Halo Sahabat Warstek, semoga diberikan kesehatan selalu, aamiin. Pada kali ini penulis akan menjelaskan tentang salah satu planet gas di tata surya yang memiliki kemiringan yang begitu besar yaitu Planet Uranus. Untuk pembahasan lebih lanjut kita bahas dibawah ya.
Mengenal Planet Uranus
Planet Uranus adalah planet ketujuh di Tata Surya, dengan jari-jari sekitar 25.362 kilometer yang menjadikannya planet terbesar ketiga, serta volume mencapai 63 kali volume Bumi yang membuatnya menjadi planet terbesar keempat di Tata Surya. Uranus memiliki massa sekitar 14,5 kali massa Bumi dan diameter empat kali lipat dari Bumi, yaitu sekitar 51.118 kilometer. Planet ini terletak pada jarak rata-rata 19,2 AU atau 2,9 miliar kilometer dari Matahari. Dengan gravitasi sekitar 8,87 m/s², gravitasi Uranus sekitar 86% dari gravitasi permukaan Bumi yang sebesar 9,807 m/s².
Orbit Uranus juga memiliki karakteristik yang unik; planet ini adalah satu-satunya yang ekuatornya hampir tegak lurus terhadap orbitnya, dengan kemiringan ekstrem mencapai 97,77 derajat. Karena posisi ini, Uranus berputar dalam arah yang berlawanan dengan mayoritas planet lain, yaitu dari timur ke barat. Hanya Venus yang memiliki arah rotasi serupa, tetapi Uranus adalah satu-satunya yang berputar pada sisinya, sehingga tampil seolah “rebah” di orbitnya.
Waktu yang diperlukan Uranus untuk menyelesaikan satu orbit mengelilingi Matahari adalah 84 tahun, yang menjadikannya salah satu planet dengan orbit terpanjang. Meskipun begitu, Uranus memiliki hari yang relatif pendek, dengan waktu rotasi sekitar 17 jam untuk menyelesaikan satu putaran penuh pada porosnya.
Sejarah Penemuan
Meskipun Uranus dapat dilihat dengan mata telanjang, pengamatannya tidak mudah diklasifikasikan sebagai planet selama berabad-abad. Selama bertahun-tahun, Uranus dikira sebagai bintang. Ada spekulasi bahwa Hipparchos mungkin menjadi orang pertama yang mencatat objek ini dalam katalog bintangnya pada tahun 128 SM, dan kemudian Uranus juga tercatat dalam Almagest karya Ptolemeus. Namun, pengamatan pasti pertama terjadi pada tahun 1690 ketika John Flamsteed, seorang astronom Inggris, melihatnya sebanyak enam kali dan mengkatalogkannya sebagai “34 Tauri.” Charles Le Monnier kemudian juga mengamati objek ini sekitar 14 kali antara tahun 1750 hingga 1769.
Misteri tentang objek ini akhirnya terpecahkan oleh William Herschel pada 13 Maret 1781. Dengan teleskopnya, Herschel mengamati Uranus dan, meskipun awalnya mengira itu adalah komet, laporan lebih lanjut kepada astronom lain menunjukkan bahwa objek ini sebenarnya adalah sebuah planet. Pada 1783,
Pembentukan
Proses pembentukan Uranus dan Neptunus diduga melibatkan dinamika kompleks yang dikaji melalui model simulasi yang dikenal sebagai model Nice. Menurut model ini, Uranus dan Neptunus terbentuk lebih dekat ke Matahari sebelum akhirnya berpindah ke posisi mereka saat ini. Tata Surya diyakini terbentuk dari nebula pra-matahari, yaitu awan gas dan debu raksasa yang berputar. Sebagian besar materi dalam nebula ini berkumpul membentuk Matahari, sementara sisa debu dan gas menyatu menjadi planet-planet awal, atau proto-planet.
Selama proses pembesaran ini, beberapa planet mampu menarik gas nebula yang tersisa dengan gravitasi mereka, membentuk lapisan atmosfer yang tebal. Proses pembentukan ini diperkirakan berlangsung sekitar 4,5 miliar tahun lalu, sedangkan perpindahan planet ke orbit saat ini terjadi sekitar 4 miliar tahun lalu. Model Nice memberikan wawasan penting tentang pengaruh interaksi gravitasi antar-planet terhadap posisi dan orbit planet gas besar seperti Uranus dan Neptunus dalam Tata Surya.
