Samenstelling

Samen met Neptunus vertoont Uranus grote overeenkomsten met de kern van de gasreuzen Jupiter en Saturnus. Het grote verschil met deze planeten is de afwezigheid van een omringende mantel van metallische waterstof. De kern bestaat vermoedelijk uit nikkelijzer en silicaten met daaromheen een mantel van water, methaan, ammoniak en waarschijnlijk nog enkele losse elementen. Aan de buitenkant bevindt zich een laag vloeibare waterstof, helium en methaan, stoffen die naar het oppervlak toe steeds meer gasvormig worden. Ondanks de afwezigheid van metallische waterstof rondom de kern, heeft Uranus wel een magnetisch veld. Het magnetisch veld van Uranus wordt gevormd door de aanwezigheid van hoog geleidende deeltjes diep in de vloeibare mantel van de planeet.

TERUG

De extreme druk en temperatuur diep in Uranus kunnen de methaanmoleculen afbreken, waarbij de koolstofatomen condenseren tot diamantkristallen die als hagelstenen door de mantel naar beneden regenen. Dit fenomeen is vergelijkbaar met diamantregens waarvan wetenschappers vermoeden dat ze voorkomen op Jupiter, Saturnus en Neptunus. Experimenten met zeer hoge druk in het Lawrence Livermore National Laboratory suggereren dat een oceaan van metallisch vloeibaar koolstof, mogelijk met drijvende vaste 'diamantbergen', de basis van de mantel zou kunnen vormen ...

Standaardmodel

Het standaardmodel van de structuur van Uranus stelt dat de planeet uit drie lagen bestaat: een rotsachtige (silicaat/ijzer-nikkel) kern in het midden, een ijzige mantel in het midden en een buitenste gasvormige waterstof/helium-omhulsel. De kern is relatief klein, met een massa van slechts 0,55 aardmassa's en een straal van minder dan 20% van de planeet; de mantel vormt het grootste deel, met ongeveer 13,4 aardmassa's, en de bovenste atmosfeer is relatief onbeduidend, met een gewicht van ongeveer 0,5 aardmassa's en strekt zich uit over de laatste 20% van de straal van Uranus. De dichtheid van de kern van Uranus is ongeveer 9 g/cm³, met een druk in het centrum van 8 miljoen bar (800 GPa) en een temperatuur van ongeveer 5000 K. De ijsmantel bestaat in feite niet uit ijs in de gebruikelijke zin, maar uit een hete en dichte vloeistof die is samengesteld uit water, ammoniak en andere vluchtige stoffen. Deze vloeistof, die een hoge elektrische geleidbaarheid heeft, wordt soms een water-ammoniak-oceaan genoemd.

Verschillen

De bulkcomposities van Uranus en Neptunus verschillen van die van Jupiter en Saturnus, waarbij ijs de overhand heeft boven gassen, wat hun aparte classificatie als ijsreuzen rechtvaardigt. Er is mogelijk een laag ionisch water waarin de watermoleculen uiteenvallen in een soep van waterstof- en zuurstofionen, en dieper gelegen superionisch water waarin de zuurstof kristalliseert, maar de waterstofionen zich vrij bewegen binnen het zuurstofrooster.

Hoewel het hierboven beschouwde model redelijk standaard is, is het niet uniek; andere modellen voldoen ook aan de waarnemingen. Als bijvoorbeeld aanzienlijke hoeveelheden waterstof en gesteente in de ijsmantel gemengd zijn, zal de totale massa ijs in het binnenste lager zijn, en dienovereenkomstig zal de totale massa gesteente en waterstof hoger zijn. De momenteel beschikbare gegevens staan geen wetenschappelijke bepaling toe van welk model correct is. De vloeibare interne structuur van Uranus betekent dat het geen vast oppervlak heeft. De gasvormige atmosfeer gaat geleidelijk over in de interne vloeibare lagen.[18] Voor het gemak wordt een roterende afgeplatte sferoïde, geplaatst op het punt waar de atmosferische druk gelijk is aan 1 bar (100 kPa), voorwaardelijk aangeduid als een "oppervlak". Het heeft een equatoriale en polaire straal van respectievelijk 25.559 ± 4 km en 24.973 ± 20 km.

Warmtehuishouding

De interne warmte van Uranus lijkt aanzienlijk lager dan die van de andere gasreuzen; in astronomische termen heeft het een lage thermische flux. Waarom de interne temperatuur van Uranus zo laag is, is nog steeds niet duidelijk. Neptunus, die qua grootte en samenstelling bijna een tweeling van Uranus is, straalt 2,61 keer zoveel energie de ruimte in als het van de zon ontvangt, maar Uranus straalt nauwelijks overtollige warmte uit. Het totale vermogen dat Uranus uitstraalt in het verre infrarood (d.w.z. warmte) deel van het spectrum is 1,06 ± 0,08 keer de zonne-energie die in zijn atmosfeer wordt geabsorbeerd. De warmteflux van Uranus is slechts 0,042 ± 0,047 W/m², wat lager is dan de interne warmteflux van de aarde van ongeveer 0,075 W/m². De laagste temperatuur die ooit in de tropopauze van Uranus is gemeten, bedraagt 49 K (−224,2 °C), waardoor Uranus de koudste planeet in het zonnestelsel is.

Een van de hypothesen voor deze discrepantie suggereert dat de inslag van een aardachtige inslag, waarvan wordt verondersteld dat deze verantwoordelijk is voor de axiale kanteling van Uranus, de planeet een verlaagde kerntemperatuur heeft bezorgd, omdat de inslag ervoor zorgde dat Uranus het grootste deel van zijn oorspronkelijke warmte verloor.

Bronnen

- Wikipedia
- NASA
- JPL
- Live science
- Geophysical Research Letters

Astropolis respecteert logischerwijze de auteursrechten, maar het blijkt helaas niet altijd mogelijk om te achterhalen wie de rechtmatige eigenaar is van betreffende foto of video. Bent u de eigenaar en maakt u bezwaar ? Neem dan gerust contact met ons op !