* Από τον Κων/νο Οικονόμου
Ο Ουρανός, έβδομος σε απόσταση από τον Ήλιο, τρίτος μεγαλύτερος και τέταρτος σε μάζα πλανήτης του Ηλιακού Συστήματος, πήρε το όνομα του ομώνυμου μυθικού πατέρα του Κρόνου. Δεν είναι εύκολα ορατός με γυμνό μάτι, λόγω της μεγάλης του απόστασης. Ο Ουίλιαμ Χέρσελ ανακοίνωσε την ανακάλυψή του (13/4/1781), επεκτείνοντας τα όρια του ηλιακού συστήματος. Οι δακτύλιοι και δορυφόροι του βρίσκονται στο επίπεδο του Ισημερινού του πλανήτη. Το χαρακτηριστικό που ξεχωρίζει τον Ουρανό είναι ότι ο άξονας περιστροφής του βρίσκεται σχεδόν πάνω στην εκλειπτική, το επίπεδο πάνω το οποίο βρίσκεται η τροχιά του γύρω από τον Ήλιο. Καθώς ο Ουρανός περιστρέφεται γύρω από τον ήλιο και τον εαυτό του, μοιάζει σαν να «κυλά» πάνω στην τροχιά του. Έτσι, κάθε πόλος έχει πολύ μεγάλη περίοδο νύκτας και πολύ μεγάλη περίοδο ημέρας, 21 γήινα έτη! Αυτή η απόκλιση, σε σχέση με άλλους πλανήτες, πιθανόν να είναι το αποτέλεσμα κάποιας πρόσκρουσης στο μακρινό παρελθόν του. Ο Ουρανός απέχει κατά μέσο όρο 2.870 εκατομμύρια χιλιόμετρα από τον Ήλιο (18-20 AU). Η περίοδος περιφοράς του είναι 84,01 γήινα έτη! Η περίοδος περιστροφής γύρω από τον άξονά του είναι 17,9 ώρες (ημέρα). Η ελάχιστη απόστασή του από τη γη είναι 2,57 δισεκατομμύρια χιλιόμετρα.
ΜΕΓΕΘΟΣ-ΔΟΜΗ: Ο Ουρανός έχει μάζα 14,5 μεγαλύτερη και όγκο 63 φορές μεγαλύτερο της Γης. Η διάμετρός του είναι 54.188 km (4,5 φορές της Γης). Με πυκνότητα 1,27 g/cm³ ο Ουρανός είναι δεύτερος λιγότερο πυκνός πλανήτης. Αυτό είναι ένδειξη ότι αποτελείται από διάφορους πάγους, όπως νερού, αμμωνίας και μεθανίου. Πάντως, το υδρογόνο και το ήλιο αποτελούν μικρό μέρος του. Ο πλανήτης αποτελείται από τρία στρώματα: βραχώδη πυρήνα, παγωμένο μανδύα στη μέση και εξωτερική στιβάδα αέριου υδρογόνου ή ηλίου. Ο μικρός πυρήνας έχει ακτίνα μικρότερη από το 20% του Ουρανού. Ο μανδύας αποτελεί το μεγαλύτερο μέρος του πλανήτη, ενώ τα ανώτερα στρώματα της ατμόσφαιρας ζυγίζουν ελάχιστα και εκτείνονται στο τελευταίο 20% της ακτίνας του Ουρανού. Η θερμοκρασία στον πυρήνα είναι 5000οC. Ο μανδύας είναι ένα καυτό, πυκνό υγρό αποτελούμενο από νερό, αμμωνία και άλλες πτητικές ουσίες. Αυτό το υγρό, υψηλής ηλεκτρικής αγωγιμότητας, αποκαλείται «ωκεανός νερού-αμμωνίας». Η σύνθεση στο μεγαλύτερο μέρος του Ουρανού και του Ποσειδώνα είναι διαφορετική από του Δία και του Κρόνου, γι' αυτό οι δύο πρώτοι χαρακτηρίζονται και γίγαντες πάγου. Το υγρό στην εσωτερική δομή του Ουρανού σημαίνει ότι δεν έχει στερεή επιφάνεια. Η αέρια ατμόσφαιρα βαθμιαία μεταβαίνει στο εσωτερικό υγρό στρώμα. Ωστόσο, ορίζεται το σημείο στο οποίο η ατμοσφαιρική πίεση ισούται με 1 bar ως «επιφάνεια». Ο Ουρανός ακτινοβολεί ελάχιστη περισσότερη θερμότητα απ’ όση δέχεται. Η χαμηλότερη θερμοκρασία του Ουρανού είναι -224°C, καθιστώντας τον Ουρανό τον ψυχρότερο πλανήτη στο Ηλιακό Σύστημα.
