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Hubble-Aufnahme des Uranus mit Ringsystem und einigen Monden. | Copyright: NASA

Vancouver (Kanada) - Kanadische Astronomen haben ein gewaltiges Objekt entdeckt, dass dem Planeten Uranus auf dessen Umlaufbahn begleitet. Es handelt sich dabei um einen Asteroiden mit einem Durchmesser von rund 60 Kilometer, der dem Planeten stets rund 3 Milliarden Kilometer voraus ist - ein sogenannter Trojaner. 
Hierbei handelt es sich um den ersten entdeckten Trojaner außerhalb der Jupiterbahn. Seine Entdeckung widerspricht der bisherigen Annahme, dass der Gasriese Jupiter solche Begleiter aufgrund seiner enormen Schwerkraft von Saturn und Uranus rauben, es dortige Trojaner also eigentlich gar nicht geben sollte. Zugleich deutet die Entdeckung auf die Möglichkeit, dass sich erdartige Himmelskörper auch an gänzlich ungewöhnlichen Orten in Planetensystemen finden lassen.

Wie das Team um Mike Alexandersen von der University of British Columbia vorab auf "arXiv.org" berichtet, teilt der Asteroid die Umlaufbahn mit Uranus auf dessen sogenanntem Lagrange-Punkt "L4".

Bei den Lagrange-Punkten handelt es sich um jene Gleichgewichtspunkte eines eingeschränkten Dreikörperproblems in der Himmelsmechanik, an denen im Weltraum die Schwerkräfte zweier benachbarter Himmelskörper und die Zentrifugalkraft der Bewegung einander aufheben und so Körper an diesen Positionen kräftefrei sind. Alleine auf den Lagrange-Punkten L4 und L5 des Jupiters begleiten mehr als 3000 Asteroiden unterschiedlicher Größe den Gasplaneten. Auch die Planeten Neptun, Mars und selbst unsere Erde werden immer wieder von Trojanern begleitet (...wir berichteten, s. Links).

Da Trojaner oft nicht für immer an ihren Positionen verbleiben, trägt die aktuelle Entdeckung auch zu einem besseren Verständnis über die Wanderbewegungen von derartigen "kosmischen Brocken" im Sonnensystem und anderen Planetensystemen bei. Zugleich eröffnet die Existenz eines derartig großen Himmelskörpers in Form eines planetaren Trojaners mit der Bezeichnung "2011 QF99" auch die Wahrscheinlichkeit, dass sich ähnliche Objekte auch in fernen Planetensystemen und somit auf Umlaufbahnen von Exoplaneten - möglicherweise sogar innerhalb der habitablen Zone eines Sterns finden lassen und diese Trojaner dann sogar unter Umständen selbst lebensfreundliche Welten darstellen könnten.

Auch bei dem nun entdeckten Uranus-Trojaner handelt es sich laut den Forschern wahrscheinlich nur um einen zeitweiligen Begleiter des siebten Planeten, der erst in jüngerer Vergangenheit der Planetengeschichte eingefangen wurde. Rund 70.000 Jahre lang dürfte "2011 QF99" sich auf L4 des Uranus halten, bevor seine Position und Bahn instabil und der Asteroid wieder freigegeben wird.

http://arxiv.org/abs/1303.5774

https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...uranus20201229/

Gibt es auch verborgene Ozeane auf den Monden des Uranus?


Größenvergleich zwischen Uranus (l) und seinen größten Monden.
Copyright: Gemeinfrei

Cambridge (USA) – Dass einige der Monde der Gasriesen Jupiter und Saturn unter ihren kilometerdicken Eisdecken Ozeane flüssigen Wassers verbergen, ist bekannt. Eine aktuelle Studie hat nun untersucht, ob es solche verborgenen und potenziell lebensfreundlichen Ozeane auch auf den Monden des Planeten Uranus geben könnte.
Wie das Team um Benjamin Weiss vom Massachusetts Institute of Technology (MIT) auf dem Jahrestreffen der American Geophysical Union (AGU) und im EOS-Journal der AGU (DOI: 10.1029/2020EO152056) berichtete, haben sie eine Methode entwickelt, wie zukünftige Missionen ins Uranus-System nach auf den dortigen Monden verborgenen Ozeanen flüssigen Wassers suchen könnten.

„Der Nachweis verbogener Ozeane unter den Eisdecken der Jupiter- und Saturnmonde Europa und Enceladus wirft auch die Frage nach anderen potenziell lebensfreundlichen Umgebungen im Sonnensystem auf“, so die Forschenden in ihrer Pressemitteilung.

