SLUNEČNÍ SOUSTAVA U RAN Autorem materiálu a všech jeho částí, není-li uvedeno jinak, je Věra Gošová. Dostupné z Metodického portálu ISSN: , financovaného z ESF a státního rozpočtu ČR. Provozováno Výzkumným ústavem pedagogickým v Praze.

Merkur Venuše Země Mars Jupiter Saturn Uran Neptun Uran je sedmá planeta od Slunce, třetí největší a čtvrtá nejhmotnější planeta ve sluneční soustavě. Podobně jako další plynné planety má i Uran planetární prstence, magnetosféru a obíhá ho řada měsíců. Zvláštností Uranu je sklon jeho rotační osy: osa leží téměř v rovině, ve které planeta obíhá. Severní a jižní pól se proto nacházejí v oblastech, které jsou u jiných planet charakteristické pro rovník. Při pohledu ze Země se proto občas stane, že se prstence Uranu jeví jako terč s Uranem ve středu.

Jupiter, Saturn, Uran a Neptun jsou označovány jako plynní obři či planety jupiterského typu.

Uran je přibližně 14,5krát hmotnější než Země, takže je nejlehčí ze všech plynných obrů. Hustota je 1,27 g/cm³, což je druhá nejmenší hodnota z planet ve sluneční soustavě po Saturnu. Průměr Urana je přibližně 4krát větší než průměr Země – km.

ROTACE A OBĚŽNÁ DRÁHA PLANETY Extrémní sklon rotační osy Uranu zapříčiňuje neobyčejně dlouhá roční období. Protože planeta obíhá Slunce jednou za 84 roků, každý její pól je nepřetržitě 42 roků osvětlený Sluncem a poté 42 roků leží ve tmě. Pouze ve dvou částech orbity, kdy je planeta natočena rovníkem ke Slunci, vychází a zapadá obdobně jako na Zemi. Prstence společně s měsíci pak obíhají v rovině Uranova rovníku, takže se celá Uranova soustava v podstatě kolem Slunce „valí“. Rotační osa je skloněná o 98° od kolmice na oběžnou dráhu. Planeta se otočí okolo osy jednou za 17,24 hodiny. Uran obíhá Slunce ve střední vzdálenosti km. Planeta se přibližuje ke Slunci nejvíce na km a vzdaluje na km.

VNITŘNÍ STAVBA PLANETY Standardní model stavby Uranu předpokládá tři oddělené vrstvy: kamenné jádro ve středu planety, ledový plášť a plynný obal tvořený převážně vodíkem a heliem. Jádro je relativně malé s hmotností pouze 0,55 Země a s poloměrem 20 % velikosti Uranu. Ledový plášť není ve skutečnosti tvořený z pevného ledu, ale z husté tekuté kapaliny tvořené vodou, čpavkem a dalšími lehkými látkami. Vzniklá kapalina je silně elektricky vodivá a občas se nazývá vodo-čpavkový oceán. Složení pláště je tudíž velice odlišné od Jupiteru a Saturnu, což se projevuje i v rozdílné klasifikaci Uranu a Neptunu, kteří se řadí mezi tzv. ledové obry.

ATMOSFÉRA Uran je nejchladnější planetou sluneční soustavy. Teplota jeho atmosféry dosahuje jen -220 °C. Vzhled atmosféry Uranu je většinu času jednolitý bez znatelné struktury jak ve viditelném, tak i ultrafialovém spektru. Je to způsobeno pravděpodobně tím, že Uran nemá téměř žádné zdroje vnitřního tepla ve srovnání s jinými plynnými obry, dynamika atmosféry je tak velice slabá. Atmosféru Uranu tvoří převážně molekulární vodík a helium. Třetí nejčetnější komponenta atmosféry Uranu je metan (CH 4 ), který způsobuje absorpci viditelného a infračerveného světla projevující se typickou namodralou barvou. Vodík83 % Hélium15 % Metan1,99 % Amoniak0,00025 % Ethan0,00025 % Acetylen0,00001 % Oxid uhelnatýstopová množství Sulfanstopová množství