ΑΤΜΟΣΦΑΙΡΑ: Το ακραίο τμήμα του αέριου περιβλήματος του Ουρανού ονομάζεται ατμόσφαιρα. Το «στέμμα» της ατμόσφαιρας επεκτείνεται εντυπωσιακά σε απόσταση μεγαλύτερη από δύο πλανητικές ακτίνες! Η ουράνια ατμόσφαιρα μπορεί διαιρείται: στην τροπόσφαιρα, έως 50 χλμ., τη στρατόσφαιρα, που εκτείνεται έως τα 4000 χλμ. και τη θερμόσφαιρα ή στέμμα που εκτείνεται σε απόσταση εξαιρετικά μεγάλη. Με βάση παρατηρήσεις (2012), οι άνεμοι πνέουν συνήθως από τα ανατολικά, (έως 900 χλμ./ω), ενώ στο βόρειο πόλο διακρίνονται ρεύματα μεταφοράς θερμότητας. Η ατμοσφαιρική θερμοκρασία είναι -240°C. Η σύνθεση της ατμόσφαιρας του Ουρανού περιλαμβάνει κυρίως μοριακό υδρογόνο (83%) και ήλιο (15%). Τρίτο κυριότερο συστατικό είναι το μεθάνιο (2,3%). Το μεθάνιο απορροφά το ορατό και υπέρυθρο φάσμα, καθιστώντας τον Ουρανό γαλαζοπράσινου ή κυανού χρώματος. Εκτός του μεθανίου, ίχνη διαφόρων υδρογονανθράκων (αιθάνιο, ακετυλένιο, προπίνιο, κ.ά.) βρίσκονται στη στρατόσφαιρα του Ουρανού (πιστεύεται ότι παράχθηκαν από μεθάνιο που υπέστη φωτόλυση από την ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία (UV)). Ακόμη υπάρχουν ίχνη υδρατμών, μονοξειδίου και διοξειδίου του άνθρακα στην ανώτερη ατμόσφαιρα, τα οποία ίσως προέρχονται από εξωτερική πηγή (σκόνη, κομήτες).
ΔΟΡΥΦΟΡΟΙ -ΔΑΚΤΥΛΙΟΙ: Ο Ουρανός έχει 27 γνωστούς δορυφόρους. Οι πρώτοι τέσσερις ανακαλύφθηκαν από τους αστρονόμους Χέρσελ και Ουίλιαμ Λάσελ. Ένας ακόμα ανακαλύφθηκε από τον Γκέραρντ Κάιπερ (1948). Άλλους δέκα δορυφόρους ανακάλυψε ο Βόγιατζερ2 (1986). Έκτοτε, συνεχώς ανακαλύπτονται νέοι από γήινα παρατηρητήρια. Οι δορυφόροι του Ουρανού παίρνουν τα ονόματά τους από ήρωες σαιξπηρικών έργων. Ο Μιράντα μοιάζει να έχει διαλυθεί από κάποιο συμβάν πρόσκρουσης και τα κομμάτια να επανασυγκολλήθηκαν! Τα περισσότερα «φεγγάρια» του Ουρανού είναι μαύρα, λόγω της διάσπασης των υλικών που βρίσκονται στην επιφάνειά τους από την ακτινοβολία. Μερικά ονόματα των δορυφόρων είναι: Άριελ, Ουμβριήλ, Τιτάνια, Όμπερον, Μιράντα, Κορδήλια, Οφηλία, Χρυσηίδα, Δεισδαιμόνα, Ιουλιέτα, Πρόσπερος, Μαργαρίτα, Φερδινάνδος. Ο Ουρανός έχει ακόμη ένα πολύπλοκο σύστημα δακτυλίων (13 δακτύλιοι, με λαμπρότερο τον e). Οι δακτύλιοι αποτελούνται από εξαιρετικά σκούρα σωματίδια με τις μεγαλύτερες διαστάσεις να είναι κλάσματα του μέτρου! Όλοι, με την εξαίρεση δύο, είναι πολύ στενοί, πλάτους λίγων χιλιομέτρων. Φαίνεται ότι είναι αρκετά νέοι.
