Urano es el séptimo planeta desde el Sol . Es un gigante de hielo gaseoso de color cian . La mayor parte del planeta está hecha de agua , amoníaco y metano en una fase supercrítica de la materia , que en astronomía se llama 'hielo' o volátiles . La atmósfera del planeta tiene una compleja estructura de nubes en capas y tiene la temperatura mínima más baja de 49 K (-224 °C; -371 °F) de todos los planetas del Sistema Solar . Tiene una marcada inclinación axial de 82,23° con un período de rotación retrógrada de 17 horas y 14 minutos. Esto significa que en un período orbital de 84 años terrestres alrededor del Sol, sus polos reciben alrededor de 42 años de luz solar continua, seguidos de 42 años de oscuridad continua.
Urano tiene el tercer diámetro más grande y la cuarta masa más grande entre los planetas del Sistema Solar. Según los modelos actuales, dentro de su capa de manto volátil hay un núcleo rocoso y a su alrededor hay una espesa atmósfera de hidrógeno y helio . En la atmósfera superior se han detectado trazas de hidrocarburos (que se cree que se producen mediante hidrólisis ) y monóxido de carbono junto con dióxido de carbono (que se cree que se originaron en los cometas ). Hay muchos fenómenos climáticos inexplicables en la atmósfera de Urano , como su velocidad máxima del viento de 900 km/h (560 mph), [22] variaciones en su casquete polar y su errática formación de nubes. El planeta también tiene un calor interno muy bajo en comparación con otros planetas gigantes, cuya causa aún no está clara.
Al igual que los otros planetas gigantes, Urano tiene un sistema de anillos , una gran cantidad de satélites naturales en órbita y una magnetosfera . Su sistema de anillos es extremadamente oscuro, con sólo alrededor del 2% de la luz entrante reflejada, y su sistema de satélites contiene 18 lunas regulares conocidas , de las cuales 13 son pequeñas lunas interiores . Más lejos se encuentran las cinco lunas más grandes del planeta: Miranda , Ariel , Umbriel , Titania y Oberón . Orbitando a una distancia mucho mayor de Urano se encuentran las nueve lunas irregulares conocidas . La magnetosfera del planeta es muy asimétrica y tiene muchas partículas cargadas , lo que puede ser la causa del oscurecimiento de sus anillos y lunas.
Urano es visible a simple vista, pero es muy tenue y no fue clasificado como planeta hasta 1781, cuando fue observado por primera vez por William Herschel . Unas siete décadas después de su descubrimiento, se llegó al consenso de que el planeta llevaría el nombre del dios griego Urano (Ouranos), una de las deidades primordiales griegas . Hasta 2024, sólo había sido visitado de cerca una vez, cuando en 1986 la sonda Voyager 2 pasó cerca del planeta. [23] Aunque hoy en día se puede resolver y observar con telescopios, hay mucho deseo de volver a visitar el planeta, como lo demuestra la decisión del Planetary Science Decadal Survey de hacer de la misión propuesta Urano Orbiter and Probe una máxima prioridad en el período 2023-2032. estudio, y la propuesta de la CNSA de sobrevolar el planeta con una subsonda de Tianwen-4 . [24]
Al igual que los planetas clásicos , Urano es visible a simple vista, pero los observadores antiguos nunca lo reconocieron como planeta debido a su oscuridad y su lenta órbita. [25] Sir William Herschel observó por primera vez a Urano el 13 de marzo de 1781, lo que llevó a su descubrimiento como planeta, expandiendo los límites conocidos del Sistema Solar por primera vez en la historia y convirtiendo a Urano en el primer planeta clasificado como tal con la ayuda de un telescopio . El descubrimiento de Urano también duplicó efectivamente el tamaño del Sistema Solar conocido porque Urano está aproximadamente al doble de distancia del Sol que el planeta Saturno .
Antes de ser reconocido como planeta, Urano había sido observado en numerosas ocasiones, aunque generalmente identificado erróneamente como una estrella. La observación más antigua posible conocida fue la de Hiparco , quien en 128 a. C. podría haberla registrado como una estrella para su catálogo de estrellas que más tarde se incorporó al Almagesto de Ptolomeo . [26] El primer avistamiento definitivo fue en 1690, cuando John Flamsteed lo observó al menos seis veces, catalogándolo como 34 Tauri . El astrónomo francés Pierre Charles Le Monnier observó Urano al menos doce veces entre 1750 y 1769, [27] incluidas cuatro noches consecutivas.
Sir William Herschel observó 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 (ahora Museo Herschel de Astronomía ), [28] e inicialmente lo informó (el 26 de abril de 1781) como un cometa . [29] Con un telescopio reflector casero de 6,2 pulgadas, Herschel "realizó una serie de observaciones sobre el paralaje de las estrellas fijas". [30] [31]
Herschel anotó en su diario: "En el cuartil cerca de ζ Tauri ... ya sea [una] estrella nebulosa o quizás un cometa". [32] El 17 de marzo anotó: "Busqué el cometa o estrella nebulosa y descubrí que es un cometa, porque ha cambiado de lugar". [33] Cuando presentó su descubrimiento a la Royal Society , continuó afirmando que había encontrado un cometa, pero también lo comparó implícitamente con un planeta: [30]
La potencia que tenía cuando vi el cometa por primera vez era 227. Por experiencia sé que los diámetros de las estrellas fijas no se magnifican proporcionalmente con potencias superiores, como lo hacen los planetas; por lo tanto, puse ahora las potencias en 460 y 932, y descubrí 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 a que comparé no aumentaron en la misma proporción. Además, el cometa, ampliado mucho más allá de lo que su luz permitiría, parecía brumoso y mal definido con estos grandes poderes, mientras que las estrellas conservaban ese brillo y claridad que, tras muchos miles de observaciones, sabía que conservarían. La secuela ha demostrado que mis conjeturas estaban bien fundadas y resultó ser el cometa que hemos observado últimamente. [30]
Herschel notificó su descubrimiento al astrónomo real Nevil Maskelyne y recibió esta desconcertada respuesta de él el 23 de abril de 1781: "No sé cómo llamarlo. Lo más probable es que sea un planeta regular que se mueve en una órbita casi circular hacia el "El sol es un cometa que se mueve en una elipsis muy excéntrica. Todavía no le he visto ninguna coma ni cola." [34]
Aunque Herschel siguió describiendo su nuevo objeto como un cometa, otros astrónomos ya habían empezado a sospechar lo contrario. El astrónomo finlandés-sueco Anders Johan Lexell , que trabaja en Rusia, fue el primero en calcular la órbita del nuevo objeto. [35] Su órbita casi circular lo 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 parecido a un planeta hasta ahora desconocido que circula más allá de la órbita de Saturno". [36] Bode concluyó que su órbita casi circular se parecía más a la de un planeta que a la de un cometa. [37]
El objeto pronto fue universalmente aceptado como un nuevo planeta. En 1783, Herschel reconoció esto al presidente de la Royal Society, Joseph Banks : "Según 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." [38] En reconocimiento a su logro, el rey Jorge III le dio a Herschel un estipendio anual de £ 200 (equivalente a £ 26 000 en 2021) [39] con la condición de que se mudara a Windsor para que la Familia Real pudiera mirar a través de sus telescopios. [40]
El nombre Urano hace referencia a la antigua deidad griega del cielo Urano ( griego antiguo : Οὐρανός ), conocido como Caelus en la mitología romana, el padre de Cronos ( Saturno ), abuelo de Zeus ( Júpiter ) y bisabuelo de Ares ( Marte ). , que se tradujo como Urano en latín ( IPA: [ˈuːranʊs] ). [2] Es el único de los ocho planetas cuyo nombre en inglés deriva de una figura de la mitología griega . La forma adjetival de Urano es "uranio". [41] La pronunciación del nombre Urano preferida entre los astrónomos es / ˈ jʊər ə n ə s / YOOR -ə-nəs , [ 1] con acento en la primera sílaba como en latín Urano , en contraste con / j ʊ ˈ r eɪ n ə s / yoo- RAY -nəs , con acento en la segunda sílaba y una a larga , aunque ambas se consideran aceptables. [gramo]
No se alcanzó consenso sobre el nombre hasta casi 70 años después del descubrimiento del planeta. Durante las discusiones originales que siguieron al descubrimiento, Maskelyne le pidió a Herschel que "haga el favor [ sic ] al mundo astronómico de darle un nombre a su planeta, que es enteramente suyo, [y] al que le estamos muy agradecidos por el descubrimiento de ". [43] En respuesta a la petición de Maskelyne, Herschel decidió nombrar el objeto Georgium Sidus (Estrella de George), o el "Planeta georgiano" en honor a su nuevo patrón, el rey Jorge III. [44] Explicó esta decisión en una carta a Joseph Banks: [38]
En las fabulosas épocas de la antigüedad se daban a los planetas los apelativos de Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno, como nombres de sus principales héroes y divinidades. En la era actual, más filosófica, difícilmente sería admisible recurrir al mismo método y llamarlo Juno, Palas, Apolo o Minerva, para dar nombre a nuestro nuevo cuerpo celeste. La primera consideración de cualquier evento particular, o incidente notable, parece ser su cronología: si en alguna época futura deberíamos preguntarnos, ¿cuándo se descubrió este último planeta? Sería una respuesta muy satisfactoria decir: "Durante el reinado del rey Jorge III".
