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il pianeta urano

Dati Fisici
Diametro Equatoriale: 51.118 km
Polare: 49.496 km
Schiacciamento 0,022927
Masse terrestri 14,536
Densità media 1,27 g/cm3
Gravità 9,07 m/s2
Velocità di fuga 22,50 km/s
Rotazione siderale -0,71833 giorni
Obliquità su eclittica 82,23°
Albedo 0,51
Magnitudine minima +5,6
Temperatura superf. -214°C
Dati Orbitali
Distanza media dal Sole 2.867.119.000 km
Perielio 2.728.385.000 km
Afelio 3.005.854.000 km
Eccentricità 0,048388
Inclinazione su eclittica 0,7721°
Rivoluzione siderale 84,01 anni
Velocità media 6,80 km/s
Rivoluzione sinodica 369,67 giorni
Apogeo 2.586.664.000 km
Perigeo 3.155.429.000 km
Massimo diametro 4,1''
Minimo diametro 3,3''

UranoUrano è il sesto pianeta del Sistema Solare in ordine di distanza dal Sole ed il quarto in termini di massa, e rientra nella categoria dei pianeti gassosi del nostro sistema. Fu scoperto quasi per caso, dal momento che è il primo dei pianeti non visibili immediatamente ad occhio nudo quindi la sua scoperta è di stampo telescopico.
La sua caratteristica unica rispetto a tutti gli altri pianeti è che l'asse di rotazione è quasi parallelo al piano dell'orbita, con la conseguenza che Urano presenta stagioni del tutto particolari e che durante la sua rivoluzione più che ruotare sembra rotolare.
La strana inclinazione dell'asse di rotazione è probabilmente attribuibile ad un impatto con un corpo grande quanto la Terra avvenuto durante le prime fasi di formazione del Sistema Solare: un urto di questo genere spiegherebbe anche il moto rotatorio retrogrado del pianeta: se il pianeta si fosse ribaltato di 90° il polo nord sarebbe stato quello sotto il piano dell'orbita e il pianeta starebbe ancora girando nel verso "giusto". Secondo la definizione UAI, il polo nord è comunque quello posto al di sopra del piano dell'eclittica ma per Urano, se si seguisse il metodo della rotazione, il polo nord risulterebbe quello opposto.

La scoperta del pianeta è attribuita a William Herschel, il 13 marzo del 1781, attraverso un telescopio da 15,7 centimetri con focale da 2100 millimetri ma soltanto a maggio fu assegnato ad Urano il rango di pianeta. Dai calcoli di osservazione, risultò una orbita posizionata in linea con la Legge di Titius-Bode a circa 19 Unità Astronomiche. Prima di allora Urano era stato visto, ma data la bassa magnitudine era stato preso per una stella fissa.
Il periodo orbitale di 84 anni ha fatto si che da quel lontano 1781 il pianeta abbia effettuato soltanto 2,7 orbite. Per gli "abitanti" di Urano, quindi, sono passati meno di tre anni! 
Durante questa orbita, i poli di Urano - data la bizzarra inclinazione assiale - sono esposti alla luce solare per decenni consecutivi ma nonostante questo le regioni equatoriali sono sempre più calde, il che è un mistero del pianeta.
Nel 1985 era rivolto verso il Sole il solo emisfero meridionale di Urano, nel 2007 erano illuminati entrambi gli emisferi, mentre nel 2030 sarà illuminato il solo emisfero settentrionale, quindi dalla Terra sarà visibile solo il polo nord del lontano mondo.

Esperimento di compressione shockL'interno di Urano e Nettuno, secondo alcuni, sarebbe composto da fluidi convettivi ma altri ipotizzano una struttura a strati, con uno strato sottile fluido e un mantello di ghiaccio superionico, il che andrebbe a spiegare alcune anomalie nel campo magnetico dei pianeti. Alle condizioni interne dei due pianeti, in effetti, il ghiaccio può effettivamente trovarsi in uno stato superionico (una forma ibrida, simultaneamente liquida e solida, data da un reticolo di ioni di ossigeno disposti a struttura cubica entro la quale scorre un fluido di ioni di idrogeno) e questo è stato dimostrato in un esperimento di laboratorio a inizio 2018.

Allo stato superionico gli ioni pesanti si presentano in forma solida, con l'ossigeno a occupare le posizioni definite dalla struttura cristallina, mentre gli idrogeni si muovono liberamente. Per ottenere questo stato dell'acqua occorre sottoporla a enorme pressione e riscaldarla e i pianeti Urano e Nettuno, con centinaia di miliardi di Pascal e migliaia di gradi Kelvin, sembrano i luoghi ideali. 

Credit: Shutterstock

Credit: Shutterstock

La formazione di nubi su Urano - così come su Nettuno - sembra legata all'attività solare nonostante l'enorme distanza, che lo costringe a una orbita di 84 anni. Tenendo conto delle stagioni su Urano, il pianeta sembra più brillante e debole con cicli di undici anni, pari al ciclo solare normalmente conosciuto e legato alle macchie solari. 

L'atmosfera di Urano è una delle più fredde del nostro sistema planetario e cambia in base ad almeno due processi. Il primo è chimico, dovuto alle fluttuazioni nel livello di radiazione UV ricevuta dal Sole, in grado di alterare il colore delle particelle atmosferiche. Il secondo è dovuto alla velocità delle particelle provenienti dall'esterno del Sistema Solare (raggi cosmici), che bombardano l'atmosfera e influiscono sulla formazione di nubi. 

