Uranus

Uranus ist der siebte Planet von der Sonne . Er ist ein gasförmiger, cyanfarbener Eisriese . Der Planet besteht größtenteils aus Wasser , Ammoniak und Methan in einem überkritischen Aggregatzustand , der in der Astronomie als „Eis“ oder flüchtige Stoffe bezeichnet wird . Die Atmosphäre des Planeten besitzt eine komplexe, geschichtete Wolkenstruktur und weist mit 49 K (−224 °C; −371 °F) die niedrigste Minimaltemperatur aller Planeten des Sonnensystems auf. Seine Achse ist um 82,23° geneigt, und seine Rotationsperiode beträgt 17 Stunden und 14 Minuten. Das bedeutet, dass seine Pole während eines Umlaufs um die Sonne von 84 Erdenjahren etwa 42 Jahre lang ununterbrochenem Sonnenlicht ausgesetzt sind, gefolgt von 42 Jahren ununterbrochener Dunkelheit.

Uranus besitzt den drittgrößten Durchmesser und die viertgrößte Masse aller Planeten im Sonnensystem. Nach aktuellen Modellen befindet sich in seinem flüchtigen Mantel ein Gesteinskern, der von einer dichten Atmosphäre aus Wasserstoff und Helium umgeben ist. In der oberen Atmosphäre wurden Spuren von Kohlenwasserstoffen (vermutlich durch Hydrolyse entstanden ) und Kohlenmonoxid sowie Kohlendioxid (vermutlich von Kometen stammend ) nachgewiesen. In der Atmosphäre des Uranus gibt es viele unerklärte Klimaphänomene , wie beispielsweise die maximale Windgeschwindigkeit von 900 km/h (560 mph) ^{[ 25 ]} , Schwankungen der Polkappe und die unregelmäßige Wolkenbildung. Der Planet weist zudem im Vergleich zu anderen Gasriesen eine sehr geringe innere Temperatur auf , deren Ursache weiterhin ungeklärt ist.

Wie die anderen Gasriesen besitzt auch Uranus ein Ringsystem , eine Magnetosphäre und zahlreiche natürliche Satelliten . Das extrem dunkle Ringsystem reflektiert nur etwa 2 % des einfallenden Lichts. Zu den 29 natürlichen Satelliten des Uranus gehören 19 bekannte reguläre Monde , von denen 14 kleine innere Monde sind . Weiter außen befinden sich die fünf größeren Monde des Planeten: Miranda , Ariel , Umbriel , Titania und Oberon . In deutlich größerer Entfernung umkreisen die zehn bekannten irregulären Monde Uranus . Die Magnetosphäre des Planeten ist stark asymmetrisch und enthält viele geladene Teilchen , die möglicherweise die Ursache für die Verdunkelung seiner Ringe und Monde sind.

Uranus ist mit bloßem Auge sichtbar, aber sehr lichtschwach und bewegt sich im Vergleich zu den Hintergrundsternen sehr langsam. Erst 1781, nach seiner ersten Beobachtung durch William Herschel , wurde er als Planet klassifiziert . Etwa sieben Jahrzehnte nach seiner Entdeckung einigte man sich darauf, den Planeten nach dem griechischen Gott Uranus (Ouranos), einem der griechischen Urgötter, zu benennen . Bis 2026 wurde er nur einmal besucht, und zwar 1986 von der Raumsonde Voyager 2. ^{[ 26 ]} Obwohl er heutzutage mit Teleskopen aufgelöst und beobachtet werden kann, besteht großes Interesse an einer erneuten Erkundung des Planeten. Dies zeigt sich unter anderem an der Entscheidung des Planetary Science Decadal Survey , die geplante Mission Uranus Orbiter and Probe (UPO) im Beobachtungszeitraum 2023–2032 zu einer Priorität zu machen, sowie am Vorschlag der CNSA , mit einer Subsonde von Tianwen-4 an Uranus vorbeizufliegen . ^{[ 27 ]}

Wie die klassischen Planeten ist Uranus mit bloßem Auge sichtbar, wurde aber aufgrund seiner geringen Helligkeit und langsamen Umlaufbahn von antiken Beobachtern nie als Planet erkannt. ^{[ 28 ]} William Herschel beobachtete Uranus erstmals am 13. März 1781, was zu seiner Entdeckung als Planet führte. Dadurch wurden die bekannten Grenzen des Sonnensystems erstmals in der Geschichte erweitert und Uranus zum ersten Planeten gemacht, der mithilfe eines Teleskops als solcher klassifiziert wurde . Die Entdeckung des Uranus verdoppelte zudem effektiv die Größe des bekannten Sonnensystems, da Uranus etwa doppelt so weit von der Sonne entfernt ist wie der Planet Saturn .

Bevor Uranus als Planet erkannt wurde, war er zwar schon oft beobachtet, wurde aber meist fälschlicherweise für einen Stern gehalten. Hipparch beobachtete ihn offenbar und maß 128 v. Chr. die Positionen von Sternen für seinen Katalog, der später in Ptolemäus ’ Almagest aufgenommen wurde . Der Katalog verzeichnet die Positionen von vier Sternen, die ein Viereck im Sternbild Jungfrau bilden . Einer dieser vier Sterne existiert nicht, doch Uranus befand sich im April 128 v. Chr. an dieser Position. ^{[ 29 ]} Die früheste gesicherte Sichtung erfolgte 1690, als John Flamsteed ihn mindestens sechsmal beobachtete und als 34 Tauri katalogisierte . James Bradley beobachtete ihn dreimal, in den Jahren 1748, 1750 und 1753.  Tobias Mayer beobachtete ihn einmal im Jahr 1756. Der französische Astronom Pierre Charles Le Monnier beobachtete Uranus zwischen 1750 und 1769 mindestens zwölfmal, darunter an vier aufeinanderfolgenden Nächten. ^{[ 30 ]}

William Herschel beobachtete Uranus am 13. März 1781 vom Garten seines Hauses in der New King Street 19 in Bath, Somerset , England (heute das Herschel Museum für Astronomie ) ^{[ 31 ]} und berichtete zunächst (am 26. April 1781) darüber, dass es sich um einen Kometen handele . ^{[ 32 ]} Mit einem selbstgebauten 6,2-Zoll-Spiegelteleskop führte Herschel „eine Reihe von Beobachtungen zur Parallaxe der Fixsterne durch“. ^{[ 32 ] [ 33 ]}

Herschel notierte in seinem Tagebuch: „Im Viertel nahe ζ Tauri  … entweder ein Nebelstern oder vielleicht ein Komet.“ ^{[ 34 ]} Am 17. März schrieb er: „Ich suchte nach dem Kometen oder Nebelstern und stellte fest, dass es ein Komet ist, denn er hat seine Position verändert.“ ^{[ 35 ]} Als er der Royal Society von seiner Entdeckung berichtete , beharrte er weiterhin darauf, einen Kometen gefunden zu haben, verglich ihn aber implizit auch mit einem Planeten: ^{[ 32 ]}

Die Vergrößerung des Okulars , das ich bei meiner ersten Beobachtung des Kometen verwendet hatte, betrug 227. Erfahrungsgemäß werden die Durchmesser von Fixsternen bei höheren Vergrößerungen nicht proportional vergrößert, wie es bei Planeten der Fall ist. Daher verwendete ich nun Okulare mit Vergrößerungen von 460 und 932 und stellte fest, dass der Durchmesser des Kometen proportional zur Vergrößerung zunahm, wie es angesichts der Annahme, dass es sich nicht um einen Fixstern handelte, zu erwarten war. Die Durchmesser der Vergleichssterne hingegen vergrößerten sich nicht im gleichen Verhältnis. Da der Komet weit über das hinaus vergrößert wurde, was sein Licht zuließ, erschien er mit diesen hohen Vergrößerungen verschwommen und unscharf, während die Sterne jenen Glanz und jene Schärfe behielten, die sie laut meiner Erfahrung aus vielen tausend Beobachtungen beibehielten. Die weiteren Beobachtungen bestätigten meine Vermutungen; es handelte sich um den Kometen, den wir kürzlich beobachtet hatten. ^{[ 32 ]}

Herschel teilte dem königlichen Astronomen Nevil Maskelyne seine Entdeckung mit und erhielt am 23. April 1781 diese verblüffte Antwort von ihm: „Ich weiß nicht, wie ich es nennen soll. Es könnte genauso gut ein normaler Planet sein, der sich auf einer nahezu kreisförmigen Bahn um die Sonne bewegt, wie ein Komet, der sich auf einer sehr exzentrischen Ellipse bewegt. Ich habe noch keine Koma oder einen Schweif daran gesehen.“ ^{[ 36 ]}

Obwohl Herschel sein neues Objekt weiterhin als Kometen bezeichnete, hegten andere Astronomen bereits Zweifel. Der finnisch-schwedische Astronom Anders Johan Lexell , der in Russland arbeitete, berechnete als Erster die Umlaufbahn des neuen Objekts. ^{[ 37 ]} Die nahezu kreisförmige Bahn deutete darauf hin, dass es sich eher um einen Planeten als um einen Kometen handelte. Der Berliner Astronom Johann Elert Bode beschrieb Herschels Entdeckung als „einen sich bewegenden Stern, der als ein bis dato unbekanntes, planetenähnliches Objekt jenseits der Saturnbahn angesehen werden kann“. ^{[ 38 ]} Bode schlussfolgerte, dass die nahezu kreisförmige Bahn eher der eines Planeten als der eines Kometen ähnelte. ^{[ 39 ]}

