Pengertian Uranus
Uranus adalah planet ketujuh dari Matahari dan planet yang
terbesar ketiga dan terberat keempat dalam Tata surya. Ia dinamai dari nama
dewa langit Yunani kuno Uranus (Οὐρανός) ayah dari Kronos (Saturnus) dan kakek
dari Zeus (Jupiter). Meskipun Uranus terlihat dengan mata telanjang seperti
lima planet klasik, ia tidak pernah dikenali sebagai planet oleh pengamat
dahulu kala karena redupnya dan orbitnya yang lambat. Sir William Herschel
mengumumkan penemuannya pada tanggal 13 Maret 1781, menambah batas yang
diketahui dari Tata Surya untuk pertama kalinya dalam sejarah modern. Uranus
juga merupakan planet pertama yang ditemukan dengan menggunakan teleskop.
Uranus komposisinya sama dengan Neptunus dan keduanya mempunyai
komposisi yang berbeda dari raksasa gas yang lebih besar, Jupiter dan Saturn.
Karenanya, para astronom kadang-kadang menempatkannya dalam kategori yang
berbeda, "raksasa es". Atmosfer Uranus, yang sama dengan Jupiter dan
Saturnus karena terutama terdiri dari hidrogen dan helium, mengandung banyak
"es" seperti air, amonia dan metana, bersama dengan jejak
hidrokarbon. Atmosfernya itu adalah atmofer yang terdingin dalam Tata
Surya, dengan suhu terendah 49 K (−224 °C). Atmosfer planet itu punya
struktur awan berlapis-lapis dan kompleks dan dianggap bahwa awan terendah
terdiri atas air dan lapisan awan teratas diperkirakan terdiri dari metana.
Kontras dengan itu, interior Uranus terutama terdiri atas es dan bebatuan.
Seperti planet raksasa lain, Uranus mempunyai sistem cincin,
magnetosfer serta banyak satelit alami. Sistem Uranian konfigurasinya unik di
antara planet-planet karena sumbu rotasi miring ke sampingnya, hampir pada
bidang revolusinya mengelilingi Matahari. Sehingga, kutub utara dan selatannya
terletak pada tempat yang pada banyak planet lain merupakan ekuator mereka.
Dilihat dari Bumi, cincin Uranus kadang nampak melingkari planet itu seperti
sasaran panah dan satelit-satelitnya mengelilinginya seperti jarum-jarum jam,
meskipun pada tahun 2007 dan 2008 cincin itu terlihat dari tepi. Tahun 1986,
gambar dari Voyager 2 menunjukkan Uranus sebagai planet yang nampak
tidak berfitur pada cahaya tampak tanpa pita awan atau badai yang diasosiasikan
dengan raksasa lain.Akan tetapi, pengamat di Bumi melihat tanda-tanda perubahan
musim dan aktivitas cuaca yang meningkat pada tahun-tahun belakangan bersamaan
dengan Uranus mendekati ekuinoksnya. Kecepatan angin di planet Uranus dapat
mencapai 250 meter per detik (900 km/jam, 560 mil per jam)
Uranus mengitari Matahari sekali dalam 84 tahun. Jarak
rata-ratanya dari Matahari kira-kira 3 milyar km (sekitar 20 SA).
Intensitas sinar Matahari di Uranus sekitar 1/400 yang ada di Bumi. Elemen
orbitnya dihitung pertama kali tahun 1783 oleh Pierre-Simon Laplace. Dengan
berjalannya waktu, perbedaan mulai terlihat antara orbit yang diprediksikan dan
yang diamati dan pada tahun 1841, John Couch Adams pertama kali mengajukan
bahwa perbedaan itu mungkin disebabkan sentakan gravitasi oleh sebuah planet
yang tidak terlihat. Pada tahun 1845, Urbain Le Verrier mulai riset mandirinya
sendiri tentang orbit Uranus. Pada 23 September 1846, Johann Gottfried Galle
menemukan lokasi satu planet baru, yang kemudian diberinama Neptunus, hampir
pada posisi yang diprediksikan oleh Le Verrier.
Periode rotasi interior Uranus adalah 17 jam, 14 menit.
