Uranus

Untuk kegunaan lain, lihat Uranus.

Uranus

Uranus, dilihat oleh wahana Voyager 2
Penemuan
Ditemukan oleh	William Herschel
Tanggal penemuan	13 Maret 1781
Penamaan
Kata sifat bahasa Inggris	Uranian
Ciri-ciri orbit
Epos J2000
Aphelion	3.004.419.704 km 20,083 305 26 SA
Perihelion	2.748.938.461 km 18,375 518 63 SA
Sumbu semimayor	2.876.679.082 km 19,229 411 95 SA
Eksentrisitas	0,044 405 586
Periode orbit	30.799,095 hari 84,323 326 tahun
Periode sinodis	369,66 hari
Kecepatan orbit rata-rata	6,81 km/s
Anomali rata-rata	142,955 717°
Inklinasi	0,772 556° dari ekliptika 6,48° dari ekuator Matahari 1,02° dari bidang invariabel
Bujur node menaik	73,989 821°
Argumen perihelion	96,541 318°
satelit yang diketahui	27
Ciri-ciri fisik
Jari-jari khatulistiwa	25.559 ± 4 km 4,007 Bumi
Jari-jari kutub	24.973 ± 20 km 3,929 Bumi
Kepepatan	0,022 9 ± 0,000 8
Luas permukaan	8,115 6×109 km² 15,91 Bumi
Volume	6,833×1013 km³ 63,086 Bumi
Massa	(8,6810 ± 0,0013)×1025 kg 14,536 Bumi GM=5 793 939 ± 13 km³/s²
Massa jenis rata-rata	1,27 g/cm³
Gravitasi permukaan	8,69 m/s² 0,886 g
Kecepatan lepas	21.3 km/s
Periode rotasi sideris	−0,718 33 hari 17 h 14 men 24 s
Kecepatan rotasi khatulistiwa	2,59 km/s 9.320 km/jam
Kemiringan sumbu	97,77°
Asensio rekta kutub utara	17 j 9 m 15 d 257,311°
Deklinasi kutub utara	−15.175°
Albedo	0,300 (terikat) 0,51 (geometris)
Suhu permukaan min. rata-rata maks. level 1 bar 76 K 0,1 bar (tropopause) 49 K 53 K 57 K
Magnitudo semu	5,9 sampai 5,32
Diameter sudut	3,3"–4,1"
Atmosfer
Tinggi skala	27,7 km
Komposisi per volume	(Di bawah 1,3 bar) 83 ± 3% Hidrogen (H2) 15 ± 3% Helium 2,3% Metana 0,009% (0,007–0,015%) Hidrogen deuterida (HD) Es: Amonia Air Amonium hidrosulfida (NH4SH) Metana (CH4)

Uranus adalah planet ketujuh dari matahari dan planet yang terbesar ketiga dan termasif keempat dalam Tata Surya. Ia dinamai dari nama dewa langit Yunani kuno Uranus (Οὐρανός) ayah dari Kronos (Saturnus) dan kakek dari Zeus (Jupiter). Meskipun Uranus terlihat dengan mata telanjang seperti lima planet klasik, ia tidak pernah dikenali sebagai planet oleh pengamat dahulu kala karena redupnya dan orbitnya yang lambat. Sir William Herschel mengumumkan penemuannya pada tanggal 13 Maret 1781, menambah batas yang diketahui dari tata surya untuk pertama kalinya dalam sejarah modern. Ini juga penemuan planet yang pertama menggunakan teleskop.

Uranus komposisinya sama dengan Neptunus, dan keduanya mempunyai komposisi yang berbeda dari raksasa gas yang lebih besar, Jupiter dan Saturn. Karenanya, para astronom kadang-kadang menempatkannya dalam kategori yang berbeda, "raksasa es". Atmosfer Uranus, yang sama dengan Jupiter dan Saturnus karena terutama terdiri dari hidrogen dan helium, mengandung banyak "es" seperti air, amonia dan metana, bersama dengan jejak hidrokarbon. Atmosfernya itu adalah atmofer yang terdingin dalam Tata Surya, dengan suhu terendah 49 K (−224 °C). Atmosfer planet itu punya struktur awan berlapis-lapis dan kompleks, dan dianggap bahwa awan terendah terdiri atas air, dan lapisan awan teratas diperkirakan terdiri dari metana. Kontras dengan itu, interior Uranus terutama terdiri atas es dan bebatuan.

