Uran (zbiorczo)

[Slavin]

Przynajmniej dwa naturalne skalisto-wodno-lodowe księżyce dalekiego zielonego Urana mogą mieć jeszcze niepotwierdzone potencjalne aktywne podpowierzchniowe oceany ciekłej słonej wody.



Nowe badania wykazały, że przynajmniej dwa naturalne wodno-lodowo-skalne księżyce zielonego dalekiego Urana mogą mieć jeszcze niepotwierdzone aktywne ciekłe słone wodne oceany ciekłej słonej wody, które wyrzucają swoją materię w kosmos. Odkrycie, że w układzie zielonego Urana może dziać się więcej, niż wcześniej sądzono, nastąpiło dzięki anomaliom w danych dotyczących promieniowania i pola magnetycznego z badawczej sondy Voyager 2, która minęła zieloną planetę prawie 40 lat temu w styczniu 1986 roku. Są także potwierdzeniem teorii, że jej pięć największych naturalnych księżyców może mieć jeszcze niepotwierdzone podpowierzchniowe ciekłe wodne słone oceany.

Obserwacje badawczego Voyagera 2 - do tej pory jedynej badawczej sondy, która odwiedziła system dalekiego Urana - wykazały, że jeden lub dwa z jego 27 odkrytych naturalnych księżyców emitują cząstki plazmy. Wykrycie to nastąpiło dzięki zauważeniu przez badawczą sondę „uwięzionych” energetycznych cząstek w momencie opuszczania lodowego olbrzyma. Mechanizm, za pomocą którego dwa naturalne satelity dalekiego zielonego urana Ariel i Miranda mogą to robić, jest jeszcze nieznany, ale istnieje jedna bardzo możliwa przyczyna: jeden lub dwa z nich mogą posiadać jeszcze niepotwierdzony potencjalny ciekły ocean pod ich zamrożoną skalisto-lodowo-wodną powierzchnią. Podobne naturalne księżyce wyrzucające swoją materię istnieją także wokół Neptuna oraz wokół dwóch bliższych Słońcu gazowych olbrzymów Jowisza i Saturna.
W przypadku dwóch ostatnich, Europy Jowisza i Enceladusa Saturna, to badanie danych cząstek i pola magnetycznego dostarczyło pierwszych wskazówek, że są to potencjalne „oceaniczne” księżyce.



Zdjęcie zielonego Urana wykonane przez Kosmiczny Teleskop Hubble’a w 2000 roku.
Oprócz samej zielonej planety widoczne są cztery jej pierścienie oraz dziesięć z dwudziestu siedmiu jej naturalnych księżyców.

Te odkrycia tylko wzmocniły chęć ponownego wysłania badawczej sondy w okolice dalekiego Urana i Neptuna, żeby zdobyć jeszcze więcej informacji, co spowodowało sugestie badawczej misji na Urana jako następnej głównej badawczej misji planetarnej NASA. Nie będzie ona niestety gotowa do wystrzelenia aż do wczesnych lat 2030, więc w międzyczasie naukowcy będą zagłębiać się w stare dane zebrane dzięki instrumentowi LECP (Low-Energy Charged Particle) podczas historycznego przelotu badawczej sondy Voyager 2. Zespół musiał wyeliminować możliwość, że wykryta materia może być wynikiem lotu statku przez przypadkowy strumień plazmy z ogona magnetosfery Urana.
W takim przypadku obiekt miałby szerszy rozkład cząstek niż ten zauważony przez badawczego Voyagera 2, co pozwoliło na wykluczenie tego wyjaśnienia niezwykłej cechy uzyskanych informacji. Następnie studiował podobne modele fizyczne za pomocą wiedzy o księżycowych oceanach zdobytej od momentu historycznego przelotu badawczej sondy obok Urana 37 lat temu, żeby odtworzyć zebrane dane. To wskazało im że ta cecha mogła pochodzić tylko z silnego i spójnego źródła cząstek ze specyficznym mechanizmem ich zasilania. Wykluczyli oni inne możliwe wyjaśnienia, dochodząc do teorii, że ta materia pochodzi z co najmniej jednego z naturalnych księżyców dalekiego Urana, a głównymi podejrzanymi są dwa naturalne uranowe księżyce Ariel i Miranda. Zespół myśli, że cząstki zostały wystrzelone w formie pióropusza pary, podobnego do tego zauważonego na saturnowym Enceladusie.

