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| Urano y Neptuno son los gigantes de hielo del Sistema Solar que brillan con tonos de azul ligeramente diferentes. Los científicos creen que ya han identificado la causa de que Urano parezca más pálido y Neptuno tenga un tono cobalto más intenso. |
Urano y Neptuno son planetas similares en muchos aspectos. Ambos son mundos gigantes de hielo, ambos tienen atmósferas ricas en metano y ambos tienen un color azulado. Pero mientras Urano tiene un tono azul verdoso pálido, Neptuno tiene un color azul intenso. Sin embargo, ¿por qué? ¿Por qué dos planetas tan similares en tamaño y composición parecen tan diferentes? Según un estudio reciente, la respuesta está en sus aerosoles.
Los aerosoles son pequeñas partículas de polvo o gotas de líquido que están suspendidas en un gas. En la Tierra, solemos pensar en los aerosoles como una forma de contaminación, ya que el humo y el smog son aerosoles. Pero los aerosoles también pueden ser cosas menos dañinas, como el vaho de una niebla o una nube de diminutos cristales de hielo en una fría noche de invierno. Si hay una atmósfera, seguro que hay aerosoles.
Las partículas de aerosol pueden ser tan pequeñas que sus diámetros coinciden aproximadamente con las longitudes de onda de la luz visible. Por ello, la forma en que la luz se dispersa en ellas puede depender de la longitud de onda de la luz. Mediante un proceso conocido como dispersión Mie, las longitudes de onda rojas largas suelen dispersarse más que las azules más cortas. La dispersión Mie es la razón por la que Marte suele tener un cielo bronceado en lugar de azul, y por la que las puestas de sol en Marte suelen ser azules. Como muestra este último estudio, los aerosoles desempeñan un papel importante en la coloración de Urano y Neptuno, pero la conexión no es sencilla.
Las atmósferas de Urano y Neptuno son mayoritariamente de hidrógeno y helio, pero también son ricas en metano (CH4). El metano absorbe la luz roja y refleja la azul, por lo que ambos planetas tienen un color generalmente azul. Hay restos de otros elementos en sus atmósferas, y las reacciones químicas entre varias moléculas pueden crear una neblina de aerosoles que puede empañar su tono azul básico.
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| Cómo las capas de aerosol colorean Urano y Neptuno. Crédito: Irwin, et al |
Basándose en observaciones espectrales de Urano y Neptuno, el equipo ideó un modelo en el que hay tres tipos principales de aerosoles, numerados según la profundidad a la que se encuentran en la atmósfera del planeta. La capa más profunda es el Aerosol-1, que parece ser una combinación de smog molecular y partículas de hielo de sulfuro de hidrógeno (H2S). El sulfuro de hidrógeno refleja la luz verde mientras absorbe la roja y la azul, lo que contribuye a dar a Urano su tinte verdoso. La capa intermedia de aerosol-2 no refleja mucha luz visible, pero sí la ultravioleta y la infrarroja. La capa más alta es el aerosol-3. Está compuesta por partículas de menos de una micra y tiende a reflejar la luz visible más o menos igual en todos los colores. La capa de aerosol-3 es más gruesa en Urano, lo que hace que parezca más pálido que Neptuno. Neptuno también tiene una capa superior de nubes de hielo de metano, lo que le ayuda a mantener su azul intenso.
Esta capa de aerosoles también podría ayudar a explicar las tormentas en los dos planetas, como la gran mancha azul vista en Neptuno cuando fue visitado por el Voyager II. A medida que las capas superiores se despejan por una tormenta, la capa más profunda y azul se ve más fácilmente.
Aunque este modelo unificado de capas de aerosol puede explicar la apariencia de ambos mundos, no se pueden descartar otras alternativas. El equipo también planteó diferentes modelos que explicarían Urano y Neptuno por separado. Pero el modelo unificado funciona bien y podría ayudarnos a explicar las atmósferas de los mundos gaseosos helados alrededor de otras estrellas.
Fuentes, créditos y referencias:
Irwin, Patrick GJ, et al. "Hazy blue worlds: A holistic aerosol model for Uranus and Neptune, including Dark Spots" arXiv:2201.04516 (2022).
Créditos a Universe Today