Resumen (11 de noviembre de 2004): dado que es el más pequeño de los gigantes de gas, se pensaba, después del sobrevuelo de la sonda Voyager, que tenía una superficie relativamente inactiva. Unas asombrosas nuevas imágenes revelan tormentas del tamaño de continentes y un débil anillo.





basado en una publicación de la Universidad de Hawaii/Keck

La superficie activa del más pequeño de nuestros gigantes de gas, Urano, con su tenue anillo. Los dos equipos utilizaron filtros estrechos en longitudes de onda del infrarrojo para estudiar los rasgos de la atmósfera y del conjunto de anillos, ambas cosas enormemente mejoradas por el sistema de óptica adaptativa del Keck. Los telescopios terrestres están ayudando a los astrónomos a seguir los cambios climáticos en la atmósfera del planeta. Crédito: Keck/U. Hawaii

Las observaciones más recientes del gigante planeta Urano muestran el nuboso mundo a medida que se acerca a su equinoccio austral de otoño, que tendrá lugar en 2007 (la duración del año en Urano es de 84 años terrestres).

“Estamos maravillados por la calidad y detalle de estas imágenes”, dice el Dr. Frederic Chaffee, director del Observatorio W. M. Keck en Hawaii. “Son las mejores imágenes de Urano nunca obtenidas por un telescopio, y están abriendo una nueva ventana para el entendimiento de este mundo único y especial”.

Las observaciones de Urano llevadas a cabo por el Observatorio W. M. Keck en Hawaii están sorprendiendo a los astrónomos por el nivel de detalle que pueden ver desde el suelo. Dos equipos diferentes de astrónomos, uno de Berkeley/SSI y el otro de Wisconsin, usaron los avances de la óptica adaptativa (AO, adaptative optics) del Keck para ayudar a hacer descubrimientos científicos importantes observando la atmósfera y el sistema de anillos del planeta. Los resultados son un poderoso ejemplo de cómo los telescopios con base en tierra están ayudando a los astrónomos a estudiar planetas del sistema solar exterior que antes sólo podían ser estudiados desde el espacio. Los primeros resultados fueron anunciados hoy en el 36º encuentro de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Americana.

“La gente puede pensar que Urano es relativamente inactivo, pero estas imágenes muestran que Urano está definitivamente cambiando y tal vez bastante dramáticamente”, dijo Imke de Pater, profesor de astronomía en la Universidad de California, Berkeley, investigador jefe del equipo responsable de las observaciones de Berkeley. “Cuál es la causa, nadie la sabe con seguridad. Sólo el tiempo la dirá”.

Las nuevas imágenes son el resultado de varias mejoras generales del sistema de óptica adaptativa del Keck. Una nueva técnica de calibración elimina artefactos antes presentes en las imágenes cuando se medía la distorsión atmosférica con un planeta en lugar de con una fuente de luz puntual. Otra gran mejora es un nuevo reconstructor del frente de onda para mejorar el procesamiento de datos dentro del sistema de óptica adaptativa. Esto reduce dramáticamente el efecto que el “ruido” ó los errores en la medición de la distorsión atmosférica tienen en la calidad de la imagen.

Sistema de lunas de Urano. Urano está en la tercera posición en cuanto a número de lunas certificadas por la IAU (la Unión Astronómica Internacional), por detrás de Júpiter (38) y Saturno (30). Excluyendo las lunas exteriores que viajan en órbitas elongadas y probablemente son asteroides capturados, Urano posee el récord del mayor número de satélites en su sistema interior, con 18. Todos ellos tienen órbitas aproximadamente circulares. Una idea es que algunas de las lunas son jóvenes y se formaron mediante colisiones con cometas. Crédito: Hubblesite.org

Una dramática visualización del poder de la óptica adaptativa fue hecha por el Dr. Heidi Hammel del Instituto de Ciencias Espaciales en Boulder, Colorado, y el Dr. Imke de Pater de la UC Berkeley, California. Tomaron imágenes de Urano y sus anillos con la Cámara del Infrarrojo Cercano de segunda generación (NIRC2, second-generation Near Infrared Camera) puesta a continuación del sistema de óptica adaptativa en el telescopio Keck II, primero con el sistema de óptica adaptativa desconectado y después con el sistema en funcionamiento. En las imágenes, el sistema de anillos es más fácilmente visible a través del filtro de 2.2 micras debido a que la absorción del metano en esta longitud de onda produce imágenes del planeta extremadamente oscuras excepto para unas pocas nubes a gran altitud. En contraste, la imagen a 1.6 micras muestra la estructura nubosa profunda, incluyendo varios rasgos discretos que salpican el hemisferio norte del planeta. A 1.6 micras los anillos son apenas visibles como una débil raya que cruza el hemisferio norte del planeta.

“Las diferencias son impresionantes”, dice Hammel. “El detalle proporcionado por el sistema de óptica adaptativa del Keck para la atmósfera y los anillos de Urano cambia de manera fundamental la ciencia que podemos hacer”.

Observaciones posteriores llevadas a cabo por el equipo de la Universidad de Wisconsin-Madison, también con el sistema de óptica adaptativa del Keck II, fueron unidas en una imagen de composición en la que las nubes más altas aparecen blancas, las nubes de nivel medio aparecen de verde brillante y las nubes inferiores de azul oscuro. El equilibrio de color utilizado para revelar la estructura de nubes en estas tomas en el infrarrojo, que normalmente no son visibles para el ojo humano, hace que el sistema de anillos aparezca rojo en las imágenes y es un artefacto del proceso. Las nubes superiores son más abundantes en el hemisferio norte del planeta.

El Dr. Lawrence Sromovsky, investigador principal de las observaciones de Wisconsin, dice que “Hace veinte años simplemente no podríamos ver el tipo de detalles del sistema solar exterior de la manera en que podemos verlos ahora con grandes telescopios basados en tierra como el Keck. Estas imágenes realmente revelan muchos más rasgos nubosos de los que la nave Voyager encontró después de viajar hasta Urano”.

Los gigantes de gas del sistema solar exterior. Desde la izquierda: Neptuno, Urano, Saturno y Júpiter. Crédito: NASA

Hasta hace poco no se sabía demasiado sobre este raro planeta, que toma su nombre de la palabra griega “Ouranos”, un dios mitológico que personifica los cielos. Urano está inclinado sobre un lado, probablemente resultado de una antigua colisión cósmica, y su campo magnético está situado de una manera extraña, descentrado respecto de los polos rotacionales e inclinado respecto de ellos.

En 1986, la nave Voyager 2 envió imágenes a la Tierra de lo que parecía ser una bola sin rasgos suspendida en el espacio. En ese momento el polo sur de Urano apuntaba casi directamente al Sol y el polo norte en sentido contrario. Ahora, más de 18 años después, el planeta se acerca al punto de su órbita en que el ecuador del planeta estará apuntando hacia el Sol y ambos polos tendrán unas 17 horas de luz por día.

En la Tierra, las tormentas masivas observadas en las nuevas imágenes de Urano engullirían naciones tan grandes como los Estados Unidos continentales, de unos 3 millones de millas cuadradas (algo menos de 8 millones de kilómetros cuadrados). Pero a una distancia de 1600 millones de millas (unos 2500 millones de kilómetros), incluso tales enormes tormentas son apenas detectables y requieren la utilización de los telescopios más poderosos del mundo.