POČASÍ Pozorování pohybů různých druhů mračen pomohlo určit směr proudění ve svrchní části troposféry Uranu. V oblasti rovníků větry proudí proti rotaci planety. Jejich rychlost dosahuje mezi 50 až 100 m/s. Rychlost větrů roste se vzdáleností od rovníku. Blíže k pólům se směr větrů mění, mají stejný směr jako rotace planety. Rychlost proudění zde roste až na maximální hodnoty a pak klesá na nulu v oblasti pólů. Maximální rychlost větru dosahuje mezi 150 až 200 m/s. V ultrafialové a viditelné oblasti spektra je atmosféra Uranu pozoruhodně nevýrazná ve srovnání s ostatními plynnými obry, a to dokonce včetně atmosféry Neptunu, která je jinak silně podobná. Když kolem planety prolétla v roce 1986 americká sonda Voyager 2, pozorovala v celé atmosféře pouze deset mračen. Jedno z možných vysvětlení, proč je na Uranu atmosféra takto klidná, zní, že vnitřní teplo Uranu je velice nízké, což neumožňuje výraznější dynamické procesy v atmosféře.

MAGNETOSFÉRA Uranovo magnetické pole je zvláštní tím, že se jeho centrum nenachází v centru planety a je vychýleno téměř 59° vzhledem k ose rotace. Je posunuto mimo střed planety směrem k jižnímu rotačnímu pólu o jednu třetinu poloměru planety. Pravděpodobně je vytvářeno pohybem v relativně mělkých hloubkách pod povrchem Uranu. Jelikož Neptun má podobně umístěné magnetické pole, lze předpokládat, že tento jev není následkem výchylky osy. Magnetosféra je zkroucena rotací planety do dlouhého vývrtkovitého tvaru táhnoucího se za planetou do vzdálenosti miliónů kilometrů. Zdroj magnetického pole je neznámý; o dříve předpokládaném elektricky vodivém extrémně stlačeném oceánu vody a amoniaku mezi jádrem a atmosférou se nyní soudí, že neexistuje.

URANOVY PRSTENCE Uranův systém planetárních prstenců je nezřetelný. Skládá se z 13 dosud objevených prstenců. Ty jsou velmi tenké a jsou složeny z tmavých balvanů o velikosti od 10 cm do 30 m v průměru. Většina prstenců je tak tenká, že by nemohly existovat bez přítomnosti tzv. pastýřských měsíců. Ty se pohybují poblíž nich, svou gravitací ovlivňují částice v prstenci, drží tak prstence pohromadě. Zatím se podařilo objevit dva z nich: Cordelia a Ophelia. Další pastýřské měsíce jsou pravděpodobné, zatím však nebyly nalezeny.

MĚSÍCE Uran má 27 známých měsíců. Mezi pět hlavních patří Miranda, Ariel, Umbriel, Titania a Oberon. Největší jsou Titania a Oberon s průměry přes 1500 km. Všechny měsíce jsou málo jasné na to, aby je šlo pozorovat běžnými dalekohledy. Měsíce se dají rozdělit do tří skupin, které se obvykle nazývají rodiny. a) Vnitřní měsíce s pravidelnými drahami obíhají v blízkosti planety po kruhových drahách ležících téměř přesně v rovině rovníku planety. Všechny leží mezi Uranovými prstenci nebo v jejich těsné blízkosti. b) Vnější měsíce s pravidelnými drahami obíhají ve střední vzdálenosti až za prstenci. Jejich dráhy jsou také prakticky kruhové a leží téměř přesně v rovině rovníku. Do této rodiny patří největší Uranovy měsíce Miranda, Ariel, Umbriel, Titania a Oberon. c) Měsíce s nepravidelnými drahami obíhají ve větších vzdálenostech od planety po více či méně výstředných drahách.

OBERON Oberon je druhý největší měsíc Urana. Od planety je vzdálen kilometrů. Jeho průměr je 761,4 kilometrů a hmotnost cca 3,014 × kg, oběžná doba je 13,4632 dne. Vznik velkých Uranových měsíců proběhl pravděpodobně stejným způsobem jako vznikaly kamenné planety. Jelikož je však Uran velmi vzdálen od Slunce, v žádné z fází vzniku měsíců nevystoupila teplota na vysoké hodnoty jako v případě okolí Jupitera. Vlivem nízkých teplot tak nedošlo k úniku lehce tavitelných látek z původního disku okolo vznikající planety. VZNIK MĚSÍCŮ

MIRANDA Miranda je nejmenší a nejvnitřnější ze skupiny pěti velkých Uranových měsíců. Obíhá planetu ve vzdálenosti kilometrů. Veliký je 235,8 kilometrů v rovníkovém poloměru. Hmotnost tělesa je odhadována na 6,59 × kg. Doba jedné otáčky kolem své osy je stejně dlouhá, jako doba jednoho oběhu kolem planety (1, dne). Průměrná teplota povrchu byla určena na -187 °C. Povrch je tvořen převážně zmrzlými sloučeninami methanu a čpavku. Povrch tohoto měsíce je tvořen rýhami, krátery, útesy a plochými oblastmi a je celkově velmi různorodý. Kaňony na Mirandě mají až 25 km a jsou tedy desetkrát hlubší než Grand Canyon. Měsíc byl pravděpodobně dřív rozdrcen na kusy a opět se stmelil.