Seperti planet raksasa lain, Uranus mempunyai sistem cincin, magnetosfer serta banyak bulan. Sistem Uranian konfigurasinya unik di antara planet-planet karena poros rotasi miring ke sisinya, hampir pada bidang revolusinya mengelilingi Matahari. Sehingga, kutub utara dan selatannya terletak pada tempat yang pada banyak planet lain merupakan ekuator mereka. Dilihat dari Bumi, cincin Uranus kadang nampak melingkari planet itu seperti sasaran panah dan bulan-bulannya mengelilinginya seperti jarum-jarum jam, meskipun pada tahun 2007 dan 2008 cincin itu terlihat dari tepi. Tahun 1986, gambar dari Voyager 2 menunjukkan Uranus sebagai planet yang nampak tidak berfitur pada cahaya tampak tanpa pita awan atau badai yang diasosiasikan dengan raksasa lain. Akan tetapi, pengamat di Bumi melihat tanda-tanda perubahan musim dan aktivitas cuaca yang meningkat pada tahun-tahun belakangan bersamaan dengan Uranus mendekati ekuinoksnya. Kecepatan angin di planet Uranus dapat mencapai 250 meter per detik (900 km/jam, 560 mil per jam).

Sejarah

Penemuan

Uranus telah diamati pada banyak kesempatan sebelum penemuannya sebagai planet, namun ia dianggap secara salah sebagai bintang. Pengamatan yang tercatat paling awal adalah pada tahun 1690 saat John Flamsteed mengamati planet itu sedikitnya enam kali, mengkatalogkannya sebagai 34 Tauri. Astronom Perancis, Pierre Lemonnier, mengamati Uranus setidaknya dua puluh kali antara tahun 1750 dan 1769, termasuk pada empat malam berturut-turut.

Sir William Herschel mengamati planet itu pada 13 Maret 1781 saat berada di taman di rumahnya di 19 New King Street di kota Bath, Somerset (sekarang Herschel Museum of Astronomy), namun mulanya melaporkannya (pada 26 April 1781) sebagai sebuah "komet". Herschel "melakukan serangkaian pengamatan terhadap paralaks pada bintang-bintang yang tetap", menggunakan teleskop yang ia desain sendiri.

Dia mencatat dalam jurnalnya "Pada kuartil dekat ζ Tauri … bisa merupakan bintang Nebula atau sebuah komet". Tanggal 17 Maret, dia mencatat, "Aku mencari Komet atau Bintang Nebula itu dan menemukan bahwa ia adalah sebuah Komet, karena ia berubah letaknya". Saat dia mempresentasikan penemuannya pada Royal Society, ia terus menegaskan bahwa dia telah menemukan sebuah komet sementara secara implisit membandingkannya pada planet:

“ Kekuatan yang aku miliki saat pertama kali Aku melihat komet itu adalah 227. Dari pengamatan Aku tahu bahwa diameter dari bintang-bintang diam tidak secara proporsional membesar dengan daya yang lebih besar, sebagaimana planet; oleh karena itu sekarang aku menyetel kekuatannya pada 460 dan 932, dan menemukan bahwa diameter komet itu naik sebanding dengan kekuatannya, sebagaimana mestinya, dengan perkiraan bahwa ia bukan bintang diam, sementara diameter bintang-bintang yang kepadanya aku membandingkan tidak meningkat dengan rasio yang sama. Lebih dari itu, komet itu diperbesar jauh di luar apa yang akan terjadi pada cahayanya, nampak kabur dan kurang-jelas dengan kekuatan yang besar ini, sementara bintang-bintang itu mempertahankan kilau dan kekhasannya dari ribuan pengamatan aku tahu mereka akan mempertahankannya. Kelanjutannya menunjukkan bahwa dugaanku berdasar baik, ini terbukti adalah Komet yang belakangan ini kami amati. ”

Herschel memberitahu Astronomer Royal, Nevil Maskelyne, akan penemuannya dan menerima jawaban bingung ini darinya pada tanggal 23 April 23: "Aku tidak tahu menyebutnya apa. Mungkin ia planet reguler yang bergerak pada orbit yang hampir melingkar pada Matahari karena Komet bergerak pada elips yang sangat eksentrik. Aku belum melihat koma atau ekor apapun padanya".