El nombre propuesto por Herschel no era popular fuera de Gran Bretaña y Hannover, y pronto se propusieron alternativas. El astrónomo Jérôme Lalande propuso llamarlo Herschel en honor a su descubridor. [45] El astrónomo sueco Erik Prosperin propuso los nombres Astraea , Cibeles (ahora nombres de asteroides) y Neptuno , que se convertiría en el nombre del próximo planeta en ser descubierto. El nombre fue apoyado por otros astrónomos a quienes les gustó la idea de conmemorar las victorias de la flota naval real británica en el curso de la Guerra Revolucionaria Americana llamando al nuevo planeta Neptuno George III o Neptuno Gran Bretaña , un compromiso que también sugirió Lexell. [35] [46] Daniel Bernoulli , sugirió Hypercronius y Transaturnis . Georg Lichtenberg de Göttingen sugirió a Austräa , una diosa mencionada por Ovidio (pero que tradicionalmente se asocia con Virgo ). También se propuso el nombre Minerva . [46]
En un tratado de marzo de 1782, Bode propuso Urano , la versión latinizada del dios griego del cielo, Urano . [47] Bode argumentó que el nombre debería seguir la mitología para no destacar como diferente de los otros planetas, y que Urano era un nombre apropiado como padre de la primera generación de los Titanes . [47] También notó la elegancia del nombre en el sentido de que así como Saturno era el padre de Júpiter , el nuevo planeta debería llevar el nombre del padre de Saturno. [40] [47] [48] [49] Sin embargo, aparentemente Bode no sabía que Urano era sólo la forma latinizada de la deidad titular, y su equivalente romano era Caelus. En 1789, el colega de Bode en la Real Academia, Martin Klaproth, nombró uranio a su elemento recién descubierto en apoyo de la elección de Bode. [50] Al final, la sugerencia de Bode se convirtió en la más utilizada y se volvió universal en 1850 cuando HM Nautical Almanac Office , el último obstáculo, pasó de utilizar Georgium Sidus a Urano . [48]
Urano tiene dos símbolos astronómicos . El primero en ser propuesto,.svg/1280px-Uranus_symbol_(fixed_width).svg.png){kind=small}
, [h] fue propuesto por Johann Gottfried Köhler a petición de Bode en 1782. [51] Köhler sugirió que se le diera al nuevo planeta el símbolo del platino , que había sido descrito científicamente sólo 30 años antes. Como no existía ningún símbolo alquímico para el platino, sugirió⛢o⛢, una combinación de los símbolos de metales planetarios ☉ (oro) y ♂ (hierro), ya que el platino (u 'oro blanco') se encuentra mezclado con hierro. Bode pensó que una orientación vertical, ⛢, encajaba mejor con los símbolos de los otros planetas sin dejar de ser distinta. [51] Este símbolo predomina en el uso astronómico moderno en los raros casos en que se utilizan símbolos. [52] [53] El segundo símbolo,.svg/1280px-Uranus_monogram_(fixed_width).svg.png){kind=small}
, [i] fue sugerido por Lalande en 1784. En una carta a Herschel, Lalande lo describió como " un globo surmonté par la première lettre de votre nom " ("un globo coronado por la primera letra de su apellido"). [45] El segundo símbolo es casi universal en astrología.