Das Objekt wurde bald als neuer Planet anerkannt. 1783 bestätigte Herschel dies gegenüber dem Präsidenten der Royal Society, Joseph Banks : „Nach den Beobachtungen der bedeutendsten Astronomen Europas scheint der neue Stern, auf den ich im März 1781 die Ehre hatte hinzuweisen, ein Hauptplanet unseres Sonnensystems zu sein.“ ^{[ 40 ]} In Anerkennung seiner Leistung gewährte König Georg III. Herschel ein jährliches Stipendium von 200 Pfund (entspricht 26.000 Pfund im Jahr 2025) ^{[ 41 ]} unter der Bedingung, dass er nach Windsor zog , damit die königliche Familie durch seine Teleskope blicken konnte. ^{[ 42 ]}

Der Name Uranus leitet sich vom altgriechischen Himmelsgott Uranus ( Altgriechisch : Οὐρανός ) ab, der in der römischen Mythologie als Caelus bekannt ist. Er war der Vater von Kronos ( Saturn ), Großvater von Zeus ( Jupiter ) und Urgroßvater von Ares ( Mars ), dessen Name im Lateinischen als Uranus ( IPA: [ˈuːranʊs] ) wiedergegeben wurde . ^{[ 2 ]} Er ist der einzige der acht Planeten, dessen englischer Name auf eine Figur der griechischen Mythologie zurückgeht . Die von Astronomen bevorzugte Aussprache des Namens Uranus ist / ˈ jʊər ə n ə s / YOOR -ə-nəs , ^{[ 1 ]} mit dem langen u des Englischen und Betonung auf der ersten Silbe wie im lateinischen Uranus, im Gegensatz zu / j ʊ ˈ reɪ n ə s / yuu- RAY -nəs , mit Betonung auf der zweiten Silbe und einem langen a , obwohl beide als akzeptabel gelten. ^{[ g ]}

Ein Konsens über den Namen wurde erst fast 70 Jahre nach der Entdeckung des Planeten erzielt. Während der ersten Diskussionen nach der Entdeckung bat Maskelyne Herschel, „der astronomischen Welt einen Gefallen zu tun, indem Sie Ihrem Planeten, der ganz Ihnen gehört und dessen Entdeckung wir Ihnen so sehr verdanken, einen Namen geben.“ ^{[ 44 ]} Auf Maskelynes Bitte hin entschied sich Herschel, das Objekt Georgium Sidus (Georgs Stern) oder „Georgischer Planet“ zu nennen, zu Ehren seines neuen Gönners, König Georg III. ^{[ 45 ]} Er erläuterte diese Entscheidung in einem Brief an Joseph Banks: ^{[ 40 ]}

In den sagenumwobenen Zeiten der Antike trugen die Planeten die Namen Merkur, Venus, Mars, Jupiter und Saturn, nach ihren wichtigsten Helden und Gottheiten. Im heutigen, eher philosophisch geprägten Zeitalter wäre es kaum angebracht, dieselbe Methode anzuwenden und unseren neu entdeckten Himmelskörper Juno, Pallas, Apollo oder Minerva zu nennen. Die erste Überlegung bei jedem Ereignis oder bemerkenswerten Vorfall scheint dessen Chronologie zu sein: Sollte man in ferner Zukunft fragen, wann dieser zuletzt entdeckte Planet entdeckt wurde, wäre die Antwort „zur Zeit König Georgs III.“ durchaus zufriedenstellend.

Herschels Namensvorschlag fand außerhalb Großbritanniens und Hannovers wenig Anklang, und bald wurden Alternativen vorgeschlagen. Der Astronom Jérôme Lalande schlug vor, den Planeten zu Ehren seines Entdeckers Herschel zu benennen. ^{[ 46 ]} Der schwedische Astronom Erik Prosperin schlug die Namen Astraea , Cybele (heute Asteroidennamen) und Neptun vor , der später zum Namen des nächsten entdeckten Planeten wurde . Auch Georg Lichtenberg aus Göttingen unterstützte Astraea (als Austräa ), die jedoch traditionell mit dem Sternbild Jungfrau und nicht mit dem Stier assoziiert wird. Neptun fand Unterstützung bei anderen Astronomen, die die Idee befürworteten, die Siege der britischen Marine im Amerikanischen Unabhängigkeitskrieg zu würdigen, indem sie den neuen Planeten entweder Neptun Georg III. oder Neptun Großbritannien nannten – ein Kompromiss, den auch Lexell vorschlug. ^{[ 37 ] [ 47 ]} Daniel Bernoulli schlug Hypercronius und Transaturnis vor . Auch Minerva wurde vorgeschlagen. ^{[ 47 ]}

In einer Abhandlung vom März 1782 schlug Johann Elert Bode den Namen Uranus vor , die latinisierte Form des griechischen Himmelsgottes Ouranos . [ ^{48 ] Bode} argumentierte, der Name solle der Mythologie folgen, um sich nicht von den anderen Planeten abzuheben, und Uranus sei als Vater der ersten Generation der Titanen ein passender Name . ^{[ 48 ]} Er hob zudem die Eleganz des Namens hervor, da Saturn der Vater des Jupiters sei und der neue Planet daher nach dem Vater des Saturn benannt werden solle. ^{[ 42 ] [ 48 ] [ 49 ] [ 50 ]} Offenbar war ihm jedoch nicht bewusst, dass Uranus lediglich die latinisierte Form des Namens der Gottheit war und das römische Äquivalent Caelus lautete. 1789 benannte Bodes Kollege von der Royal Academy, Martin Klaproth, sein neu entdecktes Element Uran, um Bodes Wahl zu unterstützen. ^{[ 51 ]} Letztendlich setzte sich Bodes Vorschlag durch und wurde 1850 allgemein gültig, als das HM Nautical Almanac Office , das letzte verbliebene Amt, von der Verwendung von Georgium Sidus auf Uranus umstellte . ^{[ 49 ]}

Uranus hat zwei astronomische Symbole . Das erste, ⛢, ^{[ h ],} wurde 1782 auf Bodes Bitte hin von Johann Gottfried Köhler vorgeschlagen. ^{[ 52 ]} Köhler schlug vor, dem neuen Planeten das Symbol für Platin zu geben , das erst 30 Jahre zuvor wissenschaftlich beschrieben worden war. Da es kein alchemistisches Symbol für Platin gab, schlug er vor, [ h] zu verwenden.⛢oder⛢Das erste Symbol, ⛢, ist eine Kombination der Planetenmetallsymbole ☉ (Gold) und ♂ (Eisen), da Platin (oder „Weißgold“) mit Eisen vermischt vorkommt. Bode war der Ansicht, dass eine aufrechte Ausrichtung, ⛢, besser zu den Symbolen der anderen Planeten passe und gleichzeitig die Eigenständigkeit bewahre. ^{[ 52 ]} Dieses Symbol ist in der modernen Astronomie weit verbreitet, sofern überhaupt Symbole verwendet werden. ^{[ 53 ] [ 54 ]} Das zweite Symbol, ♅, ^{[ i ],} wurde 1784 von Lalande vorgeschlagen. In einem Brief an Herschel beschrieb Lalande es als „ un globe surmonté par la première lettre de votre nom “ („ein Globus, über dem der erste Buchstabe Ihres Nachnamens steht“). ^{[ 46 ]} Dieses zweite Symbol ist in der Astrologie nahezu universell gebräuchlich.

In der englischsprachigen Populärkultur wird Humor oft aus der gebräuchlichen Aussprache des Namens Uranus abgeleitet, die der des Ausdrucks „your anus “ ähnelt. ^{[ 55 ]}

Uranus trägt in anderen Sprachen verschiedene Namen. Sein Name wird wörtlich übersetzt als „ Himmlischer Königsstern “ im Chinesischen (天王星; Tiānwángxīng ), Japanischen (天王星; Tennōsei ), Koreanischen (천왕성; Cheonwangseong ) und Vietnamesischen ( sao Thiên Vương ). ^{[ 56 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ]} Im Thailändischen lautet sein offizieller Name Dao Yurenat ( ดาวยูเรนัส ), wie auch im Englischen. Sein anderer Name auf Thai ist Dao Maruettayu ( ดาวมฤตยู , Stern von Mṛtyu), abgeleitet vom Sanskrit- Wort für „Tod“, Mrtyu ( मृत्यु ). Auf Mongolisch heißt er Tengeriin Van ( Тэнгэрийн ван ), was so viel wie „König des Himmels“ bedeutet und die Rolle des gleichnamigen Gottes als Herrscher des Himmels widerspiegelt. Auf Hawaiianisch heißt er Heleʻekela , die hawaiianische Schreibweise von „Herschel“. ^{[ 60 ]}

Es wird argumentiert, dass die Unterschiede zwischen den Eisriesen und den Gasriesen auf ihre Entstehungsgeschichte zurückzuführen sind. ^{[ 61 ] [ 62 ] [ 63 ]} Das Sonnensystem soll sich aus einer rotierenden Scheibe aus Gas und Staub, dem sogenannten präsolaren Nebel , gebildet haben . Ein Großteil des Nebelgases, hauptsächlich Wasserstoff und Helium, bildete die Sonne, und die Staubkörner sammelten sich zu den ersten Protoplaneten. Mit dem Wachstum der Planeten sammelten einige von ihnen schließlich so viel Materie an, dass ihre Gravitation das restliche Gas des Nebels festhielt. ^{[ 61 ] [ 62 ] [ 64 ]} Je mehr Gas sie hielten, desto größer wurden sie; je größer sie wurden, desto mehr Gas hielten sie fest, bis ein kritischer Punkt erreicht war und ihre Größe exponentiell zuzunehmen begann. ^{[ 65 ]} Die Eisriesen, die nur wenige Erdmassen an Nebelgas enthielten, erreichten diesen kritischen Punkt nie. ^{[ 61 ] [ 62 ] [ 66 ]} Jüngste Simulationen der Planetenmigration legen nahe, dass sich beide Eisriesen näher an der Sonne bildeten als an ihren heutigen Positionen und sich nach ihrer Entstehung nach außen bewegten (das Nizza-Modell ). ^{[ 61 ]}

Uranus umkreist die Sonne einmal alle 84 Jahre. Vor dem Hintergrund der Sterne betrachtet, ist der Planet seit seiner Entdeckung im Jahr 1781 ^{[ 67 ]} zweimal – im März 1865 und im März 1949 – an den Punkt seiner Entdeckung nordöstlich des Doppelsterns Zeta Tauri zurückgekehrt und wird diesen Ort im April 2033 wieder erreichen. ^{[ 68 ]}

Da die Periode sehr nahe an 84 Jahren liegt, entspricht seine scheinbare Position am Sternenhimmel nahezu genau der Position vor 84 Jahren (siehe Grafik). Die rückläufige Bewegung des Uranus bringt ihn jedes Jahr wieder in etwa an die östlichste Position des Vorjahres.

