Uranus Neptun Wikipedia.org
Uranus Radius [km] 25,559 Masse [kg] 8.68 x 10 25 Dichte [g/cm³] 1.290 Albedo [%] 56 Temperatur, gemessen bei 1 bar [ C] -195 Temperatur, gesamt [ C] -214 Atmosphäre H 2 + He Große Haupthalbachse [AU] 19.18 Umlaufszeit [y] 84.099 Rotationsperiode [d] 0.75R (17:14:24) Durchschnitts Geschw. [km/s] 6.83 Inklination [ ] 0.77 Exzentrizität 0.047 Neigung 97.9 Wikipedia.org
Uranus Atmosphäre Molekularer Wasserstoff (83%), Helium (15%), Methan(2%) C/H: 30 bis 40 mal höher als auf der Sonne Hoher C Anteil -> sehr späte Planetenbildung Geringe Dichte in äußeren Regionen Struktur ähnlich wie auf Jupiter und Saturn (hat auch Bänder) Achse der Rotation -> mehr Licht auf Polarregionen als Äquatorregion Globale Winde von bis zu 200m/s (720km/h) Dynamik durch Sonnenlicht verursacht
Uranus Atmosphäre Temperaturen bei 100mbar -219 C Bei 1.0 bar -195 C und -123 C bei 10 bar Atmosphäre hat Wolken bei 1.0 bar (unter 100 mbar) -195 C wenn CH 4 Dampf zu CH 4 Eis wird Plumes bewiesen: Voyager Bilder zeigen Bildung von weißen Wolken Keine großen (Anti)Zyklone wie auf Jupiter Ammoniakwolken bei 10bar?
Uranus Innere Struktur Schnelle Rotation Äquator Radius(25.559km) Polar Radius (24.973km) => 2.29% Innere Struktur anders als die von Jupiter oder Saturn Bulk Dichte von 1.290g/cm³ - höher als Saturn (0.690g/cm³) Rocky Core mit Druck von 8 x 10 6 bar und 5000K Hohe Dichte -> angereichert von schweren chemischen Elementen NASA/JPL
Uranus Innere Struktur Wasserstoff und Helium - nicht genug Gravitationskraft um Körper zu bilden Radius (Volumen ) müsste viel größer sein Inneres schließt auf flüssigen Eismantel Äußere Schichten: molekularer Wasserstoff, verflüssigt durch steigende Temperatur und Druck Wasserstoff wird nicht metallisch Schichten könnten aber Taschen von flüssigen metallischen Wasserstoff haben Eisinnere: heiß und stark komprimierte wasserartige Flüssigkeit Enthält Methan und Ammoniak
Uranus Magnetfeld Magnetfeld ungewöhnliche Form: Quadrupol um ca. 60 gegenüber Rotationsachse geneigt Ursprung nicht im Zentrum Bewegungen in nicht allzu großer Tiefe erzeugt Magnetosphäre über Nachtseite durch Rotation korkenzieherartig verwirbelt Hoch asymmetrisch: Süd: bis zu 0,1 Gauß (10 µt); Nord: bis zu 1,1 Gauß (110 µt) (Durchschnittlich: 0,23 Gauß (23 µt)) Uranus' Magnetosphäre enthält geladene Teilchen (Verdunkeln oder Erosion der Mondoberflächen) Relativ gut entwickelte Aurora
Uranus Kleine Satelliten Name Entdeckungs Jahr Durchmesser [km] Albedo [%] Große Haupthalbachsen [10³ km] Umlaufz eit [d] Cordelia 1986 ~ 30 < 10 49.7 0.335 ~ 0 Ophelia 1986 ~ 30 < 10 53.8 0.376 ~ 0.01 Bianca 1986 ~ 40 < 10 59.2 0.435 ~ 0 Cressida 1986 ~ 70 < 10 61.8 0.464 ~ 0 Desdemona 1986 ~ 60 < 10 62.7 0.474 ~ 0 Juliet 1986 ~ 80 < 10 64.4 0.493 ~ 0 Portia 1986 ~ 110 < 10 66.1 0.513 ~ 0 Rosalind 1986 ~ 60 < 10 69.9 0.558 ~ 0 1986 U1D 40 < 10 ~ 0 Belinda 1986 ~ 70 < 10 75.3 0.624 ~ 0 Puck 1986 150 7 86.0 0.762 ~ 0 Exzentrizität
Uranus Kleine Satelliten 11 (kleine Satelliten) Curriculare Orbits; Cordelia und Ophelia (Hüter des Epsilon Rings) innerhalb der Ringe, alle anderen außen Haupthalbachsen zwischen 49.7 x 10³ km und 86.0 x 10³ km Umlaufzeiten unter einem Tag Dichte und genaue Rotationsperioden unbekannt Albedo <10 und Temperatur -214 C Aus Wassereis mit amorphen Kohlenstoffhülle oder organische Komponenten geformt durch Polymerisation von Methan Resonanz zw. Puck und Ophelia = 2.0 und Miranda/Cressida=3.0 -> Verstärkte Gezeiten - Exzentrizität
