אוראנוס

מתוך אסטרופדיה
גרסה מ־19:14, 10 באוקטובר 2009 מאת Admin (שיחה | תרומות) (הפעיל הגנה על אוראנוס [read=autoconfirmed])
קפיצה אל: ניווט, חיפוש
SolarSystem1.jpg
אוראנוס
Uranus.jpg
אוראנוס, כפי שצולם ע"י החללית וויאג'ר 2 (1986).
מידע כללי
סוג עצם: כוכב לכת
מיקום: מסלול סביב השמש
מאפיינים מסלוליים
רדיוס מסלול: 2,876,679.082 ק"מ
רדיוס מסלול: 19.229 י"א AU
אפהליון: 3,004,419,704 ק"מ
(20.083 י"א AU)
פריהליון: 2,748,938,461 ק"מ
(18.375 י"א AU)
אקסצנטריות: 0.044405
זמן הקפה: 84.016846 שנים שנים, 30,799 ימים
מחזור סינודי: 369.66 יום
נטיית מסלול: 6.48°
מאפיינים פיזיים
בהירות: 5.6±0.3 מגניטוד
רדיוס בקו המשווה: 25,559±4 ק"מ
מסה: 8.6832´1025 ק"ג ק"ג
צפיפות ממוצעת: 1.318 גרם/סמ"ק
זמן סיבוב עצמי: 17.24 שעות
נטיית ציר הסיבוב: 97.86°
מהירות מילוט: 21.3 ק"מ לשנייה ק"מ/שנייה


אוראנוס הינו כוכב הלכת השביעי במרחקו מהשמש, וכוכב הלכת הראשון שהתגלה בעידן שלאחר המצאת הטלסקופ. אוראנוס הוא כוכב הלכת השלישי בגודלו (קוטרו כ-51,000 ק"מ, 4 פעמים קוטר הארץ) והרביעי במסתו (כ-15 פעמים מסת הארץ) ודומה בתכונותיו לכוכב הלכת נפטון. הן אוראנוס והן נפטון מכילים בעיקר קרח מוצק מיסודות שונים כמו מים, אמוניה ומתאן (צפיפותו של אוראנוס 1.27 גרם לסמ"ק) ולכן יש המכנים את השניים "ענקי הקרח" בניגוד לענקים הגזיים צדק ושבתאי העשויים בעיקר ממימן והליום (צפיפותו של שבתאי כ-0.7 גרם לסמ"ק) ובניגוד לכוכבי הלכת הארציים כמו הארץ (צפיפותו כ-5.5 גרם לסמ"ק). את גוף הקרח (שבמרכזו ליבת ברזל) מקיפה שכבה עבה של אטמוספרה המורכבת ממימן מולקולרי, הליום, אמוניה ומעט מתאן. אטמוספרה זו מעניקה לאוראנוס גוון כחלחל-ירקרק.

אורנוס הוא כוכב הלכת הראשון שהתגלה בעידן המודרני. האסטרונום האנגלי וויליאם הרשל צפה בו ב-13 במרץ 1781 וזיהה אותו ככוכב-לכת. הרשל הציע לכנותו על-שם פטרונו, מלך אנגליה ג'ורג' השלישי, "כוכב הלכת הגאורגיאני " (Georgium Sidus), אך קהילת האסטרונומים הבינלאומית העדיפה את השם אוראנוס, על שמו של אל השמיים היווני שהיה בנה ובן זוגה של גאיה ואביהם של קרונוס (סטורן), הציקלופים והטיטאנים וסבו של זאוס (יופיטר).

במהלך המאה ה-19 נמצאו סטיות בין מסלולו הנצפה של אוראנוס למסלולו החזוי. סטיות אלו הובילו להערכה כי קיים כוכב לכת נוסף המפריע את מסלולו של אוראנוס. חישובים מתמטיים של ההפרעות הנ"ל הובילו לגילויו של כוכב הלכת נפטון ע"י לה-ורייה ואדמס ב-1846.