Kolejny prawdopodobny mechanizm to „rozpylanie”, gdzie wysokoenergetyczne cząstki zderzają się z powierzchnią naturalnego uranowego satelity, powodując wyrzucanie innych cząstek w kosmos. Niezależnie od tego, która metoda wyrzucania działa w układzie zielonego dalekiego Urana, mechanizm nadający tym cząstkom energię jest niemalże identyczny. Mianowicie jest to stały strumień płynących cząstek, tworzący fale elektromagnetyczne. Te fale przyspieszają niewielką część materii do energii wystarczająco dużej, aby mogła zostać wykryta przez instrument LECP. Ten proces utrzymywałby także cząstki uwięzione, a co za tym idzie ściśle ograniczone, tak jak zauważył badawczy Voyager 2. Konieczne jednak byłoby zebranie większej ilości danych z regionu dookoła dalekiego zielonego Urana, zanim naukowcy mogliby ostatecznie ustalić, że cząstki rzeczywiście pochodzą z jeszcze niepotwierdzonych potencjalnych podpowierzchniowych ciekłych wodnych słonych globalnych oceanów Ariela lub Mirandy.

Wyniki badań zespołu zostały zaprezentowane dnia 16 marca na 54 corocznej Konferencji Nauk o Planetach i o Księżycach (Lunar and Planetary Science Conference) i zostały one zaakceptowane do publikacji w czasopiśmie Geophysical Research Letters.

https://www.space.com/uranus-moons-ariel-miranda-active-subsurface-oceans

[Slavin]

Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba zalicza kolejny pierścieniowy świat nowym zdjęciem dalekiego zielonego Urana.

Teleskop Webba wykonał zachwycające ujęcie kolejnego lodowego olbrzyma - zielonego Urana. Nowe zdjęcie ukazuje spektakularne pierścienie, jak również i jasne elementy atmosfery. Dane z Webba ilustrują niebywałą czułość aparatury na najciemniejsze pierścienie pyłowe, które wcześniej sfotografowane zostały jedynie przez dwa inne urządzenia: Voyager 2, kiedy przeleciał on w pobliżu zielonej planety w 1986 roku, oraz dwa naziemne Teleskopy Kecka, posiadające zaawansowaną optykę adaptatywną.

Planeta ta zaliczana jest do grupy lodowych olbrzymów, ze względu na swój skład chemiczny jej głębokiego wnętrza. Uważa się, że większość jej masy stanowi gorąca i gęsta ciecz, składająca się z „lodowych” składników - wody, metanu, amoniaku. Otacza ona małe skalne centralne jądro.

Siódma planeta od Słońca jest jedyna w swoim rodzaju - obraca się ona na boku - pod kątem prawie 90 stopni względem płaszczyzny orbity, co jest przyczyną ekstremalnych pór roku. Bieguny wystawione są na światło słoneczne przez wiele lat, co poprzedza tyle samo czasu całkowitej ciemności (okres obiegu zielonego Urana wokół dalekiego Słońca wynosi 84 lata). Obecnie, na biegunie północnym panuje późna wiosna, widoczna na zdjęciu z JWST. Lato na północy zielonego Urana nadejdzie dopiero w 2028 roku. Z kolei, gdy badawczy Voyager 2 odwiedził zielonego Urana, na biegunie południowym było lato. Biegun południowy jest teraz po „ciemnej stronie” zielonej planety, poza zasięgiem ziemskiego wzroku, zwrócony jest on obecnie ku kosmicznemu mrokowi.



To szerokie ujęcie, wykonane przez NIRCam, ukazuje zieloną planetę Uran wraz z jej 27 naturalnymi księżycami. Większość z nich jest zbyt mała i zbyt ciemna, przez co nie jest widoczna przy takim krótkim naświetlaniu. Można zobaczyć również kilka obiektów w tle, m.in. wiele galaktyk.

Po prawej stronie zielonej planety, na biegunie zwróconym do Słońca, znajduje się jasny obszar, nazywany polarną czapą lodową. Ta czapa lodowa jest charakterystyczna dla zielonego Urana - zdaje się ona pojawiać latem, gdy biegun wystawiony jest na bezpośrednie działanie światła słonecznego, jesienią zaś zanika. Na krawędzi czapy lodowej leży jasna chmura oraz kilka słabszych detali tuż nad tą krawędzią. Druga bardzo jasna chmura widoczna jest po lewej stronie zielonej planety. Takie chmury są typowe dla zielonego Urana w niewidocznym spektrum podczerwonym i prawdopodobnie związane są one z burzami.

