1. Pengertian
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.
Jarak
rata-rata antara Uranus dan Matahari adalah sekitar 3 milyar km. Uranus
memiliki massa 14,5 kali massa Bumi. 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. Sedangkan periode revolusi adalah 84 tahun.
Volume Uranus 63,08 kali volume Bumi.
2.
Struktur
Dalam
Uranus adalah planet yang paling ringan diantara planet-planet raksasa,
sementara itu kerapatannya 1,27 g/cm³ membuatnya planet paling tidak padat
kedua setelah Saturnus. Meskipun bergaris tengah sedikit lebih besar daripada
Neptunus, Uranus memiliki diameter mencapai 51.118km.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
volatillain.
3. Struktur Luar
Atmosfer
Uranus terdiri dari sekitar 83 ± 3% Hidrogen, 15 ± 3% Helium, 2,3% Metana dan
Hidrogen deuterida, Amonia, Air, Amonium hidrosulfida, Metana (CH4). Atmosfer
Uranian dapat dibagi menjadi tiga lapisan yaitu 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. Pada Uranus, Mesosfer tidak ada.
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.
Stratosfer
adalah lapisan bagian tengah atmosfer, dimana suhu umumnya naik sesuai dengan
naiknya ketinggian dari 53 K di tropopause sampai antara 800 dan 850 K di dasar
termosfer. Pemanasan stratosfer disebabkan oleh penyerapan radiasi UV dan
inframerah Matahari oleh metana dan hidrokarbon lain, yang terbentuk di bagian
atmosfer ini sebagai hasil dari fotolisis metana.
Termosfer dan korona adalah lapisan terluar atmosfer Uranian, yang suhunya
seragam sekitar 800 hingga 850 K.
4.
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.
Sebagian besar materi di sistem cincin Uranus barada dalam 9 cincin tipis yang
terletak pada jarak 41000-52000 km dari pusat planet. Sebagian besar dari
cincin Uranus memiliki lebar 1-10 km, sementara cincin epsilon yang ada di
bagian luar Uranus adalah yang paling lebar dan paling eksentrik. Cincin
epsilon tersebut berada pada jarak 20 km-96 km.
Partikel penyusun cincin Uranus yang terlihat dari Bumi memiliki ukuran yang
hampir sama dengan cincin utama Saturnus yakni 1cm-10 m. Namun di bagian cincin
epsilon, susunannya terdiri dari balok-balok es yang berukuran beberapa kaki.
Cincin epsilon juga ditemukan memiliki warna abu-abu, dengan satelit Cordelia
dan Ophelia bertindak sebagai satelit penggembala bagi cincin tersebut. Selain
itu di sepanjang 9 cincin Uranus, juga terdapat partikel-partikel debu halus
yang terdistribusi renggang mengisi cincin tersebut.
Partikel yang menyusun cincin Uranus memiliki warna yang sangat gelap dan
tampak segelap asteroid dan meteorit carbonaceous chondrite. Diperkirakan
partikel-partikel tersebut terdiri dari es yang teradiasi gelap, yang merupakan
campuran dari hidrokarbon kompleks yang melekat pada es saat terbentuk.
5.
Medan
Magnet
Medan magnet Uranus seperti dilihat oleh Voyager 2
pada tahun 1986. S dan N adalah kutub selatan dan utara magnetik.
Sebelum
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 planetnya.
6. Iklim
Belahan selatan Uranus dalam warna yang kira-kira alami
(kiri) dan pada panjang gelombang yang lebih tinggi (kanan), menunjukkan
pita-pita awannya yang redup dan "tudung" atmosfer seperti dilihat
oleh wahana Voyager 2.
Pada
panjang gelombang ultraviolet dan cahaya nampak, atmosfer Uranus nampak biasa
sekali dibandingkan dengan raksasa gas lain, bahkan dengan Neptunus, yang
sangat mirip dengannya dari segi lain. Saat Voyager 2 terbang mendekati Uranus pada 1986,
ia mengamati total 10 fitur awan di seluruh bagian planet itu. Satu penjelasan
yang diajukan atas kurangnya fitur ini adalah bahwa panas internal Uranus nampak jelas lebih rendah daripada panas internal
planet-planet raksasa lain. Suhu terendah yang tercatat di tropopause Uranus
adalah 49 K, menjadikan Uranus planet terdingin dalam Tata Surya, lebih
dingin daripada Neptunus.
7.
Variasi
Musim
Uranus pada 2005.
Cincin-cincin, kerah selatan dan sebuah awan terang di belahan utara terlihat.
