miércoles, 1 de febrero de 2017

Urano, hijo del telescopio.


Por las noches, si observamos con cuidado el cielo de poniente, podremos distinguir un puntito de un característico color azulado: Urano, el hechicero de Gustav Holst, el séptimo planeta del sistema solar.

Urano es un coloso con un diámetro cuatro veces mayor al de nuestro planeta, pero la enorme distancia que nos separa de el (nunca menor a 2.500 millones de kilómetros), unas veinte veces mayor que la distancia entre la Tierra y el Sol, apenas nos permite divisar un punto aún con telescopios potentes.


Impresionante imagen de Urano captada por la sonda Voyager 2 en 1986. Una neblina de metano oculta nubes y otros detalles de la atmósfera. (NASA/JPL- Caltech).



Ambos hemisferios de Urano, captados por el telescopio Keck de Hawai. Su aspecto calmo se ha esfumado y es visible la intensa actividad meteorológica. Se distingue su sistema de anillos.


Comparación de tamaño entre la Tierra y Urano (Wikipedia).


Urano fue descubierto en 1781 por el músico y astrónomo alemán William Herschel, utilizando un reflector de 153 mm. de construcción casera. Al principio Herschel creyó que había observado un cometa, pero una vez que hubo calculado la órbita se disiparon las dudas y se agregó un nuevo planeta al sistema solar. Fue el primer planeta en ser descubierto gracias al telescopio.

Tiene un diámetro de 51.000 kilómetros y órbita nuestro Sol a una distancia de unos 3.000 millones de kilómetros. Está tan lejos que se demora 84 años en dar una vuelta completa alrededor del Sol. Su masa corresponde a unas 14 masas terrestres, pese a ello, es menos denso que Júpiter y Neptuno. Los científicos denominan a Urano y Neptuno "gigantes de hielo" para distinguirlos de Júpiter y Saturno, que serían los "gigantes gaseosos". La diferencia principal estaría en que los gigantes gaseoso están compuestos en un 90% de hidrógeno y helio, mientras que en Urano y Neptuno el porcentaje de estos elementos es mucho más bajo, con mayor presencia de amoníaco, agua y metano.

La teoría más aceptada para describir la estructura interna de Urano nos dice que el planeta contiene un pequeño núcleo rocoso rodeado de mantos de hielo. Pero este nombre de "hielos" es muy engañoso, porque a las tremendas presiones que se dan in situ en realidad se trata de un fluido caliente de agua y amoníaco. A medida que ascendemos la densidad disminuye progresivamente hasta llegar a una densa atmósfera primordial formada por hidrógeno, helio, metano y amoníaco. Estos gigantes de hielo son así, no existe una diferenciación clara entre sus distintas capas, como si podemos observar en nuestro planeta y el resto de los mundos rocosos. El núcleo tiene un radio de apenas 1/5 del total de Urano y solo pesa unas 0,55 masas terrestres. 

La ausencia de una fuente de calor interno hace que la actividad meteorológica de Urano no sea tan intensa como la de Neptuno. De todas formas se han registrado vientos que superan los 900 km/h y se ha registrado la aparición de manchas oscuras y brillantes en el disco del planeta. La mecánica de estos fenómenos no está totalmente aclarada y se han propuesto diversas explicaciones. Las capas superiores de la atmósfera sufren unas temperaturas bajísimas, que andan por los -220° C.



Estructura interna de Urano (Wikipedia).


Urano dispone de un sistema planetario de anillos, el segundo en ser descubierto después del de Saturno. Fueron descubiertos en 1977, gracias a que ocultaron una estrella de novena magnitud. Se conocen unos 13, delgados,  y compuestos mayormente por polvo (por tanto, con muy bajo brillo, apenas un 1,5%). Son mucho menos espectaculares que los de Saturno, aunque alguno de los anillos podría contener trozos de roca de hasta 50 metros.


Recreación artística del sistema de anillos de Urano. Se conocen unos 13.


Una de las particularidades de Urano es que se eje de rotación es practicamente horizontal al plano de su órbita. Mientras que nuestro planeta tiene una inclinación de 23,5° la de Urano es de 98°, lo que equivale a decir que el planeta rota "acostado". Además sus polos magnéticos están inclinados 60° respecto del eje de rotación. No están claras las razones de estas singularidades, pero se piensa que un fuerte impacto contra otro cuerpo celeste -durante los orígenes del sistema solar- dejó al planeta en esta posición. El disco de acreción de gas y polvo resultante de la colisión habría dado origen a los satélites de Urano.

Completa una rotación sobre su eje en 17,24 días terrestres. Urano posee una rotación retrógrada (al igual que Venus y Plutón), esto quiere decir que su movimiento de rotación es en sentido este a oeste, al contrario del planeta Tierra, que rota de oeste a este. Si estuviesemos parados en Urano veríamos que el Sol saldría por el oeste, y tras muchos años en el cielo se pondría por el este.