Akan tetapi, seperti semua raksasa gas lainnya, atmosfer atasnya mengalami
angin badai yang sangat kuat pada arah rotasi. Akibatnya, pada beberapa garis
lintang, seperti dua per tiga lintang dari khatulistiwa ke kutub selatan,
fitur-fitur atmosfer itu yang nampak bergerak jauh lebih cepat, menjadikan
rotasi penuhnya sekecil 14 jam.
Kemiringan sumbu
Sumbu rotasi Uranus terletak pada sisinya dipandang dari bidang
Tata Surya, dengan kemiringan sumbu 97,77°. Ini memberinya perubahan musim yang
sama sekali tidak seperti planet utama lain. Planet-planet lain dapat
dibayangkan sebagai gasing yang berputar termiring-miring relatif terhadap
bidang tata surya, sementara Uranus berotasi lebih seperti bola yang
menggelinding termiring-miring. Berdekatan dengan waktu solstis Uranian, satu
kutubnya menghadap Matahari terus-menerus sedangkan kutub lainnya menghadap ke
arah sebaliknya. Hanya segaris daerah sempit di sekitar ekuator yang mengalami
pergantian siang-malam dengan cepat, namun dengan Matahari sangat rendah dari
kaki langit seperti di daerah kutub di Bumi. Pada sisi orbit Uranus yang lain
orientasi kutub-kutubnya terhadap Matahari adalah sebaliknya. Tiap kutub
terus-menerus disinari Matahari sekitar 42 tahun, diikuti dengan
42 tahun yang gelap. Dekat waktu ekuinoks, Matahari menghadap ekuator
Uranus memberi periode pergantian siang-malam sama seperti yang terlihat pada
kebanyakan planet lain. Uranus mencapai ekuinoks terkininya pada tanggal 7
December 2007Salah satu akibat orientasi sumbu rotasi ini adalah bahwa,
rata-rata dalam satu tahun, daerah kutub menerima masukan energi yang lebih
besar dari Matahari daripada daerah ekuatornya. Namun demikian, Uranus lebih
panas ekuatornya daripada kutubnya. Mekanisme yang mendasari yang menyebabkan
hal ini tidak diketahui. Alasan tidak biasanya kemiringan sumbu Uranus juga
tidak diketahui pasti, namun perkiraan umum adalah bahwa selama pembentukan
Tata Surya, protoplanet seukuran Bumi bertubrukan dengan Uranus, menyebabkan
orientasinya yang miring tersebut. Kutub selatan Uranus menunjuk hampir kepada
Matahari saat terbang dekat Voyager 2 tahun 1986. Penyebutan kutub ini
sebagai "selatan" menggunakan definisi yang sekarang disetujui oleh
Persatuan Astronomi Internasional, yaitu bahwa kutub utara suatu planet atau
satelit adalah kutub yang menunjuk ke atas bidang invariabel Tata Surya,
kemanapun arah planet itu berputar. Akan tetapi, perjanjian yang berbeda kadang
digunakan, di mana kutub utara dan selatan suatu benda didefinisikan menurut
aturan tangan kanan sehubungan dengan arah rotasi.Menurut sistem koordinat yang
belakangan ini, kutub utara Uranus adalah yang disinari Matahari pada
tahun 1986.
Kecemerlangan
Dari tahun 1995 sampai 2006, magnitudo tampak Uranus berfluktuasi
antara +5,6 dan +5,9; menempatkannya hampir pada batas daya lihat mata
telanjang pada +6.5. Diameter angularnya antara 3,4 dan 3,7 detik busur,
dibandingkan dengan 16 hingga 20 detik busur untuk Saturnus dan 32 sampai
45 detik busur untuk Jupiter.Saat oposisi, Uranus terlihat dengan mata
telanjang dalam langit yang gelap dan tidak terpolusi cahaya dan menjadi
sasaran yang mudah bahkan dalam kondisi perkotaan dengan teropong. Dalam
teleskop amatir yang lebih besar dengan diameter lensa objektif antara 15 dan
23 cm, planet itu nampak sebagai piringan biru pucat dengan penggelapan
tepi yang khas. Dengan teleskop besar yang ukurannya 25 cm atau lebih
lebar, pola-pola awan, begitu pula beberapa satelit yang lebih besar, seperti
Titania dan Oberon, mungkin juga kelihatan.
