larshaukeland

Uranus

I årtusener har den astronomiske vitenskapen vært begrenset til observasjoner som kunne gjøres uten hjelpemidler. Det forandret seg på 1600-tallet med oppfinnelsen av teleskopet. Ettersom teleskopene vokste i størrelse og optisk kvalitet, så har disse hjelpemidlene gjort astronomene i stand til å finne og undersøke astronomiske fenomener som er vanskelige eller umulige å se med det nakne øyet. Dette gjelder også oppdagelsen av en tidligere ukjent planet – Uranus.

Oppdagelse

Sir William Herschel oppdaget Uranus den 13 mars 1781. Herschel var en dyktig astronom som hadde konstruert og brukt mange forskjellige teleskoper. Med assistanse fra sin søster Caroline katalogiserte ham systematisk tusenvis av objekter langt vekke på stjernehimmelen – det vil si himmellegemer som svever rundt utenfor solsystemet.  Undersøkelsen hans dannet det opprinnelige grunnlaget for det som ville bli New General Catalogue (NGC) av verdensrommets dype himmellegemer som fremdeles brukes av astronomer i dag. Herschel spesialiserte seg også på observasjoner av binære stjerner (to stjerner som går i bane rundt et felles midtpunkt).

Det var under hans systematiske katalogisering av binære stjerner at Herschel observerte en liten, blå disk. Den kunne ikke ha vært en stjerne fordi en stjerne, som fremstår som skimrende punkter i et teleskop, er for langt vekke til å fremstå som disker. Men dette uvanlige objektet fremstod som en lite sfære med definitiv størrelse. Herschel antok først at det var en komet. Men ettersom han fulgte med objektet over flere netter, så han at det ikke beveget seg som en komet. Kometer har stort sett elliptiske baner, men banen til denne disken var nesten sirkulær. Det måtte være en planet.

Herschel bestemte seg for å gi denne nye planeten navnet Geordium Sidu (George sin stjerne) til ære for kong George III. Valget var populært i England. Det var ingen stor overraskelse at det internasjonale astronomiske samfunnet forkastet  dette navnet. Noen ønsket å kalle planeten opp etter Herschel, men tradisjonen vant til slutt. De andre fem kjente planetene på denne tiden var alle oppkalt etter romerske guder. Den trenden skulle fortsette, litt modifisert, med denne nye planeten oppkalt etter den greske himmelguden – Uranus. Siden Uranus er himmelblå på farge, så virket det som et godt valg.

Selv om Herschel blir ansett som Uranus oppdager, så er det ikke han som så den først. I 1690 observerte John Flamsteed Uranus og katalogiserte den som stjernen 34 Tauri. Pierre Lemonnier observerte også Uranus flere ganger på er 1750-tallet og 1760-tallet, men hverken han eller Flamsteed gjenkjente Uranus som en planet. Dette er forståelig. Uranus er en liten, blå disk og beveger seg meget langsomt sammenliknet med andre planeter. Planeten er lett synlig i kikkert, men er vanskelig å skille fra en stjerne ved så liten forstørrelse. Tålmodige observatører med godt syn og mørk himmel kan muligens se Uranus med det blotte øye – men bare så vidt. På grunn av dette er det trolig at mange eldgamle astronomer også så Uranus men uten å registrere planetens sakte bevegelse relativt til tusenvis av stjerner som lyser sterkere.

Egenskaper

Uranus går i bane rundt solen på en gjennomsnittsdistanse  på 1,79 milliarder engelsske mil – over 19 ganger lengre ute enn jorden. På en slikavstand tar det Uranus 84 år å fullføre en runde rundt solen. Planetens diameter er fire ganger større enn jordens. Sammensetningen dens er ganske lik Jupiter og Saturn – for det meste hydrogen og helium gass, men en liten del av metan gass. Basert på planetens tetthet tror man at innholdet av Uranus består av forskjellige istyper, som for eksempel vann, ammoniakk og metan. På grunn av dette blir Uranus av og til referert til som en is gigant istedenfor en gass gigant som Jupiter og Saturn.

Detaljerte studier av Uranus med jordbaserte teleskoper har vært vanskelig på grunn av den store avstanden. Romfartøyet Voyager 2 ga oss de mest detaljerte bildene til dags dato da den fløy forbi i 1986, og tok bilder av en blå sfære nesten uten særpreg og uten prominente belter eller soner slik som på Jupiter og Saturn. Selv om den fremsto uten kontraster da Voyager 2 fløy forbi, så har Uranus hvite skyer som av og til kan skimtes i de største teleskopene på jorden.

Uranus har et ringsystem som er ganske så annerledes enn ringene på Saturn. Saturns hovedringer er vide flak av materiale som går i bane rundt planeten, mens ringene på Uranus er mer som en serie av 13 tynne tau. Hver av disse tauene går rundt planeten på en diskret avstand, og alle er på samme plan som ekvator. Disse ringene ble oppdaget i 1977 når Uranus passerte foran en sterk stjerne. Astronomene overvåket stjernens styrke for å kunne beregne atmosfæren på Uranus under det korte øyeblikket når planeten begynte å dekke stjernen. Til deres store overraskelse ble stjernen “blinket ut” fem ganger før Uranus passerte foran den, og fem ganger etterpå. De fant korrekt ut at et system med fem tynne ringer omringer Uranus. De andre åtte ringene ble oppdaget senere. Siden de først ble oppdaget, så har Uranus sine ringer blitt fotografert av Voyager 2 og Hubbles Rom Teleskop.

