Descubren que Urano es más cálido de lo que se creía

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Durante milenios, los astrónomos pensaron que Urano no era más que una estrella distante. No fue hasta finales del siglo XVIII que Urano fue aceptado universalmente como planeta. Hasta el día de hoy, este mundo azul y anillado subvierte las expectativas de los científicos, pero una nueva investigación de la NASA ayuda a descifrar parte del misterio de este mundo de nuestro sistema solar.

Esta imagen ampliada de Urano, capturada por la cámara de infrarrojo cercano del telescopio espacial James Webb de la NASA el 6 de febrero de 2023, revela impresionantes vistas de los anillos de Urano. Créditos: NASA, ESA, CSA, STScI

Algunos datos importantes
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Júpiter, Saturno y Neptuno emiten más energía de la que reciben del Sol, lo que significa que tienen interiores comparativamente cálidos.
El sobrevuelo de Urano realizado por la sonda Voyager 2, de la NASA, en 1986 encontró que el planeta era más frío de lo esperado, lo que desafió las ideas sobre cómo se formaron y evolucionaron los planetas.
Ahora, con modelos informáticos avanzados y una nueva mirada a los datos obtenidos décadas atrás, los científicos creen que el planeta podría ser, en realidad, más cálido de lo que se creía.

Un planeta con personalidad
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Urano es diferente a cualquier otro planeta de nuestro sistema solar. Gira de lado, lo que significa que cada polo mira directamente al Sol durante un verano continuo de 42 años. Urano, además, gira en sentido contrario a todos los planetas, excepto Venus. Los datos del sobrevuelo de la Voyager 2 en 1986 también sugirieron que el planeta es inusualmente frío en su interior, lo que obligó a los científicos a reformular las teorías sobre la formación y evolución de los planetas en nuestro sistema solar.

“Desde el sobrevuelo de la Voyager 2, todo el mundo ha dicho que Urano no tiene calor interno”, dijo Amy Simon, científica planetaria del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland. “Pero ha sido muy difícil explicar por qué, especialmente en comparación con los otros planetas gigantes”.

Tales proyecciones de Urano se basaron en una sola medición cercana del calor emitido por el planeta, realizada por la Voyager 2: «Todo depende de ese único dato», dijo Simon. «Eso es parte del problema» de cómo entendemos a este mundo azulado y complejo.

Qué sería de nuestras ciencias sin la tecnología
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Ahora, utilizando una técnica avanzada de modelado computacional y revisando décadas de datos, Simon y un equipo de científicos han descubierto que Urano de hecho genera algo de calor, como informaron el 16 de mayo en la revista Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

El calor interno de un planeta se puede calcular comparando la cantidad de energía que recibe del Sol con la que libera al espacio en forma de luz reflejada y calor emitido. Los otros planetas gigantes del sistema solar —Saturno, Júpiter y Neptuno— emiten más calor del que reciben, como señalamos previamente, lo que significa que el calor adicional proviene del interior, gran parte del cual es remanente de los procesos de alta energía que formaron los planetas hace 4.500 millones de años. La cantidad de calor que emana un planeta podría indicar su edad: cuanto menor sea el calor liberado en relación con el calor absorbido del Sol, más antiguo es el planeta.

¿Da tanto como recibe?
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Urano se distinguía de los demás planetas porque parecía emitir tanto calor como recibía, lo que implicaba que no tenía calor propio. Esto desconcertó a los científicos. Algunos plantearon la hipótesis de que quizás el planeta es mucho más antiguo que los demás y se ha enfriado por completo. Otros propusieron que una colisión gigantesca —la misma que pudo haber derribado al planeta— expulsó todo el calor de Urano. Pero ninguna de estas hipótesis satisfizo a los científicos, lo que los motivó a resolver el caso irresoluto de Urano.

“Pensamos: ‘¿Es posible que Urano no tenga calor interno?’”, comentó Patrick Irwin, autor principal del artículo y profesor de física planetaria en la Universidad de Oxford, Inglaterra. “Realizamos numerosos cálculos para determinar cuánta luz solar refleja Urano y nos dimos cuenta de que, en realidad, es más reflectante de lo que se había estimado”.

¿Cuánto?
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Los investigadores se propusieron determinar el balance energético total de Urano: cuánta energía recibe del Sol en comparación con cuánta refleja como luz solar y cuánta emite como calor. Para ello, necesitaban estimar la cantidad total de luz reflejada por el planeta desde todos los ángulos. «Es necesario ver la luz que se dispersa hacia los lados, no solo la que regresa directamente», explicó Simon.

Para obtener la estimación más precisa hasta la fecha del balance energético de Urano, investigadores de Oxford desarrollaron un modelo informático que integró todo lo conocido sobre la atmósfera de Urano a partir de décadas de observaciones con telescopios terrestres y espaciales, incluyendo el Telescopio Espacial Hubble, el Telescopio Infrarrojo de la NASA en Hawái. El modelo incluía información sobre la neblina, las nubes y los cambios estacionales del planeta, todos los cuales afectan la forma en que se refleja la luz solar y cómo se escapa el calor.

Estas imágenes de Urano, tomadas con ocho años de diferencia por el Telescopio Espacial Hubble de la NASA, muestran los cambios estacionales en la reflectividad del planeta. La imagen de la izquierda muestra el planeta siete años después de su equinoccio de primavera boreal, cuando el Sol brillaba justo por encima de su ecuador. La segunda foto, tomada seis años antes del solsticio de verano, muestra un casquete polar norte brillante y de gran tamaño. Crédito: NASA, ESA, STScI, A. Simon (NASA-GSFC), M. H. Wong (UC Berkeley), J. DePasquale (STScI)

Los investigadores descubrieron que Urano libera aproximadamente un 15 % más de energía de la que recibe del Sol, una cifra similar a otra estimación reciente de un estudio independiente, financiado en parte por la NASA y publicado el 14 de julio en Geophysical Research Letters. Estos estudios sugieren que Urano posee su propio calor, aunque aún mucho menor que su vecino Neptuno, que emite más del doble de la energía que recibe.

“Ahora tenemos que entender qué significa esa cantidad de calor remanente en Urano, así como obtener mejores mediciones de la misma”, admitió Simon.

Desentrañar el pasado de Urano es útil no sólo para trazar la línea de tiempo de cuándo se formaron los planetas del sistema solar y migraron a sus órbitas actuales, sino que también ayuda a los científicos a comprender mejor muchos de los planetas descubiertos fuera del sistema solar, llamados exoplanetas, la mayoría de los cuales tienen el mismo tamaño que Urano.

Aquí, en Notaspampeanas, divulgaremos, apenas se conozcan, las novedades que los científicos hallen con los avances en sus investigaciones.

El artículo NASA, Oxford Discover Warmer Uranus Than Once Thought con la firma de Emma Friedman del Goddard Space Flight Center, de la NASA, fue publicado en el sitio web de la agencia espacial de Estados Unidos.