Uranus Klassische Satelliten Name Entdeck ungsjahr Durchmess er [km] Masse [kg] Dichte [g/cm³] Albedo [%] Große Haupthalb achsen Umlaufzeit [d] Rotations periode [d] Miranda 1948 470 6.89 x 10 19 1.350 34 129.8 1.414 1.414 Ariel 1851 1160 1.26 x 10 21 1.660 40 191.2 2.520 2.520 Umbriel 1851 1170 1.33 x 10 21 1.510 19 266.0 4.144 4.144 Titania 1787 1580 3.48 x 10 21 1.680 28 435.8 8.706 8.706 Oberon 1787 1520 3.03 x 10 21 1.580 24 582.6 13.463 13.463 5 große Satelliten Paarweise immer ziemlich gleich in Durchmesser Hypothese, dass Monde in Lagrange Punkte (L4, L5) gebildet haben und deshalb so eine Resonanz haben
Uranus Klassische Satelliten Miranda 3 Corona (durch starke Impact des Öfteren fragmentiert) Impact Hypothese: sehr nah am Planeten und öfter getroffen Miranda sollte einige male zerstört und sich wiedergeformt haben Plumes und einstige Gezeitenaufheizung Corona nicht unbedingt Fragmente, 1 Milliarden Jahre? Differentiation und Gezeitenheizung? Ariel Stark mit Einschläge übersehen Überdeckt mit Sediment aus organischem Material und amorphen C aus Methan und Wassereis Bergrücken und Riefen und Grabentäler Tektonisch aktiv in der Jugend Umbriel Dunkelster Satellit, sehr niedriges Albedo (Sediment aus organischem Material und amorphen C) Oberfläche mit vielen Impactkratern Vielleicht in letzter Zeit Tektonisch aktiv gewesen Inneres aus Fels oder Eispartikelkern Titania Viele Krater, Schicht aus organisch reichem Sediment auf der Oberfläche, aber nicht so dick wie Umbriel und einst tektonisch aktiv Oberon Zeichen von einstiger Plattentektonik Ariel NASA/JPL Titania Oberon
Vielleicht aus Eis und Staub Mischung, unbeeinflusst von Thermischer Heizung/Änderung Uranus Exotische Satelliten Name Durchmesser [km] Große Haupthalbachsen [10³ km] Umlaufzeit Caliban 60 7 168.9 579R 0.2 Stephano 30 7 942.0 676R? Cycorax 120 12 213.6 1289R 0.34 Prospero 50 16 144.0 1953R? Setebos 40 18 205.0 2345R? Exzentrizität Ferdinand 20 20 901 000 2805.51R 0.3682 Margaret 20 14 345 000 1687.01 0.6608 Trinculo 18 8 504 444 749.24R 0.2200 Francisco 22 4 276 000 266.56R 0.1459 Entdeckt 1997 und 2003 Weit vom Zentrum entfernt Minus bedeutet Retrograden Orbit
Neptun Radius [km] 24,764 Masse [kg] 1,02 x 10 26 Dichte [g/cm³] 1,640 Albedo [%] 51 Temperatur, gemessen bei 1 bar [ C] -204 Temperatur, gesamt [ C] -225 Atmosphäre H 2 +He Große Haupthalbachse [AU] 30.06 Umlaufzeit[y] 164.86 Rotationsperiode [d] 0.80R (16:06:36) Durchschnitts Geschw. [km/s] 5.5 Inklination [ ] 1.77 Exzentrizität 0.009 Neigung 29.6 Wikipedia.org
Neptun Atmosphäre Blau weil rot Absorption durch Methan Leichte Bänder Voyager 2 entdeckte in Süd Hemisphäre Great Dark Spot (22 S) Wie auf Jupiter -> Antizyklon und hatte auch Small Dark Spot Great Dark Spot weg zwischen 1989 und 1994 als mit Hubble beobachtet 1995 wieder neuer Sturm in Nord Hemisphäre Atmosphäre: Molekularer Wasserstoff (79%), Helium (18%) und Methan (3%) Wikipedia.org
Neptun Atmosphäre Methan bildet weiße Wolken um 50km unter 100mbar Temperatur steigt symmetrisch Wind bei Polar Regionen 790 km/h Wind bei Äquator Regionen 1260 km/h aber in andere Richtung als Rotation Atmosphäre erhält Energie durch innere Heizung Zonen und Bänder wie auch auf Jupiter (warme Luft steigt auf bildet Wolken (nur Methan sichtbar weil andere ausgefroren werden und unter Methan Wolken sich bilden) dunkle -> kühle Luft sinkt ab)
