אורנוס

אוּרָנוּס (בלועזית: Uranus ; השם העברי: אוֹרוֹן) הוא כוכב הלכת השביעי במרחקו מן השמש, והוא מצוי במרחק ממוצע של 19.1914 יחידות אסטרונומיות ממנה. נמנה עם ארבעת ענקי הגזים ומסווג בתת-הקטגוריה "ענק קרח". מורכב בעיקר ממימן ומהליום, ובמרכזו ליבה מותכת של ברזל וסיליקטים, המוקפת בשכבה עבה של קרח, מתאן ואמוניה. מעבר לשכבות המוצקות משתרעת האטמוספירה העבה, המורכבת ממימן ומהליום.

היסטוריה

גילוי
אוּרָנוּס נצפה פעמים רבות לפני שהוכרז רשמית ככוכב לכת, לרוב הוא הוגדר (בטעות) ככוכב. התצפית הידועה המוקדמת ביותר הייתה בשנת 1690 כאשר האסטרונום האנגלי ג'ון פלמסטיד (John Flamsteed) צפה בו שש פעמים וקטלג אותו עם ציון פלמסטיד 34 בשור. אחרי חצי מאה, בין השנים 1750 לבין 1769, האסטרונום הצרפתי פייר צ'ארלס למונייר (Pierre Charles Le Monnier) צפה בו לפחות תריסר פעמים, כשאחת מהן נמשכה ארבעה ימים ברציפות.

סר ויליאם הרשל צפה בכוכב הלכת ב-13 במרץ 1781, לראשונה בעזרת טלסקופ, אך הוא דיווח על התצפית לחברה המלכותית ב-26 באפריל 1781 ובדיווח הוא סיווג את התגלית כשביט. הרשל דיווח לנוויל מסקלין אודות הגילוי, וקיבל מכתב תשובה ב-23 באפריל בו כתב לו נוויל שלדעתו מדובר בכוכב לכת ולא בשביט בגלל מסלולו המעגלי סביב השמש ואי הימצאות זנב המאפיין שביטים.

בעוד הרשל המשיך להציג את התגלית החדשה שלו כשביט, אסטרונומים אחרים החלו לחשוב אחרת. האסטרונום הרוסי אנדרס ג'והן לקסל (Anders Johan Lexell) היה הראשון שחישב את מסלולו של הגוף. המסלול הכמעט מעגלי של הגוף הוביל אותו למסקנה כי מדובר בכוכב לכת ולא שביט. האסטרונומים מרחבי העולם החלו לאמץ את הקביעה כי מדובר בכוכב לכת ועד מהרה הגוף החדש קיבל מעמד אוניברסלי של כוכב לכת.

עד 1783 סר ויליאם הרשל עצמו הכיר בעובדה כי מדובר בכוכב לכת ולא בשביט. כהוקרה על תרומתו, העניק לו ג'ורג' השלישי, מלכה של הממלכה המאוחדת באותה עת, מלגה בסך 200 פאונד, בתנאי שיעבור לווינדזור על מנת לאפשר למשפחת המלוכה להתבונן בגרמי שמיים באמצעות הטלסקופ שלו.

מקור השם
נוויל מסקלין  שאל את ויליאם הרשל באיזה שם הוא החליט לקרוא לגוף החדש. בתגובה כתב לו הרשל כי הוא בחר את השם גאורגיאם סידאס (הכוכב של ג'ורג') על שמו של המלך ג'ורג' השלישי, הפטרון החדש שלו.

הצעת השם של הרשל לא הייתה פופולרית מחוץ לבריטניה ושמות חלופיים החלו להופיע. האסטרונום הצרפתי ז'רום לאלנד הציע את השם הרשל על שם המגלה. האסטרונום השוודי אריק פרוספרין (Erik Prosperin) הציע את השם נפטון אשר נתמך על ידי אסטרונומים אחרים אשר תמכו ברעיון להנצחת הניצחון של הצי המלכותי הבריטי במהלך מלחמת העצמאות של ארצות הברית בכך שיקראו לכוכב הלכת החדש אפילו נפטון ג'ורג' השלישי או נפטון בריטניה הגדולה.