Sementara Herschel secara hati-hati terus menggambarkan objek baru ini sebagai sebuah komet, para astronom lain sudah mulai menduga secara lain. Astronom Rusia Anders Johan Lexell memperkirakan jaraknya 18 kali jarak Matahari dari Bumi, dan belum satu kometpun yang diamati dengan perihelion empat kali jarak Bumi-Matahari. Astronom Berlin Johann Elert Bode mendeskripsikan penemuan Herschel sebagai "bintang bergerak yang dapat dianggap hingga sekarang ini objek tak diketahui mirip planet yang berkeliling di luar orbit Saturnus". Bode menyimpulkan bahwa orbitnya yang hampir berbentuk lingkaran lebih mirip sebuah planet daripada komet.

Objek itu dengan segera diterima secara universal sebagai sebuah planet. Tahun 1783, Herschel sendiri mengakui fakta ini kepada direktur Royal Society Joseph Banks: "Dengan pengamatan dari para Astronom paling terkenal di Eropa nampaknya bintang baru itu, yang membuatku dihormati karena kutunjukkan kepada mereka pada Maret 1781, adalah sebuah Planet Primer pada Tata Surya kita." Untuk mengakui pencapaian ini, Raja George III memberi Herschel gaji tetap tahunan £200 dengan syarat ia pindah ke Windsor sehingga Keluarga Kerajaan mendapat kesempatan untuk melihat melalui teleskopnya.

Penamaan

Maskelyne meminta Herschel untuk "do the astronomical world the faver [demikianlah, 'membantu dunia astronomi'] untuk memberi nama planetmu, yang sepenuhnya milikmu, & yang kami merasa berhutang budi padamu atas penemuannya." Untuk menjawab permintaan Maskelyne, Herschel memutuskan untuk menamai objek itu Georgium Sidus (Bintangnya George), atau "Planet Georgian" untuk menghormati penyokong dirinya yang baru, Raja George III. Dia menjelaskan keputusan ini dalam sebuah surat kepada Joseph Banks:

William Herschel, penemu Uranus

“ Pada masa dahulu kala sebutan Merkurius, Venus, Mars, Jupiter dan Saturnus diberikan kepada planet-planet tersebut, sebagai nama pahlawan dan dewa mereka. Pada masa sekarang yang eranya lebih filosofis sulit memungkinkan untuk mendapat pengganti metode yang sama dan menyebutnya Juno, Pallas, Apollo atau Minerva, untuk menjadi nama bagi benda langit kita yang baru. Pertimbangan pertama berupa peristiwa tertentu, atau kejadian luar biasa, nampaknya merupakan kronologinya: jika di masa depan akan ditanyakan, kapan Planet yang terakhir-ditemukan ini ditemukan? Akan menjadi jawaban yang sangat memuaskan mengatakan, 'Pada masa pemerintahan Raja George Ketiga. ”

Nama yang diusulkan Herschel tidak populer di luar Britania, dan beberapa alternatif segera diusulkan. Astronom Jérôme Lalande mengusulkan planet itu dinamai Herschel untuk menghormati penemunya. Namun, Bode, memilih Uranus, versi Latin dewa langit Yunani, Ouranos. Bode berargumen bahwa seperti Saturnus yang merupakan ayah dari Jupiter, planet baru itu mesti diberi nama dari nama ayah Saturnus. Pada tahun 1789, kolega Bode dari Royal Academy, Martin Klaproth menamai unsur yang baru ditemukan dengan "uranium" untuk mendukung pilihan Bode. Pada akhirnya, saran Bode menjadi yang paling luas digunakan, dan menjadi universal pada 1850 saat HM Nautical Almanac Office, yang terakhir yang tidak menggunakannya, beralih dari menggunakan Georgium Sidus kepada Uranus.

