Urano
Urano (19,19 UA), con 14,5 masse terrestri, è il pianeta esterno meno massiccio.
Le dimensioni di Urano sono: diametro equatoriale di 51,118 km – diametro polare di 49.946 km
Ha una densità di 1,271 kg/dm3, con una velocità di fuga pari a 21.3 km/s.
Ruota sul suo asse, inclinato di 97,77°, in 17h 14′ 24” in maniera retrograda.
Orbita attorno al Sole ad una distanza di 19,19 UA, con un periodo di rivoluzione di 84,011 anni e con una inclinazione assiale superiore a 90° rispetto all’eclittica forse data da un impatto con un altro corpo di 2,75 masse terrestri durante la sua formazione.
Urano ed i suoi satelliti ricevono un energia dal Sole pari a 3,69 W/m2.
La principale particolarità di Urano sta proprio nell’inclinazione del suo asse che è inclinato di 97,77° sul piano dell’orbita, pertanto l’asse di rotazione di Urano giace quasi sul suo piano orbitale. Di conseguenza uno dei due poli è diretto verso il Sole per metà dell’orbita, e per la successiva metà dell’orbita cade nella zona in ombra, lo stesso succede per le lune. Nel tratto intermedio all’inversione dei due poli rispetto al Sole, questo sorge e tramonta intorno all’equatore normalmente.
L’atmosfera è composta da idrogeno (83%), elio (15%), metano (2%) e con tracce di acqua ed ammoniaca, il Metano è quello che ne determina la tipica colorazione azzurra.
Le capacità degli strumenti di rilevazione hanno permesso di raggiungere una profondità di circa 300 km al di sotto dello strato alla pressione di 1 bar assunto come zero altimetrico, a cui corrispondono una pressione di 100 bar ed una temperatura di 320 K.
L’atmosfera può essere divisa in tre strati: la troposfera, ad un’altitudine compresa tra i -300 sotto al livello dove la pressione è pari a un bar e 50 km, con pressioni che variano da 100 a 0,1 bar (10 MPa a 10 kPa), la stratosfera, ad altitudini tra i 50 e 4.000 km e pressioni tra 0,1 e 10−10 bar (10 kPa a 10 Pa), e la termosfera o corona, che si estende da 4.000 km a 50.000 km sulla superficie.
Il campo magnetico di Urano ha una peculiare caratteristica: è inclinato di 58,6° rispetto all’asse di rotazione del pianeta, al differenza di quello terrestre e di quello degli altri giganti gassosi, suggerendo che questa caratteristica potrebbe essere comune nei giganti ghiacciati.
La spiegazione per tale ipotesi è che, al contrario dei campi magnetici della Terra e degli altri pianeti, che hanno campi magnetici generati nel loro nucleo, i campi magnetici dei giganti di ghiaccio sono generati dal movimento di materia a profondità relativamente basse, come ad esempio un oceano di acqua e ammoniaca, la magnetosfera di Urano risulta pertanto fortemente asimmetrica, con l’intensità del campo magnetico sulla superficie che va da 0,1 gauss (10 microtesla) dell’emisfero meridionale e può arrivare a 1,1 gauss (110 microtesla) nell’emisfero nord, ed una media in superficie di 0,23 gauss.
Urano ha un nucleo molto freddo rispetto agli altri giganti gassosi, quindi irradia pochissimo calore nello spazio.
Urano ha 27 satelliti attualmente noti, tra cui i maggiori sono Titania, Oberon, Umbriel, Ariel e Miranda.
SCHEDA SUL SISTEMA DI URANO:
Satelliti di Urano
I satelliti regolari di Urano si distinguono per avere orbite quasi circolari e relativamente piccole (rispetto al campo gravitazionale del pianeta) e in aggiunta sono situati molto vicino al piano equatoriale del pianeta.
I cinque satelliti principali – Miranda, Ariel, Umbriel, Titania e Oberon – fanno tutti parte del gruppo dei satelliti regolari; il loro periodo di rotazione è pari periodo orbitale (similmente a quando accade per la Luna con la Terra, cioè, essi rivolgono sempre lo stesso emisfero verso la superficie di Urano, secondo un moto di rotazione sincrona).
Il gruppo dei satelliti regolari comprende anche 13 lune minori, ovvero Cordelia, Ofelia, Bianca, Cressida, Desdemona, Giulietta, Porzia, Rosalinda, Cupido, Belinda, Perdita, Puck e Mab.
Si ritiene che tutti i satelliti regolari, che complessivamente sono diciotto, si siano formati mediante il tradizionale processo di accrescimento di dischi protoplanetari orbitanti intorno ad Urano, analogamente ai principali pianeti del sistema solare.
TABELLA DEI SATELLITI INTERNI:
I satelliti maggiori
Miranda:
Miranda si formò probabilmente da un disco di accrescimento che circondava il pianeta poco dopo la sua formazione, o dopo l’evento catastrofico che ha prodotto la sua insolita inclinazione.
Ha un diametro di 471,6 km con una densità di 1,2 kg/dm3, orbita a 129.872 km da Urano in 1,413479 giorni.
Tuttavia, Miranda è inclinata di 4,338° rispetto al piano dell’equatore di Urano, e si tratta dell’inclinazione più marcata tra le principali lune uraniane. Miranda sarebbe potuta essere solo una piccola luna inerte ghiacciata ricoperto di crateri da impatto, invece le immagini della Voyager mostrarono un mondo dalla superficie sorprendentemente variegata e unica, un mosaico di diverse aree dalle differenti caratteristiche, con vaste pianure ondulate costellate da crateri e attraversate da una rete di faglie ripide e rupes. Questa zona ha tre coronae impressionanti, il cui diametro è superiore ai 200 km. Queste formazioni geologiche e l’inclinazione anomala dell’orbita suggeriscono una storia passata e un’attività geologica complessa. La geologia di Miranda pare sia stata caratterizzata dalle forze di marea, dalle risonanze orbitali, da una parziale differenziazione planetaria e da movimenti di convezione, dall’espansione del suo mantello e da episodi di criovulcanismo.