Mit einer durchschnittlichen Sonnenentfernung von 2,9 Milliarden Kilometern ist Uranus von der Sonne aus der siebte Planet im Sonnensystem und zählt zu den Eisriesen. Er wurde 1781 von Wilhelm Herschel entdeckt und ist nach dem griechischen Himmelsgott Uranos benannt.
Der Planet wird von mindestens 27 Monden umkreist, fünf davon – Titania, Oberon, Umbriel, Ariel und Miranda – sind besonders groß. Beim Vorbeiflug der Sonde „Voyager 2“ zeigte sich, dass diese fünf Monde aus Eis und Fels bestehen und stark von Einschlagskraters übersäht sind. Einige der Aufnahmen zeigen auch Strukturen, die auf Kryovulkanismus schließen lassen. Derartige Eisschlammvulkane könnten von unterirdischen Ozeanen gespeist werden, wie sie schon zuvor u.a. auf Enceladus dokumentiert werden konnten.

Um herauszufinden, ob zukünftige Raumsonden eindeutig feststellen könnten, ob es auf den Uranus-Monden verborgenen Meere gibt, haben die Forschenden berechnet, wie stark das Magnetfeld des Planeten auf einen solchen Mond-Ozean auswirken würde.

Hintergrund
Wenn ein Mond einen Planeten umkreist, zu zieht auch das Magnetfeld des Planeten an diesem Mond und hält ihn auf einer Umlaufbahn. Dieser Zug des magnetischen Feldes erzeugt elektrische Ströme, die ihre eigenen Magnetfelder erzeugen können, sogenannte induzierte Magnetfelder. Ein solches induziertes Magnetfeld könnte durch eine Schicht einer elektrisch leitenden Flüssigkeit erzeugt werden – etwa einem verborgenen Ozean.


Voyagers Blick auf den Uranus-Mond Titania.
Copyright: NASA/JPL

„Wenn es also flüssiges Wasser gibt und dieses Wasser annähernd so salzhaltig ist wie die das Wasser der irdischen Ozeane, dann könnte es leitend sein, die Ströme könnten also durch diese Ozeane hindurchfließen“, erläutert Weiss. Ein induziertes Magnetfeld auf einem dieser Monde würde also ganz anders aussehen als das Magnetfeld des Uranus und könnte dadurch mit entsprechenden Messinstrumenten als solches erkannt werden.

Schon 1998 haben Wissenschaftler diese Methode verwendet, um die verborgenen Ozeane auf den Jupitermonden Europa und Callisto zu bestätigen. Das indizierte Magnetfeld Europas war 220 Nanotesla stark, das von Callisto 40.

Statt derzeit eine Sonde direkt zum Uranus zu schicken, hat das Team um Weiss theoretische Modelle des Magnetfeldes des Uranus erstellt, um so mögliche induzierte Magnetfelder seiner fünf größten Monde zu simulieren. Demnach könnte der Mond Miranda mit 300 Nanotesla das stärkste induzierte Magnetfeld im Uranus-System besitzen. Auch Ariel, Umbriel und Titania sollten – so verborgene Ozeane existieren – induzierte Magnetfelder besitzen, die stark genug sind, um sie mit Instrumenten an Bord einer Sonde detektieren zu können.

Allerdings gehen die beteiligten Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen davon aus, dass eventuell vorhandene Ozeane auf Uranus‘ Monden aufgrund der kälteren Temperaturen auch unter deutlich dickeren Eispanzern verborgen wären. Schwer vorstellbar also, dass sie mit derzeit vorhandenen Technologien direkt beprobt werden könnten.




Tatsächlich haben weder die NASA noch andere Raumfahrtbehörden und -Agenturen derzeit Pläne auf Lager, das Uranus-System mit Sonden näher zu erkunden. Allerdings entscheidet die NASA im kommenden Jahr über die Umsetzung der „Trident“-Mission, mit der der Neptun erforscht werden soll und auf deren Weg auch Uranus sozusagen im Vorbeiflug erkundet werden könnte. Um jedoch die induzierten Magnetfeld-Signaturen der Uranus-Monde zu orten, müsste eine Sonde sehr dicht am Uranus vorbeifliegen.

Quelle: EOS
© grenzwissenschaft-aktuell.de

Wie sieht die geheimnisvolle außerirdische Welt des Uranus aus ?
https://archive.org/details/wie-sieht-di...nus-aus-modysee

https://www.grenzwissenschaft-aktuell.de...welten20231017/

Neuentdeckte infrarote Polarlichter auf Uranus geben
auch Hinweise auf lebensfreundliche Eiswelten:


Künstlerische Darstellung einer nördlichen Infraro-Aurora auf Uranus.
Copyright: NASA, ESA and M. Showalter

Leicester (Großbritannien) – Bislang lediglich theoretisch angenommen, konnten nun erstmals infrarote Polarlichter auf dem kalten äußeren Planeten Uranus nachgewiesen werden. Die Entdeckung könnte auch Rückschlüsse auf die Geheimnisse der Magnetfelder der Planeten unseres Sonnensystems liefern und sogar darauf, ob ferne Welten Leben ermöglichen könnten.
Wie das Team um die Doktorandin Emma Thomas von der University of Leicester aktuell im Fachjournal „Nature Astronomy“ (DOI: : 10.1038/s41550-023-02096-5) berichtet, wurden Ultraviolett-Auroras auf Uranus bereits seit 1986 beobachtet und die ersten Messungen von Infrarot-Polarlichtern auf Uranus bereits seit 1992 durchgeführt. Letztere konnten jedoch bislang noch nicht eindeutig bestätigt werden.