En la cultura popular inglesa , el humor a menudo se deriva de la pronunciación común del nombre de Urano, que se asemeja a la de la frase "tu ano ". [54] Para desalentar estos juegos de palabras vulgares, ha habido propuestas más o menos serias para cambiar el nombre del planeta, por ejemplo a su equivalente romano Caelus , que también enderezaría las raíces etimológicas con los otros planetas, o al nombre de una deidad femenina como Minerva o Juno . [55] [56]
Urano recibe diversos nombres en otros idiomas. El nombre de Urano se traduce literalmente como "estrella rey del cielo" en chino (天王星), japonés (天王星), coreano (천왕성) y vietnamita ( sao Thiên Vương ). [57] [58] [59] [60] En tailandés , su nombre oficial es Dao Yurenat ( ดาวยูเรนัส ), como en inglés. Su otro nombre en tailandés es Dao Maruettayu ( ดาวมฤตยู , Estrella de Mṛtyu), después de la palabra sánscrita para "muerte", Mrtyu ( मृत्यु ). En mongol , su nombre es Tengeriin Van ( Тэнгэрийн ван ), traducido como "Rey del cielo", lo que refleja el papel del dios homónimo como gobernante de los cielos. En hawaiano , su nombre es Heleʻekala , la traducción hawaiana del nombre 'Herschel'. [61] En maorí , su nombre es Whērangi . [62] [63]
Se argumenta que las diferencias entre los gigantes de hielo y los gigantes gaseosos surgen de su historia de formación. [64] [65] [66] Se supone que el Sistema Solar se formó a partir de un disco giratorio de gas y polvo conocido como nebulosa presolar . Gran parte del gas de la nebulosa, principalmente hidrógeno y helio, formó el Sol, y los granos de polvo se juntaron para formar los primeros protoplanetas. A medida que los planetas crecieron, algunos de ellos acabaron acumulando suficiente materia como para que su gravedad retuviera el gas sobrante de la nebulosa. [64] [65] [67] Cuanto más gas retenían, más grandes se volvían; cuanto más grandes se hacían, más gas retenían hasta alcanzar un punto crítico y su tamaño empezó a aumentar exponencialmente. [68] Los gigantes de hielo, con sólo unas pocas masas terrestres de gas nebular, nunca alcanzaron ese punto crítico. [64] [65] [69] Simulaciones recientes de migración planetaria han sugerido que ambos gigantes de hielo se formaron más cerca del Sol que sus posiciones actuales y se movieron hacia afuera después de su formación (el modelo de Niza ). [64]
Urano orbita alrededor del Sol una vez cada 84 años. Visto sobre el fondo de las estrellas, desde su descubrimiento en 1781, el planeta ha regresado al punto de su descubrimiento al noreste de la estrella binaria Zeta Tauri dos veces, en marzo de 1865 y marzo de 1949, y regresará a este lugar nuevamente en abril de 2033. [ cita requerida ]
Su distancia promedio al Sol es de aproximadamente 20 AU (3 mil millones de kilómetros ; 2 mil millones de millas ). La diferencia entre su distancia mínima y máxima al Sol es de 1,8 UA, mayor que la de cualquier otro planeta, aunque no tan grande como la del planeta enano Plutón . [70] La intensidad de la luz solar varía inversamente con el cuadrado de la distancia, por lo que en Urano (a aproximadamente 20 veces la distancia del Sol en comparación con la Tierra) es aproximadamente 1/400 de la intensidad de la luz en la Tierra. [71]
Los elementos orbitales de Urano fueron calculados por primera vez en 1783 por Pierre-Simon Laplace . [72] Con el tiempo, comenzaron a aparecer discrepancias entre las órbitas predichas y observadas, y en 1841, John Couch Adams propuso por primera vez que las diferencias podrían deberse al tirón gravitacional de un planeta invisible. En 1845, Urbain Le Verrier inició su propia investigación independiente sobre la órbita de Urano. El 23 de septiembre de 1846, Johann Gottfried Galle localizó un nuevo planeta, más tarde llamado Neptuno , casi en la posición predicha por Le Verrier. [73]
El período de rotación del interior de Urano es de 17 horas y 14 minutos. Como en todos los planetas gigantes , su atmósfera superior experimenta fuertes vientos en el sentido de rotación. En algunas latitudes, como alrededor de 60 grados sur, las características visibles de la atmósfera se mueven mucho más rápido, realizando una rotación completa en tan solo 14 horas. [74]
El eje de rotación de Urano es aproximadamente paralelo al plano del Sistema Solar, con una inclinación axial de 82,23°. (Esto sigue la definición de la Unión Astronómica Internacional de que el polo norte es el polo que se encuentra en el lado norte de la Tierra del plano invariable del Sistema Solar . Debido a que Urano tiene rotación retrógrada cuando se define de esta manera, la inclinación axial de Urano a veces se indica como 97,8° invirtiendo qué polo se considera norte y cuál se considera sur, siguiendo la convención en la que los polos norte y sur de un cuerpo se definen según la regla de la mano derecha en relación con el sentido de rotación, dándole rotación prograda. [75] ) Esto le da cambios estacionales completamente diferentes a los de los otros planetas. (Plutón y el protoplaneta-asteroide 2 Palas también tienen inclinaciones axiales extremas). Cerca del solsticio , un polo mira al Sol continuamente y el otro mira hacia afuera, y sólo una estrecha franja alrededor del ecuador experimenta un rápido ciclo día-noche, con el Sol bajo sobre el horizonte. Al otro lado de la órbita de Urano, la orientación de los polos hacia el Sol está invertida. Cada polo recibe alrededor de 42 años de luz solar continua, seguidos de 42 años de oscuridad. [76] Cerca de la época de los equinoccios , el Sol se enfrenta al ecuador de Urano, dando un período de ciclos día-noche similares a los observados en la mayoría de los otros planetas.
Un resultado de esta orientación del eje es que, en promedio durante el año uraniano, las regiones casi polares de Urano reciben una mayor entrada de energía del Sol que sus regiones ecuatoriales. Sin embargo, Urano está más caliente en su ecuador que en sus polos. Se desconoce el mecanismo subyacente que causa esto. Tampoco se conoce con certeza el motivo de la inusual inclinación axial de Urano, pero la especulación habitual es que durante la formación del Sistema Solar, un protoplaneta del tamaño de la Tierra chocó con Urano, provocando la orientación sesgada. [77] La investigación realizada por Jacob Kegerreis de la Universidad de Durham sugiere que la inclinación fue el resultado de una roca más grande que la Tierra que se estrelló contra el planeta hace 3 a 4 mil millones de años. [78] El polo sur de Urano apuntaba casi directamente al Sol en el momento del sobrevuelo de la Voyager 2 en 1986. [79] [80]
La magnitud aparente media de Urano es 5,68 con una desviación estándar de 0,17, mientras que los extremos son 5,38 y 6,03. [18] Este rango de brillo está cerca del límite de la visibilidad a simple vista . Gran parte de la variabilidad depende de que las latitudes planetarias sean iluminadas por el Sol y vistas desde la Tierra. [82] Su diámetro angular está entre 3,4 y 3,7 segundos de arco, en comparación con los 16 a 20 segundos de arco de Saturno y los 32 a 45 segundos de arco de Júpiter. [83] En oposición , Urano es visible a simple vista en cielos oscuros y se convierte en un objetivo fácil incluso en condiciones urbanas con binoculares. [7] En telescopios de aficionados más grandes con un diámetro objetivo de entre 15 y 23 cm, Urano aparece como un disco cian pálido con un claro oscurecimiento de las extremidades . Con un telescopio grande de 25 cm o más, pueden verse patrones de nubes, así como algunos de los satélites más grandes, como Titania y Oberon . [84]
