Nettuno è noto per essere di un colore blu intenso e Urano verde, ma un nuovo studio ha rivelato che i due giganti di ghiaccio sono in realtà molto più simili nel colore di quanto si pensi.
Le tonalità corrette dei pianeti sono state confermate con l’aiuto di una ricerca guidata da Patrick Irwin, professore di fisica planetaria all’Università di Oxford e primo autore dello studio.
Irwin e il suo team hanno scoperto che entrambi i mondi hanno in realtà una tonalità simile di blu verdastro, nonostante la convinzione comune che Nettuno sia di un azzurro profondo e Urano abbia un aspetto ciano pallido.
Tuttavia, gli astronomi sanno da tempo che le immagini più moderne dei due pianeti non riflettono accuratamente i loro veri colori.
La missione Voyager 2 della NASA
L’equivoco dalle immagini catturate separatamente di entrambi i pianeti durante il 20° secolo – inclusa la missione Voyager 2 della NASA, l’unico veicolo spaziale a sorvolare questi mondi.
Le immagini monocromatiche furono successivamente ricombinate per creare immagini a colori compositi, che non sempre erano accuratamente bilanciate per ottenere un’immagine a colori “veri” e, in particolare nel caso di Nettuno, erano spesso rese “troppo blu”.
Inoltre, le prime immagini di Nettuno ottenute dalla Voyager 2 sono state fortemente migliorate dal contrasto per rivelare meglio le nuvole, le bande e i venti che modellano la nostra prospettiva moderna del pianeta.
“Sebbene le familiari immagini di Urano della Voyager 2 siano state pubblicate in una forma più vicina al colore “reale”, quelle di Nettuno sono state, in effetti, migliorate, e quindi rese artificialmente troppo blu”, ha dichiarato il professor Irwin.
“Anche se il colore saturo artificialmente era noto all’epoca tra gli scienziati planetari – e le immagini venivano pubblicate con didascalie che lo spiegavano – quella distinzione si era persa nel tempo”.
“Applicando il nostro modello ai dati originali, siamo stati in grado di ricostituire una rappresentazione più accurata finora del colore sia di Nettuno che di Urano”, ha aggiunto.
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno utilizzato i dati dello Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS), del telescopio spaziale Hubble e del Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) sul Very Large Telescope dell’Osservatorio europeo meridionale. In entrambi gli strumenti, ogni pixel è uno spettro continuo di colori.
Ciò significa che le osservazioni STIS e MUSE possono essere elaborate in modo inequivocabile per determinare il vero colore apparente di Urano e Nettuno.
I ricercatori hanno utilizzato questi dati per riequilibrare le immagini a colori composite registrate dalla fotocamera Voyager 2 e anche dalla Wide Field Camera 3 (WFC3) del telescopio spaziale Hubble.
Ciò ha rivelato che Urano e Nettuno sono in realtà di una tonalità di blu verdastro piuttosto simile. La differenza principale è che Nettuno ha un leggero accenno di blu aggiuntivo, che il modello rivela essere dovuto a uno strato di foschia più sottile sul pianeta.
Lo studio fornisce anche una risposta al mistero di lunga data del perché il colore di Urano cambi leggermente durante la sua orbita attorno al Sole ogni 84 anni.
Gli autori sono giunti alla conclusione dopo aver confrontato le immagini del gigante di ghiaccio con le misurazioni della sua luminosità, registrate dall’Osservatorio Lowell in Arizona dal 1950 al 2016 alle lunghezze d’onda blu e verdi.
Queste misurazioni hanno mostrato che Urano appare un po’ più verde durante i suoi solstizi (cioè estate e inverno), quando uno dei poli del pianeta è puntato verso la nostra stella. Ma durante gli equinozi – quando il Sole è sopra l’equatore – ha una sfumatura un po’ più blu.
Ciò è dovuto al fatto che Urano ha una rotazione molto insolita.
In effetti il gigante di ghiaccio gira quasi su un fianco durante la sua orbita, il che significa che durante i solstizi il suo polo nord o sud punta quasi direttamente verso il Sole e la Terra.
Questo è importante, sostengono gli autori, poiché qualsiasi cambiamento nella riflettività delle regioni polari avrebbe quindi un grande impatto sulla luminosità complessiva di Urano se visto dal nostro pianeta.
Tuttavia gli astronomi non hanno ancora ben chiaro come o perché questa riflettività differisca.
Ciò li ha portati a sviluppare un modello che confrontasse gli spettri delle regioni polari di Urano con le sue regioni equatoriali.
Si è scoperto che le regioni polari sono più riflettenti alle lunghezze d’onda del verde e del rosso che a quelle del blu, in parte perché il metano, che assorbe il rosso, è più abbondante vicino ai poli rispetto all’equatore.
Nonostante ciò, la scoperta non è sufficiente per spiegare completamente il cambiamento di colore, quindi i ricercatori hanno aggiunto una nuova variabile al modello sotto forma di un “cappuccio” di foschia ghiacciata che si ispessisce gradualmente, già osservato in precedenza durante l’estate, nel polo illuminato dal Sole quando il pianeta passa dall’equinozio al solstizio.
Particelle di ghiaccio di metano
Nella simulazione, le particelle di ghiaccio aumentavano ulteriormente la riflessione alle lunghezze d’onda verde e rossa ai poli, offrendo una spiegazione del motivo per cui Urano è più verde al solstizio.
“Questo è il primo studio che abbina un modello quantitativo ai dati di imaging per spiegare perché il colore di Urano cambia durante la sua orbita”, ha affermato il professor Irwin.
“In questo modo, abbiamo dimostrato che Urano è più verde al solstizio a causa della ridotta abbondanza di metano nelle regioni polari, ma anche di un maggiore spessore di particelle di ghiaccio di metano che si disperdono in modo brillante”.
La dottoressa Heidi Hammel, dell’Associazione delle università per la ricerca in astronomia (AURA), che ha trascorso decenni a studiare Nettuno e Urano ma non è stata coinvolta nello studio, ha dichiarato: “L’errata percezione del colore di Nettuno, così come gli insoliti cambiamenti del colore di Urano, ci ha tormentato per decenni. Questo studio completo dovrebbe finalmente porre fine a entrambe le questioni”.
I giganti di ghiaccio Urano e Nettuno rimangono una destinazione allettante per i futuri esploratori robotici, basandosi sull’eredità della Voyager negli anni ’80.
Il professor Leigh Fletcher, planetologo dell’Università di Leicester e coautore del nuovo studio, ha affermato: “Una missione per esplorare il sistema uraniano – dalla sua bizzarra atmosfera stagionale, alla sua diversificata collezione di anelli e lune – è un compito altamente impegnativo e una priorità per le agenzie spaziali nei decenni a venire”.
Tuttavia, anche un esploratore planetario di lunga durata, in orbita attorno a Urano, catturerebbe solo una breve istantanea di un anno uraniano.
“Studi come questo, che mostrano come l’aspetto e il colore di Urano sono cambiati nel corso dei decenni in risposta alle stagioni, saranno fondamentali per collocare le scoperte di questa futura missione nel loro contesto più ampio”, ha concluso il professor Fletcher.
Fonte: Royal Astronomical Society
