Uranus – Der liegende Eisriese am Rand unseres Sonnensystems

0:00 Herzlich Willkommen zu einer neuen Folge von Schlafreise durch das Universum, deinem Podcast zum Entspannen, Loslassen und lernen. Heute nehmen wir dich mit auf eine lange, stille Reise zu einem Planeten, der am äußersten Rand der uns vertrauten Nachbarschaft seine Bahnen zieht, zu einem Planeten, der seit seiner Entdeckung im späten 18 Jahrhundert das Bild verändert hat, dass Menschen sich von ihrem Sonnensystem machen zu einem Planeten, der bis heute. Zu den geheimnisvollsten Welten gehört die wir kennen. Wir reisen zu Uranus, wir reisen vorbei an Mond und Mars, wir überqueren den breiten Gürtel der Asteroiden, wir ziehen auch an Jupiter vorbei, an Saturn mit seinen leuchtenden Ringen und kommen schließlich in jener

0:48 Region, an die man einst die äußerste Grenze des bekannten Universums nannte. Zwischen 1,8 Milliarden und 3 Milliarden Kilometern Abstand zur Sonne umkreist uns hier eine Bleiche, blaugrüne Scheibe, umringt von dünnen, dunklen Ringen und einer großen Familie von Monden. Das ist Uranus bis zum 13 März des Jahres 1781 ahnte niemand, dass es diesen Planeten überhaupt gibt.

1:15 In dieser Nacht richtete ein deutsch britischer Astronom namens Wilhelm Herschel. Der in der englischen Stadt Barth als Musiker lebte und die Himmelskunde nebenbei betrieb. Sein selbst gebautes Spiegelteleskop auf das Sternbild der Zwillinge. Dort bemerkte er einen Punkt, der größer wirkte als die anderen Sterne und sich in den folgenden Nächten merklich bewegte.

1:41 Hershill hielt das Objekt zunächst für einen Kometen, erst nach einigen Monaten sorgfältiger Beobachtung wurde klar, dass er tatsächlich einen neuen Planeten entdeckt hatte. Damit wurde Uranus der erste Planet, der nicht mit bloßem Auge, sondern mit einem Fernrohr am Himmel gefunden worden war. Die Entdeckung verdoppelte mit einem Schlag die Ausdehnung des bis dahin bekannten Sonnensystems und veränderte das Weltbild der Menschheit für immer den Namen, den Uranus heute trägt, wählte der Berliner Astronom Johann Elak Bode nach dem griechischen Gott des Himmels, dem Vater Saturns und Großvaters Jupiters. So fügt sich Uranus anders als manche Planeten, die lateinische Namen tragen, in eine

2:27 griechische Götterlinie ein. Uranus ist im Durchmesser etwa viermal so groß wie die Erde, doch er ist weit weniger dicht, er gehört zu jener besonderen Klasse von Planeten, die wir heute Eisriesen nennen, anders als die Gasriesen Jupiter und Saturn, die überwiegend aus Wasserstoff und Helium bestehen, enthält Uranus neben diesen leichten Gasen.

2:49 Einen sehr großen Anteil schwerer Elemente in Form von Wasser, Ammoniak und Methan. Diese Stoffe liegen in seinem tiefen Innern nicht als Eis im wörtlichen Sinne vor, nicht als die kalten Kristalle, die wir von der Erde kennen. Astronom innen verwenden den Begriff Eis hier, weil diese Stoffe aus Elementen bestehen, die sich im Kühlen zu gefrorenen Verbindungen zusammenschließen können.

3:13 In den gewaltigen Tiefen des Planeten herrschen jedoch Drücke von mehreren Millionen Atmosphären und Temperaturen von mehreren 1000 Grad. Unter solchen Bedingungen wird aus diesen Stoffen ein zähflüssiges, elektrisch leitfähiges Gemisch, das den Planeten seinen besonderen Charakter verleiht. Lass dich nun sanft tiefer sinken, wehren wir uns dem Planeten nähern von weitem erscheint Uranus in einem stillen blau grün.

3:42 Fast wie ein Mondschein in einem dunklen Samtkissen. Seine Farbe entsteht, weil in seiner oberen Atmosphäre Methan enthalten ist. Methan schluckt das rote Sonnenlicht und wirft die blauen und grünen Anteile zurück. Wenn du zum ersten Mal in eine klare Gebirgsnacht Hinaustrittst und das tiefe Türkis eines gefrorenen Bergsees siehst, dann hast du eine leise Ahnung davon, wie Uranus von fern leuchtet.

4:10 Die Atmosphäre des Planeten besteht zu etwa 83% aus Wasserstoff, zu rund 15% aus Helium und zu ungefähr 2% aus Methan. Dazu kommen geringe Anteile von Ammoniak und anderen Gasen, in ihr Schichten sich verschiedene Wolkendecken übereinander tiefer bei Temperaturen um -200 Grad Celsius werden dichte Wolken aus Wasser erwartet.

4:36 Darüber liegen Schichten aus Ammoniumhydrogensulfat, dann Wolken aus Ammoniak und Wasserstoffsulfid und ganz oben zarte Schleier aus Methaneis. Eine besondere Pikanterie dieser Tatsache, wenn du tatsächlich eine Nase tief in die Atmosphäre halten könntest, würde sie dir mitteilen, dass Uranus nach faulen Eiern riecht, so unglamourös es auch klingen mag.

5:03 Der Grund dafür ist der hohe Anteil von Wasserstoffsulfid in den oberen Wolken. Trotz dieser dichten Wolken gilt die sichtbare Atmosphäre von Uranus seit langem als überraschend ruhig, als die Raumsonde Voyager 2 im Jahr 1986 nach fast 9 Jahren Flug am Planeten Vorbeiflog, sah sie eine fast strukturlose, milchige Kugel, die.

5:28 Erst mit den Jahren, mit verbesserten Instrumenten, mit dem Hubble Weltraumteleskop und dem Bodengebundenen Keck Observatorium auf Hawaii und mit den neuen scharfen Augen des James Webb Weltraumteleskops seit dem Jahr 2022 zeigt sich, dass auch Uranus ein dynamischer Ort ist. Heute kennen wir helle Bänder, wandernde Wolken aus Methaneis.

5:51 Eine große, leuchtende, polare Haube, die sich im Laufe seiner Jahrzehnte andauernden Jahreszeiten wandelt und dunklen Flecken, die wie riesige Wirbelstürme über die Wolkendecke ziehen. Im Jahr 2006 entdeckte Hubble den ersten gut dokumentierten dunklen Sturm in der Nordhimmelsfee die Winde in der Atmosphäre erreichen Geschwindigkeiten von mehreren 100 Kilometern pro Stunde, an manchen Breiten fast 900 Kilometer pro Stunde und.

6:21 Unter dieser scheinbaren Stille tobt also doch ein beachtliches Wettersystem. Nun kommen wir zu einem der seltsamsten Merkmale des Planeten, das ihn unter den Welten unseres Sonnensystems so besonders macht. Uranus liegt auf der Seite, seine Rotationsachse ist nicht nur leicht geneigt wie die Achse der Erde, die den Wechsel der Jahreszeiten verursacht, sondern sie ist um etwa 98 Grad gekippt.

6:47 Das heißt, der Planet dreht sich nicht stehend um seine Sonnenbahn, sondern beinahe liegend. Stell dir also eher eine Kugel vor, die auf dem Boden rollt und sich dabei dreht, während alle anderen Planeten sich wie Kreisel aufgerichtet drehen. So zieht Uranus im Liegen um die Sonne die wahrscheinlichste Erklärung für dieses Kippen ist, dass der junge Planet in der frühen Geschichte des Sonnensystems eine oder mehrere gewaltige Kollisionen mit großen Protoplaneten erlitten hat, die. Neuere Simulationen deuten darauf hin, dass eine einzige Kollision mit einem etwa doppelt so schweren Körper wie die Erde ausreichen könnte, um sowohl die Neigung der Achse als auch die Struktur des heutigen Systems

7:30 aus Monden und Ringen zu erklären. Die Folge dieser merkwürdigen Lage ist, dass Uranus die extremsten Jahreszeiten im bekannten Sonnensystem erlebt. Ein Jahr auf Uranus also ein vollständiger Umlauf um die Sonne, dauert etwa 84 erdjahre. In dieser Zeit gibt es jeweils 2 Perioden von etwa 21 Jahren, in denen ein Pol beständig der Sonne zugewandt ist, während der andere in tiefer Finsternis verharrt. Dazwischen liegen Phasen, in denen der Planet der Sonne seinen Äquator präsentiert und Tag und Nacht nahezu regelmäßig wechseln.

8:09 Wer als Kind am Nordpol des Uranus geboren wurde, würde die ersten Jahrzehnte seines Lebens in dauerhafter Sonne oder dauerhafter Dunkelheit verbringen, je nach Jahreszeit seiner Geburt. Ein Tag auf Uranus, also eine einzelne Rotation um die eigene Achse, dauert dagegen nur 17 stunden und 14 Minuten. Lass uns nun ein wenig tiefer schweben und uns das Innere dieses merkwürdigen Planeten vorstellen. In seinem Innern trägt Uranus vermutlich einen kleinen, festen Kern aus Gestein und Eisen, der etwa die Masse der Erde hat. Um diesen Kern schließt sich ein Mantel aus jedem zähfüßigen Gemisch aus Wasser, Ammoniak und Methan, das wir Eismantel nennen.

8:54 Dieser Mantel macht den größten Teil der Masse des Planeten aus. In ihm herrschen drücke, die dazu führen, dass das Wasser in eine außergewöhnliche Form übergeht, die Forschende als Supra ionisches Eis bezeichnen. Dabei bleiben die Sauerstoffatome des Wassers an festen Gitterplätzen, während die Wasserstoff Ionen, die Protonen, frei durch das Gitter fließen. Das Material ist gleichzeitig fest und flüssig, je nachdem, welches Teilchen man betrachtet.

9:26 Laborexperimente an großen Forschungseinrichtungen haben. Haben in den letzten Jahren gezeigt, dass dieser Zustand tatsächlich existiert. Im Methan tief im Inneren des Planeten spielt sich ein weiteres Schauspiel ab, das fast zu poetisch klingt, um wahr zu sein, unter den enormen Drücken und Temperaturen werden die Methanmoleküle zerrissen, der Kohlenstoff trennt sich vom Wasserstoff, verdichtet sich und ordnet sich zu winzigen Kristallen, zu Diamanten.

9:56 Diese Diamanten sinken in noch tiefere Schichten hinab und regnen, so vermuten Forschende, langsam zum Kern. In den Laborexperimenten am Slac in Kalifornien gelang es im Jahr 2017 und in späteren Versuchen, genau diesen Vorgang im kleinsten Maßstab nachzuahmen. Forscherinnen schossen starke Laserpulse auf eine Kunststoffprobe, deren Zusammensetzung dem Innern der Eisriesen ähnelt.

10:25 Und beobachteten, wie im Innern winzige Diamanten entstanden. Tief unter den stillen Wolken des Uranus. Davon können wir heute ausgehen, rieseln also Diamanten, die niemals ein Menschenauge erblicken wird. Noch eine Besonderheit trägt Uranus in sich, und sie ist vielleicht die Rätselhafteste von allen, sein Magnetfeld auf der Erde entspringt das Magnetfeld ungefähr aus dem Zentrum des Planeten und liegt beinahe parallel zu seiner Rotationsachse und. Auf Uranus ist das ganz anders.

10:58 Das Magnetfeld ist um etwa 59 Grad gegenüber der Rotationsachse Verkippt und außerdem nicht im Zentrum des Planeten verankert, sondern deutlich versetzt. Es wirkt, als hätte jemand die Magnetachse des Planeten verrutscht und schief eingebaut, dieses schiefe versetzte Feld erzeugt eine Magnetosphäre, die sich beim Drehen des Planeten in jeder Rotation stark verformt. An der Außengrenze dieser Magnetosphäre sind Vorgänge möglich, die die Energie der Sonnenwinde einlassen und wieder verabschieden in einer Weise, die die Forschung bis heute nicht vollständig versteht.

11:38 Wir reisen nun ein Stück weiter hinaus und Treffen auf die Ringe des Uranus, sie wurden erst am 10 März 1977 entdeckt, als der Planet einen fernen Stern bedeckte und Astronom Innen und James Elliott. An Bord eines Fliegenobservatoriums der NASA, des Ceuper Airbon Observatory, sahen, wie der Stern vor und nach der eigentlichen Bedeckung mehrmals blinkte. Diese ein und Ausblendungen offenbarten, dass der Planet von einem System dünner, dunkler Ringe umgeben ist. Heute kennen wir 13 von Ihnen, sie sind kohlschwarz, sehr schmal, aus feinen Teilchen aufgebaut und reflektieren nur etwa 2% des Sonnenlichts.

12:23 Diese Ringe bestehen vermutlich aus Überresten zerbrochener Monde und aus kleinen dunklen Bruchstücken, die wahrscheinlich organische Verbindungen enthalten. Das James Webb Teleskop hat die Ringe in den letzten Jahren so scharf abgebildet wie nie zuvor und die zarte Schönheit dieser fast unsichtbaren Bänder erstmals in einem neuen Licht gezeigt und Uranus wäre nicht Uranus ohne seine große Familie von Monden. Zum heutigen Stand kennen wir mindestens 28 Monde, die ihn umkreisen.

12:56 Sie alle tragen Namen aus den Werken von William Shakespeare und Alexander Pope, eine Tradition, die Herschels Sohn John begründete. Die 5 großen Monde in der Reihenfolge ihrer Entdeckung heißen Titania, Oberon, Umbriel, Ariel und Miranda. Miranda, der Innerste der großen Monde, ist eine zerklüftete kleine Welt, auf deren Oberfläche steile Klippen, tiefe Canyons und zusammengeschobene Landschaftsformen zu sehen sind. Auf Miranda gibt es die höchste bekannte Klippe im Sonnensystem, sie ragt ungefähr 20 Kilometer in die Höhe, höher als alles, was auf der Erde je erbaut oder aufgetürmt wurde, die. Auf Titania und Ariel gibt es Canyons, die auf alte tektonische Aktivität hinweisen.

13:47 Unter den Oberflächen mehrerer Uranusmonde vermuten Forscherinnen heute zudem flüssige Ozeane aus salzigem Wasser, die durch die Wärme aus dem Innern dieser Welten flüssig bleiben könnten. Wir sind bislang nur ein einziges Mal mit einer Raumsonde am Uranus vorbeigeflogen. Voyager 2 passierte den Planeten am 24 Januar 1986 in einem Abstand von rund 1080 Kilometern und lieferte in wenigen Stunden fast alle detaillierten Bilder, die wir bis heute von diesem System besitzen. In den vergangenen Jahren mehren sich die Stimmen in der Wissenschaft, die eine eigene Uranus Mission fordern, im Jahr 2022 empfahl ein großer Ausschuss der National. Academies of Science, Engineering and Madison in den Vereinigten Staaten die

14:40 Entwicklung einer solchen Mission als höchste Priorität für die Erforschung der äußeren Planeten im kommenden Jahrzehnt. Auch europäische und internationale Planungsgruppen arbeiten an Konzepten, ein möglicher Start könnte Ende der 20er oder 30er Jahre dieses Jahrhunderts erfolgen. Da die Reise zum Uranus viele Jahre dauert, würde eine solche Sonde wahrscheinlich erst in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts in ihrem Ziel ankommen. Sie könnte uns aber Bilder senden, die alles übertreffen, was wir bisher über diese Welt wissen. Lass uns nun langsam wieder heimwärts ziehen, zurück an Saturn und Jupiter, vorbei zurück durch den Asteroidengürtel, zurück an Mars und Mond, bis uns ein kleiner blauer Planet auftaucht.

15:30 Gehüllt in weiße Wolken. Unsere Erde, wenn wir an die Fremden, stillen Welten des äußeren Sonnensystems denken, an Uranus mit seinen schiefen Achsen, seinen dunklen Ringen, seinem Diamantregen tief im Innern, seinen eisigen, zerklüfteten Monden, dann wird uns vielleicht noch einmal auf neue Weise bewusst, wie besonders die Welt ist, auf der wir leben. Uranus ist kalt, still, fremd.

15:56 Auf seinen Monden könnten Ozeane unter kilometerdickem Eis liegen, aber ohne Sonnenlicht, ohne Vögel, ohne Wälder. Die Erde dagegen trägt unter ihrem Himmel wiesen, Meere, Städte, Gespräche und Kinderlachen, sie ist es, soweit wir heute mit Gewissheit sagen können, die einzige Heimat des Lebens im ganzen Sonnensystem, sie ist der einzige Ort, von dem aus Menschen Teleskope bauen können.

16:23 Raumsonden entwerfen können und auch, wie wir von fremden Planeten träumen. Umso mehr liegt es in unserer Verantwortung, ihre Meere und ihre Wälder, ihre Atmosphäre und ihr Klima sorgsam zu behüten, damit auch kommende Generationen in einer Nacht wie dieser still einschlafen können, während am Himmel der blassgrüne Punkt des Uranus geduldig seine Bahnen zieht. Lasst uns alle Bilder sanft weiterziehen, die schiefen Ringe, die dunklen Monde.

16:53 Die stillen Wolken aus Methan, sie dürfen gehen, in Ruhe. Spüre, wie dein Atem langsam und weich wird, wie dein Körper immer schwerer und entspannter ruht. Du bist getragen von einer Welt, die seit Jahrmilliarden unter einem schützenden Himmel ihre Bahnen zieht. Du bist hier, du bist sicher und darfst nun schlafen.