URANUS (PLANET): KARAKTERISTIK, KOMPOSISI, ORBIT, PERGERAKAN - ARTE - 2025

Uranus adalah planet ketujuh di tata surya dan termasuk dalam kelompok planet luar. Di luar orbit Saturnus, Uranus hampir tidak terlihat dengan mata telanjang dalam kondisi yang sangat langka, dan Anda perlu tahu ke mana mencarinya.

Karena alasan ini, Uranus kuno praktis tidak terlihat, sampai astronom William Herschel menemukannya pada tahun 1781, dengan teleskop yang dia buat. Titik biru kehijauan kecil itu tidak persis seperti yang dicari astronom. Yang diinginkan Herschel adalah mendeteksi paralaks bintang yang disebabkan oleh gerakan translasi Bumi.

Gambar 1. Planet Uranus, 14,5 kali lebih masif dari Bumi. Sumber: Pixabay.

Untuk melakukan ini, dia perlu menemukan bintang yang jauh (dan yang terdekat) dan mengamati bagaimana mereka melihatnya dari dua tempat yang berbeda. Tetapi pada suatu malam musim semi tahun 1781, Herschel melihat titik kecil yang tampak bersinar sedikit lebih terang dari yang lain.

Tak lama kemudian, dia dan astronom lainnya menjadi yakin bahwa itu adalah planet baru, dan Herschel dengan cepat menjadi terkenal karena memperluas ukuran alam semesta yang diketahui, meningkatkan jumlah planet.

Planet baru tidak mendapatkan namanya dengan segera, karena Herschel menolak untuk menggunakan dewa Yunani atau Romawi dan malah menamainya Georgium Sidu atau "Star of George" untuk menghormati raja Inggris saat itu George III.

Secara alami, pilihan ini tidak disukai oleh beberapa orang di benua Eropa, tetapi pertanyaan terselesaikan ketika astronom Jerman Johannes Elert Bode menyarankan nama Uranus, dewa langit dan suami dari Gaea, ibu Bumi.

Menurut mitologi Yunani dan Romawi kuno, Uranus adalah ayah dari Saturnus (Cronus), yang pada gilirannya adalah ayah dari Yupiter (Zeus). Komunitas ilmiah akhirnya menerima nama ini, kecuali di Inggris, di mana planet tersebut terus disebut "bintang George", setidaknya hingga tahun 1850.

Karakteristik umum Uranus

Uranus termasuk dalam kelompok planet luar tata surya, menjadi planet ketiga dalam ukuran, setelah Saturnus dan Jupiter. Ia, bersama dengan Neptunus, adalah raksasa es, karena komposisi dan banyak karakteristiknya membedakannya dari dua raksasa lain Yupiter dan Saturnus.

Sementara hidrogen dan helium mendominasi Jupiter dan Saturnus, raksasa es seperti Uranus mengandung unsur-unsur yang lebih berat seperti oksigen, karbon, nitrogen, dan belerang.

Tentu saja, Uranus juga memiliki hidrogen dan helium, tetapi terutama di atmosfernya. Dan itu juga mengandung es, meski tidak semuanya terbuat dari air: ada amonia, metana dan senyawa lainnya.

Tapi bagaimanapun, atmosfer Uranus adalah salah satu yang terdingin di tata surya. Suhu di sana bisa mencapai -224 ºC.

Meskipun gambar menunjukkan cakram biru yang jauh dan misterius, ada banyak fitur yang lebih mencolok. Salah satunya justru warna biru, akibat metana di atmosfer, yang menyerap cahaya merah dan memantulkan warna biru.

Uranus tampak biru dari gas metana di atmosfernya, yang menyerap cahaya merah dan memantulkan cahaya biru.

Selain itu Uranus memiliki:

-Medan magnet sendiri dengan pengaturan asimetris.

-Banyak bulan.

Sistem cincin -A lebih lemah dibandingkan Saturnus.

