Las lunas de Urano sorprenden en un estudio con el telescopio Hubble

Científicos que utilizan el Telescopio Espacial Hubble de la NASA/ESA buscaron evidencia de un fenómeno en las lunas principales del gigante helado Urano y encontraron otro completamente distinto.

El equipo predijo que, basándose en las interacciones con la magnetosfera de Urano, las caras "anteriores" de estas lunas, que siempre están en la misma dirección en la que orbitan el planeta, serían más brillantes que las caras "posteriores", siempre en dirección contraria. Esto se debería al oscurecimiento por radiación de sus caras posteriores causado por partículas cargadas, como electrones, atrapados en la magnetosfera de Urano.

En cambio, no encontraron evidencia de oscurecimiento en las caras posteriores de las lunas, y sí evidencia clara de oscurecimiento en las caras anteriores de las lunas exteriores. Esto sorprendió al equipo e indica que la magnetosfera de Urano podría no interactuar mucho con sus grandes lunas, lo que contradice los datos existentes recopilados en longitudes de onda del infrarrojo cercano.

Las cuatro lunas de este estudio (Ariel, Umbriel, Titania y Oberón) están unidas por mareas a Urano, por lo que siempre muestran la misma cara del planeta. La cara de la luna que mira en la dirección de desplazamiento se denomina hemisferio delantero, mientras que la que mira hacia atrás se denomina hemisferio trasero. Se pensaba que las partículas cargadas atrapadas a lo largo de las líneas del campo magnético incidirían principalmente en la cara trasera de cada luna, lo que oscurecería dicho hemisferio.

"Urano es un planeta extraño, por lo que siempre ha sido incierto cuánto interactúa realmente su campo magnético con sus satélites", explicó en un comunicado el investigador principal Richard Cartwright, del Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins y autor principal del estudio. "Para empezar, está inclinado 98 grados con respecto a la eclíptica".

Esto significa que Urano está muy inclinado con respecto al plano orbital de los planetas. Gira muy lentamente alrededor del Sol de lado mientras completa su órbita de 84 años terrestres.

"Durante el sobrevuelo de la Voyager 2, la magnetosfera de Urano estaba inclinada unos 59 grados con respecto al plano orbital de los satélites. Por lo tanto, hay una inclinación adicional del campo magnético", explicó Cartwright.

Dado que Urano y sus líneas de campo magnético giran más rápido que sus lunas orbitan el planeta, las líneas de campo magnético pasan constantemente cerca de ellas. Si la magnetosfera de Urano interactúa con sus lunas, las partículas cargadas deberían impactar preferentemente en la superficie de las caras posteriores.

Estas partículas cargadas, así como los rayos cósmicos de nuestra galaxia, deberían oscurecer los hemisferios posteriores de Ariel, Umbriel, Titania y Oberón, y posiblemente generar el dióxido de carbono detectado en estas lunas. El equipo esperaba que, especialmente en el caso de las lunas interiores Ariel y Umbriel, los hemisferios posteriores fueran más oscuros que los lados anteriores en longitudes de onda ultravioleta y visible.

Pero no fue eso lo que encontraron. En cambio, los hemisferios anterior y posterior de Ariel y Umbriel tienen un brillo muy similar. Sin embargo, los investigadores observaron una diferencia entre los hemisferios de las dos lunas exteriores, Titania y Oberón, que no eran las lunas que esperaban.

Aún más extraño, la diferencia de brillo fue la opuesta a la esperada. Las dos lunas exteriores tienen hemisferios delanteros más oscuros y rojizos en comparación con sus hemisferios traseros. El equipo cree que el polvo de algunos de los satélites irregulares de Urano recubre las caras delanteras de Titania y Oberón.

Los satélites irregulares son cuerpos naturales con órbitas grandes, excéntricas e inclinadas respecto al plano ecuatorial de su planeta. Micrometeoritos impactan constantemente las superficies de los satélites irregulares de Urano, expulsando pequeños fragmentos de material a su órbita.

Durante millones de años, este material polvoriento se desplaza hacia el interior de Urano y finalmente cruza las órbitas de Titania y Oberón. Estas lunas exteriores barren el polvo y lo recogen principalmente en sus hemisferios delanteros, que miran hacia adelante. Es similar a cómo los insectos golpean el parabrisas de un coche al conducir por una autopista.

Este material hace que Titania y Oberón tengan hemisferios delanteros más oscuros y rojizos. Estas lunas exteriores protegen eficazmente a las lunas interiores Ariel y Umbriel del polvo, por lo que sus hemisferios no muestran una diferencia de brillo.