Struktur internal
Secara kasar Uranus massanya 14,5 kali massa Bumi, menjadikannya planet yang paling ringan di antara planet-planet raksasa, sementara itu kerapatannya 1,27 g/cm³ membuatnya planet paling tidak padat kedua setelah Saturnus. Meskipun bergaristengah sedikit lebih besar daripada Neptunus (kira-kira garis tengah Bumi), Uranus lebih ringan. Nilai ini menandakan bahwa ia terutama terdiri dari beragam es, seperti air, amonia dan metana.Massa total es di bagian dalam Uranus tidak diketahui secara tepat, dengan munculnya gambaran-gambaran berbeda tergantung dari model yang dipilih; namun pasti antara 9,3 dan 13,5 massa Bumi. Hidrogen dan helium hanya menyusun sebagian kecil dari keseluruhan, sebesar antara 0,5 dan 1,5 massa Bumi. Massa sisanya (0,5 hingga 3,7 massa Bumi) diperhitungkan untuk massa material batuan.
Model standar struktur Uranus adalah ia terdiri dari tiga lapisan:
inti di bagian tengah, mantel ber-es di lapisan tengah dan selubung
hidrogen/helium gas. Intinya relatif kecil, dengan massa hanya 0,55 massa
Bumi dan jari-jari kurang dari 20 persen jari-jari Uranus; mantelnya
merupakan bagian terbesar planet tersebut, dengan sekitar 13,4 massa Bumi,
sementara itu atmosfer atas relatif kecil, dengan berat sekitar 0,5 massa
Bumi dan meluas sampai 20 persen terakhir jari-jari Uranus. Inti Uranus
kerapatannya sekitar 9 g/cm³, dengan tekanan di tengahnya
8 juta bar (800 GPa) dan suhu sekitar 5000 K. Mantel esnya
nyatanya tidak terdiri dari es dalam pengertian pada umumnya, tetapi dari
fluida panas dan rapat yang terdiri atas air, amonia dan volatil lain. Fluida
ini, yang berdaya hantar listrik tinggi, kadang-kadang disebut lautan
air–amonia. komposisi terbesar Uranus dan Neptunus sangat berbeda dari Jupiter
dan Saturnus, dengan es mendominasi atas gas, oleh karenanya memberi alasan
klasifikasi mereka yang terpisah sebagai raksasa es.
Sementara model yang diperkirakan di atas lebih atau kurang
standar, ia tidaklah unik; model-model lain juga sesuai dengan pengamatan.
Contohnya, jika jumlah substansial hidrogen dan materi batuan bercampur dalam
mantel es, massa es total di interior akan lebih kecil dan begitu pula, massa
batuan total akan lebih besar. Data yang ada sekarang tidak memungkinkan sains
menentukan model mana yang benar. Struktur interior fluida Uranus berarti bahwa
ia tidak memiliki permukaan padat. Atmosfer gasnya sedikit demi sedikit
berganti menjadi lapisan cairan internal. Namun, demi kemudahan, sebuah bola
pepat yang berevolusi ditetapkan di titik dimana tekanan sama dengan 1 bar
(100 kPa), dibuat secara kondisional sebagai suatu ‘permukaan’. Uranus
mempunyai jari-jari ekuator dan kutub masing-masing 25 559 ± 4 dan 24 973 ± 20
km. Permukaan ini akan digunakan di seluruh artikel ini sebagai titik nol untuk
ketinggian.
Panas internal
Panas internal Uranus jelas nampak lebih rendah daripada planet
raksasa lain; dalam istilah astronomi, fluks panasnya rendah. Penyebab begitu
rendahnya suhu internal Uranus masih tidak dimengerti. Neptunus, yang hampir
merupakan kembaran Uranus dalam hal ukuran dan komposisi, meradiasikan sebanyak
2,61 kali energi yang diterimanya dari Matahari ke angkasa. Kontrasnya, Uranus,
hampir tidak meradiasikan panas berlebih sama sekali. Daya total yang
diradiasikan oleh Uranus dalam bagian inframerah jauh dari spektrum adalah 1,06
± 0,08 kali energi Matahari yang diserap dalam atmosfernya. Kenyataannya, fluks
panas Uranus hanya 0,042 ± 0,047 W/m², yang lebih rendah daripada panas
internal Bumi yang sekitar 0,075 W/m².Suhu terendah yang tercatat di tropopause
Uranus adalah 49 K (−224 °C),menjadikan Uranus sebagai planet
terdingin dalam Tata Surya.