La masa de Urano es aproximadamente 14,5 veces la de la Tierra, lo que lo convierte en el menos masivo de los planetas gigantes. Su diámetro es ligeramente mayor que el de Neptuno, aproximadamente cuatro veces el de la Tierra. Una densidad resultante de 1,27 g/cm 3 convierte a Urano en el segundo planeta menos denso, después de Saturno. [11] [12] Este valor indica que está compuesto principalmente de varios hielos, como agua, amoníaco y metano. [16] La masa total de hielo en el interior de Urano no se conoce con precisión, porque surgen diferentes cifras según el modelo elegido; debe tener entre 9,3 y 13,5 masas terrestres. [16] [85] El hidrógeno y el helio constituyen sólo una pequeña parte del total, con entre 0,5 y 1,5 masas terrestres. [16] El resto de la masa sin hielo (0,5 a 3,7 masas terrestres) corresponde a material rocoso . [16] El modelo estándar de la estructura de Urano es que consta de tres capas: un núcleo rocoso ( silicato / hierro-níquel ) en el centro, un manto helado en el medio y una envoltura exterior gaseosa de hidrógeno/helio. [16] [86] El núcleo es relativamente pequeño, con una masa de sólo 0,55 masas terrestres y un radio inferior al 20% del de Urano; el manto constituye su mayor parte, con alrededor de 13,4 masas terrestres, y la atmósfera superior es relativamente insustancial, pesa alrededor de 0,5 masas terrestres y se extiende por el último 20% del radio de Urano. [16] [86] La densidad del núcleo de Urano es de alrededor de 9 g/cm 3 , con una presión en el centro de 8 millones de bares (800 GPa ) y una temperatura de aproximadamente 5000 K . [85] [86] De hecho, el manto de hielo no está compuesto de hielo en el sentido convencional, sino de un fluido caliente y denso que consiste en agua, amoníaco y otros volátiles . [16] [86] Este fluido, que tiene una alta conductividad eléctrica, a veces se denomina océano de agua y amoníaco. [87]
La presión y temperatura extremas en las profundidades de Urano pueden romper las moléculas de metano, condensándose los átomos de carbono en cristales de diamante que caen a través del manto como granizo. [88] [89] Este fenómeno es similar a las lluvias de diamantes que, según la teoría de los científicos, existen en Júpiter , Saturno y Neptuno . [90] [91] Experimentos de muy alta presión en el Laboratorio Nacional Lawrence Livermore sugieren que la base del manto puede comprender un océano de carbono líquido metálico, tal vez con 'bergs de diamantes' sólidos flotantes. [92] [93] [94]
Las composiciones generales de Urano y Neptuno son diferentes de las de Júpiter y Saturno , con el hielo dominando a los gases, lo que justifica su clasificación separada como gigantes de hielo . Puede haber una capa de agua iónica donde las moléculas de agua se descomponen en una sopa de iones de hidrógeno y oxígeno, y más abajo, agua superiónica en la que el oxígeno cristaliza pero los iones de hidrógeno se mueven libremente dentro de la red de oxígeno. [95]
Aunque el modelo considerado anteriormente es razonablemente estándar, no es único; otros modelos también satisfacen las observaciones. Por ejemplo, si se mezclan cantidades sustanciales de hidrógeno y material rocoso en el manto de hielo, la masa total de hielo en el interior será menor y, en consecuencia, la masa total de rocas e hidrógeno será mayor. Los datos actualmente disponibles no permiten una determinación científica de qué modelo es el correcto. [85] La estructura interior fluida de Urano significa que no tiene superficie sólida. La atmósfera gaseosa pasa gradualmente a las capas líquidas internas. [16] Por conveniencia, un esferoide achatado giratorio colocado en el punto en el que la presión atmosférica es igual a 1 bar (100 kPa) se designa condicionalmente como "superficie". Tiene radios ecuatoriales y polares de 25.559 ± 4 km (15.881,6 ± 2,5 millas) y 24.973 ± 20 km (15.518 ± 12 millas), respectivamente. [11] Esta superficie se utiliza a lo largo de este artículo como punto cero para las altitudes.
El calor interno de Urano parece notablemente menor que el de los otros planetas gigantes; en términos astronómicos, tiene un flujo térmico bajo . [22] [96] Aún no se comprende por qué la temperatura interna de Urano es tan baja. Neptuno, casi gemelo de Urano en tamaño y composición, irradia al espacio 2,61 veces más energía que la que recibe del Sol, [22] pero Urano apenas irradia calor excesivo. La potencia total radiada por Urano en la parte del espectro del infrarrojo lejano (es decir, calor) es1,06 ± 0,08 veces la energía solar absorbida en su atmósfera . [17] [97] El flujo de calor de Urano es sólo0,042 ± 0,047 W / m 2 , que es inferior al flujo de calor interno de la Tierra de aproximadamente0,075 W / m2 . _ [97] La temperatura más baja registrada en la tropopausa de Urano es 49 K (-224,2 °C; -371,5 °F), lo que convierte a Urano en el planeta más frío del Sistema Solar. [17] [97]
Una de las hipótesis de esta discrepancia sugiere que cuando Urano fue golpeado por un impactador supermasivo, lo que le hizo expulsar la mayor parte de su calor primordial, quedó con una temperatura central reducida. [98] Esta hipótesis del impacto también se utiliza en algunos intentos de explicar la inclinación axial del planeta. Otra hipótesis es que existe algún tipo de barrera en las capas superiores de Urano que impide que el calor del núcleo llegue a la superficie. [16] Por ejemplo, la convección puede tener lugar en un conjunto de capas de composición diferente, lo que puede inhibir el transporte de calor ascendente ; [17] [97] quizás la convección de doble difusión sea un factor limitante. [dieciséis]
En un estudio de 2021, las condiciones interiores de los gigantes de hielo se imitaron comprimiendo agua que contenía minerales como olivino y ferropericlasa , lo que demuestra que se pueden disolver grandes cantidades de magnesio en los interiores líquidos de Urano y Neptuno. Si Urano tiene más magnesio que Neptuno, podría formar una capa de aislamiento térmico , lo que podría explicar la baja temperatura del planeta. [99]
Aunque no existe una superficie sólida bien definida dentro del interior de Urano, la parte más externa de su envoltura gaseosa a la que se puede acceder mediante sensores remotos se llama atmósfera . [17] La capacidad de detección remota se extiende hasta aproximadamente 300 km por debajo del nivel de 1 bar (100 kPa), con una presión correspondiente de alrededor de 100 bar (10 MPa) y una temperatura de 320 K (47 °C; 116 °F). [100] La tenue termosfera se extiende sobre dos radios planetarios desde la superficie nominal, que se define como una presión de 1 bar. [101] La atmósfera de Urano se puede dividir en tres capas: la troposfera , entre altitudes de -300 y 50 km (-186 y 31 millas) y presiones de 100 a 0,1 bar (10 MPa a 10 kPa); la estratosfera , que abarca altitudes entre 50 y 4000 km (31 y 2485 millas) y presiones de entre 0,1 y 10 −10 bar (10 kPa a 10 µPa ); y la termosfera se extiende desde 4.000 km hasta 50.000 km desde la superficie. [17] No hay mesosfera .
