Periode evolusi uranus adalah 84 tahun. Akibatnya, Uranus akan berada pada sisi terang selama 42 tahun dan kegelapan di sisi lainnya selama 42 tahun. Dengan demikian misteri wajah lain Uranus baru akan terkuak setelah 42 tahun. Jarak rata – ratanya dari Matahari kira-kira 3 milyar km (sekitar 20 SA atau 2875 juta km). Intensitas sinar matahari di Uranus sekitar 1/400 yang ada di Bumi. Uranus mempunyai jari-jari ekuator dan kutub masing-masing 25 559 ± 4 dan 24 973 ± 20 km. Permukaan ini akan digunakan di seluruh artikel ini sebagai titik nol untuk ketinggian.
Periode rotasi Uranus adalah 17 jam, 14 menit. Akan tetapi, seperti semua raksasa gas lainnya, atmosfer atasnya mengalami angin badai yang sangat kuat pada arah rotasi. Akibatnya, pada beberapa garis lintang, seperti dua per tiga lintang dari khatulistiwa ke kutub selatan, fitur-fitur atmosfer itu yang nampak bergerak jauh lebih cepat, menjadikan rotasi penuhnya sekecil 14 jam.
Kemiringan Sumbu
Kemiringan sumbu rotasi Uranus mencapai 97,77° membuatnya bergerak berbeda dari planet-planet pada umumnya. Dan Ini memberinya perubahan musim yang sama sekali tidak seperti planet utama lain. satu kutubnya menghadap Matahari terus-menerus sedangkan kutub lainnya menghadap ke arah sebaliknya, Tiap kutub terus-menerus disinari Matahari sekitar 42 tahun, diikuti dengan 42 tahun yang gelap.
Salah satu akibat orientasi sumbu rotasi ini adalah bahwa, rata-rata dalam satu tahun, daerah kutub menerima masukan energi yang lebih besar dari Matahari daripada daerah ekuatornya. Namun demikian, Uranus lebih panas ekuatornya daripada kutubnya. Mekanisme yang mendasari yang menyebabkan hal ini tidak diketahui. Alasan tidak biasanya kemiringan sumbu Uranus juga tidak diketahui pasti, namun perkiraan umum adalah bahwa selama pembentukan Tata Surya, protoplanet seukuran bumi bertubrukan dengan Uranus, menyebabkan orientasinya yang miring tersebut.
Stuktur Internal
Secara kasar Uranus massanya 14,5 kali massa Bumi, sehingga menjadikannya planet yang paling ringan diantara planet-planet raksasa. sementara itu kerapatannya 1,27 g/cm³ menjadikannya planet yang paling tidak padat kedua setelah Saturnus. Meskipun bergaris tengah sedikit lebih besar daripada Neptunus (kira-kira garis tengah Bumi), Uranus lebih ringan. Ini menandakan bahwa ia terutama terdiri dari beragam es, seperti air, amonia, dan metana. Massa total es di bagian dalam Uranus tidak diketahui secara tepat, dengan munculnya gambaran-gambaran berbeda tergantung dari model yang dipilih; namun pasti antara 9,3 dan 13,5 massa Bumi. Hidrogen dan helium hanya menyusun sebagian kecil dari keseluruhan, sebesar antara 0,5 dan 1,5 massa Bumi. Massa sisanya (0,5 hingga 3,7 massa Bumi) diperhitungkan untuk massa material batuan.
Gambar 4.
