المجموعة الشمسية

[اسماعيل السلاق]

ونتيجة لهذا الاتجاه المحوري لأورانوس، فتستقبل المنطقة القطبية كمية من الطاقة الشمسية أكثر مما تستقبل المنطقة الإستوائية. ومع ذلك فإن المنطقة الإستوائية ذات حرارة أعلى. الآلية الكامنة وراء هذا الأمر غير معروف تماماً. كما أن السبب وراء الميل المحوري الكبير لأورانوس غير معروفة، لكن هناك بعض التوقعات أن ذلك حدث أثناء تشكل النظام الشمسي، بأن كوكب أولي بحجم الأرض اصطدم بالكوكب تسبب بانحراف اتجاه. كان القطب الجنوبي لأورانوس أثناء تحليق فوياجر 2 مواجه الشمس بشكل مباشر أثناء تحليقه سنة 1986. وقد وسم هذا القطب باسم القطب الجنوبي وفق تعريف الإتحاد الفلكي الدولي حيث يعرف القطب الشمالي لأي كوكب أو قمر بأنه القطب الذي يقع فوق مستوي المجموعة الشمسية بغض النظر عن اتجاه هذا الكوكب في الغزل. و تستخدم قاعدة اليد اليمنى أحياناً بتطبيقها باتجاه حركة الغزل لتحديد القطبين الشمالي والجنوبي.
المرئية

تراوح القدر الظاهري لأورانواس من +5.6 إلى +5.9 في السنين من 1995 إلى 2006 ، مع العلم أن القدر الظاهري الذي يمكن للعين المجردة أن تراه هو +6.5. وتبلغ زاويته القطرية مابين 3.4 إلى 3.7 ثانية قوسية وبالمقارنة مع زحل تتراوح الزاوية من 16 إلى 20 والمشتري من 32 إلى 45 ثانية قوسية. يمكن رؤية أورانوس بالعين المجردة في حالة الظلام الدامس، كما يمكن رؤويته بسهولة في المناطق الحضارية باستخدام المناظير. وباستخدام تلسكوبات الهواة مع عدسة تتراوح مابين 15 إلى 23 سم يمكن رؤوية أورانوس كقرص شاحب ذو أطراف مائلة للسواد. أما باستخدام تلسكوبات أكبر عدسة 25 سم أو أكبر يمكن رؤوية شكل السحب وبعض الأقمار الكبيرة كتيتانيا و أوبيرون.
التركيب الداخلي

