TERRA-Online / Gymnasium

Infoblatt Uranus

Aufbau, Oberfläche und Beobachtungen des Uranus





Grundlagen

Uranus ist von der Sonne aus betrachtet der 7. Planet des Sonnensystems. Er wurde erst 1781 von F.W. Herschel entdeckt und erhielt seinen Namen nach dem griech. Gott Uranus - Vater des Saturn und Großvater des Jupiters. Uranus ist ein typischer Gasriese, d.h. er gehört zu den äußeren, jupiterähnlichen Riesenplaneten. Er besteht vorwiegend aus flüssigem und gasförmigem Wasserstoff und aus Helium. Daraus ergibt sich seine niedrige mittlere Dichte von 1,27 g/cm ³. Er hat eine Masse von 8,7*10 ²⁵ kg und einen Äquatordurchmesser von 51.000 km. An den Polen ist der Planet kaum abgeplattet. Uranus ist im Mittel 2,8 Mrd. km von Sonne entfernt, das entspricht 19 AE (Astronomische Einheiten). Er umkreist sie mit einer Geschwindigkeit von 6,8 km/s in 84 Erdenjahren einmal. Seit der Entdeckung des Planeten sind also erst 2,5 Uranusjahre vergangen. Beim Sonnenumlauf dreht sich Uranus retrograd (d.h. entgegengesetzt der Drehrichtung aller anderen Planeten) um seine eigene Achse, die um 98° gegen die Bahnebene geneigt ist. Die Rotationsachse liegt demnach fast parallel zur Bahnebene. Man könnte sagen Uranus "rollt" um die Sonne. Dieses Phänomen ist einzigartig unter den Planeten.
Uranus besitzt ein Ringsystem. Gegenwärtig sind 27 Uranus-Monde bekannt.


Aufbau

Uranus hat neben Wasserstoff und Helium einen großen Anteil an Fels und Eis. Wahrscheinlich besitzt er einen festen Gesteinskern, um den sich ein dichter Mantel aus gefrorenem und flüssigem Wasserstoff, Ammoniak und Methan anschließt. Der Mantel geht nach außen in die Atmosphäre über.


Atmosphäre

Die Uranusatmosphäre besteht aus Wasserstoff, Helium und Methan. In den äußeren Schichten (Hochatmosphäre) herrschen sehr niedrige Temperaturen um -200 °C. Sie kommen zustande durch die geringe Intensität der Sonnenstrahlen, bedingt durch die große Entfernung zur Sonne. In der Hochatmosphäre findet man viele Eiskristalle und gefrorenes Methan. Das Methangas absorbiert ("verschluckt") bevorzugt den roten Anteil des einfallenden Sonnenlichtes, so dass nur blaues und grünes Licht zurückgeworfen wird. Uranus erscheint uns daher in einer blaugrünen Farbe.
Unter der einheitlichen blauen Atmosphäre sind schwache, strukturlose Wolkendecken erkennbar, mit Windgeschwindigkeiten bis 500 km/h. Ähnlich Jupiter weist die Uranusatmosphäre eine Bänderstruktur auf. Sie wird durch auf- und absteigende Gase und Höhenwinde erzeugt.


Uranusmonde

Seit dem Einsatz des Fernrohrs kennt man die 5 großen Monde des Uranus. Diese besitzen Durchmesser zwischen 500 km und 1.500 km. 1986 spürte die Raumsonde Voyager-2 zehn weitere Satelliten (Himmelskörper, die einen Planeten umkreisen) auf. Bis heute sind insgesamt 27 Uranusmonde bekannt. Die meisten sind kleiner als 200 km und bewegen sich auf nahezu kreisförmigen Umlaufbahnen im Äquatorbereich um Uranus. Die Monde bestehen aus Wassereis, Gestein und Methaneis und haben dunkle Oberflächen mit Kohlenstoff- und Stickstoffverbindungen. Auf dem fünftgrößten Mond "Miranda" (Durchmesser 500 km) findet man zahlreiche Täler, Schluchten und Gebirge, die auf eine ausgeprägte Plattentektonik hinweisen. Alle Monde sind nach Figuren aus Shakespearschen Dramen benannt, z.B. Ariel, Titania oder Oberon.


Ringsystem

Die Ringe des Uranus wurden 1977 entdeckt. Sie sind schmal und dunkel und bestehen aus Felsbrocken und Staubteilchen, die evtl. aus den Resten eines ehemals zerstörten Mondes hervorgehen. Die Uranusringe sind uneinheitlich und unvollständig, was auf ein junges Alter hinweist. Bis heute sind 11 Ringe bekannt. Sie sind 38.000 km bis 52.000 km vom Planetenzentrum entfernt. Der innerste Ring ist ca. 2.500 km breit, der äußerste 100 km und die dazwischen liegenden Ringe unter 12 km.


Beobachtung und Forschung

Uranus ist zwar mit bloßem Auge sichtbar, wurde aber erst mit Hilfe des Fernrohrs 1781 als Planet identifiziert. 1986 näherte sich die Raumsonde Voyager-2 der Planetenoberfläche bis auf 80.000 km. Sie erkundete den Planeten und lieferte viele Bilder und Messdaten, z.B. zur Zusammensetzung der Atmosphäre oder zur Windgeschwindigkeit der Wolken. Den größten Teil unseres Wissens über Uranus verdanken wir dieser Raumsonde.