Uranus & Neptun
Uranus und Neptun - weit entfernt und wenig erforscht
Uranus und Neptun - eisig, weit entfernt und wenig erforscht
Der siebte Planet Uranus, benannt nach dem griechischen Himmelsgott, und der achte Planet Neptun, benannt nach dem römischen Gott des Meeres, sind sehr weit von der Erde entfernt und sehr schwer zu beobachten. Nur die Raumsonde Voyager 2 hat sie vor vielen Jahren im schnellen Vorbeiflug besucht, und dies ist viele Jahre her. Daher ist gar nicht sehr viel über die beiden Planeten bekannt, und sie ähneln einander auch sehr, weshalb wir sie auch gemeinsam beschreiben. Uranus und Neptun sind beide Gasplaneten, welche wie auch Jupiter und Saturn keine feste Oberfläche besitzen. Die blaue Farbe der beiden Planeten wird durch das Gas Methan verursacht.Inzwischen ist bekannt, dass sowohl Uranus und Neptun Ringe ähnlich denen des Saturn besitzen. Allerdings sind diese deutlich schwächer und dunkler und daher schwerer zu beobachten.
Wissenswertes zum Uranus
Uranus ist benannt nach dem griechischen Gott des Himmels. Er ist der einzige Planet, dessen Name der griechischen Mythologie entstammt, während die übrigen Planeten nach römischen Göttern benannt sind. Er ist von der Sonne aus betrachtet der siebte Planet des Sonnensystems und der drittgrößte.
Auch Uranus ist ein Gasplanet ohne eine feste Oberfläche. Im Durchmesser ist er etwa viermal so groß wie die Erde, sein Volumen ist das 64fache der Erde. Seine Dichte ist deutlich geringer als die der Erde, und so nimmt er mit 14 Erdmassen in der Gewichtsrangfolge der Planeten nur den vierten Rang ein. Neptun ist zwar etwas kleiner, liegt durch seine höhere Dichte aber auf Platz 3.
Uranus besitzt wie alle Gasriesen ein Ringsystem aus kleinen Teilchen. Es ist sehr dünn und dunkel und wurde erst 1977 durch einen Zufall bei einer anderen Untersuchung entdeckt. VOYAGER 2 stellte später fest, dass die Gesamtmasse aller Uranusringe geringer ist als die Teilchenmasse in der Cassinischen Teilung (einer großen Lücke) in den Saturnringen.
Uranus ist nur bei sehr guten Bedingungen freiäugig sichtbar, allerdings entspricht seine Helligkeit nur einem gerade noch erkennbaren Stern 6. Größe. Er ist äußerst schwierig und nur unter allerbesten Bedingungen mit bloßem Auge zu sehen. Hingegen zählen alle der Sonne und der Erde näheren Planeten – von Merkur bis Saturn – mit einer Helligkeit von mindestens 1. Größe zu den auffälligsten Objekten am Himmel und sind seit dem Altertum und der Antike als Wandelsterne wohlbekannt.
Folglich wurde Uranus wurde als einziger Planet durch Zufall entdeckt. Auf Grund seiner langsamen Bahnbewegung blieb Uranus auch nach der Erfindung des Fernrohrs noch lange als Planet unerkannt und wurde bei vereinzelten Beobachtungen für einen Fixstern gehalten. Das tat auch John Flamsteed, der ihn 1690 als Stern „34 Tauri“ erstmals katalogisierte, oder Tobias Mayer im Jahre 1756.