Perbandingan ukuran bumi dan uranus
Model standar struktur Uranus adalah ia terdiri dari tiga lapisan: inti di bagian tengah, mantel ber-es di lapisan tengah dan selubung hidrogen/ helium gas. Intinya relatif kecil, dengan massa hanya 0,55 massa Bumi dan jari-jari kurang dari 20 persen jari-jari Uranus, mantelnya merupakan bagian terbesar planet tersebut, dengan sekitar 13,4 massa Bumi, sementara itu atmosfer atas relatif kecil, dengan berat sekitar 0,5 massa Bumi dan meluas sampai 20 persen terakhir jari-jari Uranus. Inti Uranus kerapatannya sekitar 9 g/cm³, dengan tekanan di tengahnya 8 juta bar (800 GPa) dan suhu sekitar 5000 K. Mantel esnya nyatanya tidak terdiri dari es dalam pengertian pada umumnya, tetapi dari fluida panas dan rapat yang terdiri atas air, amonia dan volatil lain. Fluida ini, yang berdaya hantar listrik tinggi, kadang-kadang disebut lautan air–amonia. Komposisi terbesar Uranus dan Neptunus sangat berbeda dari Jupiter dan Saturnus, dengan es mendominasi atas gas, oleh karenanya memberi alasan klasifikasi mereka yang terpisah sebagai raksasa es.
Atmosfer
Meskipun tidak ada permukaan padat yang terdefinisi dengan jelas dalam interior Uranus, bagian terluar dari selimut gas Uranus yang dapat diakses oleh penginderaan jauh disebut atmosfernya. Kemampuan penginderaan jauh berlanjut ke bawah hingga kira-kira 300 km di bawah level 1 bar (100 kPa), dengan tekanan yang bersesuaian sekitar 100 bar (10 MPa) dan suhu 320 K. Korona yang tipis atmosfer itu meluas jauh hingga lebih dari dua jari-jari planet dari permukaan nominal pada tekanan 1 bar. Atmosfer dapat dibagi menjadi tiga lapisan: troposfer, antara ketinggian −300 dan 50 km dan tekanan dari 100 sampai 0,1 bar (10 MPa sampai 10 kPa). Stratosfer, kisaran ketinggiannnya antara 50 dan 4000 km dan tekanan antara 0,1 and 10–10 bar (10 kPa to 10 µPa), dan termosfer/korona yang meluas dari 4.000 km hingga setinggi 50.000 km dari permukaan. Mesosfer tidak ada.
• Troposfer
Troposfer adalah bagian atmosfer terbawah dan paling rapat dan bercirikan dengan turunnya suhu bersama dengan naiknya ketinggian. Suhu menurun dari sekitar 320 K di dasar troposfer nominal pada −300 km hingga 53 K pada 50 km. Suhu di daerah atas terdingin dari troposfer (tropopause) sebenarnya bervariasi dalam kisaran antara 49 dan 57 K bergantung pada ketinggian di planet. Daerah tropopause bertanggung jawab bagi kebanyakan pancaran inframerah jauh panas planet itu, dan oleh karenanya menentukan suhu efektif 59,1 ± 0,3 K.
Troposfernya dipercaya memiliki struktur awan yang sangat kompleks. Awan air dihipotesiskan terletak dalam kisaran tekanan 50 sampai 100 bar (5 sampai 10 MPa), awan amonium hidrosulfida dalam kisaran 20 sampai 40 bar (2 sampai 4 MPa), awan amonia atau hidrogen sulfida antara 3 dan 10 bar (0,3 to 1 MPa) dan terakhir awan metana tipis yang terdeteksi langsung pada 1 sampai 2 bar (0,1 sampai 0,2 MPa). Troposfer Uranus merupakan bagian atmosfernya yang sangat dinamis, menunjukkan angin yang kuat, awan yang cerah dan perubahan musim.
Gambar 5.
Profil suhu troposfer dan stratosfer bawah Uranus• Atmosfer Atas
Lapisan tengah atmosfer Uranus adalah stratosfer, dimana suhu umumnya naik sesuai dengan naiknya ketinggian dari 53 K di tropopause sampai antara 800 dan 850 K di dasar termosfer. Pemanasan stratosfer disebabkan oleh penyerapan radiasi UV dan inframerah Matahari oleh metana dan hidrokarbon lain yang terbentuk di bagian atmosfer ini sebagai hasil dari fotolisis metana. Panas juga dihantarkan dari termosfer yang panas itu. Hidrokarbon menempati lapisan yang relatif sempit pada ketinggian antara 100 dan 280 km yang bersesuaian dengan kisaran tekanan 10 hingga 0,1 mbar (1000 hingga 10 kPa) dan suhu antara 75 dan 170 K. Hidrokarbon yang paling melimpah adalah metana, asetilena dan etana dengan rasio pencampuran sekitar 10−7 relatif pada hidrogen. Hidrokarbon yang lebih berat dan karbon dioksida rasio pencampurannya sebesar tiga kali lebih rendah. Rasio kelimpahan air adalah sekitar 7×10−9. Etana dan asetilena cenderung berkondensasi bagian bawah stratosfer dan tropopause yang lebih dingin (di bawah level 10 mBar) membentuk lapisan kabut, yang mungkin sebagian bertanggung jawab bagi penampilan Uranus yang biasa. Akan tetapi, konsentrasi hidrokarbon di stratosfer Uranus di atas kabut tersebut rendah sekali dibandingkan dengan konsentrasi pada stratosfer planet raksasa lain.