Ariele:
Ariel è la seconda più vicina al pianeta, orbitando alla distanza di circa 191.200 km. La sua orbita è poco eccentrica ed è inclinata molto poco rispetto all’equatore di Urano. Il suo periodo orbitale è di circa 2,52 giorni terrestri, coincidente con il suo periodo di rotazione. Ciò significa che una faccia della luna è sempre rivolta verso il pianeta, una condizione nota come rotazione sincrona. L’orbita di Ariel si trova completamente all’interno della magnetosfera di Urano. L’emisfero di coda (quello opposto rispetto alla direzione orbitale), di satelliti senza atmosfera che orbitano all’interno di una magnetosfera (come Ariel) viene colpito da plasma magnetosferico co-rotante con il pianeta. Questo bombardamento può portare all’oscuramento dell’emisfero di coda riscontrato per tutte le lune di Urano ad eccezione di Oberon.
Ariel è la quarta in dimensioni delle lune di Urano (1157,8 km), e potrebbe avere la terza massa più grande (0,000228 Mt)(masse terrestri).
La densità è di 1.66 g/cm3, il che significa che si compone circa di parti uguali di acqua ghiacciata e di un componente denso non di ghiaccio. Quest’ultimo potrebbe consistere in rocce e materiale carbonioso comprendente composti organici pesanti noti come le toline.
Ha una gravità 0,27 m/s2 ed una velocità di fuga pari a 0,56 km/s.
Umbriel:
Umbriel è caratterizzata, come già detto, dalla superficie più scura fra tutti i satelliti di Urano.
Ha un diametro di 1168,4 km con una massa di 0,000202 Mt ed una densità di 1,40 kg/dm3, con una gravità di 0,232 m/s2 ed una velocità di fuga di 0,52 km/s.
Orbita a 266.300 km da Urano sincronamente in 4,144 giorni.
La superficie del satellite è pesantemente craterizzata; la sua caratteristica più rilevante, nota con il nome di Wunda, è un grande anello di materiale brillante. Sembra naturale presumere che si tratti di un cratere, ma l’esatta natura della formazione è ancora incerta.
Umbriel è, fra i cinque satelliti naturali maggiori di Urano, quello che mostra un’attività geologica meno pronunciata.
Il satellite si compone principalmente di ghiaccio d’acqua, e per il resto di silicati e ghiaccio di metano.
Titania:
Titania è il satellite maggiore di Urano (1577,8 km) ed è costituita da ghiaccio e roccia in misura all’incirca uguale con una densità di 1,72 kg/dm3, ed è probabilmente differenziata in un nucleo di roccia e un mantello di ghiaccio, con una massa di 0,000595 Mt.
Ha una gravità di 0,378 m/s2 ed una velocità di fuga di 0,77 km/s.
Orbita a 435.910 km da Urano in 8,706 giorni (rotazione sincrona).
Uno strato di acqua liquida potrebbe essere presente al confine tra nucleo e mantello.
La superficie di Titania (piuttosto scura e leggermente rossa) sembra essere stata modellata sia da impatti che da processi endogeni.
È coperta da numerosi crateri da impatto che raggiungono i 326 km di diametro, ma in misura minore rispetto alla superficie della luna più esterna di Urano, Oberon. Titania probabilmente ha subito un precoce evento di ripavimentazione endogena che ha modificato la sua vecchia superficie molto craterizzata.
La superficie di Titania è attraversata da un sistema di enormi canyon e scarpate, come risultato dell’espansione del suo interno durante le ultime fasi della sua evoluzione.
Come tutte le lune maggiori di Urano, Titania si è probabilmente formata da un disco di accrescimento che circondava il pianeta poco dopo la sua formazione.
Oberon:
Oberon orbita intorno ad Urano ad una distanza media di 583.520 km ed è il più lontano dei cinque satelliti principali del pianeta.
La sua orbita è caratterizzata da una modesta eccentricità e inclinazione orbitale rispetto all’equatore di Urano.
Il suo periodo orbitale è di 13,463234 giorni, coincidente con il suo periodo di rotazione.
Ha un diametro di 1522,8 km con una densità di 1,63 kg/dm3 da cui deriva una massa di 0,00051 Mt, una gravità di 0,346 m/s2 con una velocità di fuga pari a 0,73 km/s.
È possibile che in Oberon si sia differenziato un nucleo interno roccioso circondato da un mantello ghiacciato. In questo caso il raggio del nucleo (480 km) corrisponderebbe al 63% del raggio del satellite e la sua massa sarebbe il 54% di quella totale e potrebbe possedere uno strato liquido al confine tra il nucleo e il mantello. Lo spessore di questo oceano, sempreché esista, potrebbe raggiungere i 40 km e la sua temperatura i -93°c.
Ha una superficie ghiacciata e ricoperta di molti crateri, e non mostra tracce evidenti di attività tettonica, a parte la presenza di alcuni materiali scuri che sembrano ricoprire la superficie di alcuni crateri.
SCHEDA DEI CINQUE SATELLITI MAGGIORI:
TABELLA DEI SATELLITI ESTERNI:
(tabelle tratte da Wikipedia)
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