Tata Nama

Pengucapan nama Uranus dalam bahasa Inggris yang disukai di antara para astronom adalah /ˈjʊərənəs/, dengan tekanan pada suku kata pertama seperti dalam bahasa Latin Ūranus; kontras dengan bahasa sehari-hari /jʊˈreɪnəs/, dengan tekanan pada suku kata kedua dan a panjang, meskipun dua-duanya dianggap dapat diterima. Karena pada daerah yang berbahasa Inggris, ū·rā′·nəs kedengaran seperti "your anus" ('anusmu'), ejaan sebelumnya juga menyembunyikan malu: seperti yang Dr. Pamela Gay, astronom di Southern Illinois University, sebutkan dalam siarannya, untuk menghindari "dikerjai oleh anak kecil sekolahan ... saat ragu-ragu, jangan menekankan apapun dan hanya katakan ūr′·ə·nəs. Dan merekapun lari dengan cepat."

Uranus merupakan satu-satunya planet yang namanya berasal dari tokoh dari mitologi Yunani bukan dari mitologi Romawi. Adjektif dari Uranus adalah "Uranian". Simbol astronomisnya adalah . Simbol itu merupakan gabungan dari simbol untuk Mars dan Matahari karena Uranus adalah Langit dalam mitologi Yunani, yang dianggap didominasi oleh gabungan kekuatan Matahari dan Mars. Simbol astrologisnya adalah , disarankan oleh Lalande tahun 1784. Dalam sebuah surat kepada Herschel, Lalande mendeskripsikannya sebagai "un globe surmonté par la première lettre de votre nom" ("sebuah globe yang diatasnya adalah huruf pertama namamu"). Dalam bahasa Cina, Jepang, Korea, dan Vietnam, nama planet Uranus secara literal dialihbahasakan sebagai bintang raja langit (天王星).

Orbit dan rotasi

Gambar teleskop Hubble dari Uranus menunjukkan pita awan, cincin, dan bulan-bulan

Uranus mengitari Matahari sekali dalam 84 tahun. Jarak rata-ratanya dari Matahari secara kasar adalah 3 milyar km (sekitar 20 SA). Intensitas sinar matahari di Uranus sekitar 1/400 yang ada di Bumi. Elemen orbitnya dihitung pertama kali tahun 1783 oleh Pierre-Simon Laplace. Dengan berjalannya waktu, perbedaan mulai terlihat antara orbit yang diprediksikan dan yang diamati, dan pada tahun 1841, John Couch Adams pertama kali mengajukan bahwa perbedaan itu mungkin disebabkan sentakan gravitasi oleh sebuah planet yang tidak terlihat. Pada tahun 1845, Urbain Le Verrier mulai riset mandirinya sendiri tentang orbit Uranus. Pada 23 September 1846, Johann Gottfried Galle menemukan lokasi satu planet baru, yang kemudian diberinama Neptunus, hampir pada posisi yang diprediksikan oleh Le Verrier.

Periode rotasi interior Uranus adalah 17 jam, 14 menit. Akan tetapi, seperti semua raksasa gas lainnya, atmosfer atasnya mengalami angin badai yang sangat kuat pada arah rotasi. Akibatnya, pada beberapa garis lintang, seperti dua per tiga lintang dari khatulistiwa ke kutub selatan, fitur-fitur atmosfer itu yang nampak bergerak jauh lebih cepat, menjadikan rotasi penuhnya sekecil 14 jam.

Kemiringan sumbu

Sumbu rotasi Uranus terletak pada sisinya dipandang dari bidang Tata Surya, dengan kemiringan sumbu 97,77°. Ini memberinya perubahan musim yang sama sekali tidak seperti planet utama lain. Planet-planet lain dapat dibayangkan sebagai gasing yang berputar termiring-miring relatif terhadap bidang tata surya, sementara Uranus berotasi lebih seperti bola yang menggelinding termiring-miring. Berdekatan dengan waktu solstis Uranian, satu kutubnya menghadap Matahari terus-menerus sedangkan kutub lainnya menghadap ke arah sebaliknya. Hanya segaris daerah sempit di sekitar ekuator yang mengalami pergantian siang-malam dengan cepat, namun dengan Matahari sangat rendah dari kaki langit seperti di daerah kutub di Bumi. Pada sisi orbit Uranus yang lain orientasi kutub-kutubnya terhadap Matahari adalah sebaliknya. Tiap kutub terus-menerus disinari Matahari sekitar 42 tahun, diikuti dengan 42 tahun yang gelap. Dekat waktu ekuinoks, Matahari menghadap ekuator Uranus memberi periode pergantian siang-malam sama seperti yang terlihat pada kebanyakan planet lain. Uranus mencapai ekuinoks terkininya pada tanggal 7 December 2007.

