Urano y Neptuno lejanos, los gigantes de hielo de nuestro sistema solar, son tan misteriosos como distantes. Poco después de su lanzamiento en 2021, el telescopio espacial James Webb de la NASA cambiará eso al desbloquear secretos de las atmósferas de ambosplanetas
Los planetas gigantes fríos y remotos Urano y Neptuno son apodados los "gigantes de hielo" porque sus interiores son compositivamente diferentes de Júpiter y Saturno, que son más ricos en hidrógeno y helio, y se conocen como los "gigantes de gas". Los gigantes de hielo.también son mucho más pequeños que sus primos gaseosos, tienen un tamaño intermedio entre los planetas terrestres y los gigantes gaseosos. Representan la categoría de planeta menos explorada en nuestro sistema solar. Los científicos que usan el plan Webb estudian los patrones de circulación, la química y el clima de Uranoy Neptuno de una manera que solo Webb puede.
"La cosa clave que Webb puede hacer que es muy, muy difícil de lograr desde cualquier otra instalación es mapear su temperatura atmosférica y su estructura química", explicó el líder de los estudios, Leigh Fletcher, profesora asociada de ciencias planetarias en la Universidadde Leicester en el Reino Unido. "Creemos que el clima y el clima de los gigantes de hielo tendrán un carácter fundamentalmente diferente en comparación con los gigantes de gas. Eso es en parte porque están muy lejos del Sol, son más pequeñosde tamaño y rotan más lentamente sobre sus ejes, pero también porque la mezcla de gases y la cantidad de mezcla atmosférica es muy diferente en comparación con Júpiter y Saturno ".
Todos los gases en las atmósferas superiores de Urano y Neptuno tienen huellas químicas únicas que Webb puede detectar. Crucialmente, Webb puede distinguir un químico de otro. Si estos químicos están siendo producidos por la luz solar que interactúa con la atmósfera, o si sonsiendo redistribuido de un lugar a otro por patrones de circulación a gran escala, Webb podrá ver eso.
Estos estudios se realizarán a través de un programa de Observaciones Garantizadas de Tiempo GTO del sistema solar dirigido por Heidi Hammel, científica planetaria y Científica Interdisciplinaria de Webb. También es Vicepresidenta de Ciencia en la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía AURA en Washington, DC, el programa de Hammel demostrará las capacidades de Webb para observar objetos del sistema solar y ejercer algunas de las técnicas específicas de Webb para objetos que son brillantes y / o se mueven en el cielo.
Urano: El planeta inclinado
A diferencia de los otros planetas de nuestro sistema solar, Urano - junto con sus anillos y lunas - está inclinado hacia un lado, girando aproximadamente a un ángulo de 90 grados desde el plano de su órbita. Esto hace que el planeta parezca rodarcomo una bola alrededor del Sol. Esa extraña orientación, que puede ser el resultado de una colisión gigantesca con otro protoplaneta masivo al principio de la formación del sistema solar, da lugar a estaciones extremas en Urano.
Cuando la nave espacial Voyager 2 de la NASA voló cerca de Urano en 1986, un polo apuntaba directamente al Sol. "No importa cuánto gire Urano", explicó Hammel, "una mitad estaba completamente expuesta al sol todo el tiempo, y la otra mitadestaba en la oscuridad total. Es la cosa más loca que puedas imaginar "
Decepcionantemente, la Voyager 2 solo vio un planeta liso de bolas de billar cubierto de bruma, con solo un puñado de nubes. Pero cuando Hubble vio a Urano a principios de la década de 2000, el planeta había recorrido un cuarto de su órbita.Ahora el ecuador apuntaba al Sol, y todo el planeta estaba iluminado en el transcurso de un día uranio.
"La teoría nos dijo que nada cambiaría", dijo Hammel, "pero la realidad fue que Urano comenzó a brotar todo tipo de nubes brillantes, y Hubble descubrió un punto oscuro. Las nubes parecían estar cambiando dramáticamente en respuesta a lacambio inmediato en la luz solar a medida que el planeta viajaba alrededor del Sol ".
