Por qué Urano y Neptuno tienen colores diferentes

En realidad, Urano y Neptuno, los dos planetas exteriores del sistema solar, son bastante similares. Conocidos como los «gigantes de hielo», los planetas tienen masas similares (entre 14,5 y 17 masas terrestres), tamaños (entre 51.000 y 49.000 km en el ecuador) y composiciones atmosféricas (hidrógeno en torno al 80%, helio en torno al 15%, metano en torno al 2%) y, sin embargo, difieren significativamente en su aspecto. En la gama de longitudes de onda visibles, Neptuno tiene un tono azul intenso, mientras que Urano tiene un tono cian mucho más pálido. Los astrónomos han encontrado y publicado una explicación para los diferentes colores de los dos planetas.

Los investigadores apuntan a las capas de neblina concentrada que se producen por la radiación solar y reflejan la luz incidente, lo que hace que el planeta sea ópticamente más brillante. Al parecer, están presentes en ambos planetas. En Urano, sin embargo, la capa intermedia es aproximadamente dos veces más gruesa que en Neptuno. Por lo tanto, aclara más el aspecto de Urano. Si no hubiera neblina en las atmósferas de Neptuno y Urano, ambos se verían casi igual de azules, porque la luz azul se dispersa principalmente por el metano de sus atmósferas.

Esta conclusión procede de un modelo desarrollado por un equipo internacional dirigido por Patrick Irwin, profesor de física planetaria de la Universidad de Oxford, para describir las capas de aerosol en las atmósferas de Neptuno y Urano. Consta de varias capas atmosféricas y coincide con las observaciones de ambos planetas en una amplia gama de longitudes de onda. El nuevo modelo también incluye partículas de bruma en capas más profundas que antes se creía que sólo contenían nubes de hielo de metano y sulfuro de hidrógeno.

La mayor transmisión de luz de la capa media de aerosol de Neptuno también explica por qué las manchas oscuras son más fáciles de observar en su atmósfera que en la de Urano. «Este es el primer modelo que cartografía simultáneamente las observaciones de la luz solar reflejada desde las longitudes de onda ultravioleta hasta las del infrarrojo cercano», explica Irwin, autor principal del estudio. «También es el primer modelo que explica la diferencia de color visible entre Urano y Neptuno».

El modelo del equipo consta de tres capas de aerosoles a diferentes alturas. La capa más importante que afecta a los colores es la capa intermedia, una capa de partículas de neblina (llamada capa de aerosol-2 en el estudio) que es más gruesa en Urano que en Neptuno. El equipo sospecha que en ambos planetas el hielo de metano se condensa en las partículas de esta capa, atrayendo las partículas de la bruma hacia la atmósfera en forma de lluvia de nieve de metano. Dado que la atmósfera de Neptuno es más activa y turbulenta que la de Urano, el equipo supone que la atmósfera de Neptuno es más eficiente a la hora de agitar las partículas de metano en la capa de neblina y producir esta nieve. Esto elimina una mayor parte de la bruma, y la capa de bruma de Neptuno es más fina que la de Urano, lo que hace que el color azul de Neptuno aparezca más fuerte.

Este diagrama muestra las tres capas de aerosoles en las atmósferas de Urano y Neptuno, como fueron modeladas por un equipo de científicos liderados por Patrick Irwin. La escala de altura en el diagrama representa la presión por encima de 10 bar. 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 (referida en el artículo como la capa de Aerosol-2) que es más gruesa en Urano que en Neptuno. El equipo sospecha que, en ambos planetas, el hielo de metano se condensa en las partículas de esta capa, arrastrando las partículas más profundamente hacia la atmósfera en una lluvia de nieve de metano. Como Neptuno tiene una atmósfera más activa y turbulenta que Urano, el equipo cree que la atmósfera de Neptuno es más eficiente para agotar las partículas de metano en la capa de neblina y produce esta nieve. Esto elimina más neblina y mantiene la capa de neblina de Neptuno más delgada que en Urano, lo que significa que el color azul de Neptuno se ve más acentuado.  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.

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BrandonQMorris
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  • Brandon Q. Morris es físico y especialista en el espacio. Lleva mucho tiempo preocupado por las cuestiones espaciales, tanto a nivel profesional como privado, y aunque quería ser astronauta, tuvo que quedarse en la Tierra por diversas razones. Le fascina especialmente el "qué pasaría si" y a través de sus libros pretende compartir historias convincentes de ciencia ficción dura que podrían suceder realmente, y que algún día podrían suceder. Morris es autor de varias novelas de ciencia ficción de gran éxito de ventas, como la serie Enceladus.

    Brandon es un orgulloso miembro de la Science Fiction and Fantasy Writers of America y de la Mars Society.