Tapi yang pasti yang paling mencolok adalah rotasi retrograde pada sumbu rotasi yang benar-benar miring, sedemikian rupa sehingga kutub Uranus terletak di tempat ekuator yang lain, seolah-olah berputar ke samping.

Gambar 2. Kemiringan sumbu rotasi Uranus. Sumber: NASA.

Ngomong-ngomong, bertentangan dengan apa yang ditunjukkan Gambar 1, Uranus bukanlah planet yang damai atau monoton. Voyager, wahana yang memperoleh gambar tersebut, kebetulan lewat selama periode cuaca ringan yang jarang terjadi.

Gambar berikut menunjukkan kemiringan sumbu Uranus pada 98º dalam perbandingan global antara semua planet. Di Uranus, kutub-kutub yang menerima panas paling banyak dari Matahari yang jauh, bukan dari ekuator.

Gambar 3. Sumbu rotasi planet-planet tata surya. Sumber: NASA.

Ringkasan karakteristik fisik utama planet

-Massa: 8,69 x 10 ²⁵ kg.

-Radio : 2.5362 x 10 ⁴ km

-Bentuk: diratakan.

-Jarak rata-rata ke Matahari: 2,87 x 10 ⁹ km

- Kemiringan orbit : 0,77º terhadap bidang ekliptika.

-Temperature: antara -220 dan -205,2 ºC.

-Gravitasi: 8,69 m / s ²

-Medan magnet sendiri: Ya.

-Atmosfer: Ya, hidrogen dan helium

-Densitas: 1290 kg / m ³

-Satellites: 27 dengan sebutan sampai saat ini.

-Rings: Ya, sekitar 13 ditemukan sejauh ini.

Gerakan penerjemahan

Uranus, seperti planet-planet besar, berputar dengan anggun mengelilingi Matahari, membutuhkan waktu sekitar 84 tahun untuk menyelesaikan satu orbit.

Gambar 4. Orbit Uranus (warna merah) mengelilingi Matahari Sumber: Wikimedia Commons. Simulasi asli = Todd K. Timberlake penulis Easy Java Simulation = Francisco Esquembre / CC BY-SA (https://creativecommons.org/licenses/by-sa/3.0)

Orbit Uranus sangat elips dan awalnya menunjukkan beberapa perbedaan dengan orbit yang dihitung untuknya dari hukum Newton dan Kepler, oleh matematikawan hebat Pierre de Laplace pada tahun 1783.

Beberapa waktu kemudian, pada tahun 1841, astronom Inggris John Couch Adams dengan sangat tepat menyatakan bahwa perbedaan ini mungkin disebabkan oleh gangguan yang disebabkan oleh planet lain yang masih tak terlihat.

Pada tahun 1846, matematikawan Prancis Urbain Le Verrier menyempurnakan kalkulasi kemungkinan orbit planet tak dikenal dan memberikannya kepada astronom Jerman Johann Gottfried Galle di Berlin. Neptunus segera muncul di teleskopnya untuk pertama kalinya, di tempat yang ditunjukkan oleh ilmuwan Prancis itu.

Gambar 5. Di sebelah kiri Sir William Herschel (1738-1822) dan di sebelah kanan Urbain Le Verrier (1811-1877). Sumber: Wikimedia Commons.

Kapan dan bagaimana mengamati Uranus

Uranus sulit dilihat dengan mata telanjang karena letaknya yang begitu jauh dari Bumi. Ia hampir tidak memiliki magnitudo 6 saat paling terang dan diameter 4 arc detik (Jupiter sekitar 47º saat paling baik dilihat).

Dengan langit gelap yang sangat cerah, tidak ada lampu buatan dan mengetahui sebelumnya ke mana mencarinya, Anda mungkin bisa melihatnya dengan mata telanjang.

Namun, penggemar astronomi dapat menemukannya dengan bantuan bagan langit yang ditemukan di internet dan instrumen, yang bahkan dapat berupa teropong berkualitas baik. Ini akan tetap terlihat seperti titik biru tanpa banyak detail.

