Misiunea Uranus – Gigantul înghețat nu va mai fi neglijat. De ce este palpitant unul dintre cele mai ostile locuri din sistemul solar

Uranus este o planetă ciudată, este „răsturnată”, temperaturile scad mereu sub -220 C și informațiile despre gigantul înghețat sunt puține, fiindcă o singură sondă a ajuns acolo, în 1986. Uranus revine în prim-plan. Cum ar putea arăta o nouă misiune? Ce am putea afla? De ce Uranus este așa de specială și cum a fost descoperită, după ce s-a crezut că este o „simplă” stea?

Informația pe scurt

• Lansarea unei misiuni spre Uranus este p prioritate pentru NASA, care ar putea lua decizia în 2024. Ar dura 13 ani călătoria sondelor spațiale către planeta despre care știm foarte puține, deoarece a fost vizitată numai de Voyavger 2, acum 37 de ani. Sonda s-a aflat șase ore lângă planetă și s-a apropiat la 81.000 km de învelișul de nori. Nouă ani a durat călătoria.

• Uranus are o temperatură medie de -224 C în atmosferă și este un gigant înghețat fără suprafață solidă, găsindu-se la 2,6 miliarde km de Terra. Este de patru ori mai mare decât Terra și este a treia cea mai mare planetă din Sistemul Solar. Este prima planetă descoperită în epoca modernă.

• Meritul pentru prima observație a acestei planete îi aparține astronomului englez John Flamsteed, care a zărit-o în 1690, dar nu și-a dat seama că se mișcă. A presupus că era o altă stea de pe cer și a denumit-o 34 Tauri. Uranus a căpătat statutul de planetă în 1781 după observațiile celebrului astronom William Herschel

• Uranus are 27 de sateliți naturali, mulți fiind denumiți după personaje din piesele lui William Shakespeare. Cel mai mare este Titania, cu un diametru de peste 1.500 km. Titania era regina zânelor, iar un satelit poartă numele regelui zânelor, Oberon.

• Nu se pune problema să existe viață pe Uranus, care nu are suprafață solidă, temperaturile sunt teribile și vântul bate și cu peste 900 km/h. Sateliții săi ar avea potențial, dar fiind atât de departe, nu vor fi explorați prea curând cu sonde trimise de oameni.

• Uranus are un aspect albastru-verzui caracteristic datorat unui strat înalt de nori din metan înghețat. Spre deosebire de Jupiter și Saturn, interiorul lui Uranus este compus din diferite tipuri de gheață, nu din hidrogen și heliu. Școlarii din țările anglo-saxone glumesc pe seama numelui planetei care în engleză sună foarte asemănător cu „your anus” (fundul tău).

Uranus – Un gigant înghețat despre care trebuie să aflăm mai multe de aproape

O dată la zece ani NASA așteaptă de la experții National Academies of Science, Engineering, and Medicine recomandări despre ce ținte cerești merită explorate în următorul deceniu. Anul trecut, una dintre țintele descrise era Uranus și anii recomandați pentru lansarea misiunii ar fi 2031 sau 2032. Misiunea ar costa 3-4 miliarde de dolari și sonda ar ajunge în jurul anului 2044.

În interiorul NASA proiectul este cunoscut sub numele UOP (Uranus Orbiter and Probe) și în mod ideal ar trebui să existe două vehicule care călătoresc spre Uranus: o sondă care să survoleze planeta și să facă măsurători, dar și o sondă „kamikaze” care să fie trimisă către interiorul planetei și să măsoare diverși parametri ai atmosferei, până să „cadă victimă” mediului ostil de acolo.

De la Voyager 2 nici o sondă trimisă de om nu s-a apropiat de Uranus, iar în acest timp s-au aflat detalii despre mii de exoplanete – și multe dintre ele sunt giganți de gheață precum Uranus și Neptun. Despre prima exoplanetă s-a aflat în 1995 și era o gigantă gazoasă fierbinte, cu masa cam jumătate față de Jupiter. În catalogulul exoplanetelor se cunosc peste 5.000.

La acele exoplanete nu avem cum trimite sonde, dar dacă aflăm mai multe despre structura lui Uranus, despre interiorul său și despre vremea de acolo, aceste informații vor fi excelente pentru studierea exoplanetelor.

La ce întrebări am putea afla răspunsuri? Se produc încă procese geologice pe câțiva dintre sateliții uranieni? Există oceane lichide sub suprafața înghețată?

Sunt foarte multe necunoscute legate de Uranus: nu știm prea multe despre compoziția atmosferei și nici despre structura interiorului. Nu știm cum funcționează câmpul magnetic și nici din ce sunt formate inelele lui, pentru că, da, în 1977 s-a descoperit că și Uranus are inele.