Sir Friedrich Wilhelm Herschel entdeckte den Planeten zufällig am 13. März 1781 zwischen zehn und elf Uhr abends mit einem selbst gebauten 6-Zoll-Spiegelteleskop, als er von seinem Garten in der englischen Stadt Bath aus eine Himmelsdurchmusterung durchführte, um mit einer stärkeren Vergrößerung versuchsweise Fixsternparallaxen zu messen. Er hielt den sich an der Grenze zwischen den Sternbildern Stier und Zwillinge bewegenden Himmelskörper jedoch zunächst für einen Kometen, da kaum jemand daran gedacht hatte, dass es mehr als die bis dahin sechs altbekannten Planeten geben könnte. Uranus war der erste, der nicht schon in der Antike bekannt war. Innerhalb von drei Monaten nach seiner Entdeckung erkannte die Wissenschaft Herschels Fund schließlich als neuen Planeten an. Wilhelm Herschel entdeckte sechs Jahre nach dem Uranus auch dessen zwei größte und auffallendste Monde Titania und Oberon. (Wikipedia)
Es sind mindestens 28 Monde des Uranus bekannt. Die meisten tragen Namen von Figuren aus den Stücken von William Shakespeare. Von den fünf größten Monden sind die Titania und Oberon aus dem Sommernachtstraum, Miranda ist aus Shakespeares Stück Der Sturm. Drei der Uranusmonde sind benannt nach Personen aus The Rape of the Lock, einem Gedicht von Alexander Pope: Ariel (der auch in Shakespeares Der Sturm vorkommt), Umbriel und Belinda.
Die gekippte Rotationsachse des Uranus
Die gekippte Rotation des Uranus
Während bei allen übrigen Planeten die Achse der Eigenrotation aufrecht zur Umlaufbahn steht, mit einer geringen Neigung, ist die Achse des Uranus mit einem Winkel von 97,7 Grad stark gekippt. Dadurch "rollt" Uranus auf seiner Umlaufbahn um die Sonne. Dadurch erfahren der Nord- und Südpol viele Jahre andauernde "Mitternachtssonne" bzw. "dunkle Polarnächte". Durch die lange Umlaufzeit des Uranus im die Sonne von 84 Erdjahren erfahren die Polarregionen bis zu 42 Jahren andauernde Helligkeit bzw. Dunkelheit
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Uranus aus Sicht der NASA Sonde Voyager 2
Bild: NASA/JPL-Caltech, https://images.nasa.gov/details/PIA18182
Die Sonde VOYAGER 2 nahm 1986 dieses Bild von Uranus auf. Uranus wandte der im Anflug befindlichen Sonde den Südpol zu, welcher damals von der Sonne voll beleuchtet war. Obwohl Uranus wie Jupiter und Saturn ein Gasriese ist präsentiert sich seine Atmosphäre überraschend homogen, ohne die für Jupiter und Saturn typischen Wolkenbänder. Die blaue Farbe stammt wohl von Methan.
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FrancescoA - Eigenes Werk, gemeinfrei zur Weiternutzung, https://de.wikipedia.org/wiki/Uranus_(Planet)#/media/Datei:Uranus-intern-de.png
Der innere Aufbau des Planeten Uranus: Unter der dichten, gasförmigen Wasserstoff-Methan-Hülle besteht Uranus aus teilweise verflüssigten Gasen, Eis und möglicherweise einem kleinen Gesteinskern. Die Gashülle geht durch Kompression in eine „Kruste“ aus Wasserstoff und Helium über, die etwa 30 % des Planetenradius ausmacht. Die Masse dieser oberen Schicht macht etwa die 0,5- bis 1,5-fache Erdmasse aus. Der etwas dickere Mantel aus Wasser, Methan und Ammoniak hat vermutlich die Konsistenz von Eis und beinhaltet den Großteil der Masse des Uranus. Diese dichte Flüssigkeit, die elektrisch sehr leitfähig ist, wird manchmal auch Wasser-Ammoniak-Ozean genannt. (Wikipedia)
Dieser Mantel umschließt einen kleinen, eventuell flüssigen Kern aus Silizium und Eisen mit einer der Erde vergleichbaren Masse.
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Auroren (Polarlichter), die Hubble auf Uranus entdeckt hat
NASA Goddard, https://images.nasa.gov/details/GSFC_20171208_Archive_e000100
Dies ist ein zusammengesetztes Bild von Uranus von Voyager 2 und zwei verschiedene Beobachtungen von Hubble —, eine für den Ring und eine für die Auroren. Auroren werden durch Ströme geladener Teilchen wie Elektronen verursacht, die aus verschiedenen Ursprüngen stammen, wie Sonnenwinde, die planetare Ionosphäre und der Mondvulkanismus. Sie geraten in starke Magnetfelder und werden in die obere Atmosphäre geleitet, wo ihre Wechselwirkungen mit Gaspartikeln wie Sauerstoff oder Stickstoff spektakuläre Lichtstöße auslösen.