Te nowe dane z teleskopu Webba pomogą naukowcom zrozumieć ten zagadkowy mechanizm. Webb ujawnił zaskakującą cechę czapy lodowej, mianowicie, subtelne rozjaśnienie w centrum. Czułość i dłuższe długości fali osiągane przez NIRCam, mogą być powodem, dla którego obserwujemy tą cechę, niezauważoną dotychczas tak wyraźnie, nawet przez inne potężne teleskopy, takie jak Kosmiczny Teleskop Hubble czy Teleskopy Kecka.

Zdjęcie wykonane w niewidocznej podczerwieni przez NIRCam, zestawia dane z dwóch filtrów 1.4- i 3-mikrometrowego, ukazanych tutaj odpowiednio na niebiesko i pomarańczowo. Zielona planeta posiada niebieską poświatę na barwnym obrazie końcowym. Gdy badawczy Voyager 2 spoglądał na zielonego Urana, jego aparat pokazał niemal jednolitą, niebiesko-zieloną kulę w widocznym spektrum widzialnym. Dzięki niewidocznej podczerwieni i zwiększonej czułości Webba możemy ujrzeć więcej szczegółów i pokazać, jak tak naprawdę, dynamiczna jest atmosfera zielonego Urana.

Zielony Uran ma 13 znanych pierścieni, 11 z nich widoczne jest na zamieszczonym podczerwonym ujęciu z Webba. Dziewięć uznawanych jest za główne pierścienie zielonej planety, dwa są to ciemniejsze pierścienie pyłowe, które odkryte zostały w 1986 roku przez Voyagera 2. Niektóre z pierścieni są tak jasne, że jeśli są blisko siebie, wyglądają, według Webba, jak jeden większy pierścień. Naukowcy liczą, że przyszłe zdjęcia zielonego Urana zrobione przez teleskop Webba pokażą dwa słabe pierścienie zewnętrzne, odkryte w 2007 roku podczas napotkania płaszczyzny pierścieni przez teleskop Hubble’a.



Jest to przybliżone zdjęcie zielonego Urana, zrobione przez NIRCam dnia 6 lutego 2023 roku. Ukazuje ono wspaniały widok pierścieni zielonej planety. Zielona planeta ma niebieską poświatę na tej barwnej, reprezentatywnej fotografii, powstałej przy użyciu dwóch filtrów.

Webb sfotografował też wiele z 27 naturalnych księżyców zielonego Urana (większość z nich jest za mała i jest za ciemna, żeby zobaczyć je na załączonym zdjęciu). Sześć najjaśniejszych można rozpoznać na szerokokątnym ujęciu. Była to fotografia zielonego Urana, wykonana przy 12-minutowej ekspozycji, tylko z dwoma filtrami. To tylko wierzchołek góry lodowej możliwości Kosmicznego Teleskopu Jamesa Webba dotyczących obserwacji tej tajemniczej zielonej planety.
W 2022 roku Narodowa Akademia Stanów Zjednoczonych uznała zielony Uran za priorytet w swoich Dziesięcioletnich Badaniach Planetologicznych i Astrobiologicznych 2023-2033 (ang. Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey). Aktualnie przeprowadzane są dodatkowe badania zielonego Urana, a jeszcze więcej planowanych jest na pierwszy rok działalności badawczej teleskopu Jamesa Webba.

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2023/nasa-s-webb-scores-another-ringed-world-with-new-image-of-uranus

[Slavin]

"Nowe" pierścienie dalekiego zielonego Urana z Webba.