גילוי

אוראנוס התגלה ב-13 במרץ 1781 על ידי האסטרונום האנגלי וויליאם הרשל (ממוצא גרמני-יהודי) שהיה אחד מהאסטרונומים החשובים ביותר של המאות ה-18 וה-19, ועסק בתחומים רבים ומגוונים באסטרונומיה, אסטרופיסיקה ופיסיקה. בתחילה ביקש הרשל לכנות את כוכב הלכת החדש "הכוכב של ג'ורג'", על-שם הפטרון שלו, מלך אנגליה ג'ורג' השלישי, אך קמה לכך התנגדות בקרב המלומדים מהיבשת. מאוחר יותר נקרא כוכב הלכת בשם "הרשל" על-שם מגלהו, ורק לקראת אמצע המאה ה-19 התקבל השם אוראנוס, שהיה אל השמים היווני, בן-זוגה של גאיה, אלת האדמה, אביו של כרונוס/סאטורן (כוכב הלכת שבתאי), וסבו של זאוס/יופיטר (כוכב הלכת צדק). כדי להכניס את גילויו של הרשל לפרופורציה, יש לזכור כי אוראנוס היה כוכב הלכת הראשון שהתגלה זה למעלה מ-3,000 שנה (ואולי אף יותר) ולא היה ידוע מאז ימי בראשית של התרבויות הקדומות. מעניין לציין כי ניתן להבחין באוראנוס בעין בלתי מצוידת מאזורים חשוכים במיוחד. בהירותו הנראית המירבית היא 5.3 מגניטודות, בעוד בהירותו הממוצעת היא 5.5 מגניטודות, שהן קצת מעבר לסף הבהירות הנראית (כ-6.5 מגניטודות). באמצעות טלסקופ קטן, ניתן להבחין בדיסקה כחלחלה קטנה שקוטרה הזוויתי הממוצע הוא 3.9 שניות קשת. למעשה, התיעוד התצפיתי הראשון של אורנוס נעשה ב-1690 על ידי האסטרונום המלכותי באנגליה ג'ון פלמסטיד, שסיווג אותו בתור כוכב וקרא לו 34 בקבוצת שור (34 Tau). כך שהרשל היה הראשון להבין כי מדובר בפלנטה, כוכב לכת, הנמצא בקצה מערכת השמש.

במהלך המאה ה-19, נמצאו סטיות בין מסלולו הנצפה של אוראנוס למסלול החזוי לפי המכניקה הניוטונית. סטיות אלו הובילו להערכה כי קיים כוכב לכת נוסף המפריע את מסלולו של אורנוס. חישובים מתמטיים של ההפרעות הנ"ל הובילו לגילויו של כוכב הלכת נפטון ב-1846 ע"י לה-ווריה ואדמס.


ציר סיבוב

בשונה משאר כוכבי הלכת לציר הסיבוב העצמי של אוראנוס נטייה גדולה של כ-98 מעלות והוא קרוב מאד למישור התנועה של אוראנוס סביב השמש (ראו איור). לשם השוואה, ציר הסיבוב של כדור הארץ נוטה בכ-23 מעלות וציר הסיבוב של שבתאי למשל נוטה בשלוש מעלות בלבד. כתוצאה מסיבובו של אוראנוס "על צידו" יש לו מערכת משונה של עונות שנה: תושב דמיוני שחי על קו המשווה של אוראנוס יחווה חורף קשה ובו השמש נמצאת על האופק ללא שינוי בין יום ללילה. לאחר רבע שנת אוראנוס יחל הקיץ עם תחלופה נורמלית של יום ולילה (יום שלם על פני אוראנוס אורך כ-17 ורבע שעות). בעונה הבאה, לאחר שאוראנוס השלים מחצית ממסלולו סביב השמש, ישוב החורף, רק שהפעם השמש תהיה באופק המנוגד, ואילו העונה האחרונה תהיה עונת קיץ עם ימים ולילות רגילים. אחיו הדמיוני גם כן של בן-אוראנוס שחי על הקוטב הצפוני של כוכב הלכת, יחווה עונות שנה אחרות לגמרי. כאשר אצל תושב המשווה משתולל החורף, בקוטב מתרחש קיץ לוהט בו השמש נמצאת בזנית ואיננה שוקעת. בעונה הבאה, תימצא השמש באופק עם ימים קרים ולילות קרים עוד יותר. חצי שנה לאחר הקיץ מתרחש חורף אפל בו נמצאת השמש בקביעות מתחת לאופק, ואילו בעונה הרביעית והאחרונה תמצא השמש שוב באופק, תזרח ותשקע לחילופין. כדי להוסיף למצב דברים זה יש לציין כי "שנת אוראנוס" נמשכת כ-84 שנים בגלל מרחקו הרב של אוראנוס מהשמש – כמעט שלושה מיליארד ק"מ (3,000,000,000 ק"מ).


אטמוספירה

האטמוספירה של אורנוס מורכבת מ 83% מימן, 15% הליום ו 2% אמוניה. האטמוספירה של אורנוס רגועה יותר מזו של כוכב הלכת נפטון.