Hipotesis dari perbedaan ketidaksesuaian ini di antaranya bahwa
saat Uranus "dipukul" oleh penabrak yang sangat berat yang
menyebabkan kemiringan sumbunya yang ekstrem, peristiwa itu juga menyebabkan
keluarnya sebagian besar panas primordialnya, meninggalkannya dengan suhu
intinya yang sangat menurun. Hipotesis lain adalah bahwa beberapa bentuk
penghalang ada di lapisan atas Uranus yang mencegah panas inti mencapai di
permukaan. Contohnya, konveksi mungkin berlangsung pada sekumpulan lapisan yang
komposisinya berbeda, yang menghalangi penghantaran panas ke atas.
Atmosfer
Meskipun tidak ada permukaan padat yang terdefinisi dengan jelas
dalam interior Uranus, bagian terluar dari selimut gas Uranus yang dapat
diakses oleh penginderaan jauh disebut atmosfernya. Kemampuan penginderaan jauh
berlanjut ke bawah hingga kira-kira 300 km di bawah level 1 bar (100 kPa),
dengan tekanan yang bersesuaian sekitar 100 bar (10 MPa) dan suhu
320 K. Korona yang tipis atmosfer itu meluas jauh hingga lebih dari dua
jari-jari planet dari permukaan nominal pada tekanan 1 bar. Atmosfer Uranian
dapat dibagi menjadi tiga lapisan: troposfer, antara ketinggian −300 dan
50 km dan tekanan dari 100 sampai 0,1 bar; (10 MPa sampai
10 kPa), Stratosfer, kisaran ketinggiannnya antara 50 dan 4000 km dan
tekanan antara 0,1 and 10–10 bar (10 kPa to 10 µPa)
dan termosfer/korona yang meluas dari 4.000 km hingga setinggi 50.000 km
dari permukaan. Mesosfer tidak ada.
Komposisi
Komposisi atmosfer Uranian berbeda dari komposisi Uranus secara
keseluruhan, ia terutama terdiri dari hidrogen molekuler dan helium. Fraksi mol
helium, yaitu jumlah atom helium per molekul gas, adalah 0,15 ± 0,03di
troposfer atas, yang bersesuaian dengan fraksi massa 0,26 ± 0,05. Nilai ini
sangat dekat dekat fraksi massa helium protosolar 0,275 ± 0,01, menandakan
bahwa helium tidak pernah berada di tengah-tengah planet seperti halnya pada
raksasa-raksasa gas. Penyusun yang paling melimpah ketiga dari atmosfer Uranian
adalah metana (CH4). Metana memiliki pita penyerapan yang kuat pada
cahaya tampak dan dekat-inframerah membuat Uranus nampak berwarna hijau-biru
atau sian. Molekul metana menempati 2,3% atmosfernya dalam fraksi mol di bawah
lapisan awan metana pada level tekanan 1,3 bar (130 kPa); ini
menyatakan kira-kira 20 hingga 30 kali limpahan karbon yang ditemukan di
Matahari. Rasio pencampuran jauh
lebih rendah di atmosfer atas dikarenakan suhunya yang sangat
rendah, yang menurunkan level kejenuhan dan menyebabkan metana yang berlebih
membeku. Kelimpahan senyawa yang kurang volatil seperti amonia, air dan
hidrogen sulfida pada atmosfer yang dalam tidak begitu diketahui. Namun,
mungkin nilainya juga lebih tinggi daripada yang ada di Matahari. Selain
metana, sejumlah kecil berbagai hidrokarbon ditemukan di stratosfernya Uranus,
yang diperkirakan dihasilkan dari metana oleh fotolisis yang diinduksi oleh
radiasi ultraviolet Matahari. Mereka termasuk etana (C2H6),
asetilena (C2H2), metilasetilena (CH3C2H),
diasetilena (C2HC2H). Spektroskopi juga mengungkapkan
jejak-jejak uap air, karbon monoksida dan karbon dioksida di atmosfer atas,
yang hanya dapat berasal dari sumber luar seperti debu yang jatuh dan komet.