Uranus este singura planetă din sistemul solar a cărui nume provine din mitologia greacă, și nu din cea romană. La vechii greci, Uranus era stăpânul cerului, tatăl zeului Cronos și bunicul lui Zeus.

Este o planetă gazoasă formată din hidrogen și heliu și se află atât de departe de Soare (în medie la peste 3 miliarde km), încât durează 84 de ani să-l înconjoare. Uranus chiar este un gigant înghețat, pentru că temperatura sa la suprafață este de -225 C.

”În trecut, Uranus a suferit un impact cu un obiect cosmic necunoscut. Lovitura a înclinat planeta într-o parte și de atunci, axa ei de rotație este orizontală în planul mișcării, spre deosebire de toate celelalte planete. Pentru că rotația planetei este rapidă, ziua durează 17 ore. (…) Nucleul planetei Uranus este solid, atingând temperaturi de 5.000 grade C, la fel de fierbinte ca suprafața Soarelui. Deasupra nucleului se găsește o manta vâscoasă, bogată în apă, metan și amoniac”, scrie Cristian Presură în cartea „Astrofizica povestită”.

Atmosfera planetei este alcătuită din hidrogen și heliu, are mii de kilometri înălțime și prezența metanului face ca planeta să se vadă albastră, fiindcă metanul absoarbe radiația roșie din lumina solară și o împrăștie pe cea albastră.

Din cauza înclinației de 98 de grade, polul său nordic este expus soarelui, iar cel sudic nu vede lumina solară. Asta face ca timp de 42 de ani, o față a planetei să fie luminată permanent, urmând alți 42 de ani de întuneric.

Uranus are și inele, sunt negre și sunt mult mai mici decât cele ale lui Saturn. „Se crede că inelele ar fi din grafit, materialele din care sunt făcute minele de creion. Ipoteza cea mai credibilă este că s-au format acum 600 de milioane de ani, la impactul cu corpul ceresc care ar fi înclinat axa planetei la 98 de grade”. Inelele au fost descoperite în 1977

Uranus are 27 de sateliți naturali, mulți fiind denumiți după personaje din piesele lui William Shakespeare. Cel mai mare este Titania, cu un diametru de peste 1.500 km. Titania era regina zânelor, iar un satelit poartă numele regelui zânelor, Oberon. Ambele sunt personaje din „Visul unei nopți de vară”. Alți sateliți se numesc Bianca, Desdemona, Ophelia sau Juliet. Cei mai mici au fost foarte greu de găsit, fiindcă au și 12-16 km în diametru și foarte puțină lumină solară ajunge la ele, dat fiind că sunt la 2,9 miliarde km. Câțiva au fost descoperiți cu telescopul Hubble.

Se bănuiește că doi dintre sateliții naturali ar putea avea oceane lichide sub suprafața lor.

Cum a fost descoperită Uranus – Steaua era de fapt o nouă planetă

Fără telescop, planetele rămân doar puncte de lumină care traversează cerul, dar oamenii le-au urmărit mișcările mii de ani. Oamenii din vechime urmăreau cinci planete care se vedeau cu ochiul liber: Mercur, Venus, Marte, Jupiter și Saturn.

Oamenii din secolul XVIII nu credea că mai există vreuna în afară de cele șase cunoscute, incluzând aici și Terra.

Așadar, nu știau că Uranus este planetă, deși uneori se vedea și ea cu ochiul liber, însă în condiții speciale: Uranus a căpătat statutul de planetă în 1781 după observațiile celebrului astronom William Herschel care inițial crezuse că este fie o stea, fie o cometă, fiindcă obiectul descoperit era „o ciudățenie”. Între 1787 și 1851 au fost descoperite primele patru „luni” uraniene: Titania, Oberon, Ares și Umbriel.

Meritul pentru prima observație a acestei planete îi aparține astronomului englez John Flamsteed, care a zărit-o în 1690, dar nu și-a dat seama că se mișcă. A presupus că era o altă stea de pe cer și a denumit-o 34 Tauri.

„A presupus că era o altă stea de pe cer și a denumit-o 34 Tauri. Când Herschel a văzut că ”steaua” lui Flamsteed se deplasează pe fundalul stelar, a anunțat – pornind de la presupoziția neinspirată că planetele nu sunt pe lista lucrurilor care ar putea fi descoperite – că a descoperit o cometă. În fond, despre comete se știa că se mișcă și că..pot fi descoperite”, scrie Neil de Grasse Tyson în cartea Moartea într-o gaură neagră.

Herschel intenționa să boteze noul corp ceresc Georgium Sidus „Steaua lui George” (după George al III-lea, regele de atunci al Angliei), dar până la urmă a fost numit Uranus, pentru a păstra numele provenite din mitologie care se regăseau și la celelalte planete. Interesant este că unii astronomi americani și francezi l-au numit pe Uranus „planeta lui Herschel” până spre 1850.

