Un equipo de científicos de la Universidad de Leicester, Inglaterra, ha confirmado la existencia de una aurora infrarroja en Urano, un fenómeno sobre el que se había teorizado pero que nunca se había demostrado hasta ahora. Los astrónomos han utilizado datos de hace casi 20 años del telescopio Keck II pero ahora disponemos de la tecnología para desentrañar mucho mejor la información que poseemos desde hace décadas.
Urano es un gigante de hielo aproximadamente cuatro veces el tamaño de la Tierra que tiene casi 30 lunas y, en general, un gran valor científico. El instrumento NIRSPEC (Near InfraRed SPECtrograph) del Observatorio Keck en Hawái se utilizó para recopilar 6 horas de observaciones de Urano en 2006. Los investigadores estudiaron cuidadosamente 224 imágenes para encontrar signos de una partícula específica: hidrógeno triatómico ionizado o H3+. Los encontraron. La emisión creó un resplandor auroral infrarrojo sobre el polo magnético norte de Urano. La imagen que acompaña este artículo es, por tanto, una interpretación artística de la aurora infrarroja, superpuesta a una imagen de Urano del Telescopio Espacial Hubble.
Descubren que Urano tiene una aurora infrarroja
¿Por qué es importante este descubrimiento?
Estos hallazgos son cruciales por varias razones. Lo más importante es que proporcionan información potencial sobre las propiedades magnéticas únicas de los gigantes de hielo Urano y Neptuno. Los gigantes de hielo Urano y Neptuno son planetas inusuales en nuestro sistema solar ya que sus campos magnéticos están desalineados con los ejes en los que giran. ¿Por qué motivo? Este descubrimiento también podría resolver la incógnita de por qué el planeta es mucho más caliente de lo que debería ser, a pesar de estar tan lejos del Sol.
«La temperatura de todos los planetas gigantes gaseosos, incluido Urano, está cientos de grados Kelvin/Celsius por encima de lo que predicen los modelos si sólo fueran calentados por el Sol, lo que nos deja con la gran pregunta de ¿cómo es que estos planetas son mucho más calientes de lo esperado?», comenta la astrofísica Emma Thomas de la Universidad de Leicester en su estudio publicado en la revista Nature Astronomy. «Una teoría sugiere que la causa de esto es la energética aurora, que genera y empuja el calor de la aurora hacia el ecuador magnético».
¿Qué provoca una aurora?
Las auroras son causadas por partículas cargadas de alta energía, que son canalizadas hacia abajo y chocan con la atmósfera de un planeta a través de las líneas del campo magnético del planeta. En la Tierra, las conocemos bien pero en planetas como Urano, donde la atmósfera es predominantemente una mezcla de hidrógeno y helio, esta aurora emitirá luz fuera del espectro visible y en longitudes de onda como el infrarrojo (IR). La emisión de Urano fue el resultado de la ionización del hidrógeno molecular y la formación de cationes H3+ tras colisiones con partículas cargadas, y la emisión creó un brillo auroral infrarrojo sobre el polo magnético norte.
«Al analizar la aurora de Urano, que se conecta directamente tanto con el campo magnético como con la atmósfera del planeta, podemos hacer predicciones sobre las atmósferas y los campos magnéticos de estos mundos y, por tanto, sobre su idoneidad para la vida. Este artículo es la culminación de 30 años de estudio de las auroras en Urano, que finalmente reveló la aurora infrarroja y comenzó una nueva era de investigaciones de auroras en el planeta», apuntan los autores.
Auroras en otros planetas
Uno de los resultados más inesperados de esta investigación son sus implicaciones para comprender la inversión geomagnética en la Tierra. Este es un evento raro en el que los polos magnéticos cambian de lugar. «No tenemos muchos estudios sobre este fenómeno», dice Thomas, «y por lo tanto no sabemos qué efectos tendrá en los sistemas que dependen del campo magnético de la Tierra, como los satélites, las comunicaciones y la navegación».
Esperamos que esta investigación desentrañe algunos de los misterios ancestrales del sistema solar y nos ofrezca pistas sobre la habitabilidad de planetas mucho más allá de nuestro vecindario cósmico.
Referencias:
- Emma M. Thomas, Henrik Melin, Tom S. Stallard, Mohammad N. Chowdhury, Ruoyan Wang, Katie Knowles, Steve Miller. Detection of the infrared aurora at Uranus with Keck-NIRSPEC. Nature Astronomy, 2023; DOI: 10.1038/s41550-023-02096-5
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