Seine mittlere Entfernung zur Sonne beträgt etwa 20  AE (3  Milliarden  km ; 2 Milliarden  Meilen ). Der Unterschied zwischen seiner minimalen und maximalen Entfernung zur Sonne beträgt 1,8 AE und ist damit größer als bei jedem anderen Planeten, jedoch nicht so groß wie beim Zwergplaneten Pluto . ^{[ 69 ]} Die Intensität des Sonnenlichts nimmt umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung ab – auf Uranus (der etwa 20-mal so weit von der Sonne entfernt ist wie die Erde) beträgt sie etwa 1/400 der Lichtintensität auf der Erde. ^{[ 70 ]}

Die Bahnelemente des Uranus wurden erstmals 1783 von Pierre-Simon Laplace berechnet . ^{[ 71 ]} Mit der Zeit traten Diskrepanzen zwischen den vorhergesagten und den beobachteten Umlaufbahnen auf, und 1841 schlug John Couch Adams erstmals vor, dass die Unterschiede auf die Gravitationskraft eines unsichtbaren Planeten zurückzuführen sein könnten. 1845 begann Urbain Le Verrier seine eigenen unabhängigen Forschungen zur Umlaufbahn des Uranus. Am 23. September 1846 entdeckte Johann Gottfried Galle einen neuen Planeten, den späteren Neptun , nahezu an der von Le Verrier vorhergesagten Position. ^{[ 72 ]}

Die Rotationsperiode des Uranusinneren beträgt 17 Stunden, 14 Minuten und 52 Sekunden ^{[ 15 ].} Dieser Wert wurde durch die Beobachtung der Rotationsbewegung der Uranus-Aurora bestimmt. ^{[ 73 ]} Wie auf allen Gasriesen herrschen auch in der oberen Atmosphäre des Uranus starke Winde in Rotationsrichtung. In manchen Breiten, beispielsweise um den 60. südlichen Breitengrad, bewegen sich die sichtbaren Strukturen der Atmosphäre deutlich schneller und vollführen eine vollständige Rotation in nur 14 Stunden. ^{[ 74 ]}

Die Rotationsachse des Uranus verläuft annähernd parallel zur Ebene des Sonnensystems. Die Achsenneigung kann entweder mit 82,23° oder mit 97,77° angegeben werden, je nachdem, welcher Pol als Nordpol definiert wird. ^{[ j ]} Ersteres entspricht der Definition der Internationalen Astronomischen Union, wonach der Nordpol derjenige Pol ist, der auf der Seite des Nordpols der Erde in der unveränderlichen Ebene des Sonnensystems liegt. Nach dieser Definition rotiert Uranus retrograd . Alternativ kann die Achsenneigung des Uranus auch mit 97,77° angegeben werden, wobei die Polarität umgekehrt wird und der Planet somit prograd rotiert. ^{[ 75 ]} Dies führt zu Jahreszeiten , die sich deutlich von denen der anderen Planeten unterscheiden. Auch Pluto und der Asteroid 2 Pallas weisen extreme Achsenneigungen auf. Nahe der Sonnenwende ist ein Pol der Sonne ununterbrochen zugewandt, der andere abgewandt. Nur ein schmaler Streifen um den Äquator herum weist einen schnellen Tag-Nacht-Zyklus auf, wobei die Sonne tief über dem Horizont steht. Auf der anderen Seite der Uranusbahn ist die Ausrichtung der Pole zur Sonne umgekehrt. Jeder Pol erhält etwa 42 Jahre ununterbrochenes Sonnenlicht, gefolgt von 42 Jahren Dunkelheit. ^{[ 76 ]} Um die Tagundnachtgleichen herum steht die Sonne am Äquator des Uranus, wodurch sich ein Tag-Nacht-Zyklus ergibt, der dem der meisten anderen Planeten ähnelt.

Eine Folge dieser Achsenausrichtung ist, dass die polarnahen Regionen des Uranus, gemittelt über ein Uranusjahr, mehr Energie von der Sonne erhalten als seine Äquatorregionen. Dennoch ist Uranus am Äquator heißer als an den Polen. Der zugrundeliegende Mechanismus ist unbekannt. Auch die Ursache der ungewöhnlichen Achsenneigung des Uranus ist nicht mit Sicherheit geklärt. Man vermutet jedoch, dass während der Entstehung des Sonnensystems ein erdgroßer Protoplanet mit Uranus kollidierte und so die geneigte Achse verursachte. ^{[ 77 ]} Forschungen von Jacob Kegerreis von der Universität Durham legen nahe, dass die Neigung durch den Einschlag eines größeren Protoplaneten vor 3 bis 4 Milliarden Jahren entstanden ist. ^{[ 78 ]} Zum Zeitpunkt des Vorbeiflugs von Voyager 2 im Jahr 1986 war der Südpol des Uranus fast direkt auf die Sonne gerichtet. ^{[ 79 ] [ 80 ]}

Die ungewöhnliche Rotationsachse des Uranus wurde von Astronomen bereits seit Herschels Entdeckung von Titania und Oberon vermutet ; Laplace berechnete 1805 die Neigung der Mondbahnen zur Äquatorebene des Planeten. ^{[ 81 ]}

Die mittlere scheinbare Helligkeit des Uranus beträgt 5,68 mag mit einer Standardabweichung von 0,17 mag, die Extremwerte liegen bei 5,38 mag und 6,03 mag. ^{[ 21 ]} Dieser Helligkeitsbereich liegt nahe der Grenze der Sichtbarkeit mit bloßem Auge . Ein Großteil der Helligkeitsschwankungen hängt von den Breitengraden des Planeten ab, die von der Sonne beleuchtet und von der Erde aus beobachtet werden. ^{[ 83 ]} Sein Winkeldurchmesser liegt zwischen 3,4 und 3,7 Bogensekunden, im Vergleich zu 16 bis 20 Bogensekunden beim Saturn und 32 bis 45 Bogensekunden beim Jupiter. ^{[ 84 ]} In Opposition ist Uranus bei dunklem Himmel mit bloßem Auge sichtbar und selbst in der Stadt mit einem Fernglas gut zu beobachten. ^{[ 7 ]} An größeren Amateurteleskopen mit einem Objektivdurchmesser zwischen 15 und 23 cm erscheint Uranus als blasscyanfarbene Scheibe mit deutlicher Randverdunkelung . Mit einem großen Teleskop von 25 cm oder mehr Öffnung können Wolkenmuster sowie einige der größeren Monde, wie Titania und Oberon , sichtbar gemacht werden. ^{[ 85 ]}

Die Masse des Uranus beträgt etwa das 14,5-Fache der Erdmasse, womit er der masseärmste der Gasriesen ist. Sein Durchmesser ist mit etwa dem Vierfachen des Erddurchmessers etwas größer als der des Neptun . Die daraus resultierende Dichte von 1,27 g/ ^cm³ macht Uranus nach Saturn zum zweitleichtesten Planeten. ^{[ 11 ] [ 86 ]} Dieser Wert deutet darauf hin, dass er hauptsächlich aus verschiedenen Eisarten wie Wasser, Ammoniak und Methan besteht. ^{[ 19 ]} Die Gesamtmasse des Eises im Inneren des Uranus ist nicht genau bekannt, da je nach gewähltem Modell unterschiedliche Werte ermittelt werden; sie dürfte zwischen 9,3 und 13,5 Erdmassen liegen. ^{[ 19 ] [ 87 ]} Wasserstoff und Helium machen nur einen geringen Teil der Gesamtmasse aus, nämlich zwischen 0,5 und 1,5 Erdmassen. ^{[ 19 ]} Der Rest der Nicht-Eis-Masse (0,5 bis 3,7 Erdmassen) besteht aus Gesteinsmaterial . ^{[ 19 ]}

Das Standardmodell der Uranusstruktur geht von drei Schichten aus: einem Gesteinskern ( Silikat / Eisen -Nickel ) im Zentrum, einem Eismantel in der Mitte und einer äußeren Gashülle aus Wasserstoff und Helium. ^{[ 19 ] [ 88 ]} Der Kern ist mit einer Masse von nur 0,55 Erdmassen und einem Radius von weniger als 20 % des Planetenradius relativ klein. Der Mantel macht den größten Teil aus und hat etwa 13,4 Erdmassen. Die obere Atmosphäre ist mit etwa 0,5 Erdmassen relativ dünn und erstreckt sich über die letzten 20 % des Uranusradius. ^{[ 19 ] [ 88 ]} Die Kerndichte des Uranus beträgt etwa 9 g/cm³ ^, der Druck im Zentrum 8 Millionen  Bar (800 GPa ) und die Temperatur etwa 5000  K. ^{[ 87 ] [ 88 ]} Der Eismantel besteht nicht aus Eis im herkömmlichen Sinne, sondern aus einer heißen und dichten Flüssigkeit, die aus Wasser, Ammoniak und anderen flüchtigen Bestandteilen besteht . ^{[ 19 ] [ 88 ]} Diese Flüssigkeit, die eine hohe elektrische Leitfähigkeit aufweist, wird mitunter als Wasser-Ammoniak-Ozean bezeichnet. ^{[ 89 ]}