Belahan Utara	Tahun	Belahan Selatan
Solstis Musim Dingin	1902, 1986	Solstis Musim Panas
Ekuinoks Musim Semi	1923, 2007	Ekuinoks Musim Gugur
Solstis Musim Panas	1944, 2028	Solstis Musim Dingin
Ekuinoks Musim Gugur	1965, 2049	Ekuinoks Musim Semi

Salah satu hasil orientasi sumbu rotasi ini adalah bahwa, rata-rata dalam satu tahun, daerah kutub menerima masukan energi yang lebih besar dari Matahari daripada daerah ekuatornya. Namun demikian, Uranus lebih panas ekuatornya daripada kutubnya. Mekanisme yang mendasari yang menyebabkan hal ini tidak diketahui. Alasan tidak biasanya kemiringan sumbu Uranus juga tidak diketahui pasti, namun perkiraan umum adalah bahwa selama pembentukan Tata Surya, protoplanet seukuran Bumi bertubrukan dengan Uranus, menyebabkan orientasinya yang miring tersebut. Kutub selatan Uranus menunjuk hampir kepada Matahari saat terbang dekat Voyager 2 tahun 1986. Penyebutan kutub ini sebagai "selatan" menggunakan definisi yang sekarang disetujui oleh Persatuan Astronomi Internasional, yaitu bahwa kutub utara suatu planet atau satelit adalah kutub yang menunjuk ke atas bidang invariabel Tata Surya, kemanapun arah planet itu berputar. Akan tetapi, perjanjian yang berbeda kadang digunakan, di mana kutub utara dan selatan suatu benda didefinisikan menurut aturan tangan kanan sehubungan dengan arah rotasi. Menurut sistem koordinat yang belakangan ini, kutub utara Uranus adalah yang disinari Matahari pada tahun 1986.

Kecemerlangan

Dari tahun 1995 sampai 2006, magnitudo tampak Uranus berfluktuasi antara +5,6 dan +5,9; menempatkannya hampir pada batas daya lihat mata telanjang pada +6.5. Diameter angularnya antara 3,4 dan 3,7 detik busur, dibandingkan dengan 16 hingga 20 detik busur untuk Saturnus dan 32 sampai 45 detik busur untuk Jupiter. Saat oposisi, Uranus terlihat dengan mata telanjang dalam langit gelap dan tidak terpolusi cahaya, dan menajdi sasaran yang mudah bahkan dalam kondisi perkotaan dengan teropong. Dalam teleskop amatir yang lebih besar dengan diameter objektif antara 15 dan 23 cm, planet itu nampak sebagai piringan biru pucat dengan penggelapan tepi yang khas. Dengan teleskop besar yang ukurannya 25 cm atau lebih lebar, pola-pola awan, begitu pula beberapa satelit yang lebih besar, seperti Titania dan Oberon, mungkin juga kelihatan.

Struktur internal

Perbandingan ukuran Bumi dan Uranus

Secara kasar Uranus massanya 14,5 kali massa Bumi, menjadikannya planet yang paling ringan diantara planet-planet raksasa, sementara itu kerapatannya 1,27 g/cm³ membuatnya planet paling tidak padat ke dua setelah Saturnus. Meskipun berdiameter sedikit lebih besar daripada Neptunus (secara kasar empat kali Bumi), ia lebih ringan. Nilai ini menandakan bahwa ia terutama terdiri dari beragam es, seperti air, amonia, dan metana. Massa total es di bagian dalam Uranus tidak diketahui secara tepat, dengan munculnya gambaran-gambaran berbeda tergantung dari model yang dipilih; namun pasti antara 9,3 dan 13,5 massa Bumi. Hidrogen dan helium hanya menyusun sebagian kecil dari keseluruhan, sebesar antara 0,5 dan 1,5 massa Bumi. Massa sisanya (0,5 hingga 3,7 massa Bumi) diperhitungkan untuk massa material batuan.

