Güneş Sistemini Tanıyalım: Uranüs
Güneş sisteminde Güneş’e uzaklığına göre yedinci sıradaki gezegen olan Uranüs’ü daha yakından tanımak ister misiniz?
Uranüs’ün Genel Özellikleri
Teleskop kullanarak bulunan ilk gezegen olan Uranüs, 13 Mart 1781 tarihinde William Herschel tarafından keşfedildi. Ancak William Herschel onun bir yıldız veya kuyruklu yıldız olduğunu zannetmişti. İlk keşfinden iki yıl sonra astronom Johann Elert Bode’nin gözlemleriyle Uranüs’ün yeni bir gezegen olduğu kabul edildi.
Güneş’ten uzaklığına göre yedinci sırada yer alan Uranüs, çap olarak Güneş sisteminin üçüncü en büyük gezegenidir.
Uranüs, dört gaz devi gezegen arasında en düşük kütleye sahip olanıdır. Neptün gibi Güneş sisteminde buz devi olarak bilinen iki gezegenden biridir. Buz devi denilmesinin nedeni, gezegenin iç katmanlarındaki kütlenin %80’inin yüksek yoğunluklu ve akışkan buzlu maddelerden oluşmasıdır. Bu maddeler su, metan ve amonyaktır.
Uranüs iki ana halka sistemine sahiptir ve toplamda 13 adet sönük halka içerir. Halkalar Astronom James L. Elliot ve arkadaşları tarafından 1977’de, Dünya’dan yapılan gözlemlerle keşfedildi. Halkaların keşfinden 9 yıl sonra Uranüs’e yakın geçiş yapan Voyager 2 uzay aracı, halkaların varlığını doğrulayan gözlem verileri gönderdi. Gezegenden uzaklığına göre halkaların isimleri, Zeta, 6, 5, 4, Alpha, Beta, Eta, Gamma, Delta, Lambda, Epsilon, Nu ve Mu’dur. Halkalar çoğunlukla 140 cm’den daha büyük parçacıklardan oluşur. Ayrıca mikrometre boyutlarında toz parçacıkları da belirlenmiştir.
Uranüs halkaları
Uranüs, 28 tane doğal uyduya sahiptir. Gezegene daha yakın olan uyduların yüzeyinin kabaca yarısı buzdan oluşurken kalan yarısı kayalardan oluşur. En büyük iki uydusu, 1.578 km çapındaki Titania ve 1.522 km çapındaki Oberon, 1787’de William Herschel tarafından keşfedilmiştir.
Titania (solda) ve Oberon (sağda) uyduları
Uranüs’ün Atmosferi
Uranüs’ün atmosferi ağırlıklı olarak hidrojen ve helyum içerir. Atmosferde ayrıca düşük bir miktar metan ve eser miktarda su ve amonyak bulunur. Gezegenin atmosferi oransal olarak %82,5 hidrojen molekülü, %15,2 helyum ve %2,3 metan gazı içerir. Diğer üç gaz deviyle kıyaslandığında Uranüs’ün atmosfer yapısı Neptün’ünkine daha çok benzer.
Uranüs, ortalama -224 santigrat derece sıcaklıkla Güneş sistemindeki en soğuk atmosfere sahip gezegendir. Atmosferin en dış katmanı ekzosfer, gezegenin merkezinden 25.000 km uzaklığa ulaşır. Sıcaklık o bölgede 480 santigrat derecedir, basınç ise 1 bar değerinin trilyonda biridir. Bu bölgedeki yüksek sıcaklığın nedeni henüz anlaşılamadı. Atmosferin iç katmanlarına doğru gidildikçe sürekli artan basınç ve sıcaklık nedeniyle karbon ve hidrojenin sıkışarak elmasa dönüştüğü düşünülüyor.
Uranüs görsel dalga boyunda çoğunlukla mavi olmak üzere mavi-yeşil renkte görünür. Bunun nedeni, Uranüs’e ulaşan Güneş ışığının metan gazı nedeniyle yakın-kızılöte bölgede güçlü bir soğurmaya uğramasıdır. Metan gazı kırmızı rengi daha verimli şekilde soğurur yani bir bakıma hapseder ve bu rengin uzaya geri yansımasını engeller. Sonuç olarak gezegenden yansıyan güneş ışığı çoğunlukla mavi renktedir. Metan gazı atmosferin sadece %2’sini oluştursa da güçlü soğurma etkisi buna neden olur.
Uranüs atmosferindeki helyumun hidrojene oranı Güneş’teki orana çok yakındır. Güneş sisteminin ilk oluştuğu zamanlarda dört gaz devi gezegenin Güneş’tekine benzer oranlarda hidrojen ve helyuma sahip olduğu düşünülüyor.