Karakteristik Unik Uranus dan Dinamika Orbitnya
Uranus adalah planet ketujuh dari Matahari, berjarak rata-rata 20 AU atau 2 miliar kilometer. Orbitnya menunjukkan pergeseran 1° ke arah barat setiap 72 tahun, dengan variasi jarak antara titik terdekat dan terjauhnya mencapai 1,8 AU. Dengan massa sekitar 8,681 × 10^25 kg, Uranus memiliki massa sekitar 14,5 kali massa Bumi, meski masih merupakan yang terkecil di antara planet raksasa. Diameternya mencapai sekitar 51.118 kilometer, atau empat kali diameter Bumi, menjadikannya planet terbesar ketiga dari segi ukuran, dengan volume 63 kali lebih besar dari Bumi.
Kemiringan aksial Uranus, yang mencapai 97,77°, membuatnya berputar hampir pada sisinya, yang sangat berbeda dari planet lain di Tata Surya. Akibat orientasi unik ini, Uranus mengalami musim ekstrem di mana kutub-kutubnya bergantian berada dalam siang atau malam hari terus-menerus selama 42 tahun. Ketika berada di ekuinoks, Matahari menghadap langsung ke ekuator Uranus, menciptakan periode siklus siang-malam yang lebih mirip dengan planet lain.
Rotasi Uranus berlangsung sekitar 17 jam 14 menit di interiornya, sedangkan atmosfernya dengan angin kencang memungkinkan rotasi penuh dalam waktu sekitar 14 jam. Meskipun ekuator Uranus lebih panas dibandingkan dengan kutub-kutubnya, para ilmuwan masih belum sepenuhnya memahami alasan di balik fenomena ini. Diperkirakan, kemiringan aksial dan dinamika termal yang unik ini mungkin disebabkan oleh tabrakan besar antara Uranus dan protoplanet berukuran Bumi sekitar 3 hingga 4 miliar tahun yang lalu.
Struktur Planet
Model standar struktur Uranus terdiri dari tiga lapisan: inti batuan silikat/besi-nikel di pusatnya, mantel es di tengah, dan lapisan luar berupa selubung gas hidrogen/helium. Inti Uranus diperkirakan memiliki massa sekitar 0,55 kali massa Bumi dengan radius kurang dari 20% dari total radius Uranus. Mantel es membentuk sebagian besar planet ini, dengan massa sekitar 13,4 kali massa Bumi. Atmosfer atasnya relatif tipis, memiliki massa sekitar 0,5 kali massa Bumi dan mencakup sekitar 20% radius Uranus. Kepadatan inti mencapai sekitar 9 g/cm³, dengan tekanan sekitar 8 juta bar dan suhu sekitar 5.000 K. Istilah “mantel es” sebenarnya tidak merujuk pada es dalam arti biasa, tetapi pada cairan panas dan padat yang terdiri dari air, amonia, dan zat volatil lainnya.
Dipercaya bahwa suhu dan tekanan ekstrem di dalam Uranus menyebabkan atom karbon mengembun menjadi kristal berlian, yang kemudian turun sebagai hujan berlian padat. Hujan berlian serupa juga diperkirakan terjadi di Jupiter, Saturnus, dan Neptunus. Faktor utama yang membedakan Uranus dan Neptunus dari Saturnus dan Jupiter adalah dominasi unsur es dibandingkan gas, sehingga keduanya digolongkan sebagai “raksasa es”. Raksasa es diyakini memiliki lautan cairan, sedangkan raksasa gas sekitar 85% terdiri dari gas.
Uranus tidak memiliki permukaan padat karena struktur interiornya yang berwujud cair. Atmosfer yang terdiri dari gas secara bertahap bertransisi ke lapisan cairan internal. Namun, untuk memudahkan pemahaman, Uranus dianggap memiliki “permukaan” pada titik di mana tekanan atmosfernya setara dengan 1 bar, berupa sferoid oblat yang berputar.
Meskipun merupakan planet terdingin di Tata Surya, alasan di balik hal ini masih belum diketahui. Diduga, ada semacam penghalang di lapisan atas planet yang mencegah panas dari inti Uranus mencapai permukaan. Teori lain menyatakan bahwa setelah mengalami tabrakan besar, Uranus melepaskan sebagian besar panas primordialnya, sehingga suhu inti planet ini menjadi sangat rendah.
Atmosfer Uranus
Atmosfer Uranus terdiri dari beberapa lapisan dengan karakteristik unik pada setiap lapisannya, tanpa adanya permukaan padat. Komponen utama atmosfer ini adalah gas hidrogen dan helium, ditambah sejumlah kecil metana yang menyebabkan warna biru kehijauan pada planet ini. Senyawa lainnya, seperti amonia, air, hidrogen sulfida, karbon dioksida, dan karbon monoksida, mungkin berasal dari sumber luar seperti debu antarbintang dan komet.