ΜΑΓΝΗΤΟΣΦΑΙΡΑ: Πριν από το 1986, οι αστρονόμοι αγνούσαν το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη. Οι παρατηρήσεις του Voyager αποκάλυψαν ότι το μαγνητικό πεδίο είναι ιδιαίτερο, τόσο επειδή δεν προέρχεται από το γεωμετρικό κέντρο του πλανήτη, όσο και επειδή έχει κλίση 59° ως προς τον άξονα περιστροφής. Στην πραγματικότητα, το μαγνητικό δίπολο μετατοπίζεται προς το Νότιο πόλο έως και κατά το ένα τρίτο της ακτίνας του πλανήτη. Αυτό έχει ως αποτέλεσμα μία ασύμμετρη μαγνητόσφαιρα, όπου η ένταση του μαγνητικού πεδίου στο βόρειο ημισφαίριο είναι πολύ υψηλότερη από αυτή του νοτίου. Οι αστρονόμοι υποθέτουν ότι, σε αντίθεση με τα μαγνητικά πεδία των χερσαίων πλανητών, που παράγονται στους πυρήνες τους, στους γίγαντες πάγου τα μαγνητικά πεδία, δημιουργούνται από την κίνηση σε σχετικά μικρά βάθη, όπως στον ωκεανό νερού-αμμωνίας. Όταν παρατηρήθηκε το 1986 από το Βόγιατζερ 2, ο Ουρανός είχε καλά ανεπτυγμένο πολικό σέλας, το οποίο φαινόταν σαν λαμπερά τόξα γύρω από τους πόλους. Το 2011 το σέλας παρατηρήθηκε από το Διαστημικό Τηλεσκόπιο Χαμπλ. Τότε ήταν βραχύβιο, διάρκειας λίγων λεπτών, και φαινόταν σαν λαμπερές κηλίδες, αρκετά διαφορετικό από αυτό που παρατήρησε το Βόγιατζερ.
ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΗ – ΕΞΕΡΕΥΝΗΣΗ: Λόγω της απόστασής του από τη Γη, ο Ουρανός ανακαλύφθηκε μόνο όταν κατασκευάστηκαν τηλεσκόπια ικανά να τον εντοπίσουν. Ο Χέρσελ υπέθεσε ότι παρακολουθούσε έναν κομήτη, όταν ξεκίνησε τις παρατηρήσεις του. Τον Ουρανό μπορεί κανείς να τον δει με καλά κιάλια, χωρίς να είναι δυνατόν να διακρίνει λεπτομέρειες. Ξεκινώντας το 1977, το Voyager2 έκανε την εγγύτερη προσέγγισή του στον Ουρανό στις 24/1/1986, (81.500 χιλιόμετρων από τις κορυφές των νεφών του), πριν συνεχίσει προς τον Ποσειδώνα. Το Voyager2 μελέτησε δομή και χημική σύνθεση της ατμόσφαιρας, ανακάλυψε 10 νέους δορυφόρους και μελέτησε τις καιρικές συνθήκες του πλανήτη. Μελέτησε το μαγνητικό πεδίο, την ακανόνιστη δομή του, την κλίση του και το μοναδικό του σχήμα. Έκανε λεπτομερή έρευνα των πέντε μεγαλύτερων δορυφόρων του, και μελέτησε τους εννέα γνωστούς δακτυλίους του συστήματος, ανακαλύπτοντας άλλους δύο.
* Ο Κωνσταντίνος Αθ. Οικονόμου είναι δάσκαλος στο 32ο Δ. Σχ. Λάρισας – συγγραφέας.