Urano tiene 27 satélites, que han recibido nombres relacionados con las obras de William Shakespeare y Alexander Pope. Los dos más grandes son Titania y Oberón, descubiertos por William Herschel en 1787. Titania tiene un diámetro de 1.600 kilómetros y es el octavo satélite más grande del sistema solar. 

Oberón tiene un diámetro de 1.522 kilómetros, casi similar a Titania, siendo el más exterior de los satélites principales de Urano. Está formado por hielo y roca, con su superficie cubierta de cráteres, algunos de ellos de tamaño considerable.

Ariel tiene un diámetro de 1.152 kilómetros y solo conocemos el 35% de su superficie (el hemisferio sur), lo que alcanzó a fotografiar la sonda Voyager antes de continuar su viaje a Neptuno.

Miranda, con un diámetro de 472 kilómetros, es el menor de los cinco satélites conocidos antes del viaje de la sonda Voyager 2. Miranda es un mundo singular, una luna trizada y con una superficie llena de cicatrices. Es probable que en un lejano pasado Miranda sufriese un brutal impacto que estuvo a un pelo de hacerla volar.

La sonda Voyager 2 descubrió otros diez satélites y el resto gracias al telescopio espacial Hubble. Son pequeños y muy difíciles de observar.

Vista en infrarrojo del planeta Urano, sus anillos y sus satélites, captada el año 2002 desde el observatorio de Cerro Paranal en Chile (ESO).


El torturado rostro de Miranda, captado por la sonda Voyager 2 (Wikipedia).


La Voyager 2 ha sido la única sonda en visitar el planeta, el 24 de enero de 1986. Ese día la sonda sobrevoló Urano a unos 80.000 kilómetros de distancia, cuando era pleno verano en el hemisferio austral del planeta. Tres décadas han transcurrido desde ese día histórico y la comunidad científica internacional considera que una nueva misión de exploración a Urano y Neptuno es un objetivo de alta prioridad, debido a que esta clase de gigantes helados serían mundos muy abundantes en la galaxia y a nuestro desconocimiento sobre aspectos fundamentales de estos planetas. Cuestiones presupuestarias han retrasado el envío de una sonda, aunque es posible que en la próxima década Urano se convierta en el destino de una misión flagship (las más onerosas e importantes) de NASA.



La sonda Voyager 2 es el único artilugio humano en visitar Urano.



Urano en fase creciente, captado por la sonda Voyager antes de continuar su viaje rumbo a Neptuno (NASA/JPL-Caltech).


Observación de Urano.

Deciamos que Urano tarda 84 años en darle una vuelta al Sol, por tanto, cada año solo se desplaza unos 4° por el firmamento, permaneciendo unos siete años en cada una de las constelaciones zodiacales. Este lento desplazamiento facilita bastante las cosas cuando tratamos de ubicar el planeta. Actualmente se encuentra en la constelación de Piscis y ahí permanecerá por varios años más.

La magnitud aparente de Urano varía entre 5,9 y 5.3 dependiendo de su distancia al Sol. Es un valor menor al límite de visibilidad a simple vista (magnitud 6,5), por tanto el planeta es visible a ojo desnudo siempre y cuando dispongamos de cielos suficientemente oscuros. En la antigüedad Urano no fue reconocido como planeta, debido a su baja visibilidad y a las dificultades para percibir su movimiento sobre el fondo de estrellas. Ubicar al planeta no es fácil y siempre se recomienda el auxilio de cartas estelares o el uso de un software tipo Stellarium o Cartes du Ciel.

Lo primero que haremos será encontrar la constelación de Piscis. Urano se encuentra en una región del cielo desprovista de estrellas brillantes que podamos utilizar como guía, pero a grosso modo diremos que actualmente (enero de 2017) se encuentra a medio camino entre las estrellas Mu y Épsilon de Piscis, desplazándose muy lentamente hacia el este. Abajo adjunto algunas imágenes de softwares astronómicos que pueden utilizar como guía para cazar el planeta. Deberemos utilizar oculares de bajo aumento, que tienen la ventaja de proporcionar un campo visual más extenso para nuestra orientación. En mi opinión un ocular de 20 mm. es excelente para realizar nuestras observaciones. Al binocular o telescopio de aficionado Urano aparecerá como un puntito de un color azulado - debido a que el metano de su atmósfera absorbe las longitudes de onda rojizas-  sin distinguir detalles atmosféricos. 

El uso de telescopio de 150-200 mm. nos permitirá resolver el disco del planeta. Con oculares de altos aumentos algunos observadores reportan distinguir rasgos atmosféricos.

Necesitaremos equipos más potentes para distinguir satélites: Titania y Oberón son visibles con telescopios de 200 mm. y más.

El hechizero de Holst nos espera...salgan a mirar.


Situación actual de Urano en la constelación de Piscis. Representa el cielo actual de Temuco una hora después de la puesta de Sol.


Urano según el programa Cartes du Ciel. La mejor forma de ubicarlo es encontrar las estrellas épsilon y Mu de Piscis. Urano está actualmente a medio camino entre ambas.




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