Hubble revela las atmósferas dinámicas de Urano y Neptuno

Durante su monitoreo anual de rutina del clima en los planetas exteriores de nuestro sistema solar, el Telescopio Espacial Hubble de la NASA descubrió una nueva y misteriosa tormenta oscura en Neptuno (derecha) y brindó una nueva mirada a una tormenta de larga duración que rodea la región del polo norte en Urano. (izquierda). Crédito: NASA, ESA, A. Simon (NASA Goddard Space Flight Center), y MH Wong y A. Hsu (Universidad de California, Berkeley)

Al igual que la Tierra, Urano y Neptuno tienen estaciones, que probablemente impulsan algunas de las características en sus atmósferas. Pero sus estacones son mucho más largas que en la Tierra, abarcando décadas en lugar de meses.

La nueva mirada del Hubble de Neptuno muestra la tormenta oscura, que se ve en la parte superior central. Apareciendo durante el verano del sur del planeta, la característica es el cuarto y último misterioso vórtice oscuro capturado por el Hubble desde 1993. La nave espacial Voyager 2 descubrió otras dos tormentas oscuras en 1989 mientras volaba por el remoto planeta. Desde entonces, solo el Hubble ha tenido la sensibilidad en la luz azul para rastrear estas características difíciles de detectar, que aparecieron y se desvanecieron rápidamente. En un estudio dirigido por la Universidad de California, Berkeley, el estudiante universitario Andrew Hsu estimó que las manchas oscuras aparecen cada cuatro o seis años en diferentes latitudes y desaparecen después de unos dos años.

El Hubble descubrió la última tormenta en septiembre de 2018 en el hemisferio norte de Neptuno. Este rasgo es de aproximadamente 6.800 millas de ancho (11.000 kilómetros).

Esta imagen de Neptuno de la cámara de campo amplio 3 del telescopio espacial Hubble, tomada en septiembre y noviembre de 2018, muestra una nueva tormenta oscura (centro superior). Crédito: NASA, ESA, A. Simon (NASA Goddard Space Flight Center), y MH Wong y A. Hsu (Universidad de California, Berkeley)

A la derecha de esta característica oscura están las "nubes compañeras" blancas brillantes. Hubble ha observado nubes similares que acompañan a vórtices anteriores. Las nubes brillantes se forman cuando el flujo de aire ambiente se perturba y se desvía hacia arriba sobre el vórtice oscuro, lo que hace que los gases se congelen en cristales de hielo de metano. Estas nubes son similares a las nubes que aparecen como rasgos en forma de tortita cuando el aire es empujado sobre las montañas en la Tierra (aunque Neptuno no tiene una superficie sólida). La nube larga y delgada a la izquierda del punto oscuro es una característica transitoria que no forma parte del sistema de tormentas.

No está claro cómo se forman estas tormentas. Pero al igual que la Gran Mancha Roja de Júpiter, los vórtices oscuros se arremolinan en una dirección anticiclónica y parecen extraer material de niveles más profundos en la atmósfera del gigante de hielo.

Las observaciones del Hubble muestran que ya en 2016, el aumento de la actividad de las nubes en la región precedió a la aparición del vórtice. Las imágenes indican que los vórtices probablemente se desarrollen más profundamente en la atmósfera de Neptuno, volviéndose visibles solo cuando la cima de la tormenta alcanza altitudes más altas.

La instantánea de Urano, al igual que la imagen de Neptuno, revela una característica dominante: una vasta capa nubosa de tormenta en todo el polo norte.

Esta imagen de Urano de la Cámara de Campo Amplio 3 del Telescopio Espacial Hubble, tomada en noviembre de 2018, revela una vasta y brillante capa nubosa en el polo norte del planeta. Crédito: NASA, ESA, A. Simon (NASA Goddard Space Flight Center), y MH Wong y A. Hsu (Universidad de California, Berkeley)

Los científicos creen que esta nueva característica es el resultado de la rotación única de Urano. A diferencia de todos los demás planetas del sistema solar, Urano está inclinado casi de lado. Debido a esta inclinación extrema, durante el verano del planeta, el Sol brilla casi directamente sobre el polo norte y nunca se pone. Urano se está acercando a la mitad de su temporada de verano, y la región de casquete polar se está volviendo más prominente. Esta capucha polar puede haberse formado por cambios estacionales en el flujo atmosférico.

Cerca del borde de la tormenta polar hay una gran nube compacta de hielo de metano, que a veces es lo suficientemente brillante como para ser fotografiada por astrónomos aficionados. Una banda de nubes estrecha rodea el planeta al norte del ecuador. Es un misterio cómo bandas como éstas están confinadas a anchos tan estrechos, porque Urano y Neptuno tienen chorros de viento muy amplios que soplan hacia el oeste.

Ambos planetas están clasificados como planetas gigantes de hielo. No tienen una superficie sólida, sino más bien mantos de hidrógeno y helio que rodean un interior rico en agua, tal vez envuelto alrededor de un núcleo rocoso. El metano atmosférico absorbe la luz roja, pero permite que la luz azul-verde se disperse de nuevo al espacio, dando a cada planeta un tono cian.

Las nuevas imágenes de Neptuno y Urano son del programa Legado de Atmósferas Externas del Planeta (OPAL), un proyecto a largo plazo del Hubble, dirigido por Amy Simon del Centro de Vuelo Espacial Goddard de la NASA en Greenbelt, Maryland, que anualmente captura mapas globales de nuestro sistema solar exterior. Planetas cuando están más cerca de la Tierra en sus órbitas. Los objetivos clave de OPAL son estudiar los cambios estacionales a largo plazo, así como capturar eventos comparativamente transitorios, como la aparición de la mancha oscura de Neptuno. Estas tormentas oscuras pueden ser tan fugaces que en el pasado algunas de ellas pueden haber aparecido y desaparecido durante las brechas de varios años en las observaciones de Hubble sobre Neptuno. El programa OPAL asegura que los astrónomos no se perderán otro.

Estas imágenes son parte de un álbum de recortes de instantáneas del Hubble de Neptuno y Urano que rastrean los patrones climáticos a lo largo del tiempo en estos planetas fríos y distantes. Al igual que los meteorólogos no pueden predecir el clima en la Tierra mediante el estudio de algunas instantáneas, los astrónomos no pueden rastrear las tendencias atmosféricas en los planetas del sistema solar sin observaciones periódicas. Los astrónomos esperan que el monitoreo a largo plazo del Hubble de los planetas exteriores les ayude a desentrañar los misterios que aún persisten en estos mundos lejanos.

Analizar el clima en estos mundos también ayudará a los científicos a comprender mejor la diversidad y las similitudes de las atmósferas de los planetas del sistema solar, incluida la Tierra.

Source: NASA/Goddard Space Flight Center,