אולם יוהאן אלרט בודה העדיף את השם אוּרָנוּס, הגרסה הלטינית של שמו של אל השמיים מהמיתולוגיה היוונית - אוּרָנוּס. בודה טען שמאדים קרוי על שם מרס, צדק קרוי על שמו של יופיטר (אביו של מרס), ושבתאי קרוי על שם סטורן (אביו של יופיטר), כך שיש לקרוא לכוכב הלכת החדש על שמו של אביו של סטורן, דהיינו אוּרָנוּס, למרות שבנקודה זו חל בלבול כיוון שבשונה מהמסורת לקרוא על שם אלים רומיים בחר בודה את אוּרָנוּס היווני ולא את קיילוס הרומאי. הצעה זו התקבלה על ידי מרבית הגופים והאישים המשפיעים בתחום. ההצעה הפכה לאוניברסלית בשנת 1850, ואילו השם "נפטון" - אף הוא על שם אל במיתולוגיה הרומית, נפטון - התקבל מאוחר יותר לכוכב הלכת שנתגלה ב-1846, הוא נפטון.

ב-2009, לרגל סיום שנת האסטרונומיה הבינלאומית, הכריזה האקדמיה ללשון העברית על שמו העברי של אוּרָנוּס - אוֹרוֹן. משמעות השם 'אור קטן' והוא מרמז על האור החיוור של כוכב הלכת כפי שהוא נראה מכדור הארץ בשל מרחקו הרב מן השמש, והוא קרוב בצלילו לשם הלועזי.

נתונים פיזיים
אוּרָנוּס הוא השלישי בגודלו מבין ארבעת ענקי הגזים במערכת השמש שלנו וקוטרו הוא כ 51,118 ק"מ. תנועתו של אוּרָנוּס סביב השמש היא חריגה למדי ביחס לשאר כוכבי הלכת במערכת השמש. כמו נוגה, הוא סובב סביב צירו בכיוון ההפוך (retrograde) יחסית לכיוון שבו סובבים יתר כוכבי הלכת סביב צירם. משך השנה שלו הוא 84.01 שנות ארץ, וכל עונה, או מחצית "שנה", אורכת 42 שנים. נטיית ציר סיבובו סביב עצמו היא זווית של 97.86 מעלות יחסית למישור הקפתו את השמש. נטייה זו מביאה לכך שתנועתו סביב צירו היא כמעט מאונכת לתנועתו סביב השמש, לכן כל קוטב מואר ברציפות במשך חצי שנת אוּרָנוּס - 42 שנות ארץ - וחשוך במשך 42 השנים הבאות, ורק אזורים בקרבת קו המשווה של כוכב הלכת רואים שינויים מהירים של אור וחושך, בהתאם למהירות הסיבוב. עובדה זו גורמת לשינויים קיצוניים ביותר בין העונות. אוּרָנוּס נע במסלולו סביב השמש במהירות ממוצעת של 6.81 ק"מ לשנייה. בשנת 2018 נמצא בהדמיות מחשב כי נראה עיצובו מחדש של ציר הסיבוב של אורנוס אירעו תוך שעות ספורות בעקבות התנגשות עם גוף אחר.

מסה והרכב
לאוּרָנוּס יש אטמוספירה צפופה של מימן, הליום, ומתאן, ומעטפת של מים, אמוניה וקרח מתאן. במרכזו יש ליבת ברזל-צורן.

המסה של אורנוס היא בערך פי 14.5 מזו של כדור הארץ, מה שהופך אותו לפחות מסיבי מכוכבי הלכת הענקיים. הקוטר שלו גדול מעט מזה של נפטון, בערך פי ארבעה מזה של כדור הארץ. הצפיפות של 1.27 גרם/סמ"ק הופכת את אורנוס לכוכב הלכת השני הכי פחות צפוף, אחרי שבתאי. ערך זה מצביע על כך שהוא עשוי בעיקר מגושי קרח שונים, כגון מים, אמוניה ומתאן. המסה הכוללת של הקרח בחלק הפנימי של אורנוס אינה ידועה במדויק, כנראה בין 9.3 ל-13.5 ממסת כדור הארץ. מימן והליום מהווים רק חלק קטן מהכלל, עם בין 0.5 ל-1.5 מסות כדור הארץ. שאר המסה הלא-קרחית (0.5 עד 3.7 מסות כדור הארץ) מקורה בחומר סלעי.

הדגם הסטנדרטי של המבנה של אורנוס הוא שהוא מורכב משלוש שכבות: ליבה סלעית (סיליקט/ברזל-ניקל) במרכזה, מעטפת קפואה באמצע ומעטפת מימן/הליום גז חיצונית. הליבה קטנה יחסית, עם מסה של 0.55 ממסת כדור הארץ בלבד ורדיוס של פחות מ-20% מאורנוס; המעטפת כוללת את עיקרה, עם כ-13.4 ממסת כדור הארץ, והאטמוספירה העליונה יחסית חסרת משקל, שוקלת כ-0.5 ממסת כדור הארץ ומשתרעת על פני 20% האחרונים מרדיוס אורנוס. צפיפות הליבה של אורנוס היא בסביבות 9 גרם/סמ"ק, עם לחץ במרכז של 8 מיליון בר (800 GPa) וטמפרטורה של כ-5000 קלווין. מעטפת הקרח אינה מורכבת למעשה מקרח במובן המקובל, אלא מנוזל חם וצפוף המורכב ממים, אמוניה וחומרים נדיפים אחרים. נוזל זה, בעל מוליכות חשמלית גבוהה, נקרא לפעמים אוקיינוס ​​מים-אמוניה. 