Der extreme Druck und die hohen Temperaturen im Inneren des Uranus könnten die Methanmoleküle aufspalten, wobei die Kohlenstoffatome zu Diamantkristallen kondensieren, die wie Hagelkörner durch den Erdmantel fallen. ^{[ 90 ] [ 91 ]} Dieses Phänomen ähnelt Diamantregen, dessen Existenz Wissenschaftler auf Jupiter , Saturn und Neptun vermuten . ^{[ 92 ] [ 93 ]} Hochdruckexperimente im Lawrence Livermore National Laboratory legen nahe, dass ein Ozean aus metallischem, flüssigem Kohlenstoff, möglicherweise mit darin schwimmenden, festen „Diamantbergen“, die Basis des Erdmantels bilden könnte. ^{[ 94 ] [ 95 ] [ 96 ]}

Die Zusammensetzung von Uranus und Neptun unterscheidet sich von der von Jupiter und Saturn . Eis überwiegt bei ihnen die Gase, was ihre separate Klassifizierung als Eisriesen rechtfertigt . Möglicherweise existiert eine Schicht aus ionischem Wasser, in der die Wassermoleküle in eine Mischung aus Wasserstoff- und Sauerstoffionen zerfallen, und tiefer liegendes superionisches Wasser, in dem der Sauerstoff kristallisiert, die Wasserstoffionen sich aber frei im Sauerstoffgitter bewegen. ^{[ 97 ]}

Das oben betrachtete Modell ist zwar weit verbreitet, aber nicht das einzige; auch andere Modelle erklären die Beobachtungen. Beispielsweise würde eine Mischung aus beträchtlichen Mengen Wasserstoff und Gesteinsmaterial im Eismantel zu einer geringeren Gesamtmasse des Eises im Inneren und entsprechend einer höheren Gesamtmasse von Gestein und Wasserstoff führen. Die derzeit verfügbaren Daten erlauben keine wissenschaftliche Bestimmung, welches Modell zutrifft. ^{[ 87 ]} Aufgrund seiner flüssigen inneren Struktur besitzt Uranus keine feste Oberfläche. Die gasförmige Atmosphäre geht allmählich in die inneren Flüssigkeitsschichten über. ^{[ 19 ]} Der Einfachheit halber wird ein rotierendes abgeplattetes Sphäroid, dessen Oberfläche an dem Punkt mit einem Atmosphärendruck von 1 bar (100 kPa) liegt, als „Oberfläche“ definiert. Sie hat einen Äquatorialradius von 25.559 ± 4 km (15.881,6 ± 2,5 mi) und einen Polarradius von 24.973 ± 20 km (15.518 ± 12 mi). ^{[ 11 ]} Diese Fläche dient im gesamten Artikel als Nullpunkt für Höhenangaben.

Die innere Wärme des Uranus ist deutlich geringer als die der anderen Riesenplaneten; astronomisch gesprochen weist er einen geringen Wärmefluss auf . ^{[ 25 ] [ 98 ]} Warum die innere Temperatur des Uranus so niedrig ist, ist noch immer nicht geklärt. Neptun, der Uranus in Größe und Zusammensetzung nahezu identisch ist, strahlt 2,61-mal so viel Energie ins All ab, wie er von der Sonne empfängt, ^{[ 25 ]} Uranus hingegen strahlt kaum überschüssige Wärme ab. Die gesamte vom Uranus im fernen Infrarotbereich (d. h. im Wärmebereich) abgestrahlte Leistung beträgt1,06 ± 0,08 Mal so viel Sonnenenergie, wie in seiner Atmosphäre absorbiert wird . ^{[ 20 ] [ 17 ]} Der Wärmefluss des Uranus beträgt nur0,042 ± 0,047  W / m² ^, was niedriger ist als der interne Wärmestrom der Erde von etwa0,075  W / m² ^{. [ 17 ]} Die niedrigste jemals in der Tropopause des Uranus gemessene Temperatur beträgt 49 K (−224,2 °C; −371,5 °F), was Uranus zum kältesten Planeten im Sonnensystem macht. ^{[ 20 ] [ 17 ]}

Eine der Hypothesen für diese Diskrepanz besagt, dass der mutmaßliche erdgroße Impaktor, der für die Achsenneigung des Uranus verantwortlich sein soll, den Planetenkern verarmt hat, da der Einschlag dazu führte, dass Uranus den größten Teil seiner ursprünglichen Wärme abgab. ^{[ 99 ]} Eine andere Hypothese geht davon aus, dass in den oberen Schichten des Uranus eine Art Barriere existiert, die verhindert, dass die Wärme des Kerns die Oberfläche erreicht. ^{[ 19 ]} Beispielsweise könnte Konvektion in Schichten unterschiedlicher Zusammensetzung stattfinden, was den Wärmetransport nach oben behindern könnte ; ^{[ 20 ] [ 17 ]} möglicherweise ist die doppelte diffusive Konvektion ein limitierender Faktor. ^{[ 19 ]}

In einer Studie aus dem Jahr 2021 wurden die inneren Bedingungen der Eisriesen simuliert, indem Wasser komprimiert wurde, das Mineralien wie Olivin und Ferroperiklas enthielt . Die Ergebnisse zeigten, dass große Mengen Magnesium im flüssigen Inneren von Uranus und Neptun gelöst sein könnten. Sollte Uranus mehr Magnesium enthalten als Neptun, könnte dies eine Wärmedämmschicht bilden und somit möglicherweise die niedrige Temperatur des Planeten erklären. ^{[ 100 ]}

Obwohl es im Inneren des Uranus keine klar definierte feste Oberfläche gibt, wird der äußerste Teil seiner Gashülle, der für Fernerkundung zugänglich ist, als Atmosphäre bezeichnet . ^{[ 20 ]} Die Fernerkundung reicht bis in eine Tiefe von etwa 300 km unterhalb des 1-bar-Niveaus (100 kPa), wo ein entsprechender Druck von etwa 100 bar (10 MPa) und eine Temperatur von 320 K (47 °C; 116 °F) herrschen. ^{[ 102 ]} Die dünne Thermosphäre erstreckt sich über zwei Planetenradien von der nominellen Oberfläche, die als bei einem Druck von 1 bar liegend definiert ist. ^{[ 103 ]} Die Uranusatmosphäre lässt sich in drei Schichten unterteilen: die Troposphäre in Höhen zwischen −300 und 50 km (−186 und 31 Meilen) und Drücken von 100 bis 0,1 bar (10 MPa bis 10 kPa); Die Stratosphäre erstreckt sich in Höhen zwischen 50 und 4.000 km und Drücken zwischen 0,1 und 10⁻¹⁰ ^bar  ( 10 kPa bis 10  μPa ); die Thermosphäre reicht von 4.000 km bis zu 50.000 km über der Erdoberfläche. ^{[ 20 ]} Eine Mesosphäre existiert nicht .

Die Zusammensetzung der Uranusatmosphäre unterscheidet sich von der des Uranusinneren und besteht hauptsächlich aus molekularem Wasserstoff und Helium. ^{[ 20 ]} Der Helium -Molenbruch , d. h. die Anzahl der Heliumatome pro Gasmolekül, beträgt0,15 ± 0,03 ^{[ 24 ]} in der oberen Troposphäre, was einem Massenanteil entspricht0,26 ± 0,05 . ^{[ 20 ] [ 17 ]} Dieser Wert liegt nahe am protosolaren Heliummassenanteil von0,275 ± 0,01 , ^{[ 104 ]} _, was darauf hindeutet, dass sich Helium im Gegensatz zu den Gasriesen nicht im Zentrum des Uranus abgelagert hat. ^{[ 20 ]} Methan ( CH₄ ) ist der dritthäufigste Bestandteil der Uranusatmosphäre . ^{[ 20 ]} Methan weist ausgeprägte Absorptionsbanden im sichtbaren und nahinfraroten Bereich (IR) auf, wodurch Uranus aquamarin oder cyan erscheint . ^{[ 20 ]} Unterhalb der Methanwolkendecke beträgt der Molenbruch der Methanmoleküle bei einem Druck von 1,3 bar (130 kPa) 2,3 % der Atmosphäre; dies entspricht etwa dem 20- bis 30-Fachen der Kohlenstoffhäufigkeit in der Sonne. ^{[ 20 ] [ 23 ] [ 105 ]}

Das Mischungsverhältnis ^{[ k ]} ist in der oberen Atmosphäre aufgrund der extrem niedrigen Temperatur deutlich geringer, was den Sättigungsgrad senkt und überschüssiges Methan ausfrieren lässt. ^{[ 106 ]} Die Konzentrationen weniger flüchtiger Verbindungen wie Ammoniak, Wasser und Schwefelwasserstoff in der tiefen Atmosphäre sind nur unzureichend bekannt. Sie liegen wahrscheinlich ebenfalls über den solaren Werten. _[ ^{20 ] [ 107 ] Neben} Methan finden sich in der Stratosphäre des Uranus Spuren verschiedener Kohlenwasserstoffe , die vermutlich durch Photolyse _von Methan unter Einwirkung solarer ultravioletter ₍ UV- ) _Strahlung entstehen . ^{[ 108 ]} Dazu gehören Ethan ( C₂H₆ ) , Acetylen ( C₂H₂ ₎ , Methylacetylen ( CH₃C₂H ₎ und Diacetylen ( _C₂HC₂H ) _. ^{[ 106 ] [ 109 ] [ 110 ]} Spektroskopische Untersuchungen haben zudem Spuren von Wasserdampf, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid in der oberen Atmosphäre nachgewiesen, die nur von einer externen Quelle wie einfallendem Staub und Kometen stammen können . ^{[ 109 ] [ 110 ] [ 111 ]}

