¿Por qué los colores de Urano y Neptuno son diferentes? La respuesta es sorprendentemente mundana.

El camino de vuelta A fines de la década de 1980, la nave espacial Voyager 2 visitó Urano y Neptuno. Durante los vuelos, pudimos obtener nuestras primeras vistas de cerca de estos gigantes de hielo. Hasta entonces, los científicos planetarios habían notado una notable diferencia de color entre los dos. Sí, ambos lucen tonos de azul. Pero, si miras de cerca a Urano, verás un planeta azul pálido sin rasgos. Por otro lado, Neptuno presenta nubes interesantes, bandas oscuras y manchas oscuras que aparecen y desaparecen. Todos están colocados sobre un fondo azul oscuro.

Entonces, ¿por qué la diferencia? científicos planetarios Aerosol sospechado durante mucho tiempo (gotas de gas con líquidos o polvo suspendido en su interior) en toda la atmósfera. Pero según un equipo de científicos que ha estudiado las capas planetarias, los peligros que representan esos aerosoles pueden ser solo una parte de la historia.

Urano y Neptuno: el panorama general

Observaciones de la Voyager 2 de Urano y una imagen en falso color del planeta.NASA

Para entender lo que está pasando, echemos un vistazo a lo que sabemos sobre Urano y Neptuno. Se les llama «gigantes de hielo» porque sus núcleos contienen altos niveles de oxígeno, carbono, nitrógeno y azufre. Estos elementos se llaman «hielo» porque son compuestos químicos volátiles que se congelan a unos 100 K, sin embargo, la evidencia de los diferentes colores se encuentra en las atmósferas de los planetas. Cada uno contiene hidrógeno, helio y metano como ingredientes principales. Estas capas de gases son donde ocurre el «clima» de cada planeta. Resulta que se necesitan muchas observaciones, tanto ópticas como en otras longitudes de onda de luz, durante largos períodos de tiempo para ver el clima en estos dos mundos.

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Voyager les dio a los astrónomos una muestra de lo que hay «allá afuera». Esto ha llevado a más observaciones a largo plazo utilizando otros observatorios terrestres y espaciales. Estos estudios revelan detalles sobre el clima en esos mundos y qué es lo que hacen específicamente para que Urano se vuelva muy pálido.

Neptuno, fotografiado por la Voyager.NASA

¿Por qué el color es azul en Neptuno y no azul en Urano? niebla. Pero los científicos necesitaban explicar la presencia y la actividad de la niebla en la atmósfera superior de los planetas gigantes helados. Entonces, crearon un modelo. El trabajo fue realizado por un equipo dirigido por patricio irwinProfesor de Física Planetaria en la Universidad de Oxford, Inglaterra.

Su modelo en realidad usa observaciones de múltiples capas de atmósferas en Urano y Neptuno.

«Este es el primer modelo que se ajusta simultáneamente a las observaciones de la luz solar reflejada desde el ultravioleta hasta el infrarrojo cercano», explica Irwin en un comunicado de prensa. Es el autor principal de un artículo de investigación que presenta el modelo del equipo en una próxima edición de Revista de investigación geofísica: planetas.

«También es el primero en explicar la diferencia de color visible entre Urano y Neptuno».

El equipo de Irwin analizó un conjunto de observaciones de ambos planetas en longitudes de onda ultravioleta, visible e infrarroja cercana (de 0,3 a 2,5 micrómetros). Los datos provienen del Espectrómetro de Campo Infrarrojo Cercano (NIFS) en el Telescopio Gemini Norte (parte de NOIRLab), así como datos de archivo de la Instalación del Telescopio Infrarrojo de la NASA. Imágenes y datos del Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA también contribuyeron al estudio. Juntos, los datos revelaron una estructura y actividad sorprendentes en ambas atmósferas.

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planetas azules

El modelo resultante revela sorprendentes diferencias entre dos mundos algo similares. Si miramos cada planeta en luz visible, por supuesto, veremos diferentes tonos de azul. Los datos infrarrojos y otros profundizan y revelan detalles sobre las capas de la neblina. El modelo del equipo muestra tres capas de aerosoles a diferentes altitudes en la atmósfera. La capa que afecta los colores es la capa intermedia, que está llena de partículas brumosas y se llama capa de aerosol-2. Ambos planetas tienen esa capa, pero el de Urano es mucho más grueso que el de Neptuno.

La causa y el efecto de los temblores en Urano y Neptuno:

Este diagrama muestra tres capas de aerosoles en las atmósferas de Urano y Neptuno, diseñadas por un equipo de científicos dirigido por Patrick Irwin. El altímetro en el gráfico representa la presión por encima de 10 bar. La capa más profunda (capa de aerosol-1) es gruesa y consiste en una mezcla de hielo de sulfuro de hidrógeno y partículas de la interacción de las atmósferas planetarias con la luz solar. La capa principal que afecta a los colores es la capa intermedia, que es una capa de partículas de niebla (referida en el documento como la capa de aerosol-2) que es más gruesa en Urano que en Neptuno. Por encima de ambas capas hay una capa extendida de niebla (capa de aerosol 3) similar a la capa de abajo pero más frágil. En Neptuno, también se forman grandes partículas de hielo de metano por encima de esta capa. Observatorio Internacional Gemini / NOIRLab / NSF / AURA, J. da Silva / NASA / JPL-Caltech / B. Johnson

Echemos un vistazo a cómo se crea la niebla en ambos planetas. Resulta que el proceso es casi el mismo para cada uno. Ambos tienen una atmósfera exterior rica en metano, que se congela alrededor de los 91 K. Este hielo de metano se condensa en partículas en la capa de aerosol-2 mencionada anteriormente, lo que hace que las partículas atmosféricas sean un poco más grandes. El resultado es «nieve» de metano que cae sobre las capas inferiores. De hecho, parece un estado de «invierno continuo» en ciertos niveles de cada atmósfera.

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Sin embargo, hay un desarrollo reciente que explica las diferencias de color entre los dos planetas. Neptuno tiene una atmósfera activa y turbulenta. Esto produce partículas de «nieve» de metano, que envían más nieve y niebla a la atmósfera. Por lo tanto, Neptuno «el mismo novio» tiene una capa de neblina más delgada y mantiene su hermoso color azul. Esta misma onda también podría explicar las manchas oscuras del planeta.

Por otro lado, Urano tiene una atmósfera más lenta. Allí no ocurre mucha agitación de «nieve» de metano, y las partículas de niebla no son arrastradas hacia abajo. Esto significa que la capa de niebla persiste y es más espesa, proporcionando un tono más claro de azul pálido en Urano.

Este artículo fue publicado originalmente universo hoy de Caroline Collins Petersen. Leer el El artículo original está aquí.

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