Cincin Planet
Uranus mempunyai sistem cincin planet yang rumit, yang merupakan sistem kedua yang ditemukan di Tata Surya setelah cincin Saturnus. Cincin-cincin tersebut tersusun dari partikel yang sangat gelap, yang beragam ukurannya dari mikrometer hingga sepersekian meter. Tiga belas cincin yang berbeda saat ini diketahui, yang paling terang adalah cincin ε (epsilon). Sebagian besar dari cincin Uranus memiliki lebar 1 – 10 km, sementara cincin epsilon yang ada di bagian luar Uranus adalah yang paling lebar dan paling eksentrik. Cincin epsilon tersebut berada pada jarak 20 km – 96 km.
Tahun 1789, William Herscel mengklaim bahwa ia melihat ada cincin di Uranus, namun klaim tersebut tak pernah jadi sebuah penemuan karena selama 2 abad tidak pernah terlihat keberadaan cincin di planet tersebut. Baru pada bulan Maret 1977, okultasi bintang SAO 158687 mengungkap keberadaan cincin tipis dan buram di Uranus. Pada tahun 1986, saat Voyager 2 melakukan pertemuan dengan Uranus, ia berhasil mengambil foto-foto cincin tersebut dari jarak yang dekat. Setidaknya manusia belum mampu untuk berada di sana dan mengambil fotonya.
Partikel penyusun cincin Uranus yang terlihat dari Bumi memiliki ukuran yang hampir sama dengan cincin utama Saturnus yakni ~1cm – 10 m. Namun di bagian cincin epsilon, susunannya terdiri dari balok-balok es yang berukuran beberapa kaki. Cincin epsilon juga ditemukan memiliki warna abu-abu, dengan satelit Cordelia dan Ophelia bertindak sebagai satelit penggembala bagi cincin tersebut.
Bulan Desember 2005, pengamatan landas bumi dari Keck Observatory dan pengamatan landas angkasa Hubble Space Telescope berhasil mengungkap keberadaan cincin terluar di Uranus yang jaraknya 2 kali jarak cincin epsilon. Penemuan tersebut bisa terjadi karena pada saat itu, cincin Uranus tampak dekat dengan Bumi dan pada tahun 2007 lalu cincin tersebut tampak tepiannya dari Bumi. Kondisi ini memberi kesempatan bagi para pengamat di Bumi untuk melihat cincin yang redup. Dua cincin yang ditemukan oleh Hubble tersebut menambah jumlah cincin di Uranus menjadi 13.
Gambar 6.
Sistem cincin uranusHal menarik lainnya dari cincin terluar Uranus ini adalah warnanya. Dari kedua cincin baru itu, cincin terluar yang berada pada jarak 97700 km dari pusat planet itu berwarna biru sementara cincin yang di bagian dalam yang berada pada jarak 67300 km berwarna merah. Dengan demikian diperkirakan cincin yang terluar itu terdiri dari partikel-parikel yang sangat kecil yang berasal dari partikel debu dan air es yang terlontar keluar dari Mab, satelit Uranus. Mab, selain berbagi partikel untuk menyusun cincin terluar Uranus, ia juga berbagi orbit dengan cincin tersebut.
Medan Magnet
Gambar 7.