Untuk periode singkat dari Maret hingga Mei 2004,
sejumlah awan besar muncul di atmosfer Uranian, memberinya penampilan yang
mirip Neptunus. Pengamatan-pengamatan termasuk kecepatan angin pemecah rekor
229 m/s (824 km/jam) badai petir yang bertahan lama yang disebut
sebagai "Fourth of July fireworks" ("kembang api empat
Juli") . Pada tanggal 23 Augustus, 2006, peneliti-peneliti di Space
Science Institute (Boulder, CO) dan University of Wisconsin mengamati sebuah
bintik gelap di permukaan Uranus, memberi para astromon pengetahuan lebih
terhadap aktivitas atmosfer planet tersebut. Sebab kenaikan aktivitas secara
tiba-tiba ini mesti terjadi tidak sepenuhnya diketahui, tetapi nampak bahwa kemiringan sumbu
Uranus yang ekstrem menyebabkan variasi musim yang ekstrem pada cuacanya. Menentukan sifat
variasi musim ini adalah sulit karena data yang baik tentang atmosfer ini telah
ada kurang dari 84 tahun, atau satu tahun Uranian penuh. Sejumlah penemuan
telah dibuat. Fotometri selama masa setengah tahun
Uranian (mulai pada tahun 1950-an) menunjukkan variasi yang beraturan dalam
kecerahan pada dua pita spektrum, dengan nilai maksimal
terjadi saat soltis dan nilai minimal saat ekuinoks. Variasi periodik yang
mirip, dengan nilai maksimal saat soltis, telah diketahui dalam pengukuran gelombang mikro
dari troposfer dalam yang dimulai tahun 1960-an. Pengukuran suhu stratosfer yang
dimulai tahun 1970-an juga menunjukkan nilai minimum dekat soltis 1986.
Mayoritas variabilitas ini dipercaya terjadi karena perubahan dalam geometri
pengamatan.
Akan tetapi ada beberapa alasan untuk dipercaya bahwa
perubahan-perubahan musim fisik terjadi di Uranus. Sementara planet tersebut
diketahui memiliki daerah kutub selatan yang terang, kutub utaranya cukup
redup, yang tidak cocok dengan model perubahan iklim yang diuraikan di atas.
Selama solstis utara sebelumnya tahun 1944, Uranus menampilkan kenaikan tingkat
kecemerlangan, yang menyarankan bahwa kutub utara tidaklah selalu gelap sekali.
Informasi ini menandakan bahwa kutub yang terlihat menjadi terang pada suatu
waktu sebelum solstis dan mejadi gelap setelah ekuinoks. Analisis terperinci data cahaya tampak
dan gelombang
mikro mengungkapkan bahwa perubahan terang yang berkala itu
tidak sepenuhnya simetris di sekitar waktu solstis, yang juga menandakan suatu
perubahan pada pola-pola albedo meridional.
Akhirnya pada 1990-an, bersamaan dengan Uranus meninggalkan solstisnya, Teleskop Hubble
dan teleskop permukaan Bumi mengungkapkan bahwa kap kutub selatan menjadi gelap
dengan jelas (kecuali kerah selatan, yang tetap terang), sementara belahan
utaranya menunjukkan aktivitas yang meningkat, seperti pembentukan awan dan
angin yang lebih kencang, menguatkan perkiraan bahwa ia akan segera menjadi
terang.
Mekanisme perubahan-perubahan fisik itu masih tidak
jelas. Berdekatan dengan solstis musim panas dan musim
dingin, belahan-belahan Uranus terletak secara bergantian pada penyinaran penuh
Matahari atau menghadap angkasa jauh. Menjadi terangnya belahan yang disinari
Matahari itu dipekirakan hasil dari penebalan lokal awan dan kabut metana yang terletak troposfer.
Kerah yang terang pada garis lintang −45° juga berhubungan dengan awan-awan
metana. Perubahan-perubahan lain di daerah kutub selatan dapat dijelaskan oleh
perubahan-perubahan pada lapisan awan rendah. Variasi pancaran gelombang mikro
dari planet itu mungkin disebabkan oleh suatu perubahan pada sirkulasi
troposfer dalam, karena awan dan kabut yang tebal mungkin menghambat konveksi.
Sekarang dengan sedang tibanya ekuinoks musim semi dan musim gugur
di Uranus, dinamikanya juga berubah dan konveksi dapat berlangsung lagi.
8.
Satelit
Satelit utama Uranus dibandingkan, pada ukuran relatif
mereka yang sesuai (gabungan foto Voyager 2)
Sistem Uranus
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.
Di antara satelit-satelit itu, Ariel nampak memiliki
pemukaan termuda dengan kawah tabrakan paling sedikit, sedangkan Umbriel
nampaknya yang tertua. Miranda
memiliki ngarai patahan sedalam 20 kilometer, lapisan-lapisan berpetak dan
variasi yang kacau dalam umur dan fitur permukaan. Aktivitas geologis Miranda
pada masa lalu dipercaya didorong oleh pemanasan pasang-surut pada suatu ketika saat
orbitnya lebih eksentrik daripada sekarang, mungkin hasil dari resonansi orbital dengan Umbriel yang dulu
ada. Proses perenggangan yang diasosiasikan dengan diapir yang naik mungkin merupakan asal dari korona-korona
yang mirip 'lintasan balap' di satelit itu. Sama dengan itu, Ariel dipercaya
pernah berada dalam resonansi 4:1 dengan Titania.