Model standar struktur Uranus adalah bahwa ia terdiri dari tiga lapisan: inti di bagian tengah, mantel ber-es di lapisan tengah dan selubung hidrogen/helium gas. Intinya relatif kecil, dengan massa hanya 0,55 massa Bumi dan jari-jari kurang dari 20 persen jari-jari Uranus; mantelnya membentuk bagian terbesar planet tersebut, dengan sekitar 13,4 massa Bumi, sementara itu atmosfer atas relatif tidak penting, dengan berat sekitar 0,5 massa Bumi dan melebar sampai 20 persen terakhir jari-jari Uranus. Inti Uranus kerapatannya sekitar 9 g/cm³, dengan tekanan di tengahnya 8 juta bar (800 GPa) dan suhu sekitar 5000 K. Mantel esnya nyatanya tidak terdiri dari es dalam pengertian pada umumnya, tetapi dari fluida panas dan rapat yang terdiri atas air, amonia dan volatil lain. Fluida ini, yang berdaya hantar listrik tinggi, kadang-kadang disebut lautan air–amonia. Komposisi terbesar Uranus dan Neptunus sangat berbeda dari Jupiter dan Saturnus, dengan es mendominasi atas gas, oleh karenanya memberi alasan klasifikasi mereka yang terpisah sebagai raksasa es.

Sementara model yang diperkirakan di atas lebih atau kurang standar, ia tidaklah unik; model-model lain juga sesuai dengan pengamatan. Contohnya, jika jumlah substansial hidrogen dan materi batuan bercampur dalam mantel es, massa es total di interior akan lebih kecil, dan, begitu pula, massa batuan total akan lebih besar. Data yang ada sekarang tidak memungkinkan sains menentukan model mana yang benar. Struktur interior fluida Uranus berarti bahwa ia tidak memiliki permukaan padat. Atmosfer gasnya sedikit demi sedikit berganti menjadi lapisan cairan internal. Namun, demi kemudahan, sebuah bola pepat yang berevolusi ditetapkan di titik dimana tekanan sama dengan 1 bar (100 kPa), dibuat menurut kondisi sebagai suatu ‘permukaan’. Uranus mempunyai jari-jari ekuator dan kutub masing-masing 25 559 ± 4 dan 24 973 ± 20 km. Permukaan ini akan digunakan di seluruh artikel ini sebagai titik nol untuk ketinggian.

Panas internal

Panas internal Uranus jelas nampak lebih rendah daripada planet raksasa lain; dalam istilah astronomi, fluks panasnya rendah. Sebab begitu rendahnya suhu internal Uranus masih tidak dimengerti. Neptunus, yang hampir merupakan kembaran Uranus dalam hal ukuran dan komposisi, meradiasikan sebanyak 2,61 kali energi yang diterimanya dari Matahari ke angkasa. Kontrasnya, Uranus, hampir tidak meradiasikan panas berlebih sama sekali. Daya total yang diradiasikan oleh Uranus dalam bagian inframerah jauh dari spektrum adalah 1,06 ± 0,08 kali energi Matahari yang diserap dalam atmosfernya. Kenyataannya, fluks panas Uranus hanya 0,042 ± 0,047 W/m², yang lebih rendah daripada panas internal Bumi yang sekitar 0,075 W/m². Suhu terendah yang tercatat di tropopause Uranus adalah 49 K (−224 °C),menjadikan Uranus sebagai planet terdingin dalam Tata Surya.

Hipotesis dari perbedaan ketidaksesuaian ini diantaranya bahwa saat Uranus "terpukul" oleh penabrak yang sangat berat yang menyebabkan kemiringan sumbunya yang ekstrim, peristiwa itu juga menyebabkan keluarnya sebagian besar panas primordialnya, meninggalkannya dengan suhu intinya yang sangan menurun. Hipotesis lain adalah bahwa beberapa bentuk penghalang ada di lapisan atas Uranus yang mencegah panas inti mencapai di permukaan. Contohnya, konveksi mungkin berlangsung pada sekumpulan lapisan yang komposisinya berbeda, yang menghalangi penghantaran panas ke atas.