La composición de la atmósfera de Urano es diferente de su masa, y consiste principalmente en hidrógeno molecular y helio. [17] La fracción molar de helio , es decir, el número de átomos de helio por molécula de gas, es0,15 ± 0,03 [21] en la troposfera superior, que corresponde a una fracción de masa0,26 ± 0,05 . [17] [97] Este valor está cerca de la fracción de masa de helio protosolar de0,275 ± 0,01 , [102] lo que indica que el helio no se ha asentado en su centro como ocurre en los gigantes gaseosos. [17] El tercer componente más abundante de la atmósfera de Urano es el metano ( CH 4 ). [17] El metano tiene bandas de absorción prominentes en el visible y el infrarrojo cercano (IR), lo que hace que Urano sea de color aguamarina o cian . [17] Las moléculas de metano representan el 2,3% de la atmósfera por fracción molar debajo de la capa de nubes de metano a un nivel de presión de 1,3 bar (130 kPa); esto representa entre 20 y 30 veces la abundancia de carbono que se encuentra en el Sol. [17] [20] [103]
La proporción de mezcla [j] es mucho menor en la atmósfera superior debido a su temperatura extremadamente baja, lo que reduce el nivel de saturación y hace que el exceso de metano se congele. [104] La abundancia de compuestos menos volátiles como el amoníaco, el agua y el sulfuro de hidrógeno en la atmósfera profunda es poco conocida. Probablemente también sean más altos que los valores solares. [17] [105] Junto con el metano, en la estratosfera de Urano se encuentran trazas de varios hidrocarburos , que se cree que se producen a partir de metano mediante fotólisis inducida por la radiación solar ultravioleta (UV). [106] Incluyen etano ( C 2 H 6 ), acetileno ( C 2 H 2 ), metilacetileno ( CH 3 C 2 H ) y diacetileno ( C 2 HC 2 H ). [104] [107] [108] La espectroscopía también ha descubierto rastros de vapor de agua, monóxido de carbono y dióxido de carbono en la atmósfera superior, que sólo pueden originarse a partir de una fuente externa, como polvo y cometas que caen . [107] [108] [109]
La troposfera es la parte más baja y densa de la atmósfera y se caracteriza por una disminución de la temperatura con la altitud. [17] La temperatura cae de aproximadamente 320 K (47 °C; 116 °F) en la base de la troposfera nominal a -300 km a 53 K (-220 °C; -364 °F) a 50 km. [100] [103] Las temperaturas en la región superior más fría de la troposfera (la tropopausa ) en realidad varían en el rango entre 49 y 57 K (−224 y −216 °C; −371 y −357 °F) dependiendo de la temperatura planetaria. latitud. [17] [96] La región de la tropopausa es responsable de la gran mayoría de las emisiones térmicas del infrarrojo lejano de Urano , determinando así su temperatura efectiva de 59,1 ± 0,3 K (−214,1 ± 0,3 °C; −353,3 ± 0,5 °F). [96] [97]
Se cree que la troposfera tiene una estructura de nubes muy compleja; Se supone que las nubes de agua se encuentran en el rango de presión de 50 a 100 bar (5 a 10 MPa), las nubes de hidrosulfuro de amonio en el rango de 20 a 40 bar (2 a 4 MPa), las nubes de amoníaco o sulfuro de hidrógeno entre 3 y 10 bar. bar (0,3 y 1 MPa) y finalmente detectó directamente finas nubes de metano a 1 a 2 bar (0,1 a 0,2 MPa). [17] [20] [100] [110] La troposfera es una parte dinámica de la atmósfera, que exhibe fuertes vientos, nubes brillantes y cambios estacionales. [22]
La capa media de la atmósfera de Urano es la estratosfera , donde la temperatura generalmente aumenta con la altitud desde 53 K (-220 °C; -364 °F) en la tropopausa hasta entre 800 y 850 K (527 y 577 °C; 980 y 1.070 °F) en la base de la termosfera. [101] El calentamiento de la estratosfera es causado por la absorción de la radiación solar UV e IR por el metano y otros hidrocarburos , [112] que se forman en esta parte de la atmósfera como resultado de la fotólisis del metano . [106] El calor también se conduce desde la termosfera caliente. [112] Los hidrocarburos ocupan una capa relativamente estrecha en altitudes de entre 100 y 300 km, correspondientes a un rango de presión de 1000 a 10 Pa y temperaturas de entre 75 y 170 K (-198 y -103 °C; -325 y -154 °F). [104] [107]
Los hidrocarburos más abundantes son el metano, el acetileno y el etano con proporciones de mezcla en torno a 10.−7 en relación con el hidrógeno. La proporción de mezcla de monóxido de carbono es similar en estas altitudes. [104] [107] [109] Los hidrocarburos más pesados y el dióxido de carbono tienen proporciones de mezcla tres órdenes de magnitud más bajas. [107] La proporción de abundancia de agua es de alrededor de 7 × 10−9 . [108] El etano y el acetileno tienden a condensarse en la parte inferior más fría de la estratosfera y la tropopausa (por debajo del nivel de 10 mBar) formando capas de neblina, [106] que pueden ser en parte responsables de la apariencia insípida de Urano. La concentración de hidrocarburos en la estratosfera de Urano sobre la neblina es significativamente menor que en las estratosferas de otros planetas gigantes. [104] [113]
La capa más externa de la atmósfera de Urano es la termosfera y la corona, que tiene una temperatura uniforme de alrededor de 800 K (527 °C) a 850 K (577 °C). [17] [113] No se conocen las fuentes de calor necesarias para mantener un nivel tan alto, ya que ni los rayos UV solares ni la actividad auroral pueden proporcionar la energía necesaria para mantener estas temperaturas. La débil eficiencia de enfriamiento debido a la falta de hidrocarburos en la estratosfera por encima de los niveles de presión de 0,1 mbar también puede contribuir. [101] [113] Además del hidrógeno molecular, la termosfera-corona contiene muchos átomos de hidrógeno libres. Su pequeña masa y altas temperaturas explican por qué la corona se extiende hasta 50.000 km (31.000 millas), o dos radios de Urano, desde su superficie. [101] [113]
Esta corona extendida es una característica única de Urano. [113] Sus efectos incluyen un arrastre sobre pequeñas partículas que orbitan alrededor de Urano, provocando un agotamiento general del polvo en los anillos de Urano. [101] La termosfera de Urano, junto con la parte superior de la estratosfera, corresponde a la ionosfera de Urano. [103] Las observaciones muestran que la ionosfera ocupa altitudes de 2.000 a 10.000 km (1.200 a 6.200 millas). [103] La ionosfera de Urano es más densa que la de Saturno o Neptuno, lo que puede deberse a la baja concentración de hidrocarburos en la estratosfera. [113] [114] La ionosfera se sustenta principalmente por la radiación ultravioleta solar y su densidad depende de la actividad solar . [115] La actividad auroral es insignificante en comparación con Júpiter y Saturno. [113] [116]
En las longitudes de onda ultravioleta y visible, la atmósfera de Urano es suave en comparación con los otros planetas gigantes, incluso con Neptuno, al que por lo demás se parece mucho. [22] Cuando la Voyager 2 sobrevoló Urano en 1986, observó un total de 10 características de nubes en todo el planeta. [117] [118] Una explicación propuesta para esta escasez de características es que el calor interno de Urano es notablemente menor que el de los otros planetas gigantes, como se indicó anteriormente. Urano es el planeta más frío del Sistema Solar. [17] [97]
En 1986, la Voyager 2 descubrió que el hemisferio sur visible de Urano se puede subdividir en dos regiones: un casquete polar brillante y bandas ecuatoriales oscuras. [117] Su límite se encuentra aproximadamente a -45 ° de latitud . Una banda estrecha que se extiende a ambos lados del rango latitudinal de -45 a -50° es la característica grande más brillante en su superficie visible. [117] [119] Se llama "collar" sureño. Se cree que la capa y el collar son una región densa de nubes de metano ubicadas dentro del rango de presión de 1,3 a 2 bar (ver arriba). [120] Además de la estructura de bandas a gran escala, la Voyager 2 observó diez pequeñas nubes brillantes, la mayoría situadas varios grados al norte del collar. [117] En todos los demás aspectos, Urano parecía un planeta dinámicamente muerto en 1986.
