Urano: el planeta gigante helado del Sistema Solar — características

Descubrimiento

Urano ha sido observado muchas veces a través de un telescopio, e incluso a simple vista, pero fue confundido con una estrella debido a su lenta órbita. Sir William Herschel observó a Urano el 13 de marzo de 1781 desde el jardín de su casa en el número 19 de New King Street en Bath, Somerset, Inglaterra (actual Museo Herschel de Astronomía), y lo reportó por primera vez (el 26 de abril de 1781) como un cometa. Con un telescopio reflector casero de 6,2 pulgadas, Herschel "se dedicó a realizar una serie de observaciones sobre la paralaje de las estrellas fijas".

Herschel escribió en su diario "En el cuartil cerca de ζ Tauri ... o bien [una] estrella nebulosa o quizás un cometa". El 17 de marzo anotó: "Busqué el cometa o la estrella nebulosa y descubrí que es un cometa, pues ha cambiado de lugar". Cuando presentó su descubrimiento a la Royal Society, siguió afirmando que había encontrado un cometa, pero también lo comparó implícitamente con un planeta:

La potencia que tenía puesta cuando vi el cometa por primera vez era de 227. Por experiencia sé que los diámetros de las estrellas fijas no se magnifican proporcionalmente con las potencias más altas, como los planetas; por lo tanto, ahora puse las potencias en 460 y 932, y comprobé que el diámetro del cometa aumentaba en proporción a la potencia, como debería ser, en el supuesto de que no fuera una estrella fija, mientras que los diámetros de las estrellas con las que lo comparé no aumentaban en la misma proporción. Además, el cometa, al estar magnificado mucho más allá de lo que su luz podría admitir, aparecía brumoso y mal definido con estas grandes potencias, mientras que las estrellas conservaban el brillo y la nitidez que, por muchas mil observaciones, sabía que conservarían. La continuación ha demostrado que mis conjeturas estaban bien fundadas, ya que éste ha resultado ser el cometa que hemos observado últimamente.

Herschel notificó su descubrimiento al astrónomo real Nevil Maskelyne y recibió esta respuesta de él el 23 de abril de 1781 "No sé cómo llamarlo. Es tan probable que sea un planeta regular que se mueve en una órbita casi circular con respecto al sol como un cometa que se mueve en una elipsis muy excéntrica. Todavía no he visto ninguna coma o cola en él".

Aunque Herschel siguió describiendo su nuevo objeto como un cometa, otros astrónomos ya habían empezado a pensar lo contrario. El astrónomo finlandés-sueco Anders Johan Lexell, que trabajaba en Rusia, fue el primero en calcular la órbita del nuevo objeto. Su órbita casi circular le llevó a la conclusión de que se trataba de un planeta y no de un cometa. El astrónomo berlinés Johann Elert Bode describió el descubrimiento de Herschel como "una estrella en movimiento que puede considerarse un objeto similar a un planeta, hasta ahora desconocido, que circula más allá de la órbita de Saturno". Bode concluyó que su órbita casi circular se parecía más a la de un planeta que a la de un cometa.

El objeto fue pronto aceptado universalmente como un nuevo planeta. En 1783, Herschel se lo reconoció al presidente de la Royal Society, Joseph Banks: "Por la observación de los astrónomos más eminentes de Europa parece que la nueva estrella, que tuve el honor de señalarles en marzo de 1781, es un planeta primario de nuestro sistema solar". En reconocimiento a su logro, el rey Jorge III concedió a Herschel un estipendio anual de 200 libras con la condición de que se trasladara a Windsor para que la Familia Real pudiera mirar a través de sus telescopios (equivalente a 24.000 libras en 2019).

Urano tiene 27 lunas conocidas. Llevan el nombre de personajes de las obras de Shakespeare y Alexander Pope. Las cinco lunas más grandes son Miranda, Ariel, Umbriel, Titania y Oberón. Aún quedan muchas lunas por descubrir.

En 1986, la Voyager 2 de la NASA visitó Urano. Se trata de la única sonda espacial que intentó investigar el planeta desde una distancia corta. La nave espacial estudió la atmósfera del planeta.

Urano está cubierto de nubes azules. Las nubes superiores, hechas de metano, son difíciles de ver. Se cree que las nubes inferiores son agua congelada. También hay violentas tormentas. La velocidad del viento puede alcanzar los 250 metros por segundo (900 km/h; 560 mph). Los científicos estudian las nubes para intentar comprender las tormentas del planeta.

El planeta Urano tiene un sistema de 13 anillos, que es mucho menos que los anillos de Saturno pero más que los que rodean a Júpiter y Neptuno. Los anillos de Urano fueron descubiertos en 1977. Hace más de 200 años, William Herschel también informó de la observación de anillos, pero los astrónomos modernos no creen que los viera, porque son muy oscuros y tenues. En 1986 se descubrieron otros dos anillos en imágenes tomadas por el Voyager 2, y en 2003-2005 se encontraron dos anillos exteriores con el telescopio espacial Hubble. Es probable que los anillos estén compuestos principalmente por agua congelada.