Til forskjell fra andre planeter, så roterer Uranus på siden. Det vil si, rotasjonens akse vipper omtrent 90 grader relativt til planetens bane plan. Derfor kan teleskoper på jorden se nesten direkte ned på polar aksen til Uranus hvert 42. år i løpet av planetens sommer- og vinter solverv. Siden ringene går i bane rundt ekvator, så er de også sidelengs, det samme er månene. Uranus sin ekstreme vipping står i motsetning til den verdslige modellens forventninger av solsystemets formasjon. Under denne modellen skal planetene ha blitt formet slik at rotasjonsaksen deres er omtrent vinkelrett med deres bane plan. Bare Jupiter og Merkur svarer til disse forventningene. Verdslige vitenskapsmenn vanligvis tillegger den store forskjellen mellom observasjoner og teori er forårsaket av store kollisjoner i fjern fortid som har slått planetene fra sin opprinnelige vertikale posisjon.

Måner

Uranus har 27 kjente måner. To av disse, Oberon og Titania, ble oppdaget av William Herschel i 1787 og er de største og skarpeste månene i Uranus systemet. Likevel er de bare halparten så store i diameter sammenliknet med vår egen måne. Månene Ariel og Umbriel ble oppdaget i 1851, og lille Miranda ble oppdaget i 1948.  Disse danner de fem hovedmånene til Uranus, og de kan alle sees med et middels teleskop når himmelen er veldig mørk, selv om Miranda er en definitiv utfordring.

De gjenstående 22 månene er mye mindre, alle mindre enn 50 engelske mil i radius, og vanligvis ikke-sfæriske. De ble oppdaget under eller etter Voyager 2 fløy forbi 1986. Å gi navn til disse månene startet en ny tradisjon – de er alle oppkalt etter personer i Shakespearsine fortellinger, (hovedsaklig Stormen) eller personer i Alexander Popes poesi. John Herschel, Williams sønn, begynte denne nye tradisjonen for å ære hans engelske kultur arv.

De uranske månene er alle sammensatt av kombinasjoner av stein og is. 13 går i bane nær planeten i nesten perfekte sirkler. Litt lengre ute er de fem hoved månene. Den nærmeste månen er Miranda, så følger Ariel, Umbriel, Titania og Oberon. De har også nesten perfekte sirkler, og er alle på planetens ekvatoriale plan.  Alle de 18 indre månene går samme retning som Uranus roterer. Utenfor Oberon er det et stort gap før vi støter på de resterende ni månene. Disse ytre månene går ikke i Uranus sitt bane plan, og alle har sin egne unike bane. Åtte av de ni går i motsatt retning av Uranus sin rotasjon. Dette mønsteret av vanlige, prograderte måner (går med planetens rotasjon) nær planeten, og uregelmessige ikke-coplanære (går mot planetens rotasjon) lengre ute ser ut til å være et vanlig fenomen i solsystemet.

Magnetiske gåter

Orienteringen av Uranus sitt magnetiske felt er ganske uvanlig. Flesteparten av planetene har et magnetisk felt som er omtrentlig innstilt til deres rotasjons akse. Slik er det ikke med Uranus. Den magnetiske aksen avviker fra rotasjonsaksen med hele 60 grader. Videre passerer ikke den magnetiske aksen midten av planeten, men avviker med cirka en tredjedel av planetens radius. Fra et verdslig synspunkt er dett mystisk at Uranus skulle ha et magnetisk felt i det hele tatt. Magnetiske felt avtar naturlig med tiden og skulle være helt forsvunnet på planeter som er milliardeer av år gamle.

På en annen side så passer Uranus sitt magnetiske felt perfekt med bibelsk skapelse. I 1984 forutsa kreasjonist fysikeren Russ Humphreys det magnetiske feltet på Uranus basert på mengden av magnetisk forfall som ville vært der dersom planeten ble skapt for 6000 år siden. Voyager 2 bekreftet denne spådommen. Selv om tilstedeværelsen av et sterkt magnetisk felt på en hvilken som helst annen planet er en bekreftelse på nylig skapelse, så er dette spesielt tilfelle på Uranus.

Her er hvorfor dette utfordrer det verdslige synspunktet: For å redde deres tro på milliarder av år fra beviset om planetenes magnetiske felter, så har verdslige astronomer vanligvis innført en magnetisk dynamo. En dynamoer en innretning som forandrer mekanisk energi til elektriske strømninger som er nødvendig for et magneisk felt. Verdslige vitenskapsmenn har forslått denne mekaniske bevegelsen på grunn av varme i planetens indre blir det formet en dynamo, noe som genererer planetens magnetiske felt over millioner og milliarder av år. Men av de fire gigantiske planetene i solsystemet vårt, så er det Uranus alene som mangler målbar intern varme. Så det er ingen kraftkilde for dynamoen. Dynamo modellen forutsier også at det magnetiske feltets akse må være ganske nær rotasjonsaksen. Uranus bryter med denne betingelsen også.

Konklusjon

Som den første planeten som har blitt oppdaget i moderne tid, så stråler Uranus av unik prakt. Dens himmelblå disk kan nytes i et middels teleskop i en bakgård, og å oppdage månene er en artig utfordring. Uranus sine egenskaper er fascinerende og forbløffer verdslige vitenskapmenn og viser klart Guds ære.

—