Atmosfer Uranus terbagi menjadi tiga lapisan utama: troposfer, stratosfer, dan termosfer. Troposfer adalah lapisan atmosfer terendah dan paling dinamis, di mana terjadi perubahan suhu dan tekanan yang signifikan. Di atasnya, stratosfer menunjukkan kenaikan suhu yang stabil dengan ketinggian, sedangkan termosfer adalah lapisan terluar yang sangat panas dan membentuk korona planet ini.
Berbeda dengan planet lainnya, atmosfer Uranus tidak memiliki mesosfer. Hal ini menyebabkan perubahan suhu dan tekanan terjadi secara langsung antara stratosfer dan termosfer. Berikut adalah rincian karakteristik setiap lapisan atmosfer Uranus:
- Troposfer
Memiliki rentang ketinggian mencapai -300 hingga 50 km (-186 hingga 31 mil) dengan tekanan mencapai 100 hingga 0,1 bar. Suhu di lapisan ini menurun dari sekitar 320 K (47 °C atau 116 °F) di bagian dasar hingga 53 K (-220 °C atau -364 °F) di bagian atas. Troposfer memiliki struktur awan yang kompleks dan aktif, serta merupakan tempat terjadinya fenomena atmosfer dinamis seperti angin kencang, awan cerah, dan perubahan musim. - Stratosfer
Memiliki rentang ketinggian mencapai 50 hingga 4.000 km (31 hingga 2.485 mil) dengan tekanan mencapai 0,1 hingga 10^-10 bar. Suhu di stratosfer perlahan-lahan meningkat dengan ketinggian, mulai dari 53 K (−220 °C atau −364 °F) di batas bawah hingga antara 800 dan 850 K (527–577 °C atau 980–1.070 °F) di bagian atas. Pemanasan ini disebabkan oleh penyerapan radiasi ultraviolet (UV) dan inframerah (IR) dari Matahari oleh metana dan hidrokarbon lainnya. - Termosfer
Memiliki rentang ketinggian mencapai 4.000 km hingga 50.000 km (2.485 hingga 31.068 mil) dengan tekanan yang sangat rendah mendekati ruang hampa. Suhu di termosfer berkisar antara 800 hingga 850 K secara konstan. Termosfer membentuk korona planet ini dan merupakan lapisan terluar dari atmosfer Uranus, di mana suhu tinggi dihasilkan dari interaksi radiasi UV Matahari dengan gas di atmosfer atas.
Iklim Uranus
Atmosfer Uranus terlihat relatif hambar jika dibandingkan dengan planet raksasa lainnya, terutama dengan Neptunus yang memiliki karakteristik yang serupa. Ketika wahana antariksa Voyager 2 melintas Uranus pada tahun 1986 silam, hanya sekitar 10 fitur awan yang terdeteksi di seluruh planet. Para ilmuwan mengemukakan bahwa alasan minimnya aktivitas atmosfer ini mungkin karena Uranus memiliki panas internal yang jauh lebih rendah dibandingkan dengan planet raksasa lainnya.
Namun, pemahaman ini berubah ketika Teleskop Luar Angkasa Hubble melakukan pengamatan lebih lanjut terhadap Uranus. Hasil analisis menunjukkan bahwa planet ini sebenarnya memiliki cuaca yang dinamis, termasuk badai yang dapat berukuran sebesar setengah dari Amerika Serikat, bahkan dua kali lebih besar. Fitur-fitur atmosfer ini menunjukkan bahwa Uranus tidak sesederhana yang pernah diperkirakan.
Pada tahun 2006, ditemukan adanya awan gelap besar yang menunjukkan aktivitas badai signifikan seperti pada gambar dibawah ini. Badai ini diperkirakan memiliki ukuran sekitar dua pertiga dari luas Amerika Serikat. Suhu rata-rata di awan tersebut mencapai -315 derajat Fahrenheit (-193 derajat Celsius). Kecepatan angin di Uranus juga sangat tinggi, mencapai hingga 560 mil per jam (900 kilometer per jam), dengan arah tiupan retrograde di sekitar ekuatornya, berlawanan dengan arah rotasi planet.
Satelit Alami Uranus
Seperti planet-planet raksasa lainnya, Uranus memiliki banyak satelit alami. Hingga saat ini, telah ditemukan 27 bulan yang mengorbit planet ini, yang diberi nama dari tokoh-tokoh karya Shakespeare dan Alexander Pope. Meskipun sistem satelit Uranus adalah yang paling kecil massanya di antara planet-planet raksasa, terdapat lima satelit utama yang menonjol, yaitu Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, dan Oberon yang bisa dibahas disini.