Se cree que los anillos de Urano son relativamente jóvenes, con no más de 600 millones de años. El sistema de anillos de Urano se inició probablemente a partir de la fragmentación por colisión de las lunas que existieron en su día alrededor del planeta. Tras colisionar, las lunas probablemente se rompieron en muchas partículas, que sobrevivieron como anillos estrechos y ópticamente densos sólo en zonas de máxima estabilidad.

Propiedades generales

El sistema de anillos de Urano tiene trece anillos distintos. En orden de distancia creciente respecto al planeta son: 1986U2R/ζ, 6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, λ, ε, ν, μ anillos. Pueden dividirse en tres grupos: nueve anillos principales estrechos (6, 5, 4, α, β, η, γ, δ, ε), dos anillos polvorientos (1986U2R/ζ, λ) y dos anillos exteriores (μ, ν). Los anillos de Urano están formados principalmente por partículas macroscópicas y poco polvo, aunque se sabe que hay polvo en los anillos 1986U2R/ζ, η, δ, λ, ν y μ.

Además de estos conocidos anillos, puede haber numerosas bandas de polvo ópticamente finas y anillos débiles entre ellos. Estos anillos débiles y bandas de polvo pueden existir sólo temporalmente. Algunos de ellos se hicieron visibles durante una serie de eventos de cruce de planos de anillos en 2007. Varias bandas de polvo entre los anillos fueron observadas en geometría de dispersión hacia delante por el Voyager 2. Todos los anillos de Urano presentan variaciones de brillo acimutales.

Los anillos están hechos de un material extremadamente oscuro. Los anillos son ligeramente rojos en las partes ultravioleta y visible del espectro y grises en el infrarrojo cercano. No muestran características espectrales identificables. Se desconoce la composición química de las partículas de los anillos. Sin embargo, no pueden estar formados por puro hielo de agua como los anillos de Saturno porque son demasiado oscuros, más que las lunas interiores de Urano. Esto demuestra que probablemente sean una mezcla de hielo y un material oscuro. La naturaleza de este material no está clara, pero puede tratarse de compuestos orgánicos considerablemente oscurecidos por la irradiación de partículas cargadas de la magnetosfera uraniana. Las partículas de los anillos pueden estar formadas por un material muy procesado que inicialmente era similar al de las lunas interiores.

En su conjunto, el sistema de anillos de Urano no se parece a los tenues y polvorientos anillos de Júpiter ni a los amplios y complejos anillos de Saturno, algunos de los cuales están compuestos por material muy brillante: hielo de agua. Sin embargo, existen similitudes con algunas partes de este último sistema de anillos; el anillo F de Saturno y el anillo ε son ambos estrechos, relativamente oscuros y están pastoreados por un par de lunas. Los anillos exteriores de Urano, recientemente descubiertos, son similares a los anillos exteriores G y E de Saturno. Los estrechos anillos existentes en los amplios anillos de Saturno también se parecen a los estrechos anillos de Urano. Además, las bandas de polvo observadas entre los anillos principales de Urano pueden ser similares a los anillos de Júpiter. En cambio, el sistema de anillos neptunianos es bastante similar al de Urano, aunque es menos complejo, más oscuro y contiene más polvo. Los anillos neptunianos también están situados más lejos del planeta.

Urano gira alrededor del Sol una vez cada 84 años terrestres. Su distancia media al Sol es de unos 3.000 millones de km (unas 20 UA). La intensidad de la luz solar en Urano es aproximadamente 1/400 de la de la Tierra. Sus elementos orbitales fueron calculados por primera vez en 1783 por Pierre-Simon Laplace. Con el tiempo, empezaron a aparecer discrepancias entre las órbitas predichas y las observadas, y en 1841, John Couch Adams propuso por primera vez que las diferencias podrían deberse al tirón gravitatorio de un planeta invisible. En 1845, Urbain Le Verrier comenzó su propia investigación independiente sobre la órbita de Urano. El 23 de septiembre de 1846, Johann Gottfried Galle encontró un nuevo planeta, más tarde llamado Neptuno, casi en la posición predicha por Le Verrier.

El periodo de rotación del interior de Urano es de 17 horas, 14 minutos, en el sentido de las agujas del reloj (retrógrado). Como en todos los planetas gigantes, su atmósfera superior experimenta vientos muy fuertes en el sentido de la rotación. En algunas latitudes, como a unos dos tercios del camino desde el ecuador hasta el polo sur, las características visibles de la atmósfera se mueven mucho más rápido, realizando una rotación completa en tan sólo 14 horas.

• Lista de planetas