Amănunt interesant: elementul chimic „uraniu” a primit numele de la planeta Uranus. În SUA, Uranus este subiect de glumă pentru copii, din cauza modului în care se aude pronunțat numele planetei, în engleză: Uranus (pronunțat „ior-ei-năs”) sună asemănător cu „your anus” (anusul tău). Gluma este și mai potrivită, mai ales că pe Uranus se găsește și metan, un gaz ce miroase urât.

Cum și-a dat Herschel seama că Uranus este o planetă și nu o cometă?

„O cometă s-ar fi aflat pe o orbită foarte excentrică ce ar fi intersectat sistemul solar, dar obiectul ciudat s-a dovedit a se afla pe o orbită aproape circulară, ca o planetă aflată dincolo de Saturn. De asemenea, cometele au un aspect difuz, de parcă ar avea păr, o așa-numita coma, și adesea au și coadă. Obiectul ciudat văzut în telescopul său avea forma unui disc, la fel ca o planetă. Dacă o pasăre arată ca o rață și măcăne ca o rață, atunci probabil este o rață. Obiectul ciudat arăta ca o planetă și se comporta ca o planetă – s-a dovedit a fi o planetă”, scrie Paul Murdin în cartea „Viețile secrete ale planetelor”.

Frederick William Herschel este unul dintre cei mai mari astronomi din istorie, însă el era de fapt muzician născut la Hanovra. A fost membru al fanfarei militare și a luptat și în armata britanică. Astronomia a fost la început o pasiune, dar Herschel d-a dovedit foarte iscusit în a construi telescoape, turnând și șlefuind el însuși oglinzi în subsolul casei sale. Telescoapele sale, cu care putea face observații și din fața casei, dat fiind că nu exista poluare luminoasă, au devenit cele mai bune din epoca aceea de acum 250 de ani.

Sora lui Herschel, Caroline, nu doar că l-a ajutat să construiască telescoapele, dar a descoperit și opt comete, fiind medaliată cu aur de British Royal Astronomical Society, distincție rar primită de femei în acele vremuri.

Faptul că Uranus era o planetă a fost unanim acceptat în 1783, datorită observațiilor unui astronom pe nume Johann Bode.

Uranus s-a format acum aproximativ 4,5 miliarde de ani, probabil mult mai aproape de Soare și se presupune că a „migrat” în zona actuală îndepărtată cam 500 de milioane de ani mai târziu.

O singură vizită, acum 37 de ani

Uranus, împreună cu Neptun, sunt planetele din Sistemul Solar despre care știm cele mai puține, fiindcă sunt foarte îndepărtate și au putut fi studiate mult mai puțin de sonde trimise de pe Terra. O singură dată a fost vizitată Uranus, acum aproape 40 de ani, de către sonda Voyager 2, în 1986. Sonda a făcut nouă ani până la Uranus, s-a apropiat la 80.000 km de planetă și în șase ore a făcut fotografii și a colectat imagini despre inele și despre sateliții naturali. A descoperit zece noi sateliți naturali și două inele.

În 2011, sonda New Horizon a trecut pe lângă Uranus în drumul său spre Pluto, dar era la depărtare prea mare pentru a face observații detaliate.

Uranus este mai mică decât Jupiter și Saturn și, fiindcă este mai depărtată de Soare, temperatura medie este mai mică. Uranus are și un câmp magnetic ciudat, puternic, dar neregulat. Nu este centrat în mijlocul planetei și este înclinat la un unghi care nu se aliniază cu rotație planetei. Câmpul magnetic uranian este de 50 de ori mai puternic decât cel terestru.

Norii care acoperă planeta sunt aproape complet uniformi și lipsiți de trăsături distinctive. Dar, deși este un frig îngrozitor, pe Uranus nu este plictiseală totală: „Uranus are un aspect albastru-verzui caracteristic datorat unui strat înalt de nori din metan înghețat. Spre deosebire de Jupiter și Saturn, interiorul lui Uranus este compus din diferite tipuri de gheață, nu din hidrogen și heliu. – uneori planeta este numită gigant de gheață, nu gigant gazos”, scrie Paul Murdin.

Uranus este o „planetă răsturnată”, din cauza înclinației sale. Nu se știe de ce a ajuns așa, însă teoria larg acceptată este că finalul procesului de formare a planetei, Uranus ar fi fost lovită oblic de un planetoid enorm, un corp poate chiar mai mare decât Pământul care l-ar fi răsturnat într-o parte, înainte de a fi absorbit de planetă. Se bănuiește că în urma ciocnirii ar fi rezultat câmpul magnetic neregulat. O altă teorie spune că Uranus ar fi suferit două sau mai multe ciocniri succesive.

Lumina face 2 ore și 40 de minute de la Soare, până la Uranus, de 20 de ori mai mult decât face de la Soare până la Terra.