מבנה

החלקים הפנימיים של אורנוס עניים יותר במימן (רק 15%) ביחס לכוכבי הלכת הגזיים והוא עשוי בעיקר סלעים וקרח (ומכאן סיווגם של אורנוס ונפטון בתור כוכבי לכת קרחיים). הגרעין של אורנוס בנוי ככל הנראה מקרח וסלע בשיעור של כמסת ארץ אחת. מסביב לגרעין מעטפת עשירה במים, אמוניה ומתאן ומסתה בין 10 ל 15 מסות ארץ. המעטפת החיצונית של אורנוס בנויה ממסת ארץ של מימן מולקולרי, הליום ומתאן.


טבעות

Uranus Moons.jpg

בדומה ליתר כוכבי הלכת הענקיים, לאורנוס מערכת של 11 טבעות. הטבעות התגלו במרץ 1977 על ידי תצפיות בהתכסות כוכב בטבעות אורנוס. מאוחר יותר, הטבעות צולמו על ידי החללית וויג'אר 2 (החללית היחידה שהגיע לאורנוס) ואף בתצפיות מכדור הארץ. בטבלה הבאה מופיעים המאפיינים העיקריים של טבעות אורנוס. האלבדו של טבעות אורנוס הינו כ 3%.

אורנוס כפי שצולם בתחום האינפרא אדום הקרוב באמצעות טלסקופ החלל ע"ש האבל. ניתן להבחין בטבעות אורנוס, בחלק מירחיו ובעננים באטמוספירה שלו. בין שתי התמונות, ניתן להבחין בתנועת הירחים והתופעות האטמוספריות.


טבעות כוכב הלכת אורנוס
שם הטבעת מרחק ממרכז אורנוס (ק"מ) רוחב (ק"מ) עובי (ק"מ)

1986U2R

38,000

2,500

0.1

אורנוס – טבעת 6

41,840

1-3

0.1

אורנוס – טבעת 5

42,230

2-3

0.1

אורנוס – טבעת 4

42,580

2-3

0.1

אורנוס – טבעת אלפא

44,720

7-12

0.1

אורנוס – טבעת בטא

45,670

7-12

0.1

אורנוס – טבעת אטא

47,190

0-2

0.1

אורנוס – טבעת גאמא

47,630

1-4

0.1

אורנוס – טבעת דלתא

48,290

3-9

0.1

1986U1R

50,020

1-2

0.1

אורנוס – טבעת אפסילון

51,140

20-100

>0.15


ירחי אורנוס

הירח מירנדה, כפי שצולם על ידי החללית וויג'אר 2 שחלפה בקרבת אורנוס בשנת 1986. פניו של מירנדה מלאות בקווי שבר שעומקם עד כ 20 ק"מ (קוטרו של מירנדה כ 500 ק"מ בלבד), ועירוב של אזורים צעירים וזקנים.
הירח אריאל, כפי שצולם על ידי החללית וויג'אר 2 שחלפה בקרבת אורנוס בשנת 1986. צילום NASA.


לאוראנוס 27 ירחים (נכון ל-2008), שרובם קטנים למדי בקוטר של עשרות ק"מ בודדים. חמישה מהירחים (מירנדה, אריאל, אומבריאל, טיטאניה ואוברון) גדולים יחסית (קוטר של 1,110-1,500 ק"מ) ושניים מהם, טיטאניה ואוברון, התגלו ב-1787 זמן מועט לאחר שהתגלה אוראנוס עצמו.


ירחי כוכב הלכת אורנוס
שם רדיוס ממוצע (ק"מ) צפיפות (גרם לסמ"ק) בהירות ממוצעת בניגוד חצי ציר ארוך של המסלול (ק"מ) אקסצנטריות נטיית המסלול (מעלות) זמן מחזור סידרלי (ימים) מגלה ושנת גילוי

אריאל (Ariel)

578.9

1.67

13.70

190,900

0.0012

0.041

2.520

Lassell 1851

אומבריאל (Umbriel)

584.7

1.40

14.47

266,000

0.0039

0.128

4.144

Lassell 1851

טיטאניה (Titania)

788.9

1.72

13.49

436,300

0.0011

0.079

8.706

ׁHerschel 1787

אוברון (Oberon)

761.4

1.63

13.70

583,500

0.0014

0.068

13.46

ׁHerschel 1787

מירנדה (Miranda)