Gambar 6. Uranus dapat dilihat sebagai titik biru kecil dengan bantuan teleskop dan bagan langit. Sumber: Pexels.

Untuk melihat 5 bulan besar Uranus memang membutuhkan teleskop yang besar. Detail planet dapat diamati dengan teleskop setidaknya 200 mm. Instrumen yang lebih kecil hanya menampilkan cakram kecil berwarna biru kehijauan, namun patut dicoba untuk melihatnya, karena di sana, begitu jauh, ia menyembunyikan begitu banyak keajaiban.

Cincin-cincin Uranus

Pada tahun 1977 Uranus lewat di depan sebuah bintang dan menyembunyikannya. Selama waktu itu, bintang itu berkedip beberapa kali, sebelum dan sesudah penyembunyian. Kedipan ini disebabkan oleh lewatnya cincin-cincin itu dan dengan cara ini, tiga astronom menemukan bahwa Uranus memiliki sistem 9 cincin yang terletak di bidang ekuator.

Semua planet luar memiliki sistem cincin, meskipun tidak ada yang melampaui keindahan cincin Saturnus, namun cincin Uranus sangat menarik.

Probe Voyager 2 menemukan lebih banyak cincin dan memperoleh gambar yang sangat bagus. Pada tahun 2005, Teleskop Luar Angkasa Hubble juga menemukan 2 cincin luar lainnya.

Materi yang menyusun cincin Uranus gelap, kemungkinan batuan dengan kandungan karbon tinggi dan hanya cincin terluar yang kaya akan debu.

Cincin-cincin itu tetap bugar berkat satelit gembala Uranus, yang aksi gravitasinya menentukan bentuknya. Mereka juga sangat tipis, jadi satelit yang merumputnya adalah bulan yang cukup kecil.

Sistem cincin adalah struktur yang agak rapuh dan tidak terlalu tahan lama, setidaknya dari sudut pandang waktu astronomi.

Partikel-partikel penyusun cincin bertabrakan terus menerus, gesekan dengan atmosfer Uranus menghancurkan mereka dan juga radiasi matahari yang konstan memperburuknya.

Oleh karena itu, keberlangsungan cincin bergantung pada materi baru yang mencapai mereka, yang berasal dari fragmentasi satelit akibat tumbukan asteroid dan komet. Seperti halnya cincin Saturnus, para astronom percaya bahwa cincin itu baru dan bahwa asalnya persis dalam tumbukan ini.

Gambar 7. Terdapat hubungan yang sangat erat antara cincin Uranus dan satelit shepherd, hal ini biasa terjadi pada planet dengan sistem cincin. Sumber: Wikimedia Commons. Trassiorf / Domain publik.

Gerakan rotasi

Di antara semua fitur Uranus, ini yang paling menakjubkan, karena planet ini memiliki rotasi retrograde; artinya, ia berputar cepat ke arah yang berlawanan dengan planet lain (kecuali Venus), hanya membutuhkan waktu 17 jam untuk membuat satu revolusi. Kecepatan seperti itu kontras dengan ukuran Uranus saat ia menempuh orbitnya.

Selain itu, sumbu rotasi sangat miring sehingga planet tampak berputar datar, seperti yang ditunjukkan dalam animasi pada Gambar 2. Ilmuwan planet percaya bahwa dampak kolosal menggeser sumbu rotasi planet ke posisi saat ini.

Gambar 8. Rotasi retrograde dan kemiringan sumbu Uranus disebabkan oleh dampak kolosal yang terjadi jutaan tahun yang lalu. Sumber: NASA.

Musim di Uranus

Karena kecenderungan yang aneh inilah musim-musim di Uranus sangat ekstrim dan menimbulkan variasi iklim yang hebat.

