Por primera vez, los astrónomos han trazado la estructura vertical de la atmósfera superior de Urano, revelando cómo la temperatura y las partículas cargadas eléctricamente varían con la altitud en todo el planeta. Un equipo de investigación internacional utilizó el telescopio espacial James Webb y su instrumento NIRSpec para observar Urano durante casi una rotación completa. Al capturar la débil emisión molecular sobre las cimas de las nubes, los científicos han obtenido nuevos conocimientos sobre cómo los planetas gigantes de hielo se mueven y conducen energía en sus capas superiores.
El proyecto fue dirigido por Paula Tiranti de la Universidad de Northumbria en el Reino Unido. El equipo midió temperaturas y concentraciones de iones hasta 5.000 km por encima de las nubes visibles dentro de una región conocida como ionosfera, donde la atmósfera está ionizada y fuertemente influenciada por el campo magnético del planeta.
Estas observaciones proporcionan la imagen más clara hasta el momento de dónde toman forma las auroras de Urano y cómo les afecta su campo magnético inusualmente inclinado. Los datos también muestran que la atmósfera superior del planeta se ha estado enfriando durante los últimos treinta años. La temperatura alcanza un máximo entre 3.000 y 4.000 km sobre la nube, mientras que la densidad de iones se acerca a los 1.000 km. Los resultados también revelan claras diferencias con la longitud, ligadas a la compleja estructura del campo magnético.
“Esta es la primera vez que hemos podido ver la atmósfera superior de Urano en tres dimensiones”, dijo Paula. “Con la sensibilidad de la red, podemos ver cómo la energía se mueve hacia arriba a través de la atmósfera del planeta e incluso los efectos de su campo magnético unidireccional”.
Evidencia de que Urano todavía está frío
Las nuevas mediciones confirman que la atmósfera superior de Urano continúa enfriándose, un patrón identificado por primera vez a principios de los años 1990. Los investigadores calcularon una temperatura promedio de unos 426 Kelvin (unos 150 grados Celsius), más baja que las lecturas obtenidas previamente desde observatorios terrestres o misiones de naves espaciales anteriores.
Auroras y una magnetosfera de formas extrañas
Webb detectó dos bandas aurorales brillantes cerca de los polos magnéticos del planeta. Dentro de estas bandas, el equipo encontró un área con menos emisiones y menos iones (una característica probablemente asociada con cambios en las líneas del campo magnético). Se han observado regiones oscuras similares en Júpiter, donde la forma del campo magnético dicta el movimiento de partículas cargadas a través de la atmósfera superior.
“La magnetosfera de Urano es una de las más extrañas del Sistema Solar”, añadió Paula. “Está inclinado y desplazado del eje de rotación del planeta, lo que significa que sus auroras se extienden por la superficie de maneras complejas. Webb ahora nos ha mostrado hasta qué punto llegan esos efectos a la atmósfera. Al revelar la estructura vertical de Urano con tanto detalle, Webb nos está ayudando a comprender el equilibrio energético hacia el gigante de hielo. Es un importante paso adelante en el sistema”.
Descripción del estudio y misión web
Los resultados se basan en datos del Programa de Observadores Generales 5073 de JWST (IP: H. Mellin de la Universidad de Northumbria, Reino Unido). El 19 de enero de 2025, los investigadores utilizaron la Unidad de Campo Integral de NIRSpec para observar Urano durante 15 horas seguidas. Los resultados fueron publicados en la revista. Cartas de investigación geofísica.
Webb es el telescopio espacial más potente jamás lanzado. Como parte de una colaboración internacional, la Agencia Espacial Europea proporcionó servicios de lanzamiento utilizando el cohete Ariane 5. La ESA también supervisa las modificaciones requeridas por la misión y asegura los servicios de lanzamiento a través de Arianespace. Además, la ESA proporcionó el instrumento NIRSpec y contribuyó con el 50 por ciento del instrumento de infrarrojo medio MIRI, que fue desarrollado por un consorcio de institutos europeos financiados a nivel nacional (el Consorcio Europeo MIRI) en asociación con el JPL y la Universidad de Arizona.
El Telescopio Espacial James Webb es una misión conjunta de la NASA, la ESA y la Agencia Espacial Canadiense (CSA).