Neptun Innere Struktur Nicht vollständig nachgewiesen 3 Modelle, 2 mit Kern [Kern größer als vom Uranus] Dichte des Eismantels steigt graduell von 1.0g/cm³ (bei 85%) bis 4.9g/cm³ (bei 20%) Abrupter Anstieg bei Mantel Kern auf 10.0g/cm³ graduell auf 12.0 g/cm³ (bei 0%) Mantel beinhaltet Wasser, Ammoniak und Methan Falls Wasserstoff in der Eisschicht, dann in metallischem Zustand, als leitend -> elektrisch leitfähig
Neptun Innere Struktur Chemische Zusammensetzung des Kerns unbekannt Teilchen mit hoher Atomarenzahl (Silikat und Oxid Minerale von terrestrischen Gestein) Auf Spitze des Eismantels Druck von 0.3 Millionen bar und Temperatur von 3000K Bei 6 Millionen Bar 7000K im tiefen Inneren (8 millionen bar und 5000K by Hubbard) Planeten entstanden weiter drinnen? (4-10AU) Magnetfeld 25 mal stärker als Erde ½ so stark wie Uranus Nord magnetischer Pol ist auf Nord Hemisphäre Verschoben vom geometrischen Zentrum NASA/JPL
Neptun Magnetfeld Quadrupolfeld mit zwei Nord- und zwei Südpolen. Feldstärke am Äquator: 1,4 µt (Jupiter 420 µt, Erde (30 µt) Mittelpunkt Magnetfeld: ca. 13.500 km vom Mittelpunkt verschoben, entsteht in höheren Schichten Ursache Ausrichtung: Fließbewegungen im Inneren des Planeten möglicherweise in einer Phase der Umpolung Schwache komplexe Polarlichter (Voyager 2)
Neptun Kleine Satelliten Name Radius [km] Masse [kg] Dichte [g/cm³] Albedo [%] Große Haupthalbachsen [10³ km] Revolution Periode [d] Inclination of Orbit [ ] Naiad ~ 25??? 48.0 0.296 ~ 0.0 ~ 0 Thalassa ~ 40??? 50.0 0.312 ~ 4.5 ~ 0 Despina ~ 90??? 52.2 0.333 ~ 0.0 ~ 0 Galatea ~ 75??? 62.0 0.429 ~ 0.0 ~ 0 Larissa ~ 95??? 73.6 0.554 ~ 0.0 ~ 0 Proteus ~ 200??? 117.6 1.121 ~ 0.0 ~ 0 Triton 1350 2.14 x 10²² 2.070 75 354.8 5.877 157 0.00 Nereid ~ 170?? 14 5513.4 360.16 29 0.75 Exzentrizität
Neptun Kleine Satelliten 6 kleine Satelliten (4 innerhalb der Ringe) Larissa und Proteus außerhalb (und in Resonanz: 2) Runde Orbits stark an Äquator gereiht Rotationen nicht bekannt, aber wahrscheinlich Gezeitengebunden -> Verhindert Aufheizung der Monde (Gezeitenkraft) Kleine Durchmesser sorgen für schnelleres auskühlen Wahrscheinlich inaktiv zurzeit Bestehen aus Wasser, Ammoniak, Methan und Stickstoff
Neptun Triton Größter und schwerster Satellit (größer als Pluto) (2.14 x 10²² kg) Dichte 2.070g/cm³) Curricular Orbit (Radius 354.8 x 10³km) Große Albedo (75%) Aus Hitzebeständigen Teilchen und Eis aus flüchtigen Bindungen Hoch diverse Oberfläche mit wenigen Impact Kratern Wegen Mischung aus Eis und Stickstoff immer erneuert 2 verschiedene Terrains: Nord: Doppel Bergrücken und irreguläre Hügel wie Melonen Oberfläche (cantaloupe) Süd: einige schwarze Plumes aus Stickstoff (Ursache Reduktion von Druck von solidem Stickstoff; 2.: steigende Temperatur) NASA/JPL
Neptun Triton Curriculare Flächen (Ruach) (180km im Durchmesser) Komplexe Topologie impliziert eine tektonische Aktivität in kurzer Vergangenheit Energie für Aufheizung von elliptischen Orbit in Runden gezwungen? Auffangen von Neptun, weil retrograde Richtung und starke Bahnneigung -> schmelzen der oberen Eisschichte Entgegengesetzte Umlaufbahn verursacht Verlangsamung und in 100 millionen Jahren übertritt Triton Rochegrenze und wird Ringsystem erzeugen Triton könnte auch andere Satelliten gestört oder zerstört haben und auch die Bahn von Nereid NASA/JPL
Neptun Nereid Große Haupthalbachse ist 15 mal größer als von Triton Stärkste orbitale Exzentrizität des Sonnensystems (0.75) 29 zum Äquator von Neptun Prograde Richtung und somit beweis für einfang von Triton Wikipedia.org
Quellenangaben: Introduction to Planetary Science: The Geological Perspective; Gunter Faure, Teresa M. Mensing Wikipedia.org Nasa.gov Solarviews.com Präsentation von Gabor Kiss