Misalnya, selama titik balik matahari, salah satu kutub mengarah langsung ke Matahari, sedangkan kutub lainnya mengarah ke ruang angkasa. Seorang pengembara di sisi yang diterangi akan mengamati bahwa selama 21 tahun Matahari tidak terbit atau pun terbenam, sementara kutub di seberangnya terjun ke dalam kegelapan.

Sebaliknya, pada ekuinoks Matahari berada di ekuator planet dan kemudian terbit dan terbenam sepanjang hari, yang berlangsung sekitar 17 jam.

Berkat wahana Voyager 2, diketahui bahwa belahan selatan Uranus saat ini sedang menuju musim dingin, sedangkan utara menuju musim panas, yang akan berlangsung pada tahun 2028.

Gambar 9. Variasi musiman di Uranus dilihat oleh seorang musafir hipotetis. Sumber: Benih, M. Tata Surya.

Karena Uranus membutuhkan 84 tahun untuk mengorbit Matahari dan berada sangat jauh dari Bumi, maka banyak variasi iklim planet ini yang masih belum diketahui. Sebagian besar data yang tersedia berasal dari misi Voyager 1986 yang disebutkan di atas dan pengamatan yang dilakukan melalui teleskop luar angkasa Hubble.

Komposisi

Uranus bukanlah raksasa gas, melainkan raksasa es. Pada bagian yang didedikasikan untuk karakteristik tersebut, terlihat bahwa kepadatan Uranus, meskipun lebih rendah dari planet berbatu seperti Bumi, lebih besar dari pada Saturnus, yang dapat mengapung dengan baik di atas air.

Sebenarnya, sebagian besar Jupiter dan Saturnus lebih berbentuk cair daripada gas, tetapi Uranus dan Neptunus mengandung es dalam jumlah besar, tidak hanya air, tetapi juga senyawa lainnya.

Dan karena massa Uranus lebih kecil, tekanan yang menyebabkan pembentukan hidrogen cair, yang merupakan ciri khas Jupiter dan Saturnus, tidak diproduksi di dalamnya. Ketika hidrogen dalam keadaan ini, ia berperilaku seperti logam, yang menyebabkan kuatnya medan magnet kedua planet ini.

Uranus juga memiliki medan magnetnya sendiri, di mana terdapat diagram pada gambar 12, meskipun anehnya garis-garis medan tidak melewati pusatnya, seperti dalam kasus Bumi, tetapi tampaknya berasal dari titik lain yang tergeser dari sana.

Jadi, di atmosfer Uranus terdapat molekul hidrogen dan helium, dengan persentase kecil metana, yang bertanggung jawab atas warna biru, karena senyawa ini menyerap panjang gelombang merah.

Tubuh planet itu sendiri terdiri dari es, tidak hanya air, tetapi juga amonia dan metana.

Inilah saat yang tepat untuk menyoroti detail penting: ketika ilmuwan planet berbicara tentang "es," mereka tidak mengacu pada air beku yang kita masukkan ke dalam minuman untuk mendinginkannya.

"Es" dari planet raksasa yang membeku berada di bawah tekanan besar dan suhu tinggi, setidaknya beberapa ribu derajat, jadi tidak ada kesamaannya dengan apa yang disimpan di lemari es, kecuali komposisinya.

Berlian di Uranus

Apakah mungkin menghasilkan berlian dari metana? Studi laboratorium yang dilakukan di Jerman, di laboratorium Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf, menunjukkan bahwa hal itu terjadi, selama ada kondisi tekanan dan suhu yang memadai.

Dan kondisi tersebut ada di dalam Uranus, jadi simulasi komputer menunjukkan bahwa metana CH ₄ terdisosiasi membentuk senyawa lain.

Karbon yang ada dalam molekul metana mengendap dan berubah menjadi intan. Saat bergerak menuju bagian dalam planet, kristal melepaskan panas melalui gesekan dan terakumulasi di inti planet (lihat bagian selanjutnya).

Diperkirakan berlian yang terbentuk bisa mencapai hingga 200 kg, meskipun tidak mungkin untuk mengkonfirmasi hal ini, setidaknya dalam waktu dekat.