A medida que el planeta continúa su lento recorrido orbital, apuntará su otro polo hacia el Sol en 2028.
Webb dará una idea de las poderosas fuerzas estacionales que impulsan la formación de sus nubes y el clima, y cómo esto está cambiando con el tiempo. Ayudará a determinar cómo fluye y se transporta la energía a través de la atmósfera de Urania. Los científicos quieren ver a Urano a través de Webbvida, para construir una línea de tiempo de cómo la atmósfera responde a las estaciones extremas. Eso les ayudará a comprender por qué la atmósfera de este planeta parece pasar por períodos de intensa actividad salpicada de momentos de calma.
Neptuno: Un mundo de vientos supersónicos
Neptuno es un mundo oscuro y frío, pero está azotado por vientos supersónicos que pueden alcanzar hasta 1,500 millas por hora. Más de 30 veces más lejos del Sol que la Tierra, Neptuno es el único planeta en nuestro sistema solar que no es visible paraa simple vista. Su existencia fue predicha por las matemáticas antes de su descubrimiento en 1846. En 2011, Neptuno completó su primera órbita de 165 años desde su descubrimiento.
Al igual que Urano, la atmósfera muy profunda de este gigante de hielo está hecha de una espesa sopa de agua, amoníaco, sulfuro de hidrógeno y metano sobre un interior desconocido e inaccesible. Las capas superiores accesibles de la atmósfera están hechas de hidrógeno, helio y metano.con Urano, el metano le da a Neptuno su color azul, pero una química atmosférica aún misteriosa hace que el azul de Neptuno sea un poco más llamativo que el de Urano.
"Es la misma pregunta aquí: ¿Cómo fluye la energía y cómo se transporta a través de una atmósfera planetaria?", Explicó Fletcher. "Pero en este caso, a diferencia de Urano, el planeta tiene una fuerte fuente de calor interna. Esa fuente de calor genera algode los vientos más poderosos y los vórtices atmosféricos de más corta duración y las características de las nubes en cualquier parte del sistema solar. Si miramos a Neptuno de noche a noche, su cara siempre cambia y cambia a medida que estas nubes se estiran, tiran y manipulanel campo de viento subyacente "
Tras el sobrevuelo de Neptuno por el Voyager 2 de 1989, los científicos descubrieron un vórtice brillante y caliente, una tormenta, en el polo sur del planeta. Debido a que la temperatura allí es más alta que en cualquier otro lugar de la atmósfera, esta región probablemente esté asociada con algunosQuímica única: la sensibilidad de Webb permitirá a los científicos comprender el ambiente químico inusual dentro de ese vórtice polar.
Solo el principio
Fletcher aconseja estar preparado para ver fenómenos en Urano y Neptuno que son totalmente diferentes a lo que hemos presenciado en el pasado. "Webb realmente tiene la capacidad de ver a los gigantes de hielo con una luz completamente nueva. Pero para entender la continua atmósfera atmosféricaprocesos que están dando forma a estos planetas gigantes, realmente necesita más que solo un par de muestras ", dijo." Entonces comparamos Júpiter con Saturno, Urano y Neptuno, y con eso, creamos una imagen más amplia de cómo funcionan las atmósferas engeneral. Este es el comienzo de comprender cómo estos mundos están cambiando con el tiempo "
Hammel agregó: "Ahora sabemos de cientos de exoplanetas, planetas alrededor de otras estrellas, del tamaño de nuestros gigantes de hielo locales. Urano y Neptuno nos proporcionan la verdad fundamental para los estudios de estos mundos recién descubiertos".
El Telescopio Espacial James Webb será el principal observatorio de ciencia espacial del mundo cuando se lance en 2021. Webb resolverá misterios en nuestro sistema solar, mirará más allá de mundos distantes alrededor de otras estrellas y explorará las misteriosas estructuras y orígenes de nuestro universo ynuestro lugar en él. Webb es un programa internacional dirigido por la NASA con sus socios, la ESA Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Canadiense.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por NASA / Centro de vuelo espacial Goddard . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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