Uranüs atmosferinde rüzgâr hızı saatte 900 km’ye ulaşabilir. Gezegenin ekvator bölgesinde rüzgârların hareket yönü gezegenin dönme yönünün tersidir. Ancak kutuplara yakın bölgelerde rüzgâr yönü gezegenin kendi ekseni etrafındaki dönme yönü ile aynıdır. Güneş’ten gelen ısı miktarı en yükseğe çıktığında gezegendeki şiddetli fırtına sayısının da arttığı gözlenmiş olsa da bunun nedeni henüz bilinmiyor.
Jüpiter ve Satürn gibi Uranüs atmosferinde de bant yapıları bulunur ancak bunlar çok sönüktür. Gezegenin atmosferindeki Aurora yapıları Hubble Uzay Teleskobu tarafından ilk kez 2011 yılında gözlenmiştir.
Uranüs’ün geniş atmosferi nedeniyle gezegenin halkaları atmosfer ile etkileşim hâlindedir. Ayrıca Güneş’ten gelen radyasyon basıncı da halkaları etkilemektedir. Bu nedenlerle halkaların ömrünün kısa olduğu ve zamanla gezegene düşeceği tahmin ediliyor. Gezegenle birlikte oluşmadığı düşünülen bu halkaların asıl oluşma nedeni ise henüz anlaşılamadı.
NASA, ESA, CSA, STScI. Image processing: J. DePasquale (STScI)
James Webb Uzay teleskobu tarafından çekilen Uranüs görüntüsü
Uranüs’ün Kütlesi ve Büyüklüğü
Uranüs, Dünya’nın 14,5 katı kütleye ve 4 katı çapa sahiptir. Eğer Dünya bir pinpon topu olsaydı Uranüs bir kavun olurdu. Uranüs’ün içine ortalama 64 adet Dünya sığabilir. Uranüs kütle ve çap olarak Dünya’dan daha büyük olsa da yüzey çekim ivmesi Dünya’daki çekim ivmesinden daha küçüktür. Bunun nedeni sahip olduğu büyük çapa kıyasla kütle miktarının düşük olmasıdır. Uranüs bir gaz devi olduğundan yoğunluğu düşüktür yani birim hacim başına kütle miktarı azdır. Eğer Dünya’daki ağırlığınız 100 Newton ise Uranüs’te ağırlığınız 86 Newton olur.
Dünya ve Uranüs’ün büyüklük karşılaştırması
Uranüs’ün görünen açısal çapı Ay’ın görünen açısal büyüklüğünden ortalama olarak 485 kat daha küçüktür. Buna rağmen uygun atmosferik koşullar altında, nadiren ve kısa bir süreliğine çıplak gözle gözlenebilir. Uranüs çıplak gözle görülebilen, Güneş’e en uzak gezegendir.
Uranüs’ün Yörüngesi
Uranüs, Dünya’ya en yakın konumda 2,6 milyar km uzaklıkta bulunurken en uzak konumda 3,2 milyar km uzaklıkta yer alır. Güneş’e olan uzaklığı ortalama olarak 2,9 milyar km’dir. Güneş ışınlarının o mesafeye ulaşması 2 saat 40 dk. sürer.
Uranüs, Güneş etrafındaki bir turunu 84 yılda tamamlar. Gezegenin ekvator düzlemi ile ekliptik düzlemi arasındaki açı neredeyse 90 derecedir. Bu açının geçmişte Dünya boyutunda bir cisim ile çarpışma sonucu oluştuğu düşünülüyor. Uranüs, bu nedenle yörüngesinde adeta yana yatık durur. Bir başka ifadeyle Uranüs, Güneş etrafındaki yörüngesinde adeta yuvarlanan bir top gibi hareket eder.
NASA, ESA, STScI, A. Simon (NASA-GSFC), M. H. Wong (UC Berkeley), J. DePasquale (STScI)
Bunun sonucu olarak gezegenin her bir yarı küresi, 42 yıl güneş ışığı alırken sonraki 42 yıl boyunca güneş ışığı almaz. Kutup bölgelerinde ise 21 yıl zifiri karanlık ve 21 yıl aydınlık yaşanır. Bu gündüz ve gece periyotları arasında kalan diğer 21 yıllık periyotlarda ise alacakaranlık hâkimdir.
Uranüs’ün İç Yapısı
Uranüs’ün demir ve nikelden oluşan çekirdeği Dünya’nın yarısı büyüklüğündedir. Çekirdeğin üzerinde yer alan manto tabakasının su, metan ve amonyak buzlarından oluştuğu düşünülüyor. Manto üzerinde yer alan atmosfer katmanı ise ağırlıklı olarak hidrojen molekülü içerir.
Uranüs, aşırı düzensiz bir manyetik alana sahiptir. Manyetik kutupları birleştiren hayali eksen ile gezegenin dönme ekseni arasındaki açı 60 derecedir. Bu açı Dünya’da 11,5 derece, Jüpiter’de 9,6 derece, Satürn’de ise yaklaşık 1 derecedir. Ayrıca manyetik kutupları birleştiren hayali eksen, gezegenin merkezi ile çakışmaz; merkezden yarıçapın üçte biri kadar uzakta bulunmaktadır.
