Descubrimiento de una aurora en Urano ofrece pistas sobre mundos helados habitables        

Por: Universidad de Leicester.

26 de octubre de 2023.         

Una representación artística de cómo habría sido la aurora infrarroja del norte en 2006 (marcada en rojo). Crédito de la imagen: NASA, ESA y M. Showalter.

La presencia de una aurora infrarroja en el frío planeta exterior de Urano ha sido confirmada por primera vez por astrónomos de la Universidad de Leicester. El descubrimiento podría arrojar luz sobre los misterios detrás de los campos magnéticos de los planetas de nuestro Sistema Solar, e incluso sobre si los mundos distantes podrían albergar vida.

El equipo de científicos, apoyado por el Consejo de Instalaciones Científicas y Tecnológicas (STFC, por sus siglas en inglés), obtuvo las primeras mediciones de la aurora infrarroja (IR) de Urano desde que comenzaron las investigaciones en 1992. Mientras que las auroras ultravioleta (UV) de Urano se han observado desde 1986, hasta ahora no se había observado ninguna confirmación de la aurora IR. Las conclusiones de los científicos han sido publicadas en la revista Nature Astronomy.

Los gigantes de hielo Urano y Neptuno son planetas inusuales en nuestro Sistema Solar ya que sus campos magnéticos están desalineados con los ejes en los que giran. Si bien los científicos aún tienen que encontrar una explicación para esto, es posible que haya pistas en la aurora de Urano. Las auroras son causadas por partículas cargadas de alta energía, que son canalizadas hacia abajo y chocan con la atmósfera de un planeta a través de las líneas del campo magnético del planeta. En la Tierra, el resultado más famoso de este proceso son los espectáculos de las auroras boreales y australes, en planetas como Urano, donde la atmósfera es predominantemente una mezcla de hidrógeno y helio, esta aurora emitirá luz fuera del espectro visible y en longitudes de onda como el infrarrojo (IR).

El equipo utilizó mediciones infrarrojas de auroras tomadas analizando longitudes de onda específicas de la luz emitida por el planeta, utilizando el telescopio Keck II. A partir de esto, pueden analizar la luz (conocida como líneas de emisión) de estos planetas, de forma similar a un código de barras. En el espectro infrarrojo, las líneas emitidas por una partícula cargada conocida como H₃⁺ variarán en brillo dependiendo de qué tan caliente o fría esté la partícula y qué tan densa sea esta capa de la atmósfera. Por tanto, las líneas actúan como un termómetro del planeta.

Sus observaciones revelaron claros aumentos en la densidad de H₃⁺ en la atmósfera de Urano con pocos cambios en la temperatura, consistentes con la ionización causada por la presencia de una aurora infrarroja. Esto no sólo nos ayuda a comprender mejor los campos magnéticos de los planetas exteriores de nuestro propio Sistema Solar, sino que también puede ayudar a identificar otros planetas que sean adecuados para albergar vida. Los resultados también pueden dar a los científicos una idea de un fenómeno poco común en la Tierra, en el que los polos norte y sur cambian de ubicación de hemisferio conocido como inversión geomagnética.

De acuerdo a los investigadores, la mayoría de los exoplanetas descubiertos hasta ahora son categorizados como subneptunos y, por lo tanto, son físicamente similares a Neptuno y Urano en tamaño. Esto también puede significar características magnéticas y atmosféricas similares. Al analizar la aurora de Urano, que se conecta directamente con ambos planetas, campo magnético y atmósfera, permitiendo hacer predicciones sobre las atmósferas y los campos magnéticos de estos mundos y, por tanto, sobre su idoneidad para la vida.

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