Perché Urano e Nettuno sono colorati in modo diverso

In realtà, Urano e Nettuno, i due pianeti esterni del sistema solare, sono molto simili. Conosciuti come “giganti di ghiaccio”, i pianeti hanno masse simili (da 14,5 a 17 masse terrestri), dimensioni (da 51.000 a 49.000 km all’equatore) e composizioni atmosferiche simili (idrogeno circa l’80%, elio circa il 15%, metano circa il 2%) – eppure differiscono notevolmente nell’aspetto. Nella gamma delle lunghezze d’onda visibili, Nettuno ha una tonalità ricca e profonda di blu, mentre Urano ha una tonalità ciano molto più chiara. Gli astronomi hanno ora trovato e pubblicato una spiegazione per i diversi colori dei due pianeti.

I ricercatori indicano strati di foschia concentrata che sono prodotti dalla radiazione solare e riflettono la luce incidente, illuminando otticamente il pianeta. A quanto pare sono presenti su entrambi i pianeti. Su Urano, invece, lo strato intermedio è circa due volte più spesso che su Nettuno. Pertanto, illumina maggiormente l’aspetto di Urano. Se non ci fosse foschia nelle atmosfere di Nettuno e Urano, entrambi apparirebbero quasi ugualmente blu, perché la luce blu è diffusa principalmente dal metano presente nelle loro atmosfere.

Questa conclusione deriva da un modello sviluppato da un team internazionale guidato da Patrick Irwin, professore di fisica planetaria all’Università di Oxford, per descrivere gli strati di aerosol nelle atmosfere di Nettuno e Urano. È costituito da diversi strati atmosferici e corrisponde alle osservazioni di entrambi i pianeti in un’ampia gamma di lunghezze d’onda. Il nuovo modello include anche particelle di foschia in strati più profondi che in precedenza si pensava contenessero solo nubi di metano e ghiaccio di idrogeno solforato.

La maggiore trasmissione della luce dello strato medio di aerosol di Nettuno spiega anche perché le macchie scure sono più facili da osservare nella sua atmosfera rispetto a quella di Urano. “Questo è il primo modello che mappa simultaneamente le osservazioni della luce solare riflessa dalle lunghezze d’onda dell’ultravioletto a quelle del vicino infrarosso”, spiega Irwin, autore principale dello studio. “È anche il primo modello che spiega la differenza di colore visibile tra Urano e Nettuno”.

Il modello del team consiste in tre strati di aerosol a diverse altitudini. Lo strato più importante che influisce sui colori è lo strato intermedio, uno strato di particelle di foschia (chiamato nello studio strato aerosol-2) che è più spesso su Urano che su Nettuno. Il team sospetta che su entrambi i pianeti il ghiaccio di metano si condensi sulle particelle di questo strato, attirando le particelle di foschia più in profondità nell’atmosfera sotto forma di una pioggia di neve di metano. Poiché l’atmosfera di Nettuno è più attiva e turbolenta di quella di Urano, il team ipotizza che l’atmosfera di Nettuno sia più efficiente nel rimescolare le particelle di metano nello strato di foschia e nel produrre questa neve. Questo rimuove una parte maggiore della foschia e lo strato di foschia di Nettuno è più sottile di quello di Urano, per cui il colore blu di Nettuno appare più intenso.

Questo diagramma mostra tre strati di aerosol nell’atmosfera di Urano e Nettuno, secondo i modelli elaborati da un team di scienziati. La scala di altezza nel diagramma rappresenta la pressione superiore a 10 bar. (Immagine: Osservatorio Internazionale Gemini / NOIRLab / NSF / AURA, J. da Silva / NASA / JPL-Caltech / B. Jónsson)

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • Brandon Q. Morris è un fisico e uno specialista dello spazio. Si è occupato a lungo di questioni spaziali, sia professionalmente che privatamente, e mentre voleva diventare un astronauta, è dovuto rimanere sulla Terra per una serie di motivi. È particolarmente affascinato dal "what if" e attraverso i suoi libri mira a condividere storie avvincenti di hard science fiction che potrebbero realmente accadere, e un giorno potrebbero accadere. Morris è l'autore di diversi romanzi di fantascienza best-seller, tra cui The Enceladus Series.

    Brandon è un orgoglioso membro della Science Fiction and Fantasy Writers of America e della Mars Society.