Die Troposphäre ist der unterste und dichteste Teil der Atmosphäre und zeichnet sich durch eine mit der Höhe abnehmende Temperatur aus. ^{[ 20 ]} Die Temperatur sinkt von etwa 320 K (47 °C; 116 °F) an der Basis der nominellen Troposphäre in −300 km Höhe auf 53 K (−220 °C; −364 °F) in 50 km Höhe. ^{[ 102 ] [ 105 ]} Die Temperaturen in der kältesten oberen Region der Troposphäre (der Tropopause ) variieren je nach Breitengrad zwischen 49 und 57 K (−224 und −216 °C; −371 und −357 °F). ^{[ 20 ] [ 98 ]} Die Tropopausenregion ist für den größten Teil der thermischen Ferninfrarotstrahlung des Uranus verantwortlich und bestimmt somit seine effektive Temperatur von 59,1 ± 0,3 K (−214,1 ± 0,3 °C; −353,3 ± 0,5 °F). ^{[ 98 ] [ 17 ]}

Die Troposphäre weist vermutlich eine hochkomplexe Wolkenstruktur auf. Wasserwolken befinden sich vermutlich im Druckbereich von 50 bis 100 bar (5 bis 10 MPa), Ammoniumhydrogensulfidwolken im Bereich von 20 bis 40 bar (2 bis 4 MPa), Ammoniak- oder Schwefelwasserstoffwolken zwischen 3 und 10 bar (0,3 bis 1 MPa) und schließlich wurden dünne Methanwolken direkt bei 1 bis 2 bar (0,1 bis 0,2 MPa) nachgewiesen. ^{[ 20 ] [ 23 ] [ 102 ] [ 112 ]} Die Troposphäre ist ein dynamischer Teil der Atmosphäre und zeichnet sich durch starke Winde, helle Wolken und jahreszeitliche Veränderungen aus. ^{[ 25 ]}

Die mittlere Schicht der uranischen Atmosphäre ist die Stratosphäre . Hier steigt die Temperatur im Allgemeinen mit der Höhe von 53 K (−220 °C; −364 °F) in der Tropopause auf 800 bis 850 K (527 bis 577 °C; 980 bis 1070 °F) an der Basis der Thermosphäre an. ^{[ 103 ]} Die Erwärmung der Stratosphäre wird durch die Absorption solarer UV- und IR-Strahlung durch Methan und andere Kohlenwasserstoffe verursacht , ^{[ 114 ]} die in diesem Teil der Atmosphäre durch Methan- Photolyse entstehen . ^{[ 108 ]} Wärme wird außerdem von der heißen Thermosphäre abgeleitet. ^{[ 114 ]} Die Kohlenwasserstoffe bilden eine relativ schmale Schicht in Höhen zwischen 100 und 300 km, was einem Druckbereich von 1000 bis 10 Pa und Temperaturen zwischen 75 und 170 K (−198 und −103 °C; −325 und −154 °F) entspricht. ^{[ 106 ] [ 109 ]}

Die häufigsten Kohlenwasserstoffe sind Methan, Acetylen und Ethan mit Mischungsverhältnissen von etwa 10.⁻⁷ relativ zu Wasserstoff. Das Mischungsverhältnis von Kohlenmonoxid ist in diesen Höhen ähnlich. ^{[ 106 ] [ 109 ] [ 111 ]} Schwerere Kohlenwasserstoffe und Kohlendioxid weisen um drei Größenordnungen niedrigere Mischungsverhältnisse auf. ^{[ 109 ]} Das Häufigkeitsverhältnis von Wasser beträgt etwa 7 × 10 .⁻⁹ . ^{[ 110 ]} Ethan und Acetylen kondensieren im kälteren unteren Teil der Stratosphäre und der Tropopause (unterhalb des 10 mbar-Niveaus) und bilden Dunstschichten, ^{[ 108 ]} die möglicherweise teilweise für das unscheinbare Erscheinungsbild des Uranus verantwortlich sind. Die Konzentration von Kohlenwasserstoffen in der uranischen Stratosphäre oberhalb des Dunstes ist deutlich geringer als in den Stratosphären der anderen Gasriesen. ^{[ 106 ] [ 115 ]}

Die äußerste Schicht der Uranusatmosphäre bilden die Thermosphäre und Korona mit einer gleichmäßigen Temperatur von etwa 800 K (527 °C) bis 850 K (577 °C). ^{[ 20 ] [ 115 ]} Die Wärmequellen, die für diese hohen Temperaturen notwendig sind, sind noch nicht vollständig erforscht, da weder die solare UV-Strahlung noch die Polarlichter die erforderliche Energie liefern können. Auch die geringe Kühlwirkung aufgrund des Mangels an Kohlenwasserstoffen in der Stratosphäre oberhalb eines Drucks von 0,1 mbar könnte eine Rolle spielen. ^{[ 103 ] [ 115 ]} Neben molekularem Wasserstoff enthält die Thermosphäre-Korona zahlreiche freie Wasserstoffatome. Ihre geringe Masse und die hohen Temperaturen erklären, warum sich die Korona bis zu 50.000 km (31.000 Meilen) – das entspricht dem Zweifachen des Uranusradius – von der Oberfläche erstreckt. ^{[ 103 ] [ 115 ]}

Diese ausgedehnte Korona ist ein einzigartiges Merkmal des Uranus. ^{[ 115 ]} Sie bremst unter anderem kleine Partikel, die den Uranus umkreisen, und führt so zu einer allgemeinen Verarmung der Uranusringe an Staub. ^{[ 103 ]} Die Thermosphäre des Uranus bildet zusammen mit dem oberen Teil der Stratosphäre die Ionosphäre des Uranus. ^{[ 105 ]} Beobachtungen zeigen, dass die Ionosphäre Höhen von 2.000 bis 10.000 km einnimmt. ^{[ 105 ]} Die Ionosphäre des Uranus ist dichter als die von Saturn oder Neptun, was auf die geringe Konzentration von Kohlenwasserstoffen in der Stratosphäre zurückzuführen sein könnte. ^{[ 115 ] [ 116 ]} Die Ionosphäre wird hauptsächlich durch solare UV-Strahlung aufrechterhalten, und ihre Dichte hängt von der Sonnenaktivität ab . ^{[ 117 ]} Die Polarlichtaktivität ist im Vergleich zu Jupiter und Saturn unbedeutend. ^{[ 115 ] [ 118 ]}

Im ultravioletten und sichtbaren Licht ist die Atmosphäre des Uranus im Vergleich zu den anderen Riesenplaneten, selbst zu Neptun, dem sie ansonsten stark ähnelt, eher unscheinbar. ^{[ 25 ]} Als Voyager 2 1986 an Uranus vorbeiflog, beobachtete sie insgesamt nur zehn Wolkenstrukturen auf dem gesamten Planeten. ^{[ 119 ] [ 120 ]} Eine mögliche Erklärung für diese geringe Anzahl an Strukturen ist, dass die innere Temperatur des Uranus deutlich niedriger ist als die der anderen Riesenplaneten; er ist der kälteste Planet im Sonnensystem. ^{[ 20 ] [ 17 ]}

1986 entdeckte Voyager 2 , dass die sichtbare Südhalbkugel des Uranus in zwei Regionen unterteilt werden kann: eine helle Polkappe und dunkle Äquatorialbänder. ^{[ 119 ]} Ihre Grenze liegt bei etwa −45° nördlicher Breite . Ein schmales Band, das sich zwischen −45° und −50° nördlicher Breite erstreckt, ist das hellste große Merkmal auf seiner sichtbaren Oberfläche. ^{[ 119 ] [ 121 ]} Es wird als südlicher „Kragen“ bezeichnet. Polkappe und Kragen bestehen vermutlich aus einer dichten Region von Methanwolken im Druckbereich von 1,3 bis 2 bar. ^{[ 122 ]} Neben dieser großflächigen Bandstruktur beobachtete Voyager 2 zehn kleine, helle Wolken, die meisten davon einige Grad nördlich des Kragens. ^{[ 119 ]} Ansonsten wirkte Uranus 1986 wie ein dynamisch inaktiver Planet.