הלחץ והטמפרטורה הקיצוניים בעומק אורנוס עלולים לפרק את מולקולות המתאן, כאשר אטומי הפחמן מתעבים לגבישי יהלום הממטירים גשם דרך המעטפת כמו אבני ברד. תופעה זו דומה לגשמי יהלומים שלפי תיאוריה מדענים קיימים על צדק, שבתאי ונפטון ניסויים בלחץ גבוה מאוד במעבדה הלאומית של לורנס ליברמור מצביעים על כך שבסיס המעטפת עשוי להכיל אוקיינוס ​​של פחמן נוזלי מתכתי, אולי עם 'גלגי יהלום' מוצקים.

שדות מגנטיים

אקלים
טמפרטורת פני השטח של אוּרָנוּס עומדת על מינוס 214 מעלות צלזיוס. הרוחות באטמוספירה של אוּרָנוּס  נושבות במהירות של 500 קמ"ש.

ירחים

לאוּרָנוּס מערכת של 27 ירחים, כולם נקראים על שם דמויות ממחזות של ויליאם שייקספיר ואלכסנדר פופ.

הירחים מחולקים לשלוש קטגוריות: 5 ירחים בעלי מסה גדולה, 13 ירחים פנימיים ו-9 הם ירחים לא שגרתיים, כלומר ירחים במסלול נטוי, אליפטי, ובסיבוב המנוגד למסלול כוכב הלכת אותם הם מקיפים.

חמשת הירחים הגדולים היו יכולים להחשב ככוכב לכת ננסי אם הם היו מקיפים את השמש:
 אוברון, קוטר כ-1522.8 ק"מ, מרוחק כ-583,000 ק"מ
 טיטניה, הירח הגדול, קוטרו 1577.8 ק"מ ומרחקו כ-463,300 ק"מ.
 אומבריאל, קוטרו 1169.4 ק"מ, מרוחק כ-266,000 ק"מ.
 אריאל, קוטרו 1157.8 ק"מ, מרוחק כ-190,900 ק"מ
 מירנדה, קוטרו 471.6 ק"מ, מרוחק 129,850 ק"מ. התגלה ב-1948.

13 הירחים הפנימיים הם ירחים אשר המסלול שלהם קרוב לטבעות של אוּרָנוּס, ורדיוס מסלולם קטן ממסלול מירנדה. הירחים הפנימיים ביותר הם קורדיליה ואופליה. שאר הירחים הפנימיים הם ביאנקה, קרסידה, דסדמונה, ג'ולייט, פורשיה, רוזלינד, קיופיד, בלינדה, פאק ומאב.

הירחים הלא-שגרתיים הם פרנסיסקו, קליבאן, סטפאנו, טרינקולו, סיקורקס, מרגרט, פרוספרו, סטבוס ופרדיננד.

טבעות פלנטריות

לאוּרָנוּס מערכת של 13 טבעות דקות - הראשונות שבהן נתגלו בשנת 1977 כאשר הן מסתירות את כוכב הלכת.

חקר אוּרָנוּס

תצפיות טלסקופיות

אוּרָנוּס הוא כוכב הלכת הראשון שהתגלה בעקבות המצאת הטלסקופ.

חקר באמצעות גשושית
הגשושית וויאג'ר 2 הצליחה, בשל סידור גאומטרי נדיר של כוכבי הלכת שמתרחש אחת ל־175 שנה לעבור גם ליד אוּרָנוּס. המעבר הקרוב ביותר של הגשושית בקרבת אוּרָנוּס התרחש ב־24 בינואר 1986. הגשושית גילתה עשרה ירחים חדשים וחקרה את האטמוספירה הייחודית של כוכב הלכת (בשל הטיית הציר של אוּרָנוּס, בסך 97.77 מעלות) ואת מערכת הטבעות שלו.

קישורים חיצוניים

 
 
 
 אזכור ראשון לגילוי אוּרָנוּס בעברית, בספר "ראשית לימודים" מאת ברוך לינדא, ברלין 1788 ה' ע"ב
 

 
 The people who discovered Uranus, Google Arts & Culture, 2019

הערות שוליים

כוכבי לכת במערכת השמש
ענקי גזים
ענקי קרח