La Voyager 2 llegó durante el apogeo del verano austral de Urano y no pudo observar el hemisferio norte. A principios del siglo XXI, cuando la región polar norte apareció a la vista, el telescopio espacial Hubble (HST) y el telescopio Keck no observaron inicialmente ni collar ni casquete polar en el hemisferio norte. [119] Así que Urano parecía ser asimétrico: brillante cerca del polo sur y uniformemente oscuro en la región al norte del collar sur. [119] En 2007, cuando Urano pasó su equinoccio, el collar sur casi desapareció y un tenue collar norte emergió cerca de los 45 ° de latitud. [121] En 2023, un equipo que empleaba el Very Large Array observó un collar oscuro a 80° de latitud y un punto brillante en el polo norte, lo que indica la presencia de un vórtice polar . [122]
En la década de 1990, el número de nubes brillantes observadas creció considerablemente, en parte porque se dispuso de nuevas técnicas de imágenes de alta resolución. [22] La mayoría se encontraron en el hemisferio norte cuando comenzó a hacerse visible. [22] Se demostró que una explicación inicial (que las nubes brillantes son más fáciles de identificar en su parte oscura, mientras que en el hemisferio sur el collar brillante las enmascara) era incorrecta. [123] [124] Sin embargo, existen diferencias entre las nubes de cada hemisferio. Las nubes del norte son más pequeñas, más nítidas y más brillantes. [124] Parecen estar a mayor altitud. [124] La vida útil de las nubes abarca varios órdenes de magnitud. Algunas nubes pequeñas viven durante horas; Es posible que al menos una nube del sur haya persistido desde el sobrevuelo de la Voyager 2 . [22] [118] Observaciones recientes también descubrieron que las características de las nubes en Urano tienen mucho en común con las de Neptuno. [22] Por ejemplo, las manchas oscuras comunes en Neptuno nunca habían sido observadas en Urano antes de 2006, cuando se fotografió la primera característica de este tipo denominada Mancha Oscura de Urano . [125] La especulación es que Urano se está volviendo más parecido a Neptuno durante su temporada equinoccial. [126]
El seguimiento de numerosas características de las nubes permitió determinar los vientos zonales que soplan en la troposfera superior de Urano. [22] En el ecuador los vientos son retrógrados, lo que significa que soplan en dirección contraria a la rotación planetaria. Sus velocidades son de −360 a −180 km/h (−220 a −110 mph). [22] [119] La velocidad del viento aumenta con la distancia desde el ecuador, alcanzando valores cero cerca de ±20° de latitud, donde se encuentra la temperatura mínima de la troposfera. [22] [96] Más cerca de los polos, los vientos cambian a una dirección progrado, fluyendo con la rotación de Urano. La velocidad del viento continúa aumentando alcanzando máximos a ±60° de latitud antes de caer a cero en los polos. [22] Las velocidades del viento en una latitud de -40° varían de 540 a 720 km/h (340 a 450 mph). Debido a que el collar oscurece todas las nubes debajo de ese paralelo, las velocidades entre él y el polo sur son imposibles de medir. [22] Por el contrario, en el hemisferio norte se observan velocidades máximas de hasta 860 km/h (540 mph) cerca de la latitud +50°. [22] [119] [127]
Durante un breve período, de marzo a mayo de 2004, aparecieron grandes nubes en la atmósfera de Urano, dándole una apariencia similar a la de Neptuno. [128] [124] [129] Las observaciones incluyeron velocidades de viento récord de 820 km/h (510 mph) y una tormenta persistente conocida como "fuegos artificiales del 4 de julio". [118] El 23 de agosto de 2006, investigadores del Instituto de Ciencias Espaciales (Boulder, Colorado) y la Universidad de Wisconsin observaron una mancha oscura en la superficie de Urano, lo que dio a los científicos más información sobre la actividad atmosférica de Urano. [125] No se sabe completamente por qué se produjo este repentino aumento de la actividad, pero parece que la inclinación axial extrema de Urano da como resultado variaciones estacionales extremas en su clima. [130] [126] Determinar la naturaleza de esta variación estacional es difícil porque han existido buenos datos sobre la atmósfera de Urano durante menos de 84 años, o un año uraniano completo. La fotometría a lo largo de medio año uraniano (a partir de la década de 1950) ha mostrado una variación regular en el brillo en dos bandas espectrales , con máximos en los solsticios y mínimos en los equinoccios. [131] Se ha observado una variación periódica similar, con máximos en los solsticios, en las mediciones de microondas de la troposfera profunda iniciadas en la década de 1960. [132] Las mediciones de temperatura estratosférica que comenzaron en la década de 1970 también mostraron valores máximos cerca del solsticio de 1986. [112] Se cree que la mayor parte de esta variabilidad se debe a cambios en la geometría de visualización. [123]
Hay algunos indicios de que se están produciendo cambios físicos estacionales en Urano. Aunque se sabe que Urano tiene una región polar sur brillante, el polo norte es bastante oscuro, lo que es incompatible con el modelo de cambio estacional descrito anteriormente. [126] Durante su anterior solsticio del norte en 1944, Urano mostró elevados niveles de brillo, lo que sugiere que el polo norte no siempre fue tan oscuro. [131] Esta información implica que el polo visible se ilumina algún tiempo antes del solsticio y se oscurece después del equinoccio. [126] El análisis detallado de los datos visibles y de microondas reveló que los cambios periódicos en el brillo no son completamente simétricos alrededor de los solsticios, lo que también indica un cambio en los patrones de albedo meridional . [126]
En la década de 1990, cuando Urano se alejó de su solsticio, el Hubble y los telescopios terrestres revelaron que el casquete polar sur se oscureció notablemente (excepto el collar sur, que permaneció brillante), [ 120] mientras que el hemisferio norte demostró una actividad creciente, [118 ] como formaciones de nubes y vientos más fuertes, lo que refuerza las expectativas de que debería mejorar pronto. [124] De hecho, esto sucedió en 2007 cuando pasó un equinoccio: surgió un tenue collar polar norte y el collar sur se volvió casi invisible, aunque el perfil del viento zonal permaneció ligeramente asimétrico, siendo los vientos del norte algo más lentos que los del sur. [121]
El mecanismo de estos cambios físicos aún no está claro. [126] Cerca de los solsticios de verano e invierno, los hemisferios de Urano se encuentran alternativamente en pleno resplandor de los rayos del Sol o mirando al espacio profundo. Se cree que el brillo del hemisferio iluminado por el sol se debe al engrosamiento local de las nubes de metano y las capas de neblina ubicadas en la troposfera. [120] El collar brillante a -45° de latitud también está relacionado con nubes de metano. [120] Otros cambios en la región polar sur pueden explicarse por cambios en las capas inferiores de nubes. [120] La variación de la emisión de microondas de Urano probablemente se debe a cambios en la circulación troposférica profunda , porque las espesas nubes polares y la neblina pueden inhibir la convección. [133] Ahora que los equinoccios de primavera y otoño están llegando a Urano, la dinámica está cambiando y la convección puede ocurrir nuevamente. [118] [133]