تبلغ كتلة أورانوس حوالي 14.5 ضعف كتلة الأرض، مما يجعله أقل الكواكب كتلة من بين الكواكب العملاقة، على الرغم من أن قطره أكبر قليلاً من قطر نبتون وتساوي تقريباً أربع أضعاف قطر الأرض. أما كثافته فتبلغ 1.27 غ/سم مكعب وبالتالي فإن أورانوس هو ثاني أقل كواكب المجموعة الشمسية من حيث الكثافة بعد زحل. وتدل هذه الكثافة على أنه مكون بشكل أساسي من اشكال مختلفة من الجليد كجليد الماءوالأمونياوالميثان. قيمة الكتلة الكلية في داخل أورانوس غير معروفة تماماً. حيث تظهر نماذج محاكاة أرقام مختلفة من قيمة هذه الكتلة، على أي حال تتراوح القيم بين 9.3 و 13.5 من كتلة الأرض.بينما يشكل الهيدروجينوالهليوم جزء قليل من الكتلة الكلية لأورانوس بقيمة كتلية تتراوح ما بين 0.5 إلى 1.5 من كتلة الأرض. بينما الكتلة الباقية والتي تشكل مابين 0.5إلى 3.7 من كتلة الأرض تتألف من مواد صخرية.
يوضح النموذج الأساسي لتركيب أورانوس أنه يتألف من ثلاث طبقات: نواة صخرية في المركز، يليها دثار جليدي في الوسط، لتتألف الطبقة الخارجية من غلاف غازي من الهيدروجيني/هيليوم تعتبر النواة صغيرة نسبياً إذا تبلغ كتلتها حوالي 0.55 من كتلة الأرض ونصف قطرها أقل من 20% من نصف قطر أورانوس. في حين يضم الدثار الجزء الأساسي من كتلة أورانوس بقيمة تبلغ 13.4 من كتلة الارض. بينما الطبقة الخارجية هي ذات الكتلة الأصغر وتساوي 0.5 من كتلة الأرض ،وتمتد لآخر 20% من قطر أورانوس . تبلغ الكثافة ضمن النواة 9غرام في السنيمتر مكعب، والضغط في المركز يصل إلى 8 مليون بارودرجة الحرارة تصل إلى 5000 كلفن. أما تركيب الدثار الجليدي فهو ليس مؤلف من الجليد وفق الفهم التقليدي، إنما مؤلف من سوائل حارة ذات كثافة عالية تحتوي على الماء والأمونيا ومواد متطايرة. ويدعى أحياناً هذا السائل الذي يملك خاصية ناقلية كهربائية عالية بمحيط الماء-الأمونيا. إن الإختلاف الكبير في تركيب الجزء الضخم من تركيب أورانوس ونبتون عن التركيب الغازي للمشتري وزحل يجعل من المبرر وضع تصنيف عملاق جليدي لهذين الكوكبين ومن الممكن وجود طبقة من الماء المتأين حيث تتحلل جزيئات الماء إلى ايونات هيدروجين وأكسجين وتوجد طبقة أعمق من الماء المتأين العظيم حيث تتبلور الأكسجين وتتطفو ايونات الهيدروجين حول الشبكة البللورية للأكسجين.
يعتبر النموذج أعلاه هو النموذج العياري لتركيب أورانوس، لكن هذا النموذج ليس وحيد إذ توجد نماذج أخرى. فنموذج آخر متوافق مع الملاحظات الرصدية حيث بفرض أنه إذا مزجت كميات كبيرة من الهيدروجين والمواد الصخري ضمن طبقة الدثار الجليدي، فإن الكتلة الكلية في الطبقة الداخلية ستكون أقل وبالمقابل فإن كمية الهيدروجين والصخور ستكون أعلى. على أي حال البيانات المتوفرة حالياً حول أورانوس لا تسمح بالتأكد من اي نموذج هو الصحيح. يظهر من التركيب الداخلي السائل لأورانوس أنه لا يملك سطح صلب. ويتحول الغلاف الجوي الغازي بشكل تدريجي إلى سائل في الطبقات الداخلية.

[اسماعيل السلاق]

الحرارة الداخلية
الحرارة الداخلية لأورانوس باردة بشكل ملحوظ مقارنة بالكواكب العملاقة الأخرى. فقيمة الجريان الحراري له منخفضة. وما يزال سبب الانخفاض في حرارته غير مفهوم حتى الآن. يشع نبتون القريب من اورانوس بالتركيب والحجم من الطاقة إلى الفضاء الخارجي 2.61 ضعف مما يستقبله من الشمس. فأورانوس على النقيض من نبتون يكاد لا يشع أي طاقة إضافية.أظهر تحليل بالأشعة تحت الحمراء أن الطاقة الكلية التي يشعها أورانوس تساوي 0.08 ± 1.06 من الطاقة الشمسية الممتصة في الغلاف الجوي. يعادل الجريان الحراري لأورانوس 0.042 ± 0.047 واط لكل متر مربع والذي هو في الحقيقة أقل من الجريان الحراري لكوكب الأرض والذي يساوي 0.075 . اقل درجة حرارة سجلت على سطح أورانوس كانت 42 كلفن جاعلةً أورانوس أبرد كوكب في المجموعة الشمسية.

تفرض إحدى النظريات المفروضة لتفسير هذا التناقض، أنه عند إصطدام الجرم الكبير بأورانوس تبددت معظم حرارته الأولية. وبقيت الحرارة عميقاً ضمن النواة. وتفرض نظرية أخرى وجود حواجز في الطبقات العليا لأورانوس تمنع حرارة النواة من الخروج إلى السطح.
الغلاف الجوي

