Urano y Neptuno son planetas similares en muchos aspectos.Ambos son mundos gigantes de hielo, ambos tienen atmósferas ricas en metano y ambos son azulados.Sin embargo, Urano tiene un tinte turquesa pálido, mientras que Neptuno tiene un tinte azul oscuro.¿Pero por qué?¿Por qué dos planetas de tamaño y composición similares parecen tan diferentes?Según investigaciones recientes, la respuesta está en los aerosoles.
Los aerosoles son pequeñas partículas de polvo o gotas de líquido suspendidas en un gas.En la Tierra, a menudo se piensa que los aerosoles son una forma de contaminación porque el humo y el smog son aerosoles.Sin embargo, un aerosol puede ser menos dañino, como una neblina o una nube de diminutos cristales de hielo en una fría noche de invierno.Si hay una atmósfera, debe haber un aerosol.
Las partículas de aerosol pueden ser tan pequeñas que su diámetro es aproximadamente igual a la longitud de onda de la luz visible.Debido a esto, la forma en que se dispersa la luz puede variar según la longitud de onda de la luz.Las longitudes de onda rojas largas generalmente se dispersan más que las longitudes de onda azules más cortas a través de un proceso conocido como dispersión de Mie.La dispersión de Mie es la razón por la cual Marte a menudo tiene cielos tostados en lugar de cielos azules y por quéLos atardeceres de Marte son a menudo azules..Como muestra este último estudio, los aerosoles juegan un papel importante en la coloración de Urano y Neptuno, pero el vínculo no es sencillo.
Las atmósferas de Urano y Neptuno son principalmente hidrógeno y helio, pero metano (CH4).Debido a que el metano absorbe la luz roja y refleja la azul, ambos planetas suelen ser azules.Hay rastros de otros elementos en la atmósfera, y las reacciones químicas entre varias moléculas pueden producir aerosoles de neblina que pueden contaminar el tono azul subyacente.
Sobre la base de las observaciones espectrales de Urano y Neptuno, el equipo ideó modelos con tres tipos principales de aerosoles, numerados según la profundidad de los aerosoles dentro de la atmósfera del planeta.La capa más profunda es el aerosol-1, que contiene smog molecular y sulfuro de hidrógeno (H2s).El sulfuro de hidrógeno refleja la luz verde y absorbe el rojo y el azul, lo que le da a Urano un tinte verde.La capa intermedia de Aerosol-2 no refleja mucha luz visible, pero refleja luz ultravioleta e infrarroja.La capa más alta es Aerosol-3.Está formado por partículas más pequeñas que una micra y tiende a reflejar la luz visible casi por igual en todos los colores.La capa de Aerosol-3 es más gruesa en Urano, lo que la hace parecer más pálida que en Neptuno.Neptuno también tiene una capa superior de nubes de hielo de metano, lo que ayuda a mantenerlo azul oscuro.
Esta capa de aerosol también podría ayudar a explicar las tormentas en ambos planetas.La visita de la Voyager 2.Las capas azules más profundas son más fáciles de ver a medida que la tormenta limpia las capas superiores.
Este modelo integrado de la capa de aerosol puede dar cuenta de la aparición de ambos mundos, pero no puede descartar alternativas.El equipo también ideó varios modelos que describen a Urano y Neptuno por separado.Sin embargo, el modelo unificado funciona bien y puede ayudar a explicar las atmósferas de los planetas de gas helado alrededor de otras estrellas.
referencia:Irwin, Patrick GJ, et al.“Mundo azul borroso: modelo de aerosol completo de Urano y Neptuno, incluidas las manchas solares.”*preimpresión de arXiv* arXiv:2201.04516 (2022).