Antes de la llegada de la Voyager 2 , no se habían tomado medidas de la magnetosfera de Urano, por lo que su naturaleza seguía siendo un misterio. Antes de 1986, los científicos esperaban que el campo magnético de Urano estuviera alineado con el viento solar , porque entonces se alinearía con los polos de Urano que se encuentran en la eclíptica . [134]
Las observaciones de la Voyager revelaron que el campo magnético de Urano es peculiar, porque no se origina en su centro geométrico y porque está inclinado a 59° con respecto al eje de rotación. [134] [135] De hecho, el dipolo magnético se desplaza desde el centro de Urano hacia el polo de rotación sur hasta en un tercio del radio planetario. [134] Esta geometría inusual da como resultado una magnetosfera altamente asimétrica, donde la intensidad del campo magnético en la superficie en el hemisferio sur puede ser tan baja como 0,1 gauss (10 µT ), mientras que en el hemisferio norte puede ser tan alta como 1,1 gauss. (110 µT). [134] El campo promedio en la superficie es de 0,23 gauss (23 µT). [134]
Los estudios de los datos de la Voyager 2 en 2017 sugieren que esta asimetría hace que la magnetosfera de Urano se conecte con el viento solar una vez al día uraniano, abriendo el planeta a las partículas del Sol. [136] En comparación, el campo magnético de la Tierra es aproximadamente igual de fuerte en cualquier polo, y su "ecuador magnético" es aproximadamente paralelo a su ecuador geográfico. [135] El momento dipolar de Urano es 50 veces mayor que el de la Tierra. [134] [135] Neptuno tiene un campo magnético igualmente desplazado e inclinado, lo que sugiere que esto puede ser una característica común de los gigantes de hielo. [135] Una hipótesis es que, a diferencia de los campos magnéticos de los gigantes terrestres y gaseosos, que se generan dentro de sus núcleos, los campos magnéticos de los gigantes de hielo se generan por el movimiento a profundidades relativamente poco profundas, por ejemplo, en el océano de agua y amoníaco. . [87] [137] Otra posible explicación para la alineación de la magnetosfera es que hay océanos de diamante líquido en el interior de Urano que disuadirían el campo magnético. [93]
A pesar de su curiosa alineación, en otros aspectos la magnetosfera de Urano es como la de otros planetas: tiene un arco de choque a unos 23 radios de Urano por delante, una magnetopausa a 18 radios de Urano, una cola magnética completamente desarrollada y cinturones de radiación . [134] [135] [138] En general, la estructura de la magnetosfera de Urano es diferente de la de Júpiter y más similar a la de Saturno. [134] [135] La cola magnética de Urano lo sigue en el espacio durante millones de kilómetros y su rotación lateral la retuerce formando un largo sacacorchos. [134] [139]
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La magnetosfera de Urano contiene partículas cargadas : principalmente protones y electrones , con una pequeña cantidad de iones H2 + . [135] [138] Muchas de estas partículas probablemente derivan de la termosfera. [138] Las energías de los iones y los electrones pueden llegar a 4 y 1,2 megaelectronvoltios , respectivamente. [138] La densidad de los iones de baja energía (por debajo de 1 kiloelectronvoltio ) en la magnetosfera interior es de aproximadamente 2 cm −3 . [141] La población de partículas se ve fuertemente afectada por las lunas de Urano, que barren la magnetosfera, dejando espacios notables. [138] El flujo de partículas es lo suficientemente alto como para causar oscurecimiento o erosión espacial de sus superficies en una escala de tiempo astronómicamente rápida de 100.000 años. [138] Esta puede ser la causa de la coloración uniformemente oscura de los satélites y anillos de Urano. [142]
Urano tiene auroras relativamente bien desarrolladas, que se ven como arcos brillantes alrededor de ambos polos magnéticos. [113] A diferencia de las de Júpiter, las auroras de Urano parecen ser insignificantes para el equilibrio energético de la termosfera planetaria. [116] En marzo de 2020, los astrónomos de la NASA informaron de la detección de una gran burbuja magnética atmosférica, también conocida como plasmoide , liberada al espacio exterior desde el planeta Urano, después de reevaluar datos antiguos registrados por la sonda espacial Voyager 2 durante un sobrevuelo del planeta en 1986. [143] [144]
Urano tiene 27 satélites naturales conocidos . [69] Los nombres de estos satélites se eligen de personajes de las obras de Shakespeare y Alexander Pope . [86] [145] Los cinco satélites principales son Miranda , Ariel , Umbriel , Titania y Oberon . [86] El sistema de satélites de Urano es el menos masivo entre los de los planetas gigantes; la masa combinada de los cinco satélites principales sería menos de la mitad que la de Tritón (la luna más grande de Neptuno ) por sí sola. [12] El mayor de los satélites de Urano, Titania, tiene un radio de sólo 788,9 km (490,2 millas), o menos de la mitad del de la Luna , pero un poco más que Rea, el segundo satélite más grande de Saturno, lo que convierte a Titania en el octavo . -luna más grande del Sistema Solar. Los satélites de Urano tienen albedos relativamente bajos ; que van desde 0,20 para Umbriel hasta 0,35 para Ariel (en luz verde). [117] Son conglomerados de hielo y roca compuestos por aproximadamente un 50% de hielo y un 50% de roca. El hielo puede incluir amoníaco y dióxido de carbono . [142] [146]
Entre los satélites de Urano, Ariel parece tener la superficie más joven, con la menor cantidad de cráteres de impacto, y Umbriel el más antiguo. [117] [142] Miranda tiene cañones de falla de 20 km (12 millas) de profundidad, capas en terrazas y una variación caótica en las edades y características de la superficie. [117] Se cree que la actividad geológica pasada de Miranda fue impulsada por el calentamiento de las mareas en un momento en que su órbita era más excéntrica que la actual, probablemente como resultado de una resonancia orbital anterior de 3:1 con Umbriel. [147] Los procesos extensionales asociados con los diapiros ascendentes son el origen probable de las coronas en forma de "pista de carreras" de Miranda . [148] [149] Se cree que Ariel alguna vez estuvo sostenido en una resonancia 4:1 con Titania. [150]
Urano tiene al menos un orbitador en herradura ocupando el Sol : el punto Lagrangiano de Urano L 3 , una región gravitacionalmente inestable a 180° de su órbita, 83982 Crantor . [151] [152] Crantor se mueve dentro de la región coorbital de Urano en una órbita de herradura compleja y temporal. 2010 EU 65 también es un prometedor candidato a librador en herradura de Urano . [152]
Los anillos de Urano están compuestos de partículas extremadamente oscuras, cuyo tamaño varía desde micrómetros hasta una fracción de metro. [117] Actualmente se conocen trece anillos distintos, siendo el más brillante el anillo ε. Todos, excepto los dos anillos de Urano, son extremadamente estrechos: suelen tener unos pocos kilómetros de ancho. Los anillos probablemente sean bastante jóvenes; las consideraciones dinámicas indican que no se formaron con Urano. La materia de los anillos pudo haber sido alguna vez parte de una luna (o lunas) que fue destrozada por impactos de alta velocidad. De los numerosos fragmentos de escombros que se formaron como resultado de esos impactos, sólo sobrevivieron unas pocas partículas, en zonas estables correspondientes a las ubicaciones de los anillos actuales. [142] [153]
