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Urano






Per gli antichi il sette era un numero magico e quindi era naturale che i corpi del Sistema Solare fossero Sette; prima del 1781 però il numero dei pianeti conosciuti che formavano il Sistema Solare era di 6. Fu quindi un grande avvenimento la scoperta del settimo pianeta (posto al di là dell'orbita di Saturno), avvenuta grazie a William Herschel. In realtà Herschel non stava affatto cercando nuovi pianeti, ma stava lavorando con l'aiuto di un telescopio "artigianale", alla redazione di una rassegna sistematica degli oggetti celesti; quando trovò un oggetto che sembrava avere la forma di un disco e che si muoveva sensibilmente tra le stelle nel corso dei giorni, Herschel non saltò subito alla conclusione che dovesse trattarsi di un pianeta, ma si attenne all'ipotesi più naturale che si trattasse di una cometa. Ma non appena l'orbita di questo corpo poté essere calcolata, ne risultò senz'ombra di dubbio la sua vera natura di pianeta.

Urano è immensamente lontano dalla Terra; la sua distanza infatti non è mai minore di 2570 milioni di chilometri; il suo periodo di rivoluzione è quindi uno dei più lungi: 84 anni per compiere un giro intorno al Sole! E' anche uno dei pianeti più grandi, infatti il suo diametro (51.800 Km) è il terzo in ordine decrescente dopo Giove e Saturno. Fa parte del gruppo dei cosiddetti pianeti gassosi (ricordo che essi sono Giove, Saturno, lo stesso Urano, e Nettuno) e cioè è composto quasi interamente da gas.



2.1  La morfologia del pianeta

All'interno di Urano c'è un nucleo roccioso di dimensioni ridotte rispetto all'intero pianeta (17.00 Km) ma molto caldo; man mano che si risale in superficie la temperatura scende sensibilmente, fino a trovare uno mantello molto spesso contenente acque ghiacciata mista ad ammoniaca, metano, carbonio, idrogeno ed elio.
Urano presenta una densità simile a quella di Giove; essa però è concentrata in una massa molto più piccola, impedendo la formazione di idrogeno liquido. Al contrario di Nettuno, questo pianeta presenta un'atmosfera molto calma.



2.2  L'atmosfera di Urano

Sopra a questo compresso strato di gas è presente una atmosfera, composta da idrogeno e metano. Il colore verdastro del pianeta è dovuto proprio ad essi; infatti il metano (ma anche l'idrogeno) assorbono il colore rosso dalla luce solare, lasciando passare solo il verde e l'azzurro.

A volte sono presenti anche delle nubi di metano e ammoniaca ghiacciati, sospinte nell'alta atmosfera da venti che soffiano a 360 Km orari.



2.3  Gli anelli

UranoCome Saturno (e tutti gli altri pianeti gassosi), Urano possiede degli anelli. Sono formati da roccia e polvere e sono disposti su 11 fasce; essi non sono visibili e splendenti come quelli di Saturno perché, oltre ad essere di dimensioni minori e di colore più scuro, non sono ricoperti di ghiaccio, quindi non riflettono neanche quella poca luce del Sole che gli giungono. Sono stati i primi anelli ad essere scoperti per primi dalla Terra (dopo quelli di Saturno ovviamente); questa scoperta rivoluzionò il concetto che si aveva di essi, dato che si credevano solo una peculiarità di Saturno. E' curioso e interessante parlare di come sia stato possibile osservarli senza che una sonda spaziale indagasse da vicino; durante una rara occultazione di una stella da parte di Urano, furono misurati dei leggeri e regolari cali di luminosità della stella stessa quando ancora si trovava nella vicinanze dl disco del pianeta; dopo la riapparizione della stella dall'altro lato di Urano, si riosservò tale fenomeno, che poteva essere spiegato solo con l'esistenza di anelli simili a quelli di saturno, ma invisibili da Terra. La sonda Voyager 2 nel gennaio 1986 diede la conferma dell'esistenza di anelli rocciosi attorno ad Urano.



2.4  Una particolarità di Urano

La particolarità di questo pianeta che ha colpito gli scienziati della NASA quando ne sono venuti a conoscenza, è l'asse di rotazione; esso infatti è inclinato di ben 98 gradi; ciò comporta la posizione dei poli del pianeta; addirittura il polo nord si trova sotto il piano orbitale del pianeta. L'immagine numero 1 (in alto) mostra illustra come appare Urano ad un ipotetico astronauta che lo visita da vicino. Si tratta dell'unico pianeta ad avere l'asse così inclinato. Ciò fa si che da Terra i poli di Urano sono visibili alternativamente per metà del periodo di rivoluzione, e cioè 42 anni (vedi figura 2, sotto); il motivo che ha portato a questa strana situazione non è ancora chiara; l'ipotesi più probabile è quella dell'urto con un altro corpo celeste, di dimensioni notevoli; tale modello però non è in grado di spiegare completamente tutte le evidenze osservative.


L'orbita di Urano

Fig. 2: L'orbita di Urano. Si noti come l'asse di inclinazione del pianeta (98°!) influisca sulla visibilità dei poli da Terra. A volte si possono vedere, e di conseguenza gli anelli ci appaiono in tutta la loro estensione, viceversa a volte sarà visibile l'equatore; ma come già detto sopra gli anelli di Urano sono deboli e piccoli, e quindi invisibili anche con potenti telescopi




2.5  Osservare Urano

Nel capitolo dei dedicato ai Moti dei pianeti abbiamo detto che un pianeta esterno (o superiore, fanno parte di questa categoria tutti i pianeti tranne tranne Mercurio e Venere) è sempre nelle migliori condizioni di visibilità in prossimità dell'opposizione. Urano va in opposizione ogni anno con un ritardo di 4-5 giorni; così l'ultima opposizione c'è stata il 15 agosto 2001, il prossimo anno sarà il 20 agosto.