Troposfer
Troposfer adalah bagian atmosfer terbawah dan paling rapat dan
bercirikan dengan turunnya suhu bersama dengan naiknya ketinggian. Suhu menurun
dari sekitar 320 K di dasar troposfer nominal pada −300 km hingga 53 K
pada 50 km. Suhu di daerah atas terdingin dari troposfer (tropopause)
sebenarnya bervariasi dalam kisaran antara 49 dan 57 K bergantung pada
ketinggian di planet. Daerah tropopause bertanggungjawab bagi kebanyakan
pancaran inframerah jauh panas planet itu dan oleh karenanya menentukan suhu
efektif 59,1 ± 0,3 K.
Troposfernya dipercaya memiliki struktur awan yang sangat
kompleks; awan air dihipotesiskan terletak dalam kisaran tekanan 50 sampai 100
bar (5 sampai 10 MPa), awan amonium hidrosulfida dalam kisaran 20 sampai 40 bar
(2 sampai 4 MPa), awan amonia atau hidrogen sulfida antara 3 dan 10 bar
(0,3 to 1 MPa) dan terakhir awan metana tipis yang terdeteksi langsung
pada 1 sampai 2 bar (0,1 sampai 0,2 MPa). Troposfer Uranus merupakan bagian
atmosfernya yang sangat dinamis, menunjukkan angin yang kuat, awan yang cerah
dan perubahan musim, yang akan dibahas di bawah.
Atmosfer atas
Lapisan tengah atmosfer Uranian adalah stratosfer, dimana suhu
umumnya naik sesuai dengan naiknya ketinggian dari 53 K di tropopause
sampai antara 800 dan 850 K di dasar termosfer.
Cincin planet
Uranus mempunyai sistem cincin planet yang rumit, yang merupakan
sistem demikian yang kedua yang ditemukan di Tata Surya setelah cincin
Saturnus. Cincin-cincin tersebut tersusun dari partikel yang sangat gelap, yang
beragam ukurannya dari mikrometer hingga sepersekian meter. Tiga belas cincin
yang berbeda saat ini diketahui, yang paling terang adalah cincin ε (epsilon).
Semua cincin Uranus (kecuali dua) sangat sempit—umumnya mereka lebarnya
beberapa kilometer. Cincin tersebut mungkin cukup muda; pertimbangan dinamis
menandakan bahwa mereka tidak terbentuk bersamaan dengan pembentukan Uranus.
Materi di cincin-cincin itu mungkin dulu adalah bagian dari satu (atau
beberapa) satelit yang terpecah oleh tubrukan berkecepatan tinggi. Dari banyak
pecahan-pecahan yang terbentuk sebagai hasil dari tabrakan itu hanya beberapa
partikel yang bertahan dalam jumlah terbatas zona stabil yang bersesuaian
dengan cincin yang ada sekarang.
Medan magnet
ebelum kedatangan Voyager 2, tidak ada pengukuran
magnetosfer Uranian yang dilakukan, sehingga sifatnya tetap jadi misteri.
Sebelum tahun 1986, para astronom telah memperkirakan medan magnet Uranus
segaris dengan angin surya , maka karenanya ia akan segaris dengan kutub planet
itu yang terletak di ekliptika.
