Dos de las imágenes de Urano captadas por el Hubble.(Crédito de la imagen: NASA, ESA, Erich Karkoschka (LPL))
Un análisis de dos décadas de datos del telescopio espacial Hubble de la NASA ha proporcionado nuevos conocimientos sobre los complejos cambios atmosféricos en Urano, impulsados en gran medida por los efectos de la radiación solar.
Urano, el séptimo planeta desde el Sol, es único por su extrema inclinación axial, con su ecuador y su órbita formando casi un ángulo recto – probablemente el resultado de una colisión con un objeto del tamaño de la Tierra hace mucho tiempo. Esta inclinación hace que los polos del planeta experimenten inviernos prolongados y oscuros y veranos luminosos, lo que provoca cambios estacionales drásticos, especialmente en los polos norte y sur. A pesar de estas características extremas, Urano sigue siendo uno de los planetas menos conocidos de nuestro sistema solar, en gran parte porque sólo fue visitado por una única nave espacial hace casi 40 años, la Voyager 2, y ese único encuentro coincidió con un acontecimiento solar excepcional, lo que complicó aún más nuestra comprensión del lejano gigante de hielo.
Durante las dos últimas décadas, un equipo dirigido por el astrónomo Erich Karkoschka, de la Universidad de Arizona, utilizó el Space Telescope Imaging Spectrograph del telescopio espacial Hubble para seguir los cambios estacionales en Urano. Dado que el gigante de hielo tarda algo más de 84 años terrestres en completar una órbita alrededor del Sol, los investigadores pudieron observar principalmente la primavera boreal del planeta cuando el Sol pasó de brillar directamente sobre el ecuador del planeta a hacerlo casi directamente sobre su polo norte en 2030.
La serie de imágenes del Hubble de arriba, vistas de izquierda a derecha, revelan el oscurecimiento de la región polar sur a medida que entra en la sombra invernal, mientras que la región polar norte se aclara a medida que se acerca el verano boreal, según un comunicado de la NASA.
La atmósfera de Urano está compuesta principalmente de hidrógeno y helio, con una pequeña cantidad de metano, que da al planeta su característico tono azul verdoso al absorber la luz roja del sol y reflejar la azul.
De 2002 a 2022, Karkoschka y sus colegas observaron el gigante de hielo cuatro veces -en 2002, 2012, 2015 y 2022- documentando una imagen más rica de la estructura atmosférica del planeta que la que se obtuvo con el único sobrevuelo de Voyager 2. Las observaciones recientes sugieren patrones de circulación atmosférica complejos en Urano durante este período, con los datos más sensibles a la distribución de metano que indican un flujo descendente en las regiones polares y ascendente en otras áreas, según el comunicado de la NASA.
La serie de imágenes muestra los cambios estacionales en Urano durante cuatro años en un lapso de 20 años, con la fila superior mostrando el planeta en luz visible. La segunda fila utiliza imágenes en falso color para resaltar las variaciones de metano y aerosoles: las zonas verdes indican niveles más bajos de metano, las zonas azules muestran niveles más altos y las zonas rojas en el limbo representan regiones casi sin metano en la estratosfera. Las filas tercera y cuarta muestran los cambios en las concentraciones de aerosoles y metano en diferentes latitudes, con cambios drásticos en las regiones polares. En conjunto, estos patrones revelan los complejos efectos de la radiación solar sobre la atmósfera de Urano. (Crédito de la imagen: NASA, ESA, Erich Karkoschka (LPL))
Notablemente, los científicos descubrieron que el metano no está distribuido uniformemente a través de Urano, sino que más bien está fuertemente agotado cerca de sus polos, y este agotamiento se mantiene constante a lo largo de los años.
Las observaciones también revelaron cambios en las concentraciones de aerosoles, lo que permitió a los científicos trazar la estructura atmosférica del planeta. Mientras que el agotamiento del metano y los patrones de aerosol se mantuvieron relativamente estables en las latitudes medias y bajas durante las dos décadas observadas, las regiones polares mostraron cambios más drásticos.
En particular, los aerosoles cerca del polo norte se volvieron más brillantes, sobre todo en los últimos años, a medida que el planeta se acercaba a su verano boreal, según el comunicado. Estas observaciones a largo plazo han proporcionado a los científicos una comprensión más profunda de cómo funciona la atmósfera del gigante de hielo y cómo reacciona ante los cambios de la luz solar.
También pueden «servir de aproximación para estudiar exoplanetas de tamaño y composición similares», afirma el equipo del Hubble en el comunicado.