Atmosfer

Meskipun tidak ada permukaan padat yang terdefinisi dengan baik dalam interior Uranus, bagian terluar dari selimut gas Uranus yang dapat diakses oleh penginderaan jauh disebut atmosfernya. Kemampuan penginderaan jauh berlanjut ke bawah hingga secara kasar 300 km di bawah level 1 bar (100 kPa), dengan tekanan yang bersesuaian sekitar 100 bar (10 MPa) dan suhu 320 K. Korona yang tipis atmosfer itu meluas jauh hingga lebih dari dua jari-jari planet dari permukaan nominal pada tekanan 1 bar. Atmosfer Uranian dapat dibagi menjadi tiga lapisan: troposfer, antara ketinggian −300 dan 50 km dan tekanan dari 100 sampai 0,1 bar; (10 MPa sampai 10 kPa), Stratosfer, kisaran ketinggiannnya antara 50 dan 4000 km dan tekanan antara 0,1 and 10^–10 bar (10 kPa to 10 µPa), dan termosfer/korona keluasannya dari 4.000 km hingga setinggi 50.000 km dari permukaan. Mesosfer tidak ada.

Komposisi

Komposisi atmosfer Uranian berbeda dari komposisi Uranus secara keseluruhan, ia terutama terdiri dari hidrogen molekuler dan helium. Fraksi mol helium, yaitu jumlah atom helium per molekul gas, adalah 0,15 ± 0,03 di troposfer atas, yang bersesuaian dengan fraksi massa 0,26 ± 0,05. Nilai ini sangat dekat dekat fraksi massa helium protosolar 0,275 ± 0,01, menandakan bahwa helium tidak pernah berada di tengah-tengah planet seperti halnya pada raksasa-raksasa gas. Penyusun yang paling melimpah ketiga dari atmosfer Uranian adalah metana (CH₄).Metana memiliki pita penyerapan yang kuat pada cahaya tampak dan dekat-inframerah membuat Uranus nampak berwarna hijau-biru atau sian. Molekul metana menempati 2,3% atmosfernya dalam fraksi mol di bawah lapisan awan metana pada level tekanan 1,3 bar (130 kPa); ini menyatakan kira-kira 20 hingga 30 kali limpahan karbon yang ditemukan di Matahari. Rasio pencampuran jauh lebih rendah di atmosfer atas dikarenakan suhunya yang sangat rendah, yang menurunkan level kejenuhan dan menyebabkan metana yang berlebih membeku. Kelimpahan senyawa yang kurang volatil seperti amonia, air dan hidrogen sulfida pada atmosfer yang dalam tidak begitu diketahui. Namun, mungkin nilainya juga lebih tinggi daripada yang ada di Matahari. Selain metana, sejumlah kecil berbagai hidrokarbon ditemukan di stratosfernya Uranus, yang diperkirakan dihasilkan dari metana oleh fotolisis yang diinduksi oleh radiasi ultraviolet Matahari. Mereka termasuk etana (C₂H₆), asetilena (C₂H₂), metilasetilena (CH₃C₂H), diasetilena (C₂HC₂H). Spektroskopi juga mengungkapkan jejak-jejak uap air, karbon monoksida dan karbon dioksida di atmosfer atas, yang hanya dapat berasal dari sumber luar seperti debu yang jatuh dan komet.

Troposfernya dipercaya memiliki struktur awan yang sangat kompleks; awan air dihipotesiskan terletak dalam kisaran tekanan 50 sampai 100 bar (5 sampai 10 MPa), awan amonium hidrosulfida dalam kisaran 20 sampai 40 bar (2 sampai 4 MPa), awan amonia atau hidrogen sulfida antara 3 dan 10 bar (0,3 to 1 MPa) dan terakhir awan metana tipis yang terdeteksi langsung pada 1 sampai 2 bar (0,1 sampai 0,2 MPa). Troposfer Uranus merupakan bagian atmosfernya yang sangat dinamis, menunjukkan angin yang kuat, awan yang cerah dan perubahan musim, yang akan dibahas di bawah.

Troposfer

Profil suhu troposfer dan stratosfer bawah Uranian. Lapisan awan dan kabut juga ditandai.

Troposfer adalah bagian atmosfer terbawah dan paling rapat dan dicirikan dengan turunnya suhu bersama dengan ketinggian. Suhu jatuh dari sekitar 320 K di dasar troposfer nominalpada −300 km hingga 53 K pada 50 km. Suhu di daerah atas terdingin dari troposfer (tropopause) sebenarnya bervariasi dalam kisaran antara 49 dan 57 K bergantung pada ketinggian di planet. Daerah tropopause bertanggungjawab bagi kebanyakan pancaran inframerah jauh panas planet itu, dan oleh karenanya menentukan suhu efektif 59,1 ± 0,3 K.