235.8

1.20

15.79

129,900

0.0013

4.338

1.413

Kuiper 1948

קורדליה (Cordelia)

20.1

1.3

23.62

49,800

0.0003

0.085

0,335

1986

אופיליה (Ophelia)

21.4

1.3

23.26

53,800

0.0099

0.104

0.376

1986

ביאנקה (Bianca)

25.7

1.3

22.52

59,200

0.0009

0.193

0.435

1986

קרסידה (Cressida)

39.8

1.3

21.58

61,800

0.0004

0.006

0.464

1986

דזדמונה (Desdemona)

32.0

1.3

21.99

62,700

0.0001

0.113

0.474

1986

ג'וליאט (Juliet)

46.8

1.3

21.12

64,400

0.0007

0.065

0.493

1986

פורטיה (Portia)

67.6

1.3

20.42

66,100

0.0001

0.059

0.513

1986

רוזאלינד (Rosalind)

36

1.3

21.79

69,900

0.0001

0.279

0.558

1986

בלינדה (Belinda)

40.3

1.3

21.47

75,300

0.0001

0.031

0.624

1986

פאק (Puck)

81

1.3

19.75

86,000

0.0001

0.319

0.762

1985

קאליבאן (Caliban)

49

1.5

22.42

7,231,000

0.1587

140.881

579.73

1997

סיקוראקס (Sycorax)

95

1.5

20.82

12,179,000

0.5224

159.404

1288.30

1997

פרוספרו (Prospero)

15

1.5

23.2

16,256,000

0.4448

151.966

1978.29

1999

סאטאבוס (Setebos)

15

1.5

23.3

17,418,000

0.5914

158.202

2225.21

1999

סטאפנו (Stephano)

10

1.5

24.1

8,004,000

0.2292

144.113

677.36

1999

טרינקולו (Trinculo)

5

1.5

25.4R

8,504,000

0.2200

167.050

749.24

2001

פרדינאנד (Ferdinand)

10

1.5

25.1R

20901000.0

0.3682

169.840

2887.21

2001

פרנסיסקו (Francisco)

11

1.5

25.0R

4276000

0.1459

145.220

266.56

2001

מרגרט (Margaret)

11

1.5

25.0R

2003

תצפית בכוכב הלכת אורנוס

ניתן להבחין בכוכב הלכת אורנוס, בעין בלתי מצוידת מאזורים חשוכים במיוחד (ראה גם: זיהום אור). בהירותו הנראית המירבית היא 5.3, בעוד בהירותו הממוצעת היא 5.5. באמצעות טלסקופ קטן, ניתן להבחין בדיסקה כחלחלה קטנה שקוטרה הזוויתי הממוצע בניגוד הוא 3.9 שניות קשת.

אפימרידים של אורנוס -

הטבלאות הבאות מכילות אפימרידים של אורנוס בין שנת 2005 לשנת 2020. הטבלאות מחושבות עבור צופה במרכז ישראל, קו אורך 35 מזרח, קו רוחב 32 צפון.

הסבר לטורי הטבלאות:

(1) – תאריך (2) - עליה ישרה (טופוצנטרית עבור צופה מישראל) במערכת יחוס של זמן התצפית (Equinox of date) לשעה 0 בזמן דינמי ארצי. (3) – נטיה (טופוצנטרית עבור צופה מישראל) במערכת יחוס של זמן התצפית (Equinox of date) לשעה 0 בזמן דינמי ארצי. (4) – מרחק מכדור הארץ (יחידה אסטרונומית). (5) – מרחק מהשמש (יחידה אסטרונומית). (6) – אלונגציה (מעלות) – מרחק זוויתי מהשמש חיובי לכיוון מזרח (ניתן לראות את כוכב חמה בשעות הערב). שלילי לכיוון מערב (ניתן לראות את כוכב חמה לפנות בוקר). (7) – בהירות. (8) – פאזה. (9) – קוטר זוויתי (שניות קשת). (10) – קבוצת כוכבים. (11) – זריחה (שעון ישראל UTC+2). (12) – שקיעה (שעון ישראל UTC+2). (13) – צהירה (שעון ישראל UTC+2).

אפימרידים לשנים: 2005, 2006, 2007, 2008, 2009, 2010, 2011, 2012, 2013, 2014, 2015, 2016, 2017, 2018, 2019, 2020.

מקורות:

http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/uranusfact.html


ראו גם

הרצאות וידאו

קישורים חיצוניים

ספרות מקצועית

מחברים


דוד פולישוק, אסף חורש, ערן אופק