¿Por qué Neptuno y Urano son de azules diferentes?

Un nuevo modelo atmosférico aplicado a ambos planetas ha revelado que el exceso de neblina en Urano, la cual se acumula en la atmósfera inactiva y estática del planeta, hace que se vea de un tono azul más claro que Neptuno.

Urano y Neptuno: los gigantes de hielo del Sistema solar

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La sonda espacial de la NASA Voyager 2 capturó estas imágenes de Urano (izquierda) y Neptuno (derecha) durante su acercamiento a los planetas en 1980.

Foto: NASA/JPL-Caltech/B. Jónsson

A pesar de que sus apariencias son notablemente diferentes, Neptuno y Urano tienen mucho en común: poseen una masa, tamaño y composiciones atmosféricas muy similares. Sin embargo, en longitudes de onda visibles, Neptuno presenta claramente un color azul más intenso, mientras que Urano muestra un tono cian más pálido, algo para lo que los astrónomos parecen haber encontrado una explicación.

El fenómeno se explica en una nueva investigación publicada en la revista Journal of Geophysical Research: Planets bajo el título Hazy Blue Worlds: A holistic aerosol model for Uranus and Neptune, including Dark Spots en la cual se sugiere que una capa de neblina concentrada presente en ambos planetas pero más gruesa en Urano que en Neptuno, "blanquea" la apariencia de Urano haciéndolo lucir más pálido que su vecino. Es decir, si no hubiese neblina en las atmósferas de Neptuno y Urano, ambos se verían casi igual de azules.

Los científicos han llegado a esta conclusión gracias a un nuevo modelo desarrollado por un equipo internacional dirigido por el profesor de Física Planetaria de la Universidad de Oxford, Patrick Irwin, y que fue desarrollado para describir las capas de aerosoles en las atmósferas de ambos planetas.

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Investigaciones previas sobre las atmósferas superiores de estos gigantes gaseosos ya se habían centrado en la apariencia de la atmósfera sólo en longitudes de onda específicas. Sin embargo, este nuevo modelo, que consta de múltiples capas atmosféricas, coincide con las observaciones en una amplia gama de longitudes de onda. El nuevo modelo también ha predicho la presencia de partículas de neblina dentro de capas más profundas de sendos planetas, sobre las cuales anteriormente se pensaba que estaban formadas exclusivamente por nubes de hielo de metano y sulfuro de hidrógeno. “Este es el primer modelo que se ajusta simultáneamente a las observaciones de la luz solar reflejada desde el ultravioleta, hasta las longitudes de onda de infrarrojo cercano”, cuenta Irwin. “Además, también es el primer modelo que explica las diferencias entre el color visible de Urano y Neptuno”, añade.

Las atmósferas de Neptuno y Urano se dividen en capas

El modelo del equipo de Irwin considera tres capas de aerosoles situadas a diferentes alturas. La capa que afecta los colores es la del medio, que consiste en una capa de partículas de neblina que es más densa en Urano que en Neptuno. El equipo sospecha que, en ambos planetas, el hielo de metano se condensa en las partículas de esta capa, arrastrándolas más profundamente hacia la atmósfera en una lluvia de nieve de metano.

Diagrama de las Atmósferas de Urano y Neptuno

Diagrama de las Atmósferas de Urano y Neptuno

Diagrama de las Atmósferas de Urano y Neptuno

Este diagrama muestra las tres capas de aerosoles de las atmósferas de Urano y Neptuno modeladas por el equipo de científicos liderado por Patrick Irwin. La capa más profunda (la capa Aerosol-1) es gruesa y está compuesta por una mezcla de hielo de sulfuro de hidrógeno y partículas producidas por la interacción de las atmósferas de los planetas con la luz solar. La capa clave que afecta a los colores es la capa intermedia, que es una capa de partículas de neblina (capa de Aerosol-2) que es más gruesa en Urano que en Neptuno. Por encima de estas dos capas hay una capa extendida de neblina (la capa Aerosol-3) similar a la capa debajo pero más tenue. En Neptuno, también se forman grandes partículas de hielo de metano por encima de esta capa.

Foto: International Gemini Observatory/NOIRLab/NSF/AURA, J. da Silva/NASA /JPL-Caltech /B. Jónsson

Como Neptuno tiene una atmósfera más turbulenta y activa que Urano, el equipo cree que la atmósfera de Neptuno es más eficiente a la hora de agitar las partículas de metano en la capa de neblina y en producir este tipo de nieve. Esto elimina más neblina y mantiene esta capa más delgada en Neptuno que en Urano, motivo por el que vemos Neptuno de un color azul más intenso.

“Esperábamos que el desarrollo de este modelo nos ayudara a comprender las nubes y neblinas en las atmósferas de los gigantes de hielo”, explica Mike Wong, astrónomo de la Universidad de California, Berkeley, y miembro del equipo detrás de estos resultados. “Pero ahora gracias a los telescopios Gemini Norte y Hubble, hemos encontrado la explicación de por que los colores de Neptuno y Urano son tan diferentes ¡Un logro extra inesperado!”, concluye.

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