Struktur internal

Pada diagram yang ditunjukkan di bawah ini kita memiliki struktur Uranus dan lapisannya, yang komposisinya telah disebutkan secara singkat di bagian sebelumnya:

- Suasana atas.

-Lapisan tengah yang kaya akan molekul hidrogen dan helium, dengan total ketebalan atmosfer sekitar 7.500 km.

- Mantel berbahan dasar es (yang sudah kita ketahui tidak seperti es biasa di Bumi), dengan ketebalan 10.500 km.

- Inti berbatu yang terbuat dari besi, nikel, dan silikat dengan radius 7.500 km.

Materi "batuan" di intinya juga tidak seperti batuan di Bumi, karena di jantung planet tekanan dan suhu terlalu tinggi untuk "batuan" ini untuk menyerupai yang kita ketahui, tetapi setidaknya komposisi kimianya seharusnya tidak ada perbedaan.

Gambar 10. Struktur internal Uranus. Sumber: Wikimedia Commons.

Satelit alami Uranus

Sejauh ini, Uranus memiliki 27 satelit yang ditentukan, dinamai sesuai karakter dalam karya William Shakespeare dan Alexander Pope, berkat John Herschel, putra William Herschel, penemu planet ini.

Ada 5 bulan utama yang ditemukan melalui pengamatan teleskop, tetapi tidak ada satupun yang memiliki atmosfer, meskipun diketahui memiliki air yang membeku. Semuanya cukup kecil, karena massa gabungannya tidak mencapai setengah dari massa Triton, salah satu bulan Neptunus, planet kembar Uranus.

Yang terbesar adalah Titania, yang diameternya 46% dari Bulan, diikuti oleh Oberon. Kedua satelit tersebut ditemukan oleh William Herschel sendiri pada tahun 1787. Ariel dan Umbriel mulai dikenal pada pertengahan abad ke-19 dari William Lassell, seorang astronom amatir yang juga membuat teleskopnya sendiri.

Miranda, bulan terbesar kelima Uranus, dengan hanya 14% dari diameter bulan, ditemukan pada abad ke-20 oleh Gerard Kuiper. Ngomong-ngomong, dengan nama astronom yang luar biasa ini, Sabuk Kuiper juga dibaptis di tata surya.

Gambar 11. 5 bulan utama Uranus, planet itu sendiri, dan bulan kecil Puck. Dari kiri ke kanan Uranus dengan warna biru, Puck, Miranda, Ariel, Umbriel, Titania yang terhebat dan Oberon. Sumber: Wikimedia Commons.

Permukaan Miranda sangat kasar karena potensi dampak dan aktivitas geologi yang tidak biasa.

Satelit lainnya berukuran lebih kecil dan diketahui dari Voyager 2 dan Teleskop Luar Angkasa Hubble. Bulan-bulan ini sangat gelap, mungkin karena banyak benturan yang menguapkan material di permukaan dan memusatkannya di atasnya. Juga karena radiasi intens yang mereka alami.

Nama beberapa dari mereka dan tindakan mereka untuk mempertahankan sistem cincin muncul di gambar 7.

Pergerakan satelit Uranus diatur oleh gaya pasang surut, seperti sistem Bumi-Bulan. Dengan cara ini, periode rotasi dan terjemahan satelit adalah sama, dan mereka selalu menunjukkan wajah yang sama ke planet.

Medan gaya

Uranus memiliki medan magnet dengan sekitar 75% intensitas Bumi, menurut magnetometri dari probe Voyager 2. Karena interior planet tidak memenuhi syarat yang diperlukan untuk menghasilkan hidrogen metalik, para ilmuwan yakin bahwa ada cairan konduktif lain yang menghasilkan bidang.

Gambar berikut mewakili medan magnet planet Yovian. Semua bidang menyerupai sampai batas tertentu yang dihasilkan oleh magnet batang atau dipol magnet di pusatnya, juga yang ada di Bumi.