Na ilustracji: Ten podczerwony obraz dalekiego zielonego Urana pochodzący z kamery NIRCam na Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba doskonale ukazuje sezonową północną czapę polarną zielonego Urana oraz jego przyćmione wewnętrzne i zewnętrzne pierścienie.
Na podczerwonym zdjęciu widać również 9 z 27 naturalnych księżyców zielonej planety, zaczynając od godziny 2 zgodnie z ruchem wskazówek zegara, są to: Rozalinda, Puck, Belinda, Desdemona, Cressida, Bianca, Portia, Juliet i Perdita. (NASA, ESA, CSA, STScI)



Opisany szerokokątny podczerwony obraz zielonego Urana z kompasu z zaznaczonymi niektórymi z jego 27 naturalnych księżyców i kilkoma widocznymi gwiazdami (z charakterystycznymi kolcami dyfrakcyjnymi). Źródło: NASA, ESA, CSA, STScI



Kosmiczny Teleskop Jamesa Webba ostatnio nakierował się na niezwykłego i na enigmatycznego zielonego Urana, lodowego olbrzyma, który krąży po orbicie leżąc na boku. Webb uchwycił ten dynamiczny zielony świat z pierścieniami, księżycami, burzami i innymi cechami atmosferycznymi, w tym sezonową czapą polarną zielonej planety. Obraz jest rozszerzeniem dwubarwnej wersji opublikowanej wcześniej w tym roku o między innymi dodatkowy zakres długości fali dla uzyskania bardziej szczegółowego widoku.

Dzięki swej niezwykłej rozdzielczości JWST zarejestrował trudno dostrzegalne wewnętrzne i zewnętrzne pierścienie zielonego Urana, w tym nieuchwytny pierścień Zeta - słaby i rozproszony pierścień znajdujący się najbliżej zielonej planety. Zobrazował również wiele z 27 znanych naturalnych księżyców zielonego Urana, dostrzegając nawet kilka małych naturalnych księżyców znajdujących się wewnątrz pierścieni.

To zupełnie nowy widok dla większości z nas. Na widzialnych długościach fal, jakie obserwowała badawcza sonda Voyager 2 w latach 80-tych XX wieku, zielony Uran jawił się jako spokojna, dość jednolita zielono-niebieska kula. Na niewidocznych falach podczerwonych Teleskop Webb ujawnia z kolei osobliwy i zmienny, daleki lodowy zielony świat wypełniony fascynującymi zjawiskami atmosferycznymi. Jednym z ciekawszych z nich jest sezonowa północna polarna czapa z chmur. W porównaniu z podczerwonym obrazem Webba z początku tego roku niektóre szczegóły tej czapy są łatwiejsze do zobaczenia na nowych podczerwonych zdjęciach. Obejmują one jasną, białą, wewnętrzną czapę i ciemny pas położony w dolnej części czapy polarnej, w kierunku niższych szerokości geograficznych.

W pobliżu widać też kilka jasnych burz, głównie poniżej południowej granicy czapy polarnej. Liczba burz oraz częstotliwość i miejsce ich występowania w atmosferze zielonego Urana mogą być spowodowane kombinacją efektów sezonowych i meteorologicznych.

Dzięki temu, że zielony Uran obraca się wokół Słońca na boku, pod kątem około 98 stopni, ma najbardziej ekstremalne pory roku w całym Układzie Słonecznym. Przez prawie jedną czwartą każdego roku Słońce świeci nad jednym biegunem, pogrążając drugą połowę zielonej planety w ciemnej, trwającej 21 lat zimie. Wiele wskazuje dziś na to, że czapa polarna staje się lepiej widoczna, gdy biegun planety zaczyna być skierowany w stronę dalekiego Słońca, zbliżając się do przesilenia i otrzymując wtedy więcej światła słonecznego. Zielony Uran osiągnie następne takie przesilenie dopiero w 2028 roku, a astronomowie z niecierpliwością obserwują wszelkie możliwe zmiany w strukturze obserwowanych cech jego atmosfery. Webb prawdopodobnie pomoże rozdzielić efekty sezonowe i meteorologiczne, które wpływają na obecność burz na zielonym Uranie, co ma kluczowe znaczenie dla zrozumienia złożonej atmosfery zielonej planety.

Za sprawą znakomitych parametrów Teleskopu Webba astronomowie widzą teraz zielonego Urana i jego unikalne cechy w niewidocznej podczerwieni z przełomową wyrazistością. Te szczegóły, zwłaszcza zbliżenie na pierścień Zeta, będą nieocenione przy planowaniu przyszłych nowych sondowych misji badawczych sond w dalekie okolice dalekiego zielonego Urana. Ale to nie koniec. Zielony Uran może nam również służyć jako punkt odniesienia do badań prawie odkrytych 2000 egzoplanet o podobnych rozmiarach, które zostały odkryte w ciągu ostatnich kilku dekad. Ta jak gdyby zielona egzoplaneta obecna na naszym najbliższym kosmicznym podwórku pomaga astronomom zrozumieć, jak ewoluują planety tej wielkości, jaka jest ich meteorologia i jak się one uformowały. To z kolei może pomóc zrozumieć nasz własny Układ Słoneczny jako całość poprzez umieszczenie go w szerszym kontekście.