I dati provengono da telescopi terrestri ma anche dalla Voyager 2 e mostrano come ciclicamente l'attività solare possa aumentare o diminuire la propria protezione contro i raggi cosmici, con cicli di undici anni. L'atmosfera di Urano, così come di Nettuno, risente di queste variazioni con un effetto visibile addirittura da Terra. 

Anelli e lune: collisioni in corso

Un trio di ricercatori della University of Idaho e del Wellesley College, in un articolo pubblicato a Settembre 2017 suarXiv, ipotizza una rotta di collisione tra due coppie di lune di Urano, lune caratterizzate come le altre da una massa ridotta rispetto alle altre lune del Sistema Solare. Tutto nasce dalla forma del sistema di anelli di Urano che non è rappresentabile né da un cerchio né da una ellisse, ma da una sorta di triangolo forgiato dalla spinta gravitazionale esercitata, presumibilmente, dalla luna Cressida. L'impatto gravitazionale viene poi amplificato dalla posizione della luna rispetto al pianeta. Le particelle nell'anello, dall'altra parte, si muovono più velocemente della luna stessa e questo genera, alla lunga, la strana forma dell'anello stesso. Forma che ha consentito di stimare la massa e la densità di Cressida: trecentomila volte meno densa della nostra Luna e una densità pari all'86% della densità dell'acqua, quindi una luna molto porosa. 
 
Le lune di Urano viste dalla Voyager 2
 
Le lune di Urano viste dalla Voyager 2
 
Proprio lo studio approfondito di Cressida ha consentito studi orbitali che vedono la luna in rotta di possibile collisione con la luna Desdemona, attualmente a soli 900 chilometri di distanza. L'impatto, indotto dall'attrazione di Cressida, avverrà in circa un milione di anni. Stessa cosa dovrebbe accadere, con tempi un po' più dilatati, per le lune Cupid e Belinda. Anche il materiale presente nell'anello interno di Urano dovrebbe essere il risultato della distruzione di lune nel passato. 

Osservare Urano

Urano appare liscio, una palla da biliardo colore verde-azzurro. Difficilmente visibile ad occhio nudo, Urano si presta difficilmente anche all'osservazione attraverso appositi telescopi anche se non è comunque possibile vederne gli anelli.
L'osservazione di Urano non è di certo agevole, dal momento che il pianeta appare come una stellina di magnitudine +5,7 (nei momenti migliori, quando la distanza è di "sole" 18 U.A.) di colore blu-verde e con un disco da 3,67 arcosecondi, qualcosa come 465 volte più piccolo della Luna Piena.
Anche la ricezione dei raggi solari da parte di Urano è molto scarsa, il che rende il pianeta difficilmente visibile e scarsamente appetibile da parte di un astrofilo. Anche i suoi satelliti appaiono molto deboli. L'unica cosa che si può vedere se non si è dotati di strumenti ad apertura molto grande è la sua magnitudine, ma per far ciò è preferibile un binocolo, che lascia Urano come un puntino confrontabile con altre stelle.

Abbiamo detto che neanche il Voyager 2, nel gennaio 1986, riuscì a riprendere fotograficamente le bande di Urano, scorgendo soltanto un disco uniforme e quasi del tutto liscio, privo di dettagli. Tuttavia, le bande su Urano sono state documentate da osservatori passati, il che può lasciar ipotizzare che si tratti di fenomeni ciclici legati, forse, ai periodi di illuminazione equatoriale.
Qualche dettaglio, ogni tanto, appare, se è vero che il 15 settembre del 1981 S.J. O'Meara osservò una nube chiara sul disco che gli permise di stimare il periodo di rotazione in 16,4 ore, molto vicino al valore misurato dal Voyager 2.

Le osservazioni necessitano di ingrandimenti dai 300x in su, con telescopi di almeno 15 centimetri di apertura. Solitamente ciò che appare è un piccolo dischetto sfumato ai bordi a causa della densa atmosfera del pianeta. Dal momento che questo oscuramento può rendere difficile la messa a fuoco, è meglio mettere prima a fuoco su una stella brillante e poi spostarsi su Urano. Difficilmente si scorgerà qualcosa in poco tempo: occorre armarsi di pazienza ed attendere, adeguarsi al buio ed all'osservazione.

OSSERVAZIONE DIGITALE

L'osservazione digitale può essere svolta tramite webcam astronomiche o sensori CCD, riprendendo un gran numero di frame e compensando, quindi, la turbolenza atmosferica. Occorrerà unire, poi, i frame migliori, cosa che oggi viene fatta dai software di acquisizione.
Utilizzando un telescopio da 20 centimetri portato a 6 metri di focale, con un sensore CCD con pixel quadrati da 5,6 micrometri di diametro, il disco di Urano apparirà nell'immagine di circa 20 pixel di diametro, il che consente di avere almeno qualche dettaglio più grande.
I filmati delle webcam astronomiche possono essere eseguiti anche su tempi lunghi, fino ad un quarto d'ora. Questo è consentito dal fatto che il movimento nel cielo del pianeta, data la sua grande distanza, è limitato a qualcosa come un quarto di arcosecondo ogni 23 minuti.
E' bene utilizzare un filtro che selezioni la banda infrarossa dello spettro, visto che è a queste lunghezze d'onda che Urano, come Nettuno, mostra il maggior numero di dettagli.
 


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