Urano e i suoi segreti: 20 anni di osservazioni rivelano diversi dettagli sul gigante ghiacciato

Le conoscenze su Urano, settimo pianeta del Sistema Solare, sono rimaste per lungo tempo frammentarie. Situato tra Saturno e Nettuno, il gigante ghiacciato ha rappresentato una sfida per gli astronomi, che hanno dovuto attendere decenni per ottenere informazioni dettagliate sulla sua composizione e dinamica atmosferica. La prima e unica esplorazione ravvicinata del pianeta risale al gennaio 1986, quando la sonda Voyager 2 della NASA ha completato il suo sorvolo storico, restituendo le prime immagini dettagliate del pianeta blu-verde.

Urano, visto dalla Voyager 2

Un team di ricerca dell'Università dell'Arizona, guidato da Erich Karkoschka, insieme a Larry Sromovsky e Pat Fry dell'Università del Wisconsin, ha recentemente analizzato le osservazioni effettuate dal telescopio spaziale Hubble tra il 2002 e il 2022. La storia è stata raccontata in origine da Wired Japan, che ha evidenziato come le immagini raccolte in questo arco temporale abbiano permesso di definire con maggiore precisione la composizione dell'atmosfera uraniana e di documentare i cambiamenti stagionali che interessano il pianeta.

Urano, novità su composizione atmosferica e cicli stagionali

L'atmosfera di Urano risulta composta principalmente da idrogeno ed elio, con una percentuale significativa di metano e tracce di acqua e ammoniaca. Il caratteristico colore blu-verde del pianeta deriva proprio dalla presenza di metano, che assorbe selettivamente le componenti rosse della luce solare, riflettendo invece le tonalità blu e verdi. La distribuzione del metano nell'atmosfera non è uniforme: le concentrazioni risultano particolarmente ridotte nelle regioni polari, fenomeno che è rimasto costante durante i due decenni di osservazioni.

Caratteristica peculiare del pianeta è la sua configurazione orbitale, con l'asse di rotazione che è inclinato di circa 98 gradi rispetto al piano orbitale, una caratteristica che lo rende unico nel Sistema Solare. La rotazione avviene in circa 17 ore, 14 minuti e 52 secondi, come determinato con precisione dalle recenti osservazioni delle aurore planetarie. La particolare inclinazione fa sì che Urano orbiti in posizione "rovesciata", con conseguenze evidenti sui cicli stagionali.

Il periodo orbitale di 84 anni terrestri determina stagioni estremamente prolungate: per circa 42 anni consecutivi, una specifica regione del pianeta rimane esposta alla luce solare, mentre per i successivi 42 anni resta immersa nell'oscurità. Durante il periodo di osservazione ventennale, i ricercatori hanno documentato come la regione polare meridionale si sia progressivamente oscurata durante l'inverno, mentre quella settentrionale si è illuminata con l'avvicinarsi dell'estate. Le osservazioni hanno rivelato differenze significative nel comportamento degli aerosol atmosferici rispetto alla distribuzione del metano: i livelli di metano sono rimasti stabili, tuttavia la regione artica, inizialmente limpida nel 2002, è diventata progressivamente più nuvolosa con l'avanzare dell'estate, dal 2012 al 2022. Al contrario, la regione antartica ha mostrato un graduale schiarimento con il passaggio dall'autunno verso l'inverno.

Il sistema di anelli di Urano, composto da 13 strutture sottili, condivide l'orientamento peculiare del pianeta. Gli anelli si trovano in posizione "verticale" rispetto al piano orbitale, una caratteristica che li differenzia da tutti gli altri sistemi di anelli planetari del Sistema Solare. Il telescopio James Webb ha recentemente catturato immagini dettagliate di questi anelli, incluso l'elusivo anello Zeta, estremamente debole e diffuso. Le 28 lune conosciute di Urano seguono tutte il piano equatoriale del pianeta, suggerendo che l'intera configurazione del sistema sia stata influenzata dall'evento che ha causato l'inclinazione estrema dell'asse di rotazione. Gli scienziati ipotizzano che una collisione con un oggetto delle dimensioni della Terra possa aver letteralmente "capovolto" il pianeta in un passato remoto, trascinando con sé l'intero corteo di satelliti.

Le temperature estreme, che raggiungono i -224,2 gradi Celsius, rendono Urano il pianeta più freddo del Sistema Solare, nonostante non sia il più distante dal Sole. I venti possono raggiungere velocità di 900 chilometri orari e, caratteristica unica, soffiano in direzione retrograda all'equatore, opposta alla rotazione planetaria. Il campo magnetico presenta un'ulteriore anomalia, risultando inclinato di circa 60 gradi rispetto all'asse di rotazione, generando fenomeni aurorali nella regione equatoriale anziché ai poli. Insomma, un pianeta particolarmente ostile sia per la vita sia per le ricerche scientifiche, anche in virtù del fatto che in circa 20 anni gli studiosi hanno potuto analizzare solo un cambiamento stagionale nell'atmosfera del pianeta, con l'obiettivo di continuare le ricerche per osservare nuove stagioni e raccogliere ulteriori dati sul gigante ghiacciato.