Di Bumi, musim berubah dalam tempoh beberapa bulan. Namun, di Uranus, satu musim boleh berlangsung selama kira-kira 21 tahun Bumi. Keadaan ini bukan sekadar disebabkan Uranus berada jauh daripada Matahari.
Planet ketujuh dalam Sistem Suria itu mempunyai kecondongan paksi yang sangat besar, iaitu paksi putarannya hampir selari dengan satah orbitnya. Kecondongan tersebut menyebabkan kawasan kutub mengalami tempoh pencahayaan dan kegelapan yang luar biasa panjang.
Apakah yang dimaksudkan dengan kecondongan paksi?
Setiap planet berputar pada paksinya sambil bergerak mengelilingi Matahari. Paksi putaran ialah garis khayalan yang melalui pusat planet dan menghubungkan kedua-dua kutub putarannya. Kecondongan paksi biasanya diukur sebagai sudut antara arah paksi putaran dengan garis yang berserenjang terhadap satah orbit planet.
Bumi mempunyai kecondongan paksi kira-kira 23.4 darjah. Kecondongan ini menyebabkan hemisfera utara dan selatan menerima jumlah serta tempoh cahaya Matahari yang berbeza sepanjang tahun. Apabila hemisfera utara Bumi condong ke arah Matahari, kawasan tersebut mengalami musim panas, manakala hemisfera selatan mengalami musim sejuk, dan kira-kira enam bulan kemudian keadaan ini bertukar.
Uranus mempunyai kecondongan paksi yang jauh lebih besar, iaitu kira-kira 97.8 darjah. Dengan sudut tersebut, paksi putarannya hanya berbeza kira-kira lapan darjah daripada satah orbit, maka Uranus sering digambarkan seolah-olah berputar sambil mengiring. Gambaran ini merujuk kepada orientasi paksi putaran, bukannya bermaksud planet itu bergolek di atas suatu permukaan.
Mengapakah musimnya begitu panjang?
Uranus mengambil masa kira-kira 84 tahun Bumi untuk melengkapkan satu peredaran mengelilingi Matahari. Dalam pembahagian empat musim astronomi yang biasa digunakan, satu musim bersamaan kira-kira satu perempat daripada tempoh peredaran planet. Bagi Uranus, satu perempat daripada 84 tahun ialah kira-kira 21 tahun.
Walau bagaimanapun, panjang musim dan keadaan pencahayaan bukan perkara yang sama. Kecondongan paksi Uranus menyebabkan salah satu kutubnya boleh menghadap hampir terus ke arah Matahari ketika solstis. Pada masa tersebut, kawasan berhampiran kutub berkenaan menerima cahaya Matahari secara berterusan, manakala kawasan kutub yang bertentangan mengalami kegelapan berpanjangan. Di kutub itu sendiri, keadaan siang atau malam berterusan secara geometri boleh berlangsung hampir separuh tahun Uranus, iaitu kira-kira 42 tahun Bumi.
Ini tidak bermaksud seluruh hemisfera mengalami kegelapan sepenuhnya selama 42 tahun, kerana tempoh siang dan malam bergantung pada latitud serta kedudukan planet dalam orbitnya. Apabila Uranus bergerak ke bahagian orbit yang lain, arah pencahayaan berubah dan kutub yang sebelumnya mengalami kegelapan panjang mula menerima cahaya Matahari semula.
Adakah Uranus mengalami musim seperti Bumi?
Uranus mengalami perubahan musim dari segi geometri pencahayaan Matahari, tetapi keadaan cuacanya tidak boleh disamakan secara langsung dengan musim di Bumi. Bumi mempunyai permukaan pepejal, lautan dan atmosfera yang mempengaruhi perubahan suhu serta cuaca bermusim. Uranus pula merupakan planet gergasi ais yang tidak mempunyai permukaan pepejal seperti Bumi, dan atmosferanya didominasi hidrogen dan helium, dengan sejumlah kecil metana. Uranus juga menerima jauh lebih sedikit tenaga suria bagi setiap unit luas kerana jaraknya yang sangat jauh daripada Matahari.
Walaupun begitu, perubahan pencahayaan bermusim masih boleh mempengaruhi keadaan atmosferanya. Pemerhatian menggunakan Teleskop Angkasa Hubble menunjukkan perubahan pada awan, jerebu kutub dan kecerahan kawasan tertentu apabila Uranus bergerak melalui musim yang berlainan. Namun, perubahan atmosfera tidak semestinya bertindak balas serta-merta terhadap perubahan pencahayaan, kerana peredaran atmosfera, sifat zarah dan proses kimia turut memainkan peranan. Oleh itu, musim astronomi boleh ditentukan daripada kedudukan dan orientasi planet, tetapi perubahan cuaca sebenar memerlukan pemerhatian tambahan.
Mengapakah Uranus mempunyai paksi yang begitu condong?
Saintis belum mengetahui dengan pasti bagaimana Uranus memperoleh kecondongan paksi yang luar biasa besar. Salah satu hipotesis mencadangkan bahawa Uranus pernah mengalami perlanggaran dengan sebuah jasad besar ketika Sistem Suria masih muda. Perlanggaran sedemikian berpotensi mengubah momentum sudut planet dan seterusnya mengubah orientasi putarannya.
Walau bagaimanapun, perlanggaran besar bukan satu-satunya penjelasan yang dikaji. Model lain mencadangkan bahawa interaksi graviti jangka panjang, termasuk pengaruh satelit yang besar atau resonans antara planet, mungkin menyumbang kepada perubahan orientasi Uranus. Setiap hipotesis perlu diuji terhadap sifat Uranus yang diperhatikan, termasuk putaran, orbit satelit dan struktur sistem cincinnya.
Oleh itu, saintis mempunyai bukti kukuh bahawa Uranus berputar dengan paksi yang sangat condong, tetapi punca sejarah kecondongan tersebut masih merupakan persoalan penyelidikan. Perbezaan antara keadaan yang dapat diukur dengan penjelasan sejarah yang masih diuji merupakan bahagian penting dalam kaedah sains.
Bagaimanakah ahli astronomi mengetahui orientasi paksi Uranus?
Uranus mengambil masa kira-kira 84 tahun Bumi untuk mengelilingi Matahari. Berapakah anggaran tempoh satu musim astronominya jika satu musim mewakili satu perempat orbit?