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Uranusmond Miranda
NASA / JPL / USGS, https://images.nasa.gov/details/PIA01490
Der Uranusmond Miranda wird in einem computermontierten Mosaik von Bildern gezeigt, die am24. Januar 1986 von Voyager 2 aufgenommen wurden. Miranda ist der innerste und kleinste der fünf großen uranischen Satelliten, und zeigt deutliche Spuren von Kollisionen, bzw. hat sich vermutlich aus Kollisionstrümmern gebildet. Ein Zusammenstoß eins etwa erdgroßen Planetoiden mit Uranus könnte dessen gekippte Rotationsachse erklären
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Wissenswertes zum Neptun
Neptun ist der äußerste, achte und viertgrößte Planet unseres Sonnensystems. Er hat etwa den vierfachen Erddurchmesser und ein rund 58faches Volumen. Der Riesenplanet ist nach Neptun benannt, dem römischen Gott des Meeres und der Fließgewässer.
Neptun ist als einziger Planet des Sonnensystems auch unter den allerbesten Bedingungen nicht mit bloßem Auge zu sehen. Schon Galileo Galilei hatte Neptun am 28. Dezember 1612 und nochmals am 27. Januar 1613 gesehen. Aus seinen Aufzeichnungen vom Januar 1613 geht eine Beobachtung der Konjunktion mit dem Jupiter hervor, bei der Galilei den Neptun jedoch für einen Jupitermond oder einen Fixstern gehalten hatte. Zum Zeitpunkt seiner ersten Beobachtung im Dezember 1612 war der Planet stationär, da er gerade an diesem Tag begann, sich rückwärts zu bewegen. Die Bewegung Neptuns war viel zu gering, um sie mit Galileos kleinem Teleskop feststellen zu können. Hätte er Neptun nur wenige Tage früher beobachtet, wäre seine Bewegung am Himmel viel deutlicher gewesen.
Neptuns tatsächliche Entdeckung als ein Planet geht auf Berechnungen zurück und war ein bemerkenswertes Ereignis in der Geschichte der Astronomie. Es war das erste Mal, dass ein Planet nicht durch direkte Beobachtung, sondern aufgrund mathematischer Vorhersagen gefunden wurde. Am 23. September 1846 entdeckten die Astronomen Johann Gottfried Galle und Heinrich Louis d’Arrest den Planeten Neptun an der Berliner Sternwarte. Sie folgten den Berechnungen des französischen Mathematikers Le Verrier, der die Existenz Neptuns vorhergesagt hatte, um Unregelmäßigkeiten in der Bahn des Uranus zu erklären. Zur gleichen Zeit machte der englische Astronom John Couch Adams ähnliche Berechnungen. Dies führte zu einem Streit um die Anerkennung der Entdeckung, aber letztendlich wurde vereinbart, dass sowohl Adams als auch Le Verrier vergleichbare Vorhersagen gemacht hatte. Die Entdeckung Neptuns war ein Triumph der Himmelsmechanik und markierte den Beginn einer neuen Ära, in der theoretische Modelle und Vorhersagen eine zentrale Rolle in der Wissenschaft spielen.
Auch Neptun besitzt ein Ringsystem aus kleinen Teilchen. Es war die Sonde VOYAGER 2, der einzigen die bisher Neptun im Vorbeiflug besuchte, der es gelang vier Ringe nachzuweisen.
VOYAGER 2 war es dann auch, die sechs Monde entdeckte und drei davon im Detail fotografieren konnte. Der Mond Triton war das letzte Missionsziel von Voyager 2 und die Sonde konnte aus 40.000 km Entfernung aktive Geysire, eine dünne Atmosphäre und Polarkappen auf Triton nachweisen.
Neptun und seine Ringe (James-Webb-Teleskop)
NASA, ESA, CSA, STScI, Image Processing: Joseph DePasquale (STScI), Naomi Rowe-Gurney (NASA-GSFC) ,
Das NIRCam-Bild (Near-Infrared Camera) von Neptune von Webb vom 12. Juli 2022 bringt die Ringe des Planeten zum ersten Mal seit mehr als drei Jahrzehnten in den Mittelpunkt.
