczas równonocy Słońce znajduje się ponad równikiem, dając cykl dnia i nocy podobny do większości innych planet. Ostatnia równonoc na Uranie miała miejsce 7 grudnia 2007 roku.

Jednym z rezultatów takiej orientacji osi jest to, że średnio w ciągu roku regiony polarne Urana otrzymują więcej energii od Słońca niż obszary równikowe. Niemniej jednak Uran jest cieplejszy na równiku niż na biegunach. Nie jest znany mechanizm, który za to zjawisko odpowiada. Także powód niezwykłego nachylenia osi Urana nie jest znany z całą pewnością. Według pewnej hipotezy, w początkowych etapach tworzenia się Układu Słonecznego masywna protoplaneta zderzyła się z Uranem, powodując przechylenie osi obrotu planety.

W czasie przelotu w 1986 sondy Voyager 2 południowy biegun planety był oświetlony przez Słońce. Określenie tego bieguna mianem „południowy” opiera się na definicji obecnie przyjętej przez Międzynarodową Unię Astronomiczną, która stwierdza, że północnym biegunem planety lub księżyca jest nazywany ten, który znajduje się ponad płaszczyzną Laplace’a Układu Słonecznego (płaszczyzną przechodzącą przez barycentrum i prostopadłą do wektora momentu pędu), niezależnie od tego, w którą stronę dane ciało się obraca. Czasem jednak używana jest inna konwencja, według której biegun północny określany jest zgodnie z regułą prawej dłoni, w zależności od kierunku obrotu planety. Zgodnie z tą konwencją to północny biegun był oświetlony przez Słońce w 1986.

Widoczność[ | edytuj kod]

Od 1995 do 2006 wielkość gwiazdowa Urana wahała się między +5,6 i +5,9, czyli na granicy widoczności dla ludzkiego oka (+6,5). Jego średnica kątowa wynosi od 3,4 do 3,7 sekundy kątowej, w porównaniu z 16 do 20 sekundy w przypadku Saturna i od 32 do 45 dla Jowisza. W opozycji Uran jest widoczny gołym okiem na ciemnym niebie, i staje się łatwym celem, nawet w warunkach obserwacji miejskich za pomocą lornetki. Przez większe teleskopy amatorskie o średnicy obiektywu pomiędzy 15 i 23 cm planeta wygląda jak blady, cyjanowy (turkusowy) dysk z wyraźnym pociemnieniem brzegowym. Przy pomocy dużego teleskopu (ok. 25 cm lub większego) można dostrzec chmury na powierzchni, jak również niektóre z większych satelitów, jak Tytania i Oberon.