Pengamatan Voyager' mengungkapkan bahwa medan magnet Uranus
aneh, baik karena ia tak berasal dari pusat geometrik planet tersebut dan
karena ia miring 59° dari poros rotasi. Faktanya dwikutub magnetiknya bergeser
dari tengah planet itu ke kutub rotasi selatan sejauh sepertiga radius planet
itu. Geometri yang tidak biasa ini menyebabkan magnetosfer yang sangat tidak
simetris, dimana kuat medan magnet pada permukaan di belahan selatan dapat
serendah 0,1 gauss (10 µT), sedangkan di belahan utara kuatnya dapat
setinggi 1,1 gauss (110 µT). Medan rata-rata di permukaan adalah
0,23 gauss (23 µT). Sebagai perbandingan, medan magnet Bumi kuatnya
kira-kira sama pada kedua kutub dan "ekuator magnetik"nya kira-kira
sejajar dengan ekuator geografisnya. Momen dipol Uranus 50 kali momen
dipol Bumi. Neptunus juga punya medan magnetik yang bergeser dan miring,
menyarankan bahwa ini mungkin fitur umum raksasa es. Satu hipotesis ialah
bahwa, tidak seperti medan magnet planet kebumian dan raksasa gas, yang
dibangkitkan dalam inti mereka, medan magnet raksasa es dibangkitkan oleh
gerakan pada kedalaman yang relatif dangkal, contohnya, di lautan air–amonia.
Meskipun penjajarannya mengundang keingintahuan, dalam segi lain
magnetosfer Uranian mirip seperti planet lain: ia memiliki kejutan busur yang
berlokasi 23 radius Uranian darinya, magnetopause pada 18 jari-jari Uranian,
ekor magnetofer yang terbentuk penuh, serta sabuk radiasi. Secara keseluruhan,
struktur magnetosfer Uranus berbeda dari Jupiter dan lebih mirip dengan Saturnus. Ekor
magnetosfer Uranus memanjang di balik planet itu ke luar angkasa sejauh jutaan
kilometer dan terpuntir oleh rotasi menyamping planet itu menjadi seperti
pembuka tutup botol yang panjang.
Di magnetosfer Uranus terdapat partikel bermuatan: proton dan
elektron dengan sejumlah kecil ion H2+.Tidak ada ion yang
lebih berat yang terdeteksi. Banyak partikel ini mungkin berasal dari korona atmosfernya
yang panas. Energi ion dan elektron masing-masing bisa setinggi 4 dan
1,2 megaelektronvolt. Kerapatan ion berenergi rendah (di bawah
1 kiloelektronvolt) di magnetosfer dalam adalah sekitar 2 cm−3.
Populasi partikel ini sangat dipengaruhi oleh satelit-satelit Uranus yang
melalui magnetosfer itu meninggalkan celah-celah yang dapat diketahui. Fluks
partikelnya cukup tinggi untuk menyebabkan penggelapan atau pencuacaan angkasa
dari permukaan satelit dalam skala waktu yang secara astronomis cepat 100.000 tahun.
Ini mungkin penyebab dari warna satelit-satelit dan cincin-cincinnya yang gelap
seragam. Uranus mempunyai aurora yang terbentuk dengan baik, yang terlihat
sebagai busur yang terang di sekitar kedua kutub magnetik. Namun, tidak seperti
pada Jupiter, Uranus auroranya nampak tidak penting bagi keseimbangan energi
termosfer planet
Satelit
Uranus memiliki 27 satelit alam yang telah diketahui. Nama bagi
satelit-satelit ini dipilih dari karakter karya Shakespeare dan Alexander Pope.
Lima satelit utamanya adalah Miranda, Ariel, Umbriel, Titania dan Oberon.
Sistem satelit Uranian adalah yang paling kurang masif di antara raksasa gas;
memang, massa gabungan kelima satelit utamanya itupun hanya kurang dari
setengah massa Triton. Satelit yang terbesar, Titania, radiusnya hanya
788,9 km, atau kurang dari setengah jari-jari Bulan, tetapi sedikit lebih
besar daripada Rhea, satelit kedua terbesar Saturnus, menjadikan Titania
satelit berukuran terbesar kedelapan dalam Tata Surya. Satelit itu memiliki albedo yang relatif
rendah; berkisar dari 0,20 untuk Umbriel hingga 0,35 untuk Ariel
(dalam cahaya hijau). Satelit itu merupakan kumpulan es-batu yang kira-kira
terdiri lima puluh persen es dan lima puluh persen batu. Es itu mungkin
termasuk amonia dan karbon dioksida
0 Komentar untuk "Planet Uranus"