Prossime opposizioni di Urano

Data Ora Magnitudine Costellazioni
15 agosto 2001 17 +5,7 Capricorno (42 Cap)
20 agosto 2002 3 +5,7 Capricorno (51 m)
24 agosto 2003 12 +5,7 Acquario (38 Aqr)
27 agosto 2004 21 +5,7 Acquario (57 s)
01 settembre 2005 5 +5,7 Acquario (SAO 146230)

Tabella 1: Opposizioni di Urano dal 2001 al 2005; La colonna "Costellazione" indica in quale costellazione si trova il pianeta al momento dell'opposizione (tra parentesi è indicata la stella più vicina ad esso); la colonna magnitudine indica la magnitudine al momento dell'opposizione; la magnitudine è l'unità di misura della luminosità dei corpi celesti.




2.6  Magnitudine

La magnitudine di Urano è sempre intorno alla 6, e nel periodo dell'opposizione raggiunge la 5,5. La massima luminosità che si può cogliere con l'occhio umano è la 6, ma ciò solamente sotto cieli limpidi e senza luci artificiali; in pratica nel cielo delle città si arriva al massimo alla 4, ed Urano è invisibile all'occhio; è necessario un binocolo (meglio un telescopio, anche piccolo) per poterlo individuarlo, ma anche usando potenti strumenti rimane sempre un piccolo e pallido disco, senza alcun dettaglio. Se ci si trova sotto cieli limpidi come quelli della montagna, si può provare ad trovarlo ad occhio nudo. Nella sezione Pianeti è presente una descrizione utile allo scopo, insieme ad una cartina del cielo in cui si trova il nostro pianeta.


Urano dalla sonda Voyager

Fig. 3: Urano in colori veri (a sinistra), e a colori falsi (a destra) ripreso dalla sonda Voyager nel 1986




2.7  Urano al telescopio

Urano è molto lontano da noi, tanto che anche con potenti telescopi non è possibile osservare granché di questo pianeta; infatti appare sempre come un piccolo disco blu-verdastro, senza altri particolari. Tuttavia con i grandi telescopi professionali è stato possibile fotografare i suoi satelliti artificiali più grandi.



2.8  I satelliti di Urano

Il satellite naturale ArielFino a qualche anno fa il pianeta con il maggior numero di satelliti era Saturno (20 in totale); in questi anni però sono state ricontrollate le immagini e i dati inviati dalla sonda Voyager 2, scoprendone molti altri, portando a 23 il numero di satelliti di Urano. Lo stesso scopritore del pianeta (William Herschel) nel 1787 dopo tante osservazioni notò alcuni corpi orbitare attorno ad Urano; si trattava di Titania e Oberon (i più grandi e luminosi); successivamente nel 1851 furono scoperti da parte di J. Lowell Ariel (figura a lato) e Umbriel. L'ultimo ad essere scoperto da Terra fu Miranda (G Kuiper); la sonda Voyager 2 raccolse una grande mole di dati e immagini nel 1986, portandone "alla luce" molti altri tra cui Cordelia, Ofelia, Desdemona, Belinda e Bianca.
TitaniaNegli anni successivi furono poi confrontate le immagini, e ci si accorse che qualcuno era sfuggito agli occhi degli scienziati; nel 1999 per esempio ne vennero trovati due.
Una curiosità: tutte le lune di Urano hanno la velocità di rotazione uguale a quella di rivoluzione, e quindi rivolgono sempre la stessa faccia verso il pianeta. la stessa cosa avviene con la Luna. Su Oberon è presente una montagna alta 6000 metri, una enormità se si pensa che suo raggio è di soli 800 Km. Anche Titania presenta una caratteristica sproporzionata alle sue dimensioni: la sua superficie è solcata da lunghe fratture larghe 100 Km e lunghe diverse centinaia.
Ma i dettagli migliori sono stati ripresi su Miranda, dato che la sonda Voyager 2 la avvicinò fino a 30.000 Km (pensate che tra la Luna e la Terra ce ne sono 400.000!). Sono state ottenute immagini con una risoluzione di 1-2 chilometri. Sulla sua superficie sono stati rivelati due diversi tipi di Terreno; uno più antico con moltissimi crateri, l'altro più recente e meno accidentato. In generale sulla sua superficie sono presenti diversi strati sovrapposti che testimoniano una notevole attività tettonica, ormai cessata del tutto, ma che ha lasciato notevoli tracce. Non è un satellite molto grande (470 Km) e la sua temperatura è sempre di -187°


Miranda

Nel paragrafo "I satelliti di Urano", dall'alto verso il basso: Ariel, Titania e Miranda






Urano
Dimensioni a confronto



Diametro equatoriale:25559 Km
Distanza minima dal Sole:2735*
Distanza massima dal Sole:3006*
Tempo di rotazione:17h 18m
Tempo di rivoluzione:84,01 anni
Temperatura min. e max:-213°C
Massa (M Terra=1):14,54
Volume (V Terra=1):62,181
Densità (D Acqua=1):0,23
Inclinazione dell'asse:97,86°
Inclinazione dell'orbita:0,8°
Eccentricità dell'orbita:0,047
Albèdo:0,45
Numero di satelliti:23

* La distanza del pianeta dal Sole è espressa in milioni di Kilometri.
Nell'immagine sono in scala le dimensioni dei corpi, non la distanza