Walaupun ukuran bulan-bulan Uranus ini relatif kecil, massa gabungan kelima satelit utamanya masih kurang dari setengah massa Triton, bulan terbesar Neptunus. Setiap satelitnya memiliki luas permukaan yang lebih kecil dari benua Australia dan kebanyakan tidak memiliki atmosfer. Berdasarkan penelitian, ditemukan bahwa bulan-bulan Uranus mungkin memiliki lapisan lautan tipis dengan kadar garam yang tinggi. Hal ini didukung oleh sisa panas internal dari pembentukan mereka, serta kandungan amonia yang berperan sebagai zat antibeku, menjaga air tetap cair bahkan pada suhu yang sangat rendah.
Para peneliti memperkirakan bahwa lautan di bulan-bulan Uranus ini memiliki sekitar 150 gram garam per liter air. Sebagai perbandingan, Great Salt Lake di Utah, Amerika Serikat, memiliki tingkat keasinan dua kali lipat lebih tinggi, namun kehidupan tetap bisa bertahan di lingkungan tersebut. Kondisi ini dapat menunjukkan kemungkinan adanya habitat potensial yang bisa mendukung kehidupan mikroorganisme ekstrem di bulan-bulan Uranus.
Penelitian yang sama juga menemukan bukti bahwa bulan Ariel baru-baru ini mengalami aktivitas geologis yang mungkin menyebabkan pelepasan cairan ke permukaannya. Temuan ini mendukung teori bahwa lautan di bulan-bulan Uranus dapat tetap terjaga, berkat kombinasi panas internal dan sifat antibeku dari amonia, yang memperpanjang keberadaan air dalam fase cair di lingkungan yang dingin.
Sistem Cincin Uranus
Uranus memiliki tiga belas cincin berbeda yang diperkirakan terbentuk sekitar 600 juta tahun yang lalu akibat tabrakan dengan bulan atau objek besar lainnya. Tidak seperti cincin Saturnus yang terang, cincin Uranus tampak gelap seperti arang karena albedo rendahnya. Keunikan lainnya adalah bahwa cincin-cincin ini sangat sempit. Cincin terlebar, yaitu cincin epsilon, memiliki lebar berkisar antara 20 hingga 100 kilometer.
Penemuan awal sembilan cincin Uranus terjadi pada tahun 1978. Dua cincin tambahan ditemukan oleh wahana antariksa Voyager 2 pada tahun 1986, dan dua lagi pada pengamatan tahun 2003–2005. Sebagian besar cincin Uranus tidak tembus pandang dan terdiri dari objek besar dengan diameter antara 0,2 hingga 20 meter, terbuat dari es air yang disertai bahan organik yang mengalami proses akibat radiasi gelap. Cincin-cincin ini mengorbit pada jarak antara 38.000 kilometer hingga 98.000 kilometer (sekitar 23.612 hingga 60.894 mil) dari pusat Uranus.
Bahan penyusun cincin Uranus yang sebagian besar berupa es air dengan campuran bahan organik yang telah termodifikasi oleh radiasi, memberikan warna gelap pada cincin-cincin tersebut. Kombinasi unik ini, bersama dengan ukuran dan jaraknya yang bervariasi dari planet, membuat cincin Uranus berbeda dari cincin planet lainnya di Tata Surya.
Penutup
Hingga saat ini, hanya satu misi luar angkasa yang pernah mengunjungi Uranus secara langsung, yaitu Voyager 2 yang melintasi planet ini pada tahun 1986. Misi ini memberikan banyak informasi dasar tentang Uranus, mulai dari komposisi atmosfer, sistem cincin, hingga keberadaan bulan-bulan utama planet ini. Namun, banyak aspek Uranus yang masih menjadi misteri bagi para ilmuwan, terutama terkait iklim, struktur internal, dan potensi adanya lautan di bulan-bulannya.
NASA sedang mempertimbangkan misi orbiter ke Uranus, yang diharapkan dapat diluncurkan pada 2030-an. Mungkin segitu saja yang kami sampaikan mengenai planet Uranus. Semoga informasi ini bermanfaat, dan terima kasih.
Referensi:
- https://nineplanets.org/uranus/ diakses pada 18 November 2024.
- https://science.nasa.gov/uranus/facts/ diakses pada 18 November 2024.
- https://www.inews.id/techno/sains/4-bulan-terbesar-uranus-diprediksi-mengubur-lautan-air-asin-begini-penjelasannya diakses pada 18 November 2024.
- https://warstek.com/4-bulan-uranus-di-prediksi-punya-lautan-menarik-juga diakses pada 18 November 2024.
- https://www.liputan6.com/feeds/read/5786078/urutan-planet-setelah-saturnus-adalah-mengenal-lebih-jauh-uranus-dan-neptunus?page=9 diakses pada 18 November 2024.