William Herschel describió un posible anillo alrededor de Urano en 1789. Este avistamiento generalmente se considera dudoso, porque los anillos son bastante débiles y en los dos siglos siguientes otros observadores no notaron ninguno. Aún así, Herschel hizo una descripción precisa del tamaño del anillo épsilon, su ángulo con respecto a la Tierra, su color rojo y sus cambios aparentes a medida que Urano viaja alrededor del Sol. [154] [155] El sistema de anillos fue descubierto definitivamente el 10 de marzo de 1977 por James L. Elliot , Edward W. Dunham y Jessica Mink utilizando el Observatorio Aerotransportado Kuiper . El descubrimiento fue fortuito; Planeaban utilizar la ocultación de la estrella SAO 158687 (también conocida como HD 128598) por Urano para estudiar su atmósfera . Cuando se analizaron sus observaciones, descubrieron que la estrella había desaparecido brevemente de la vista cinco veces antes y después de desaparecer detrás de Urano. Llegaron a la conclusión de que debía haber un sistema de anillos alrededor de Urano. [156] Más tarde detectaron cuatro anillos adicionales. [156] Los anillos fueron fotografiados directamente cuando la Voyager 2 pasó por Urano en 1986. [117] La Voyager 2 también descubrió dos anillos débiles adicionales, lo que eleva el número total a once. [117]
En diciembre de 2005, el Telescopio Espacial Hubble detectó un par de anillos hasta entonces desconocidos. El más grande se encuentra dos veces más lejos de Urano que los anillos conocidos anteriormente. Estos nuevos anillos están tan lejos de Urano que se les llama sistema de anillos "externos". Hubble también detectó dos pequeños satélites, uno de los cuales, Mab , comparte su órbita con el anillo más externo recién descubierto. Los nuevos anillos elevan el número total de anillos de Urano a 13. [157] En abril de 2006, las imágenes de los nuevos anillos del Observatorio Keck arrojaron los colores de los anillos exteriores: el más externo es azul y el otro rojo. [158] [159] Una hipótesis sobre el color azul del anillo exterior es que está compuesto de partículas diminutas de hielo de agua de la superficie de Mab que son lo suficientemente pequeñas como para dispersar la luz azul. [158] [160] En contraste, los anillos internos de Urano aparecen grises. [158]
Aunque los anillos de Urano son muy difíciles de observar directamente desde la Tierra, los avances en imágenes digitales han permitido a varios astrónomos aficionados fotografiar con éxito los anillos con filtros rojos o infrarrojos; Los telescopios con aperturas tan pequeñas como 36 cm (14 pulgadas) pueden detectar los anillos con el equipo de imágenes adecuado. [161]
Lanzada en 1977, la Voyager 2 hizo su aproximación más cercana a Urano el 24 de enero de 1986, acercándose a 81.500 km (50.600 millas) de las cimas de las nubes, antes de continuar su viaje hacia Neptuno. La nave espacial estudió la estructura y composición química de la atmósfera de Urano, [103] incluido su clima único, causado por su extrema inclinación axial. Realizó las primeras investigaciones detalladas de sus cinco lunas más grandes y descubrió 10 nuevas. La Voyager 2 examinó los nueve anillos conocidos del sistema y descubrió dos más. [117] [142] [162] También estudió el campo magnético, su estructura irregular, su inclinación y su singular cola magnética en forma de sacacorchos causada por la orientación lateral de Urano. [134]
Ninguna otra nave espacial ha sobrevolado Urano desde entonces, aunque se han propuesto muchas misiones para volver a visitar el sistema de Urano. La posibilidad de enviar la nave espacial Cassini desde Saturno a Urano se evaluó durante una fase de planificación de extensión de la misión en 2009, pero finalmente fue rechazada en favor de destruirlo en la atmósfera de Saturno, [163] ya que habría tardado unos veinte años en llegar al sistema de Urano después de abandonar Saturno. [163] Una sonda de entrada a Urano podría utilizar la herencia Pioneer Venus Multiprobe y descender a 1 a 5 atmósferas. [164] El Estudio Decenal de Ciencia Planetaria 2013-2022 , publicado en 2011, recomendó un orbitador y una sonda para Urano ; la propuesta preveía el lanzamiento durante 2020-2023 y un crucero de 13 años a Urano. [164] La opinión del comité se reafirmó en 2022, cuando se dio la máxima prioridad a una misión de sonda/orbitador de Urano, debido a la falta de conocimiento sobre los gigantes de hielo . [165] Más recientemente, se planea que el orbitador Júpiter Tianwen-4 de la CNSA , que se lanzará en 2029, tenga una subsonda que se separará y obtendrá asistencia gravitacional en lugar de entrar en órbita, volando por Urano en marzo de 2045 antes de dirigirse al espacio interestelar. [24] China también tiene planes para un potencial Tianwen-5 que podría orbitar Urano o Neptuno, aunque aún no se han concretado. [24]
) es el planeta regente de Acuario . Debido a que Urano es cian y Urano está asociado con la electricidad, el color azul eléctrico , que es cercano al cian, está asociado con el signo Acuario [166] (ver Urano en astrología ).
El planeta georgiano en su colección de poesía de 1827.(no compatible con todas las fuentes)(no compatible con todas las fuentes)24 de enero de 1986: La Voyager 2 de la NASA realizó la primera, y hasta ahora la única, visita a Urano.
[Traducido]:Bereits in der am 12ten März 1782 bei der hiesigen naturforschenden Gesellschaft vorgelesenen Abhandlung, habe ich den Namen des Vaters vom Saturn, nemlich Urano, oder wie er mit der lateinischen Endung gewöhnlicher ist, Uranus vorgeschlagen, und habe seit dem das Vergnügen gehab t, daß verschiedene Astronomen und Mathematiker in ihren Schriften oder in Briefen an mich, diese Benennung aufgenommen oder gebilligt. Meines Erachtens muß man bei dieser Wahl die Mythologie befolgen, aus welcher die uralten Namen der übrigen Planeten entlehnen worden; denn in der Reihe der bisher bekannten, würde der von einer merkwürdigen Person oder Begebenheit der neuern Zeit wahrgenommene Name eines Planeten sehr auffallen. Diodor von Cicilien erzahlt die Geschichte der Atlanten, eines uralten Volks, welches eine der fruchtbarsten Gegenden in Africa bewohnte, und die Meeresküsten seines Landes als das Vaterland der Götter ansah. Urano guerra ihr, erster König, Stifter ihres gesitteter Lebens und Erfinder vieler nützlichen Künste. Zugleich wird er auch als ein fleißiger und geschickter Himmelsforscher des Alterthums beschrieben... Noch mehr: Urano war der Vater des Saturns und des Atlas, so wie der erstere der Vater des Jupiters.
Ya en el tratado leído previamente en la Sociedad de Historia Natural local el 12 de marzo de 1782, proponía el nombre del padre de Saturno, es decir, Urano, o como suele ocurrir con el sufijo latino, Urano, y desde entonces he tenido el placer de que varios astrónomos y matemáticos, citados en sus escritos o cartas aprobando esta designación. En mi opinión, es necesario seguir la mitología en esta elección, que había sido tomada del nombre antiguo de los otros planetas; porque en la serie de nombres previamente conocidos, percibidos por una persona extraña o un evento de los tiempos modernos, el nombre de un planeta sería muy notorio. Diodoro de Cilicia cuenta la historia de Atlas, un antiguo pueblo que habitaba una de las zonas más fértiles de África, y miraba las costas marinas de su país como la patria de los dioses. Urano fue su primer rey, fundador de su vida civilizada e inventor de muchas artes útiles. Al mismo tiempo también se le describe como un diligente y hábil astrónomo de la antigüedad... es más: Urano fue el padre de Saturno y el Atlas, como el primero es el padre de Júpiter.
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