Die bekanntesten Merkmale der Neptun-Atmosphäre in diesem Bild sind eine Reihe heller Flecken auf der südlichen Hemisphäre des Planeten, die Methan-Eis-Wolken in großer Höhe darstellen. Subtiler könnte eine dünne Helligkeitslinie, die den Äquator des Planeten umkreist, eine visuelle Signatur der globalen atmosphärischen Zirkulation sein, die Neptuns Winde und Stürme antreibt. Darüber hinaus hat Webb zum ersten Mal ein durchgehendes Band von Wolken in hohen Breiten, die einen zuvor bekannten Wirbel am Südpol von Neptun umgeben, ausgefärbt.
Neptun (farbkalibriertes Bild)
NASA / Voyager 2 / User:Ardenau4, CC0, via Wikimedia Commons
Diese Aufnahme zeigt Neptun in seinen vermutlich echten Farben. Auf den meisten Darstellungen wird Neptun dunkel und intensiv blau dargestellt. Dies beruht jedoch auf den schlechten Lichtverhältnissen, unter den Voyager 2 den Planeten fotografieren musste. Diese Fotos wurden mit Bildbearbeitung kontrastverstärkt, um mehr Details zu erkennen. Dabei intensivierte sich die Farbe auf den Fotos
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NASA/JPL, https://images.nasa.gov/details/PIA02210
Dieses kontrastverbesserte Farbbild von Neptun wurde am 14. August 1989 von der NASA Voyager 2 aufgenommen. Als sich Voyager 2 Neptun näherte, werden schnell zunehmende Bildauflösungen enthüllt, die neue Details auffallen lassen. Über dem Großen dunklen Fleck sind helle Wolken zu sehen
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Neptun
NASA/JPL, https://images.nasa.gov/details/PIA01142
Dieses Foto von Neptun wurde aus zwei Bildern der NASA Voyager 2 rekonstruiert. An der Nordseite befindet sich der Große Dunkle Fleck, begleitet von hellen, weißen Wolken, die sich schnell im Aussehen verändern.
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Der Neptunmond Triton (Bild von Voyager 2)
NASA / Jet Propulsion Lab / U.S. Geological Survey, http://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00317
Triton ist eines von nur drei Objekten im Sonnensystem, von denen bekannt ist, dass sie eine stickstoffdominierte Atmosphäre haben (die anderen sind der Mond der Erde und des Saturn, Titan). Triton hat die kälteste Oberfläche, die irgendwo im Sonnensystem bekannt ist (38 K, ca. -391 Grad Fahrenheit); Es ist so kalt, dass der größte Teil des Stickstoffs von Triton als Frost kondensiert,Damit ist es der einzige Satellit im Sonnensystem, von dem bekannt ist, dass er eine Oberfläche hat, die hauptsächlich aus Stickstoffeis besteht.
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NASA / JPL, https://images.nasa.gov/details/PIA00059
Dieses Bild von der Voyager 2 der NASA aus dem südpolaren Gelände von Triton, aufgenommen am 25. August 1989, zeigt etwa 50 dunkle Federn oder „Windstreifen“ auf der eisigen Oberfläche. Die Federn entstehen an sehr dunklen Stellen mit einem Durchmesser von im Allgemeinen einigen Meilen und einige sind mehr als 100 Meilen lang. Die Flecken, die die Quelle des dunklen Materials deutlich markieren, können Lüftungsschlitze sein, in denen Gas unter der Oberfläche ausgebrochen ist und dunkle Partikel in die Stickstoffatmosphäre von Triton transportiert hat. Südwestwinde transportierten dann die ausgebrochenen Teilchen, die sich allmählich ausdünnende Ablagerungen nordöstlich der meisten Lüftungsschlitze bildeten. Es ist möglich, dass die Eruptionen durch saisonale Erwärmung sehr flacher Untergrundablagerungen von flüchtigen Stoffen ausgelöst wurden und die Winde, die Partikel transportieren, in ähnlicher Weise saisonale Winde sein können. Das polare Gelände,Auf dem sich die dunklen Streifen ablagert haben, befindet sich eine Region mit hellen Materialien
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