Die Eisriesen Uranus und Neptun sind ungewöhnliche Planeten in unserem Sonnensystem, nicht zuletzt, weil ihre Magnetfelder nicht mit den Achsen übereinstimmen, um die sie rotieren. Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen haben bislang noch keine Erklärung dafür gefunden. Aurora auf Uranus könnten nun aber Hinweise auf mögliche Erklärungen liefern. Auroras werden von hochenergetischen geladenen Teilchen verursacht, die entlang der Magnetfeldlinien eines Planeten zur Atmosphäre geleitet und mit ihr kollidieren. Auf der Erde sind die bekanntesten Ergebnisse dieses Prozesses das Nordlicht und das Südlicht. Auf Planeten wie Uranus, in deren Atmosphäre hauptsächlich eine Mischung aus Wasserstoff und Helium vorherrscht, emittiert diese Aurora Licht außerhalb des sichtbaren Spektrums, in Wellenlängen wie Infrarot.
Das Team um Thomas verwendete Infrarot-Aurora-Messungen mit dem Keck II-Teleskop, indem sie spezifische Wellenlängen des von dem Planeten ausgestrahlten Lichts analysierten. Auf diese Weise konnte das Licht von diesen Planeten in Form von Emissionslinien analysieren. Im Infrarotspektrum variieren die Linien, die von geladenen Teilchen namens H3+ emittiert werden, je nachdem, wie heiß oder kalt das Teilchen ist und wie dicht diese Schicht der Atmosphäre ist. Daher fungieren die Linien wie eine Art Thermometer für den Planeten.

Ihre Beobachtungen zeigten deutliche Zunahmen der Dichte von H3+ in der Uranus- Atmosphäre bei nur geringer Temperaturänderung, was auf eine Ionisation durch die Anwesenheit einer Infrarot-Aurora hinweist. „Dies hilft nicht nur bei einem besseren Verständnis der Magnetfelder der äußeren Planeten unseres eigenen Sonnensystems, sondern könnte auch bei der Identifizierung anderer Planeten helfen, die für Leben geeignet sein könnten“, erläutert die Pressemitteilung der Universität.

„Die Temperaturen aller Gasgiganten, einschließlich Uranus, liegen hunderte Grad Kelvin/Celsius über dem, was die Modelle vorhersagen, wenn sie nur von der Sonne erwärmt werden“, fügt Emma Thomas hinzu. „Dies wirft die große Frage auf, wie diese Planeten so viel wärmer sind als erwartet. Eine Theorie besagt, dass die energetische Aurora dies verursacht, indem sie Wärme von der Aurora zum Magnetäquator leitet.“

Tatsächlich fällt die Mehrheit der bisher entdeckten Exoplaneten in die Planetenkategorie der sogenannten Sub-Neptune und ist daher in Größe physisch ähnlich wie Neptun und Uranus. „Dies könnte auch ähnliche magnetische und atmosphärische Eigenschaften bedeuten“, so die Forschenden. Durch die Analyse der Aurora des Uranus, die direkt mit dem Magnetfeld und der Atmosphäre des Planeten verbunden ist, können nun Vorhersagen über die Atmosphären und Magnetfelder dieser Welten gemacht werden und damit auch deren Eignung für Leben beurteilt werden.

„Unser Fachartikel ist das Ergebnis von 30 Jahren Aurora-Forschung auf Uranus, die endlich die Infrarot-Aurora enthüllt hat und ein neues Zeitalter der Aurora-Untersuchungen auf dem Planeten eingeleitet hat“, erklärt Thomas. „Unsere Ergebnisse werden unser Wissen über Aurora bei Eisriesen erweitern und unser Verständnis der Magnetfelder von Planeten in unserem Sonnensystem, bei Exoplaneten und sogar bei unserem eigenen Planeten stärken.“

Die Ergebnisse könnten auch Einblicke in ein seltenes Phänomen auf der Erde geben, bei dem die Nord- und Südpole ihre Hemisphärenpositionen tauschen, bekannt als geomagnetische Umkehr.

„Wir haben nicht viele Studien über dieses Phänomen, daher wissen wir nicht, welche Auswirkungen dies auf Systeme haben wird, die auf das Magnetfeld der Erde angewiesen sind, wie Satelliten, Kommunikation und Navigation“, so Emma Thomas abschließend. „Dieser Prozess tritt jedoch jeden Tag auf Uranus aufgrund der einzigartigen Verschiebung der Rotations- und Magnetachsen auf. Die fortgesetzte Untersuchung der Aurora von Uranus wird Daten darüber liefern, was wir erwarten können, wenn die Erde in Zukunft eine Polumkehr zeigt und wir können sehen, was das für ihr Magnetfeld bedeutet.“

Recherchequelle: University of Leicester
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