Tetapi dipol di Uranus tidak berada di tengah, begitu pula dengan Neptunus, melainkan bergeser ke kutub selatan dan sangat condong sehubungan dengan sumbu rotasi, dalam kasus Uranus.

Gambar 12. Skema medan magnet untuk planet Yovian. Medan Uranus bergeser dari pusat dan sumbu membentuk sudut tajam dengan sumbu rotasinya. Sumber: Seeds, M. Tata Surya.

Jika Uranus menghasilkan medan magnet, pasti ada efek dinamo berkat fluida yang bergerak. Para ahli percaya bahwa itu adalah badan air dengan metana terlarut dan amonia, cukup dalam.

Dengan adanya tekanan dan temperatur di dalam Uranus, fluida ini akan menjadi penghantar listrik yang baik. Kualitas ini, bersama dengan rotasi planet yang cepat dan transmisi panas melalui konveksi, merupakan faktor yang mampu menghasilkan medan magnet.

Misi ke Uranus

Uranus sangat jauh dari Bumi, jadi pada awalnya penjelajahan hanya melalui teleskop. Untungnya, wahana Voyager cukup dekat untuk mengumpulkan informasi tak ternilai tentang planet yang tidak diketahui ini hingga saat ini.

Diperkirakan bahwa misi Cassini, yang diluncurkan untuk mempelajari Saturnus, dapat mencapai Uranus, tetapi ketika bahan bakarnya habis, mereka yang bertanggung jawab atas misi tersebut membuatnya menghilang di dalam Saturnus pada tahun 2017.

Pesawat itu mengandung unsur-unsur radioaktif, yang jika menabrak Titan, salah satu bulan Saturnus, bisa saja mencemari dunia ini, yang mungkin menyimpan semacam kehidupan primitif.

Teleskop Luar Angkasa Hubble juga menawarkan informasi penting dan mengungkap keberadaan cincin baru pada tahun 2005.

Setelah misi Voyager, beberapa misi yang diusulkan tidak dapat dilakukan, karena eksplorasi Mars dan bahkan Jupiter dianggap sebagai prioritas badan antariksa di seluruh dunia.

Voyager

Misi ini terdiri dari peluncuran dua probe: Voyager 1 dan Voyager 2. Pada prinsipnya mereka hanya akan mencapai Jupiter dan Saturnus, tetapi setelah mengunjungi planet-planet ini, probe terus menuju ke planet-planet es.

Voyager 2 mencapai Uranus pada tahun 1986, dan banyak data yang kami miliki sejauh ini berasal dari wahana itu.

Dengan cara ini, informasi diperoleh tentang komposisi atmosfer dan struktur lapisan, menemukan cincin tambahan, mempelajari bulan-bulan utama Uranus, menemukan 10 bulan lagi dan mengukur medan magnet planet.

Dia juga mengirim banyak gambar berkualitas tinggi, baik dari planet maupun permukaan bulannya, yang penuh dengan kawah tubrukan.

Pesawat itu kemudian menuju ke Neptunus dan akhirnya memasuki ruang antarbintang.

Referensi

1. N + 1. 200 kilogram berlian menghujani Uranus dan Neptunus. Diperoleh dari: nmas1.org.
2. Powell, M. Planet Mata Telanjang di Langit Malam (dan cara mengidentifikasinya). Diperoleh dari: nakedeyeplanets.com.
3. Seeds, M. 2011. Tata Surya. Edisi Ketujuh. Pembelajaran Cengage.
4. Wikipedia. Cincin planet. Diperoleh dari: es.wikipedia.org.
5. Wikipedia. Anneaux d'Uranus. Diperoleh dari: fr.wikipedia.org.
6. Wikipedia. Eksplorasi Uranus. Dipulihkan dari: en.wikipedia.org.
7. Wikipedia. Uranus (planet). Diperoleh dari: es.wikipedia.org.