ARIEL Je jedním ze čtyř největších Uranových měsíců. Od planety je vzdálen kilometrů. Jeho průměr je 1 155,4 km a hmotnost cca 1,35 × kg, oběžná doba je 2,5204 dne. Ariel se skládá z 50 % z vodního ledu, z 30 % z hornin a 20 % připadá na metanový led. Na povrchu dominují pruhy, které vypadají jako čerstvá námraza. Tento měsíc má nejsvětlejší povrch ze všech zblízka fotografovaných měsíců planety Uran. Nevyskytují se tu krátery s průměrem větším než 50 km. Zdá se, že v minulosti probíhala na měsíci bouřlivá geologická aktivita, která zanechala stopy v podobě zlomových kaňonů, zaplavených v mnoha případech vodou z nitra měsíce. V místech, kde se kaňony přetínají, je možné pozorovat hladký povrch, pravděpodobně vyplněný ledem.

UMBRIEL Umbriel je jeden z největších měsíců planety Uran. Má průměr km, od Uranu je vzdálen km. Jeden jeho oběh trvá 4,14 pozemského dne. Z Uranových hlavních měsíců má nejtmavší barvu, odráží pouze asi 16 % světla, které na něj dopadne. I proto je velmi obtížně pozorovatelný. Sonda Voyager 2 zjistila, že je jeho povrch hustě pokryt krátery, které mají průměr až několik desítek kilometrů. Žádná vnitřní aktivita zatím nebyla zaznamenána. Na jeho povrchu se nachází jasný atypický útvar o průměru cca 130 km nazvaný Wunda, o jehož původu a povaze není prakticky nic známo. Přesto je formálně řazen mezi krátery.

TITANIA S měsícem jsou velikostí srovnatelné Oberon, Umbriel a Ariel. Od planety je vzdálen kilometrů. Jeho průměr je 1 577,8 km a hmotnost cca × kg, oběžná doba je 8,7 dne. Těleso je složeno z jedné poloviny z vodního ledu, zbytek tvoří křemičitany (přibližně 30 %) a látky na bázi metanu (asi 20 %). Nejvýraznějším útvarem na povrchu je velký kaňon, který několikanásobně převyšuje svojí velikostí Grand Canyon v USA. Povrch je poset impaktními krátery a prasklinami.

POZOROVÁNÍ Uran viditelný pouhým okem v atmosféře neznečištěné světelnými zdroji; pro pozorování v zastavěných oblastech je nutné použít minimálně dalekohled. Malými teleskopy mezi 15 až 23 cm se planeta jeví jako světlý azurový disk s tmavšími oblastmi. Teleskopy o průměru zrcadla 25 cm a více je možné pozorovat mračna a větší měsíce planety, například Titanii a Oberon.

VÝZKUM Uran byl za celou dobu kosmických letů zkoumán pro svoji vzdálenost od Slunce pouze jedinou planetární sondou, která tak přinesla většinu poznatků, které lidstvo o této planetě má. Byla to americká planetární sonda Voyager 2, která v roce 1986 prolétla okolo planety. Nejbližší přiblížení k Uranu nastalo 24. ledna 1986, kdy se sonda nacházela km nad horní vrstvou Uranovy atmosféry. Během průletu kolem planety sonda objevila 10 dříve neznámých měsíců, studovala unikátní atmosféru planety, prozkoumala prstence planety a podařilo se jí určit přesnou rotační dobu planety kolem své osy. Celkem sonda odeslala k Zemi okolo fotografií Uranu.

CITACE ODKAZY Velká rodinná encyklopedie Vesmír. 1. vyd. Praha : Nakladatelství Slovart, ISBN Všechny obrazové materiály [cit ] Dostupné pod licencí Creative Commons na WWW: Všechny obrazové materiály [cit. 2010–09–22]. Dostupné pod licencí Public domain na WWW: Všechny obrazové materiály [cit. 2010–09–22] Dostupné pod licencí Creative Commons na WWW: