ดาวยูเรนัส (Uranus)

                                       ดาวยูเรนัส (Uranus)

ดาวยูเรนัส (Uranus) เป็นดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างจากดวงอาทิตย์เป็นลำดับที่เจ็ดในระบบสุริยะ และเป็นดาวเคราะห์ดวงแรกที่ถูกค้นพบผ่านการสังเกตการณ์ด้วยกล้องโทรทรรศน์ ดาวยูเรนัสถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1781 (ตรงกับสมัยธนบุรีของสยาม) โดยเซอร์ วิลเลียม เฮอร์เชล (Sir William Herschel) นักดาราศาสตร์ชาวอังกฤษ ดาวยูเรนัสใช้เวลาโคจรรอบดวงอาทิตย์ครบหนึ่งรอบนานราว 84 ปี

แบบจำลองกล้องโทรทรรศน์ที่วิลเลียม เฮอร์เชลใช้ค้นพบดาวยูเรนัส ขนาดเท่าของจริง ตัวกล้องยาว 7 ฟุต เส้นผ่านศูนย์กลางหนกล้อง 4 นิ้ว แบบจำลองนี้ตั้งอยู่ที่พิพิธภัณฑ์วิลเลียม เฮอร์เชล ที่เมืองบาธ สหราชอาณาจักร

ในรูปนี้เป็นการเปรียบเทียบความเอียงของแกนหมุนรอบตัวเองของดาวเคราะห์แต่ละดวง สมมติให้ระนาบวงโคจรของดาวเคราะห์ทุกดวงเป็นแนวนอนเหมือนกัน จะเห็นว่าแกนหมุนรอบตัวเองของโลก เอียงไปจากแกนตั้งฉากระนาบวงโคจร (แนวดิ่ง) อยู่ 23 องศา ขณะที่แกนหมุนรอบตัวเองดาวยูเรนัส เอียงจากแกนตั้งฉากระนาบวงโคจรไปถึง 98 องศา (เกือบขนานระนาบวงโคจร)

  

ยานอวกาศวอยเอเจอร์ 2 (Voyager 2) ของสหรัฐอเมริกา เป็นยานอวกาศเพียงลำเดียวตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบัน ที่ได้ไปสำรวจดาวยูเรนัสในปี ค.ศ.1986 ภาพถ่ายจากยานลำนี้เผยให้เห็นว่าดาวยูเรนัสมองดูคล้ายกับลูกบิลเลียดสีฟ้าอ่อนเกลี้ยงๆ ไม่ค่อยน่าสนใจ ซึ่งขณะที่ยานวอยเอเจอร์ 2 เฉียดผ่านดาวยูเรนัสนั้น เป็นช่วงที่ดาวยูเรนัสหันขั้วเหนือของดาวเข้าหาดวงอาทิตย์พอดี (ช่วง Summer Solstice ของซีกเหนือดาวยูเรนัส) ซีกเหนือของดาวในตอนนั้นจึงอาบแสงอาทิตย์ต่อเนื่อง ขณะที่ซีกใต้ของดาวจะแผ่ความร้อนออกไปสู่อวกาศอันมืดมิด

ถ่ายโดยยานอวกาศวอยเอเจอร์ 2 เมื่อปี ค.ศ. 1986

ดาวยูเรนัสเป็นหนึ่งใน "ดาวเคราะห์น้ำแข็งยักษ์" (Ice giant) ทั้งสองบริเวณระบบสุริยะชั้นนอก (อีกดวงหนึ่งคือดาวเนปจูน)  องค์ประกอบหลักในชั้นบรรยากาศได้แก่ ไฮโดรเจนและฮีเลียม นอกจากนั้นเป็นมีเทน น้ำ และแอมโมเนียปะปนอยู่เล็กน้อย  เนื่องจากก๊าซมีเทนที่ปะปนอยู่ในชั้นบรรยากาศนี้เอง พอแสงอาทิตย์ส่องลงมาและถูกเมฆชั้นบนสะท้อนออกไป ก๊าซมีเทนนี้จะดูดกลืนเฉพาะแสงช่วงสีแดง ทำให้ดาวยูเรนัสมีสีฟ้าอมเขียวเมื่อสังเกตด้วยกล้องโทรทรรศน์ ปริมาตรราว 80% หรือมากกว่านั้นเล็กน้อยของตัวดาวยูเรนัสเป็นชั้นของเหลว ซึ่งส่วนใหญ่ประกอบด้วยวัตถุพวก "น้ำแข็ง" ในทางดาราศาสตร์ (น้ำ มีเทน และแอมโมเนีย)

รูปแสดงโครงสร้างของดาวยูเรนัสตามแบบจำลองของนักดาราศาสตร์ในปัจจุบัน

- Core (แก่นกลาง) เป็นหินแข็ง (ซิลิเกต/เหล็ก-นิเกิล) มีมวลประมาณครึ่งหนึ่งของมวลโลก

- Mantle (ชั้นแมนเทิล) มีมวลราว 13.4 เท่าของมวลโลก "น้ำแข็ง" ในชั้นนี้ไม่ใช่ "น้ำแข็ง" ตามแบบที่เรารู้จักกัน แต่กลับเป็นของไหลร้อนๆที่ผสมกันระหว่างน้ำ แอมโมเนีย มีเทน นำไฟฟ้าได้ดี ซึ่งเป็นของไหลที่เกิดในสภาวะยิ่งยวด ของไหลนี้จึงไม่สามารถเห็นได้บนพื้นโลกทั่วไป

- Atmosphere มีมวลราวครึ่งหนึ่งของมวลโลก องค์ประกอบส่วนใหญ่เป็นไฮโดรเจน ฮีเลียม และมีเทน

- Outer Atmosphere เป็นเมฆชั้นบนสุดของบรรยากาศ

สนามแม่เหล็กของดาวยูเรนัสนั้นแตกต่างไปจากสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ดวงอื่นๆ ดาวเคราะห์ที่มีสนามแม่เหล็กส่วนใหญ่นั้น แกนสนามแม่เหล็กจะผ่านใจกลางดาว และวางตัวใกล้เคียงกับแกนการหมุนรอบตัวเองของดาวเคราะห์ แต่แกนสนามแม่เหล็กของดาวยูเรนัสกลับวางตัวเอียงไปจากแกนการหมุนรอบตัวเองไปราว 60 องศา และแหล่งกำเนิดสนามแม่เหล็กอยู่ห่างใจกลางดาวไปราว 1 ในสามของรัศมีดาวยูเรนัส ซึ่งลักษณะสนามแม่เหล็กที่ผิดปกติเช่นนี้ยังเกิดในสนามแม่เหล็กของดาวเนปจูนด้วย

แกนสนามแม่เหล็กของดาวเคราะห์ (Magnetic Axis - เส้นประสีเหลือง) จะทำมุมกับแกนหมุนรอบตัวเองของดาวเคราะห์ (Rotation Axis - เส้นประสีขาว) ไม่มากเท่าไหร่ ในกรณีโลก ดาวพฤหัสบดี และดาวเสาร์ ในขณะที่แกนสนามแม่เหล็กของดาวยูเรนัสและเนปจูนกลับแตกต่างออกไป

ดาวยูเรนัสมีวงแหวนสองชุด วงแหวนชุดในถูกค้นพบในปี ค.ศ. 1977 มีอยู่ 9 วง วงแหวนในชุดนี้ส่วนใหญ่จะเป็นวงแหวนแคบๆและมีสีคล้ำ แต่ต่อมายานวอยเอเจอร์ 2 ค้นพบวงแหวนชุดในของดาวยูเรนัสเพิ่มอีก 2 วง รวมเป็น 11 วง ส่วนวงแหวนชุดนอกมี 2 

วง อยู่ห่างจากวงแหวนชุดในออกไป ถูกค้นพบในภาพถ่ายจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศฮับเบิล ในปี ค.ศ. 2003 ต่อมาในปี ค.ศ.2006 ภาพจากกล้องโทรทรรศน์อวกาศอับเบิลและหอดูดาวเค็ก แสดงให้เห็นว่าวงแหวนชุดนอกมีสีออกโทนสว่างกว่า

ตั้งแต่ค้บพนดาวยูเรนัสมาจนถึงปัจจุบัน (ปี ค.ศ. 2011) ได้มีการค้นพบดาวบริวารที่โคจรรอบดาวยูเรนัสถึง 27 ดวง ดาวบริวารเหล่านี้ถูกตั้งชื่อตามตัวละครในนิยายของวิลเลียม เชคสเปียร์ หรืออเล็กซานเดอร์ โป๊ป ซึ่งเป็นกวีชาวอังกฤษทั้งคู่  

ภาพถ่ายโมเสคแสดงขนาดเปรียบเทียบระหว่าวดาวบริวารที่ใหญ่ที่สุด 5 ดวงของดาวยูเรนัส มิแรนด้า, แอเรียล, อัมเบรียล, ไททาเนีย และโอเบอรอน ตามลำดับ

ภาพถ่ายดาวบริวาร "มิแรนด้า" ของดาวยูเรนัส จากยานอวกาศวอยเอเจอร์ แสดงให้เห็นถึงหุบเหวสลับเนินเขามีรูปร่างเป็นรูปปิดซ้อนกัน

มิแรนด้า (Miranda) เป็นดาวบริวารของดาวยูเรนัสที่ดูแปลกประหลาดที่สุด ลักษณะทางภูมิประเทศเป็นหุบเหวสลับเนินเขาซับซ้อนบ่งชี้ถึงการหลอมละลายบางส่วนบริเวณภายในมิแรนด้า ทำให้เกิดการเลื่อนไถลของน้ำแข็งบริเวณพื้นผิว