Medan magnet Uranus seperti dilihat oleh Voyager 2 pada tahun 1986. S dan N adalah kutub selatan dan utara magnetik.Sebelum kedatangan Voyager 2, tidak ada pengukuran magnetosfer Uranian yang dilakukan, sehingga sifatnya tetap jadi misteri. Sebelum tahun 1986, para astronom telah memperkirakan medan magnet Uranus segaris dengan angin matahari , maka karenanya ia akan segaris dengan kutub planet itu yang terletak di ekliptika.
Secara keseluruhan, struktur magnetosfer Uranus berbeda dari Jupiter dan lebih mirip dengan Saturnus. Ekor magnetosfer Uranus memanjang di balik planet itu ke luar angkasa sejauh jutaan kilometer dan terpuntir oleh rotasi menyamping planet itu menjadi seperti pembuka tutup botol yang panjang.
Di magnetosfer Uranus terdapat partikel bermuatan: proton dan elektron dengan sejumlah kecil ion H2+. Tidak ada ion yang lebih berat yang terdeteksi. Banyak partikel ini mungkin berasal dari korona atmosfernya yang panas. Energi ion dan elektron masing-masing bisa setinggi 4 dan 1,2 megaelektronvolt. Kerapatan ion berenergi rendah (di bawah 1 kiloelektronvolt) di magnetosfer dalam adalah sekitar 2 cm−3. Uranus mempunyai aurora yang terbentuk dengan baik, yang terlihat sebagai busur yang terang di sekitar kedua kutub magnetik. Namun, tidak seperti pada Jupiter, Uranus auroranya nampak tidak penting bagi keseimbangan energi termosfer planetnya.
Iklim
Pada panjang gelombang ultraviolet dan cahaya nampak, atmosfer Uranus nampak biasa sekali dibandingkan dengan raksasa gas lain, bahkan dengan Neptunus, yang sangat mirip dengannya dari segi lain. Saat Voyager 2 terbang mendekati Uranus pada 1986, ia mengamati total 10 fitur awan di seluruh bagian planet itu. Satu penjelasan yang diajukan atas kurangnya fitur ini adalah bahwa panas internal Uranus nampak jelas lebih rendah daripada panas internal planet-planet raksasa lain. Suhu terendah yang tercatat di tropopause Uranus adalah 49 K, menjadikan Uranus planet terdingin dalam Tata Surya, lebih dingin daripada Neptunus
nampak bahwa kemiringan sumbu Uranus yang ekstrim menyebabkan variasi musim yang ekstrim pada cuacanya.
Bulan – Bulan
Uranus memiliki 27 satelit alam yang telah diketahui. Nama bagi satelit-satelit ini dipilih dari karakter karya Shakespeare dan Alexander Pope. Lima satelit utamanya adalah Miranda, Ariel, Umbriel, Titania dan Oberon. Satelit yang terbesar, Titania, radiusnya hanya 788,9 km, atau kurang dari setengah jari-jari Bulan, tetapi sedikit lebih besar daripada Rhea, bulan kedua terbesar Saturnus, menjadikan Titania bulan berukuran terbesar kedelapan dalam Tata Surya. Bulan-bulan itu memiliki albedo yang relatif rendah, berkisar dari 0,20 untuk Umbriel hingga 0,35 untuk Ariel (dalam cahaya hijau). Bulan-bulan itu merupakan kumpulan es-batu yang kira – kira terdiri lima puluh persen es dan lima puluh persen batu. Es itu mungkin termasuk amonia dan karbon dioksida.
Di antara satelit-satelit itu, Ariel nampak memiliki pemukaan termuda dengan kawah tabrakan paling sedikit, sedangkan Umbriel nampaknya yang tertua. Miranda memiliki ngarai patahan sedalam 20 kilometer, lapisan-lapisan berpetak, dan variasi yang kacau dalam umur dan fitur permukaan. Aktivitas geologis Miranda di masa lalu dipercaya didorong oleh pemanasan pasang-surut pada suatu ketika saat orbitnya lebih eksentrik daripada sekarang, mungkin hasil dari resonansi orbital dengan Umbriel yang dulu ada
0 komentar:
Posting Komentar