Manyetik alandaki bu düzensizlik nedeniyle Aurora yapıları gezegenin kutup bölgeleri ile aynı hizada değildir. Gezegenin kendi ekseni etrafında yatık bir şekilde dönmesi nedeniyle manyetik alan çizgileri, bir tirbuşon misali bükülür ve gezegenin arkasında (Güneş’in aksi doğrultuda) milyonlarca kilometre mesafeye uzanır.
Keşiflerle Uranüs
Uranüs hakkında bildiklerimizin büyük bir çoğunluğu 1986 yılında Uranüs’e yakın geçiş yapan Voyager 2 sayesinde elde edildi. Voyager 2’nin elde ettiği verilerle gezegenin kütle ve çap değerleri hassas bir şekilde hesaplandı ve 8.000’den fazla görüntü sayesinde gezegenin hava olayları, atmosferi ve uydularının yüzey özellikleri hakkında bilgiler elde edildi. Uranüs’ün Satürn’den daha güçlü bir manyetik alana sahip olduğu da Voyager 2 sayesinde keşfedildi.
Uranüs atmosferi Jüpiter ve Satürn’ün atmosferlerine kıyasla daha sakin olsa da güney kutbunda dev bir kasırga keşfedilmiştir. Uranüs, yörüngesinde yatık bir şekilde hareket ettiği için 2015 yılına kadar gezegenin kuzey kutbu net bir şekilde gözlenemiyordu. Kuzey kutbunun gözlenebilmesi sayesinde kuzey yarı kürede de şiddetli kasırgaların olduğu anlaşıldı.
NASA/ESA/STScI/A. Simon (NASA-GSFC)/M. H. Wong (UC Berkeley)/J. DePasquale (STScI)
Hubble Uzay Teleskobu ile elde edilen Uranüs’ün kutup bölgesi (beyaz) görüntüsü
Uranüs Hakkında Bilmeniz Gereken 10 Şey
- Teleskop kullanılarak keşfedilen ilk gezegendir.
- Güneş sisteminde en soğuk atmosfere sahip gezegendir.
- Çıplak gözle görülebilen, Güneş’e en uzak gezegendir.
- Dünya’nın dört katı genişliğe ve 14,5 katı kütleye sahiptir. Çap olarak Güneş sisteminin üçüncü en büyük gezegeniyken kütle olarak dördüncü sırada yer alır.
- Bilinen 13 halkası ve 28 doğal uydusu vardır.
- Sadece Voyager 2 uzay aracı tarafından ziyaret edilmiştir.
- Venüs gibi kendi ekseni etrafında doğudan batıya doğru döner. Güneş etrafındaki yörüngesinde, adeta yuvarlanan bir top gibi 90 derece yatık bir şekilde hareket eder.
- Atmosferinde elmas yağmurları olduğu düşünülmektedir.
- Gezegenin iç katmanlarındaki kütlenin büyük bir çoğunluğu buzlu materyallerden oluştuğundan buz devi olarak adlandırılır.
- Radyoaktif bir element olan uranyumun adı Uranüs’ten gelir. Uranüs’ün keşfinden 8 yıl sonra uranyum elementi keşfedilmiştir.
Sayılarla Uranüs
Keşif tarihi: 13 Mart 1781
Çapı: 51.112 km
Kütlesi: 8.6 x 1025 kg
Güneş’e ortalama uzaklık (ortalama): 2,9 x 109 km
Yörünge dönemi (yıl süresi): 84 Dünya yılı
Yıldızıl gün süresi: 17,2 saat
Güneş günü süresi: 17,2 saat
Başlıca atmosfer bileşimi: Hidrojen molekülü ve helyum
Doğal uydu sayısı: 28
Aktif yapay uydu sayısı: 0
Kaynaklar:
- https://solarsystem.nasa.gov/planets/uranus/overview/
- https://solarsystem.nasa.gov/planets/uranus/in-depth/
- https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/uranusfact.html
- https://www.britannica.com/place/Uranus-planet/Basic-astronomical-data
- https://www.space.com/18708-uranus-atmosphere.html
- https://www.space.com/45-uranus-seventh-planet-in-earths-solar-system-was-first-discovered-planet.html
- https://webbtelescope.org/contents/news-releases/2022/news-2022-046?Category=07-solar-system
- https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/nasa-s-webb-scores-another-ringed-world-with-new-image-of-uranus
- https://photojournal.jpl.nasa.gov/catalog/PIA00034
- https://sites.google.com/carnegiescience.edu/sheppard/home/newuranusneptunemoons
_(heic2303h).jpg){kind=link}