يعرف السطح الإسمي لجسم غازي دوراني بأنه بأنه النقطة التي يصل فيها ضغط غلافه الجوي إلى قيمة 1 بار . بسبب كون لا يوجد مفهوم السطح الجامد أو السائل على سطح أورانوس فقد حدد مفهوم الغلاف الجوي لدراسة الغلاف الجوي، بأنه الجزء من الغلاف الغازي المحيط بأورانوس والذي يسمح بمرور الاستشعار عن بعد من خلاله. يملك الاستشعار عن البعد القدرة بالمرور أسفل منطقة الـ 1 بار من الغلاف بحوالي 300 كم والتي يصل الضغط فيها إلى حوالي 100 بار، ودرجة الحرارة حوالي 300 كلفن. يمتد ضغف هالة الغلاف الجوي بشكل ملحوظ ابتداءاً بما فوق 1 بار من السطح الإسمي. يمكن تقسيم الغلاف الجوي لأورانوس إلى ثلاث طبقات:التروبوسفير تمتد بإرتفاع من -300 إلى 50 كم والضغط فيها يتراوح من 100 إلى 0.1 بار. الطبقة الثانية هي ستراتوسفير تمتد من ارتفاع 50 إلى 4000 كم والضغط فيها 0.1 إلى 10–10 bar والطبقة الثالثة هي الثيرموسفير ويمتد الغلاف الجوي من 4000 إلى 50000 كم من السطح الإسمي .
التركيب

يختلف تركيب الغلاف الجوي لأورانوس عن باقي الكواكب، على الرغم من أنه يتكون من المركبين الأساسيين الهيدروجين والهيليوم. حيث يكون الكسر المولي للهيليوم 0.15 ± 0.03 والذي يقابل في الطبقات العليا كسرر كتلي 0.26 ± 0.05. وهذه القيمة قريبة إلى الكسر الكتلي للنجم الأولي والذي يساوي 0.275 ± 0.01* ويعني هذا أن الهيليوم لم يستقر في مركز الكوكب كما هو معروف في العمالقة الغازية. كما أن الشئ الشاذ الآخر هو إحتواءه على الميثان |(CH4)}}.

[اسماعيل السلاق]

أقمار أورانوس

هو الكوكب السابع في النظام الشمسي، وهو يَملك 27 قمراً، والتي تتم تسمّى نسبة إلى أعمال وليام شكسبيروالبابا ألكسندر. اكتشف وليام هيرشيل أول قمرين (تايتان وأوبيرون) في عام 1787، وعُثر على أقمار كروية أخرى عام 1851 على يد وليام لاسيل. وفي عام 1948 عُثر على ميراندا من قبل جيرارد كايبر. واكتشفت أقمار المتبقية بعد عام 1985، إما أثناء التحليق فوياجر 2 البعثة أو بمساعدة التلسكوبات المتقدمة القائمة على الأرض.


نظام الأقمار الصناعية متعلق بالكوكب اورانوس هو الأقل بين تلك هائلة من الكواكب الغازية العملاقة ، بل الكتلة مجتمعة من الاقمار الصناعية الخمس الكبرى ستكون أقل من نصف ذلك من تريتون (القمر سابع أكبر في النظام الشمسي) وحدها.

للكوكب أورانوس خمسة أقمار رئيسية : ميراندا ، أرييل ، Umbriel ، التيتانيوم وأوبيرون. وهي تتراوح في قطرها من 472 كيلومتر عن ميراندا إلى 1578 كيلومتر عن التيتانيوم.
جميع أقمار الكبيرة نسبيا كائنات الظلام : البياض على هندسي يختلف في نطاق 30-50 ٪ ، في حين البياض السندات هو ضمن مجموعة من 10-23 ٪.
Umbriel هو أحلك القمر وارييل هو ألمع. جماهير أقمار تتراوح بين 6،7 × 1019 كلغ (ميراندا) إلى 3،5 × 1021 كلغ (التيتانيوم) - على سبيل المقارنة ، قمر الأرض وله كتلة من 7،5 × 1022 كلغ.
ويعتقد أن أقمار الرئيسية لأورانوس قد تشكلت في القرص التراكم ، والذي كان قائما حول أورانوس لبعض الوقت بعد تشكيلها أو نتيجة لتأثير كبير يعاني منها أورانوس في وقت مبكر من تاريخها.

[اسماعيل السلاق]

تخطيط لنظام الأقمر الدائري لكوكب أورانوس.