Voyager 2 erreichte Uranus während des Höhepunkts des südlichen Sommers und konnte die Nordhalbkugel daher nicht beobachten. Zu Beginn des 21. Jahrhunderts, als die nördliche Polarregion sichtbar wurde, beobachteten das Hubble-Weltraumteleskop (HST) und das Keck -Teleskop zunächst weder einen Kragen noch eine Polkappe auf der Nordhalbkugel. ^{[ 121 ]} Uranus erschien daher asymmetrisch: hell in der Nähe des Südpols und gleichmäßig dunkel in der Region nördlich des südlichen Kragens. ^{[ 121 ]} Im Jahr 2007, als Uranus seinen Äquinoktium passierte, verschwand der südliche Kragen fast vollständig, und ein schwacher nördlicher Kragen trat in der Nähe des 45. Breitengrades hervor. ^{[ 123 ]} Im Jahr 2023 beobachtete ein Team mithilfe des Very Large Array einen dunklen Kragen bei 80° Breite und einen hellen Fleck am Nordpol, was auf die Existenz eines Polarwirbels hindeutet . ^{[ 124 ]}

In den 1990er Jahren nahm die Anzahl der beobachteten hellen Wolkenstrukturen deutlich zu, unter anderem aufgrund neuer hochauflösender Bildgebungsverfahren. ^{[ 25 ]} Die meisten wurden auf der Nordhalbkugel entdeckt, als diese allmählich sichtbar wurde. ^{[ 25 ]} Eine frühere Erklärung – dass helle Wolken im dunklen Bereich leichter zu erkennen seien, während sie auf der Südhalbkugel vom hellen Kragen verdeckt würden – erwies sich als falsch. ^{[ 125 ] [ 126 ]} Dennoch bestehen Unterschiede zwischen den Wolken der beiden Hemisphären. Die Wolken der Nordhalbkugel sind kleiner, schärfer und heller. ^{[ 126 ]} Sie scheinen in größerer Höhe zu liegen. ^{[ 126 ]} Die Lebensdauer der Wolken variiert um mehrere Größenordnungen. Manche kleine Wolken existieren nur wenige Stunden; mindestens eine Wolke auf der Südhalbkugel könnte seit dem Vorbeiflug von Voyager 2 bestehen geblieben sein . ^{[ 25 ] [ 120 ]} Jüngste Beobachtungen ergaben zudem, dass Wolkenstrukturen auf Uranus viele Gemeinsamkeiten mit denen auf Neptun aufweisen. ^{[ 25 ]} Beispielsweise waren die auf Neptun häufigen dunklen Flecken vor 2006 noch nie auf Uranus beobachtet worden. Erst in diesem Jahr wurde das erste derartige Gebilde, der sogenannte Uranus-Dunkelfleck, abgebildet. ^{[ 127 ]} Es wird vermutet, dass Uranus während der Tagundnachtgleiche immer mehr Ähnlichkeit mit Neptun aufweist. ^{[ 128 ]}

Die Beobachtung zahlreicher Wolkenformationen ermöglichte die Bestimmung der zonalen Winde in der oberen Troposphäre des Uranus. ^{[ 25 ]} Am Äquator wehen die Winde retrograd, d. h. entgegen der Rotationsrichtung des Planeten. Ihre Geschwindigkeiten liegen zwischen −360 und −180 km/h (−220 und −110 mph). ^{[ 25 ] [ 121 ]} Die Windgeschwindigkeiten nehmen mit zunehmender Entfernung vom Äquator zu und erreichen in der Nähe von ±20° Breite, wo sich das Temperaturminimum der Troposphäre befindet, Werte von null. ^{[ 25 ] [ 98 ]} In Polnähe drehen die Winde in eine prograde Richtung und wehen mit der Rotation des Uranus. Die Windgeschwindigkeiten nehmen weiter zu und erreichen bei ±60° Breite ein Maximum, bevor sie an den Polen auf null abfallen. ^{[ 25 ]} Die Windgeschwindigkeiten bei −40° Breite liegen zwischen 540 und 720 km/h (340 bis 450 mph). Da der Wolkenkragen alle Wolken unterhalb dieses Breitengrades verdeckt, lassen sich die Geschwindigkeiten zwischen ihm und dem Südpol nicht messen. ^{[ 25 ]} Im Gegensatz dazu werden auf der Nordhalbkugel in der Nähe von +50° Breite maximale Windgeschwindigkeiten von bis zu 860 km/h (540 mph) beobachtet. ^{[ 25 ] [ 121 ] [ 129 ]}

Im Jahr 1986 beobachtete das Voyager-2- Experiment zur planetaren Radioastronomie (PRA) 140 Blitze, sogenannte uranische elektrostatische Entladungen (UEDs), mit einer Frequenz von 0,9–40 MHz. ^{[ 130 ] [ 131 ]} Die UEDs wurden aus einer Entfernung von 600.000 km zum Uranus über einen Zeitraum von 24 Stunden detektiert, wobei die meisten nicht sichtbar waren. ^{[ 130 ]} Mikrophysikalische Modellierungen legen jedoch nahe, dass uranische Blitze in konvektiven Stürmen in tiefen Wasserwolken der Troposphäre auftreten. ^{[ 130 ] [ 132 ]} In diesem Fall wären die Blitze aufgrund der dichten Wolkenschichten oberhalb der Troposphäre nicht sichtbar. ^{[ 131 ]} Uranische Blitze haben eine Leistung von etwa 10⁸ ^W , emittieren 1 × 10⁷ J bis 2 × 10⁷ J Energie und dauern durchschnittlich 120 ms. Es besteht die Möglichkeit, dass die Stärke uranischer Blitze aufgrund von Veränderungen der Konvektionsraten in den Wolken mit den Jahreszeiten stark schwankt ^{[ 131 ].} Uranische Blitze sind deutlich stärker als irdische Blitze und vergleichbar mit jupiterischen Blitzen ^{[ 131 ]} . Während der Vorbeiflüge an den Eisriesen detektierte „Voyager 2“ Blitze auf Uranus deutlicher als auf Neptun, was auf die geringere Schwerkraft des Planeten und seine möglicherweise wärmere Atmosphäre zurückzuführen ist ^{[ 132 ] .}

Von März bis Mai 2004 bildeten sich kurzzeitig große Wolken in der Uranusatmosphäre, die ihr ein neptunähnliches Aussehen verliehen. ^{[ 133 ] [ 126 ] [ 134 ]} Zu den Beobachtungen zählten rekordverdächtige Windgeschwindigkeiten von 820 km/h und ein anhaltendes Gewitter, das als „Feuerwerk zum 4. Juli“ bezeichnet wurde. ^{[ 120 ]} Am 23. August 2006 beobachteten Forscher des Space Science Institute (Boulder, Colorado) und der University of Wisconsin einen dunklen Fleck auf der Oberfläche des Uranus, der Wissenschaftlern neue Einblicke in die atmosphärische Aktivität des Planeten ermöglichte. ^{[ 127 ]} Die Ursache für diesen plötzlichen Anstieg der Aktivität ist noch nicht vollständig geklärt, doch scheint die extreme Achsenneigung des Uranus extreme saisonale Wetterschwankungen hervorzurufen. ^{[ 135 ] [ 128 ]} Die Bestimmung der Art dieser saisonalen Schwankungen gestaltet sich schwierig, da verlässliche Daten zur Uranusatmosphäre erst seit weniger als 84 Jahren, also einem vollen Uranusjahr, vorliegen. Photometrische Messungen über ein halbes Uranusjahr (beginnend in den 1950er Jahren) zeigten regelmäßige Helligkeitsschwankungen in zwei Spektralbändern mit Maxima zur Sonnenwende und Minima zur Tagundnachtgleiche. ^{[ 136 ]} Eine ähnliche periodische Variation mit Maxima zur Sonnenwende wurde in Mikrowellenmessungen der tiefen Troposphäre beobachtet, die in den 1960er Jahren begannen. ^{[ 137 ]} Stratosphärische Temperaturmessungen, die in den 1970er Jahren begannen, zeigten ebenfalls Maximalwerte um die Sonnenwende 1986. ^{[ 114 ]} Es wird angenommen, dass der Großteil dieser Variabilität auf Änderungen der Beobachtungsgeometrie zurückzuführen ist. ^{[ 125 ]}

Es gibt Hinweise darauf, dass auf Uranus physikalische Jahreszeiten stattfinden. Obwohl Uranus bekanntermaßen eine helle Südpolregion besitzt, ist der Nordpol relativ dunkel, was mit dem oben beschriebenen Modell der Jahreszeitenänderung unvereinbar ist. ^{[ 128 ]} Zur vorherigen Sonnenwende auf der Nordhalbkugel im Jahr 1944 zeigte Uranus erhöhte Helligkeitswerte, was darauf hindeutet, dass der Nordpol nicht immer so dunkel war. ^{[ 136 ]} Diese Information impliziert, dass der sichtbare Pol einige Zeit vor der Sonnenwende heller wird und sich nach der Tagundnachtgleiche verdunkelt. ^{[ 128 ]} Detaillierte Analysen der Daten im sichtbaren und Mikrowellenbereich ergaben, dass die periodischen Helligkeitsänderungen nicht vollständig symmetrisch um die Sonnenwenden verlaufen, was ebenfalls auf eine Veränderung der meridionalen Albedo-Muster hindeutet. ^{[ 128 ]}

In den 1990er Jahren, als sich Uranus von seiner Sonnenwende entfernte, zeigten Hubble-Teleskope und bodengebundene Teleskope, dass sich die südliche Polkappe merklich verdunkelte (mit Ausnahme des südlichen Polkragens, der hell blieb) ^{[ 122 ]} , während die Nordhalbkugel zunehmende Aktivität aufwies ^{[ 120 ]} , wie etwa Wolkenbildungen und stärkere Winde, was die Erwartung einer baldigen Aufhellung verstärkte. ^{[ 126 ]} Dies geschah tatsächlich im Jahr 2007, als Uranus eine Tagundnachtgleiche passierte: Ein schwacher nördlicher Polkragen bildete sich, und der südliche Polkragen wurde fast unsichtbar, obwohl das zonale Windprofil leicht asymmetrisch blieb, wobei die Winde im Norden etwas schwächer wehten als im Süden. ^{[ 123 ]}