To szerokokątne podczerwone zdjęcie zielonego Urana z kamery NIRCam na należącym do NASA Kosmicznym Teleskopie Jamesa Webba pokazuje zieloną planetę pośród odległych galaktyk tła. Podczerwony obraz obejmuje również 14 z 27 naturalnych księżyców zielonej planety: Oberon, Tytania, Umbriel, Julia, Perdita, Rosalinda, Puck, Belinda, Desdemona, Cressida, Ariel, Miranda, Bianca i Portia. (NASA, ESA, CSA, STScI)

[Slavin]

Animacja przyszłego badawczego orbitera dalekiego zielonego Urana.

[Slavin]

Wizja artystyczna przyszłego badawczego orbitera dalekiego zielonego Urana.

Ze względu na dużą odległość od dalekiego odległego Słońca (średnio 20 jednostek astronomicznych od dalekiego odległego Słońca) badawczy orbiter dalekiego zielonego Urana nie byłby w stanie wykorzystać pokładowych zasilających prądotwórczych paneli słonecznych do koniecznego zasilania badawczej sondy w potrzebny badawczej sondzie prąd, co wymagałoby opracowania zarówno przez ESA i przez NASA około czterech zaawansowanych pokładowych zasilających prądotwórczych generatorów radioizotopowych Stirlinga (ASRG) zawierających potrzebny badawczej sondzie zapas pokładowego prądotwórczego Plutonu-238 reaktorowo produkowanego rutynowo w wielu istniejących obecnych ziemskich naziemnych prądotwórczych cywilnych energetycznych torowych reaktorach nuklearnych z torowym cyklem paliwowym na torowy cykl paliwowy na Tor-232/Uran-233.
Układ napędowy do przeniesienia i do manewrowania badawczej sondy z okolic Ziemi na orbite wokół dalekiego zielonego Urana byłby chemiczny: stosowana jest wielokrotnie wcześniej sprawdzona pokładowa niezawodna chemiczna toksyczna kombinacja toksycznego wielokrotnie wcześniej sprawdzonego pokładowego niezawodnego zapasu chemicznego paliwa: monometylohydrazyny i mieszanych tlenków azotu (MMH/MON).
Problemem są kurczące się zapasy radioizotopowych źródeł zasilania RTG zawierających potrzebny Pluton-238 które już w tej chwili poważnie zagrażają planowanym licznym badawczym misjom na początku tej kosmicznej dekady.
Pluton-238 nie sprawdziłby się jako stałe paliwo jądrowe w prądotwórczym cywilnym reaktorze nuklearnym i nie jest to Pluton-239 możliwy do wypełnienia głowicy broni nuklearnej.
Sam reaktorowo produkowany pluton-238 nie jest wykorzystywany w głowicach broni nuklearnej, stosowany jest inny izotop reaktorowo produkowanego plutonu: pluton-239.
Pluton-238 jest potrzebny w licznych badawczych misjach kierowanych na orbite wokół zielonego Urana w ciemnym regionie gdzie zasilanie fotoogniwami słonecznymi staje się bardzo nieefektywne (szczególnie na licznych wysyłanych badawczych lądownikach które długimi latami przebywają ze swoim pokładowym zasilaniem rtg zawierającym potrzebny Pluton-238 na skalisto-wodno-lodowej powierzchni jego czterech naturalnych skalisto-wodno-lodowych niezbadanych wodnych księżyców: Ariela, Umbriela, Tytanii i Oberona.

[mss]

Corey S. Powell @coreyspowell

Beautiful image of Uranus, its rings, and its 4 largest moons, taken by Hubble.   
The way things are going, I doubt I'll see a US mission to Uranus in my lifetime. But with Hubble & JWST, we can keep a close eye on events  in the outer solar system.
https://www.esa.int/ESA_Multimedia/Images/2025/06/Uranus_and_its_four_largest_moons

https://twitter.com/coreyspowell/status/1934996131416547423