Der Mechanismus dieser physikalischen Veränderungen ist noch nicht vollständig geklärt. ^{[ 128 ]} Um die Sommer- und Wintersonnenwende herum befinden sich die Hemisphären des Uranus abwechselnd entweder im vollen Sonnenlicht oder sind dem Weltraum zugewandt. Die Aufhellung der sonnenbeschienenen Hemisphäre wird auf die lokale Verdickung der Methanwolken und Dunstschichten in der Troposphäre zurückgeführt. ^{[ 122 ]} Auch der helle Kragen bei −45° Breite steht mit Methanwolken in Zusammenhang. ^{[ 122 ]} Andere Veränderungen in der südlichen Polarregion lassen sich durch Veränderungen in den unteren Wolkenschichten erklären. ^{[ 122 ]} Die Variation der Mikrowellenstrahlung des Uranus wird wahrscheinlich durch Veränderungen der tiefen troposphärischen Zirkulation verursacht , da dichte polare Wolken und Dunst die Konvektion behindern können. ^{[ 138 ]} Mit dem Eintreffen der Frühlings- und Herbst-Tagundnachtgleiche auf dem Uranus ändert sich die Dynamik, und Konvektion kann wieder auftreten. ^{[ 120 ] [ 138 ]}

Vor der Ankunft von Voyager 2 gab es keine Messungen der uranischen Magnetosphäre , sodass ihre Beschaffenheit ein Rätsel blieb. Vor 1986 gingen Wissenschaftler davon aus, dass das Magnetfeld des Uranus mit dem Sonnenwind ausgerichtet sein würde , da es dann mit den Polen des Uranus, die in der Ekliptik liegen, übereinstimmen würde . ^{[ 139 ]}

Die Beobachtungen der Voyager-Sonde zeigten, dass das Magnetfeld des Uranus ungewöhnlich ist, da es nicht von seinem geometrischen Zentrum ausgeht und zudem um 59° gegenüber der Rotationsachse geneigt ist. ^{[ 139 ] [ 140 ]} Tatsächlich ist der magnetische Dipol vom Zentrum des Uranus in Richtung des südlichen Rotationspols um bis zu einem Drittel des Planetenradius verschoben. ^{[ 139 ]} Diese ungewöhnliche Geometrie führt zu einer stark asymmetrischen Magnetosphäre. Die Magnetfeldstärke an der Oberfläche kann auf der Südhalbkugel bis zu 0,1  Gauß (10  μT ) betragen, während sie auf der Nordhalbkugel bis zu 1,1 Gauß (110 μT) erreichen kann. ^{[ 139 ]} Die durchschnittliche Feldstärke an der Oberfläche beträgt 0,23 Gauß (23 μT). ^{[ 139 ]}

Untersuchungen der Voyager-2- Daten aus dem Jahr 2017 legen nahe, dass diese Asymmetrie dazu führt, dass die Magnetosphäre des Uranus einmal pro Uranustag mit dem Sonnenwind in Kontakt tritt und den Planeten so für die Sonnenpartikel öffnet. ^{[ 141 ]} Im Vergleich dazu ist das Magnetfeld der Erde an beiden Polen annähernd gleich stark, und ihr magnetischer Äquator verläuft annähernd parallel zu ihrem geografischen Äquator. ^{[ 140 ]} Das Dipolmoment des Uranus ist 50-mal so groß wie das der Erde. ^{[ 139 ] [ 140 ]} Neptun besitzt ein ähnlich verschobenes und geneigtes Magnetfeld, was darauf hindeutet, dass dies ein gemeinsames Merkmal von Eisriesen sein könnte. ^{[ 140 ]} Eine Hypothese besagt, dass die Magnetfelder der Eisriesen – anders als die der terrestrischen und Gasriesen, die in ihren Kernen erzeugt werden – durch Bewegungen in relativ geringen Tiefen entstehen, beispielsweise im Wasser-Ammoniak-Ozean. ^{[ 89 ] [ 142 ]} Eine weitere mögliche Erklärung für die Ausrichtung der Magnetosphäre ist, dass sich im Inneren des Uranus Ozeane aus flüssigem Diamant befinden, die das Magnetfeld ablenken würden. ^{[ 95 ]}

Es ist jedoch unklar, ob die beobachtete Asymmetrie des Magnetfelds des Uranus den typischen Zustand der Magnetosphäre darstellt oder ein Zufallsbefund aufgrund ungewöhnlicher Weltraumwetterbedingungen ist. Eine Nachanalyse der Voyager-Daten aus dem Jahr 2024 legt nahe, dass die während des Vorbeiflugs beobachtete stark asymmetrische Form der Magnetosphäre einen anomalen Zustand darstellt, da die gemessenen Werte der Sonnenwinddichte zu diesem Zeitpunkt ungewöhnlich hoch waren, was die Magnetosphäre des Uranus komprimiert haben könnte. Die Wechselwirkung mit dem Sonnenwindereignis könnte auch das scheinbare Paradoxon starker Elektronenstrahlungsgürtel trotz der ansonsten gemessenen niedrigen Plasmadichte in der Magnetosphäre erklären . Solche Bedingungen treten schätzungsweise in weniger als 5 % der Fälle auf. ^{[ 143 ] [ 144 ]}

Trotz seiner ungewöhnlichen Ausrichtung ähnelt die Magnetosphäre des Uranus in anderen Aspekten denen anderer Planeten: Sie besitzt einen Bugstoß in etwa 23 Uranusradien Entfernung, eine Magnetopause bei 18 Uranusradien, einen voll entwickelten Magnetoschweif und Strahlungsgürtel . ^{[ 139 ] [ 140 ] [ 145 ]} Insgesamt unterscheidet sich die Struktur der Uranus-Magnetosphäre von der Jupiter- und ähnelt eher der Saturn-Magnetosphäre. ^{[ 139 ] [ 140 ]} Der Magnetoschweif des Uranus erstreckt sich über Millionen Kilometer ins All und ist durch seine seitliche Rotation zu einer langen, spiralförmigen Kurve verdreht. ^{[ 139 ] [ 146 ]}

^Die Magnetosphäre des Uranus enthält geladene Teilchen : hauptsächlich Protonen und Elektronen sowie eine geringe Menge an H₂⁺ _- Ionen. ^{[ 140 ] [ 145 ]} Viele dieser Teilchen stammen wahrscheinlich aus der Thermosphäre. ^{[ 145 ]} Die Energien der Ionen und Elektronen können bis zu 4 bzw. 1,2  Megaelektronenvolt betragen . ^{[ 145 ]} Die Dichte niederenergetischer Ionen (unter 1  Kiloelektronenvolt ) in der inneren Magnetosphäre liegt bei etwa 2 cm⁻³ ^. [ ^{148 ] Die} Teilchenpopulation wird stark von den Uranusmonden beeinflusst, die die Magnetosphäre durchqueren und dabei merkliche Lücken hinterlassen. ^{[ 145 ]} Der Teilchenfluss ist hoch genug, um innerhalb eines astronomisch kurzen Zeitraums von 100.000 Jahren eine Verdunkelung oder Weltraumverwitterung ihrer Oberflächen zu verursachen . ^{[ 145 ]} Dies könnte die Ursache für die einheitlich dunkle Färbung der Uranusmonde und -ringe sein. ^{[ 149 ]}

Uranus besitzt relativ gut entwickelte Polarlichter, die als helle Bögen um beide magnetische Pole sichtbar sind. ^{[ 115 ]} Im Gegensatz zu denen des Jupiters scheinen die Polarlichter des Uranus für die Energiebilanz der planetaren Thermosphäre unbedeutend zu sein. ^{[ 118 ]} Sie, genauer gesagt die Infrarotspektralemissionen ihrer Trihydrogen-Kationen , wurden Ende 2023 eingehend untersucht. ^{[ 150 ]}

Im März 2020 berichteten NASA-Astronomen über die Entdeckung einer großen atmosphärischen Magnetblase, auch Plasmoid genannt, die vom Planeten Uranus ins Weltall freigesetzt wurde, nachdem sie alte Daten der Raumsonde Voyager 2, die 1986 bei einem Vorbeiflug an dem Planeten aufgezeichnet worden waren, neu ausgewertet hatten. ^{[ 151 ] [ 152 ]}

Uranus besitzt 29 bekannte natürliche Satelliten . ^{[ 153 ] [ 154 ]} Die Namen dieser Satelliten stammen von Figuren aus den Werken von William Shakespeare und Alexander Pope . ^{[ 88 ] [ 155 ]} Die fünf größten Satelliten sind Miranda , Ariel , Umbriel , Titania und Oberon . ^{[ 88 ]} Das uranische Satellitensystem ist das masseärmste unter den Gasriesen; die Gesamtmasse der fünf größten Satelliten wäre weniger als die Hälfte der Masse von Triton (dem größten Mond des Neptun ). ^{[ 86 ]} Der größte Uranusmond, Titania, hat einen Radius von nur 788,9 km (490,2 Meilen), also weniger als die Hälfte des Mondradius , aber etwas mehr als Rhea, der zweitgrößte Saturnmond. Damit ist Titania der achtgrößte Mond im Sonnensystem. Die Uranusmonde weisen relativ niedrige Albedos auf . Die Werte reichen von 0,20 für Umbriel bis 0,35 für Ariel (grün dargestellt). ^{[ 119 ]} Es handelt sich um Eis-Gesteins-Konglomerate, die zu etwa 50 % aus Eis und zu 50 % aus Gestein bestehen. Das Eis kann Ammoniak und Kohlendioxid enthalten . ^{[ 149 ] [ 156 ]}

Unter den Uranusmonden scheint Ariel die jüngste Oberfläche mit den wenigsten Einschlagkratern zu besitzen, Umbriel hingegen die älteste. ^{[ 119 ] [ 149 ]} Miranda weist 20 km tiefe Verwerfungsschluchten, terrassenförmige Schichten und eine chaotische Variation in Oberflächenalter und -merkmalen auf. ^{[ 119 ]} Man geht davon aus, dass Mirandas geologische Aktivität in der Vergangenheit durch Gezeitenheizung in einer Zeit angetrieben wurde, als seine Umlaufbahn exzentrischer war als heute, wahrscheinlich infolge einer früheren 3:1- Bahnresonanz mit Umbriel. ^{[ 157 ]} Dehnungsprozesse im Zusammenhang mit aufsteigenden Diapiren sind wahrscheinlich der Ursprung von Mirandas rennstreckenartigen Koronen . ^{[ 158 ] [ 159 ]} Ariel befand sich vermutlich einst in einer 4:1-Resonanz mit Titania. ^{[ 160 ]}

Uranus besitzt mindestens einen hufeisenförmigen Orbiter, _der den Lagrange-Punkt L3 der Sonne -Uranus-Bahn – eine gravitativ instabile Region bei 180° seiner Umlaufbahn – einnimmt: 83982 Crantor . ^{[ 161 ] [ 162 ]} Crantor bewegt sich innerhalb der Koorbitalregion von Uranus auf einer komplexen, temporären hufeisenförmigen Umlaufbahn. Auch 2010 EU 65 ist ein vielversprechender Kandidat für einen hufeisenförmigen Librator auf Uranus . ^{[ 162 ]}

Die Ringe des Uranus bestehen aus extrem dunklen Partikeln, deren Größe von Mikrometern bis zu Bruchteilen eines Meters variiert. ^{[ 119 ]} Derzeit sind dreizehn verschiedene Ringe bekannt, wobei der ε-Ring der hellste ist. Alle Ringe außer den beiden Ringen des Uranus sind extrem schmal – sie sind in der Regel nur wenige Kilometer breit. Die Ringe sind wahrscheinlich recht jung; dynamische Überlegungen deuten darauf hin, dass sie nicht mit Uranus entstanden sind. Die Materie in den Ringen könnte einst Teil eines oder mehrerer Monde gewesen sein, die durch Einschläge mit hoher Geschwindigkeit zersplittert wurden. Von den zahlreichen Trümmerteilen, die infolge dieser Einschläge entstanden, überlebten nur wenige Partikel in stabilen Zonen, die den Positionen der heutigen Ringe entsprechen. ^{[ 149 ] [ 163 ]}

William Herschel beschrieb 1789 einen möglichen Ring um Uranus. Diese Beobachtung gilt allgemein als zweifelhaft, da die Ringe recht schwach sind und in den beiden folgenden Jahrhunderten keine weiteren Beobachter einen solchen Ring feststellten. Dennoch lieferte Herschel eine präzise Beschreibung der Größe des Epsilon-Rings, seines Winkels zur Erde, seiner roten Farbe und seiner scheinbaren Veränderungen während Uranus' Umlauf um die Sonne. ^{[ 164 ] [ 165 ]} Das Ringsystem wurde schließlich am 10. März 1977 von James L. Elliot , Edward W. Dunham und Jessica Mink mithilfe des Kuiper Airborne Observatory entdeckt. Die Entdeckung war ein Zufall; sie planten, die Bedeckung des Sterns SAO 158687 (auch bekannt als HD 128598) durch Uranus zur Untersuchung seiner Atmosphäre zu nutzen . Bei der Analyse ihrer Beobachtungen stellten sie fest, dass der Stern sowohl vor als auch nach seiner Bedeckung durch Uranus fünfmal kurzzeitig verschwunden war. Sie schlussfolgerten, dass es ein Ringsystem um Uranus geben müsse. ^{[ 166 ]} Später entdeckten sie vier weitere Ringe. ^{[ 166 ]} Die Ringe wurden direkt abgebildet, als Voyager 2 1986 an Uranus vorbeiflog. ^{[ 119 ]} Voyager 2 entdeckte außerdem zwei weitere schwache Ringe, wodurch sich die Gesamtzahl auf elf erhöhte. ^{[ 119 ]}

Im Dezember 2005 entdeckte das Hubble-Weltraumteleskop zwei bis dahin unbekannte Ringe. Der größere Ring ist doppelt so weit von Uranus entfernt wie die bisher bekannten Ringe. Diese neuen Ringe liegen so weit von Uranus entfernt, dass sie als „äußeres“ Ringsystem bezeichnet werden. Hubble entdeckte außerdem zwei kleine Monde, von denen einer, Mab , seine Umlaufbahn mit dem äußersten, neu entdeckten Ring teilt. Mit den neuen Ringen erhöht sich die Gesamtzahl der Uranusringe auf 13. ^{[ 167 ]} Im April 2006 lieferten Aufnahmen der neuen Ringe vom Keck-Observatorium die Farbinformationen der äußeren Ringe: Der äußerste ist blau, der andere rot. ^{[ 168 ] [ 169 ]} Eine Hypothese zur blauen Farbe des äußeren Rings besagt, dass er aus winzigen Wassereispartikeln von der Oberfläche von Mab besteht, die klein genug sind, um blaues Licht zu streuen. ^{[ 168 ] [ 170 ]} Im Gegensatz dazu erscheinen die inneren Ringe des Uranus grau. ^{[ 168 ]}

Obwohl die Uranusringe von der Erde aus nur sehr schwer direkt zu beobachten sind, haben Fortschritte in der digitalen Bildgebung es mehreren Amateurastronomen ermöglicht, die Ringe erfolgreich mit Rot- oder Infrarotfiltern zu fotografieren; Teleskope mit Öffnungen von nur 36 cm (14 Zoll) könnten die Ringe mit geeigneter Bildgebungsausrüstung möglicherweise nachweisen. ^{[ 171 ]}

Die 1977 gestartete Raumsonde Voyager 2 erreichte am 24. Januar 1986 ihren erdnächsten Punkt an Uranus und näherte sich den Wolkenobergrenzen bis auf 81.500 km, bevor sie ihre Reise zum Neptun fortsetzte. Die Sonde untersuchte die Struktur und chemische Zusammensetzung der Uranusatmosphäre ^{[ 105 ]} , einschließlich des einzigartigen Wetters, das durch die extreme Achsenneigung verursacht wird. Sie führte die ersten detaillierten Untersuchungen der fünf größten Monde durch und entdeckte zehn neue. Voyager 2 untersuchte alle neun bekannten Ringe des Systems und entdeckte zwei weitere. ^{[ 119 ] [ 149 ] [ 172 ]} Sie untersuchte außerdem das Magnetfeld, seine unregelmäßige Struktur, seine Neigung und seinen einzigartigen korkenzieherartigen Magnetoschweif, der durch die seitliche Ausrichtung des Uranus entsteht. ^{[ 139 ]}

Seitdem ist kein anderes Raumfahrzeug an Uranus vorbeigeflogen, obwohl zahlreiche Missionen zur erneuten Erkundung des Uranussystems vorgeschlagen wurden. Die Möglichkeit, die Raumsonde Cassini von Saturn nach Uranus zu schicken, wurde 2009 im Rahmen einer Missionsverlängerung geprüft, letztendlich aber zugunsten einer Zerstörung in der Saturnatmosphäre verworfen ^{[ 173 ]} , da die Reise zum Uranussystem nach dem Start bei Saturn etwa zwanzig Jahre gedauert hätte [173]. ^Eine Uranus-Eintrittssonde könnte auf den Erfahrungen der Pioneer-Venus-Multiprobe aufbauen und bis in die Atmosphärenschicht von ein bis fünf Atmosphären vordringen ^{[ 174 ] .} Die Mission „Uranus Orbiter and Probe“ wurde in der 2011 veröffentlichten Dekadenstudie „Planetary Science Decadal Survey 2013–2022 ^“ empfohlen ; der Vorschlag sah einen Start zwischen 2020 und 2023 und eine 13-jährige Reise zum Uranus vor. ^{[ 174 ]} Die Stellungnahme des Komitees wurde 2022 bekräftigt, als eine Uranus-Sonden-/Orbitermission aufgrund der mangelnden Kenntnisse über Eisriesen höchste Priorität erhielt . ^{[ 175 ]} Zuletzt wurde für die Jupiter-Orbitermission Tianwen-4 der CNSA , deren Start für 2029 geplant ist, eine Subsonde vorgesehen, die sich abkoppeln und einen Swing-by-Effekt nutzen soll, anstatt in eine Umlaufbahn einzutreten. Sie soll im März 2045 an Uranus vorbeifliegen, bevor sie in den interstellaren Raum aufbricht. ^{[ 27 ]} China plant außerdem eine mögliche Mission Tianwen-5 , die entweder Uranus oder Neptun umkreisen könnte; diese Pläne sind jedoch noch nicht realisiert. ^{[ 27 ]}

Uranus ist nicht nur ein beliebtes Thema in der Literatur , sondern hat auch künstlerische Werke inspiriert, darunter Lydia Sigourneys Gedicht „ The Georgian Planet “ von 1827 und einen Satz in Gustav Holsts Orchestersuite „ Die Planeten“ , die zwischen 1914 und 1916 entstand. Herschels Entdeckung des Planeten wird auch in den Zeilen „Then felt I like some watcher of the skies/When a new planet swims into his ken“ aus John Keats ’ Gedicht „ On First Looking into Chapman’s Homer “ erwähnt. ^{[ 176 ]} Die Entdeckung des Planeten inspirierte zudem die Benennung des chemischen Elements Uran , das 1789 von dem deutschen Chemiker Martin Heinrich Klaproth entdeckt wurde . ^{[ 177 ]}

In der modernen Astrologie ist der Planet Uranus (Symbol ) der Herrscherplanet des Wassermanns ; vor der Entdeckung des Uranus war Saturn der Herrscherplanet. Da Uranus cyanfarben ist und mit Elektrizität in Verbindung gebracht wird, wird die Farbe Elektroblau , die Cyan ähnelt, mit dem Sternzeichen Wassermann assoziiert. ^{[ 178 ]}