Por primera vez, se confirma la presencia de auroras infrarrojas en Urano

Este descubrimiento podría arrojar luz sobre los misterios detrás de los campos magnéticos de los planetas de nuestro sistema solar e incluso sobre la posibilidad de que mundos lejanos puedan sustentar vida.

Visualización de dónde aparece la aurora infrarroja en Urano. Crédito: NASA, ESA y M. Showalter/Instituto SETI; Universidad de Leicester.

Los gigantes de hielo, Urano y Neptuno, son planetas inusuales en nuestro sistema solar debido a que sus campos magnéticos no están alineados con los ejes en los que giran. Aunque los científicos aún no han encontrado una explicación para esto, algunas pistas podrían encontrarse en las auroras.

Las auroras son causadas por partículas cargadas altamente energéticas que son dirigidas y colisionan con la atmósfera a través de las líneas del campo magnético del planeta. En la Tierra, el resultado más conocido de este proceso son los espectáculos de las auroras boreales y australes. En planetas como Urano, cuya atmósfera es principalmente una mezcla de hidrógeno y helio, la aurora emitirá luz fuera del espectro visible, en longitudes de onda como el infrarrojo (IR).

Con base en lo anterior y utilizando viejos datos del telescopio Keck II, un equipo de astrónomos de la Universidad de Leicester llevó a cabo mediciones de auroras infrarrojas analizando longitudes de onda específicas de luz emitida por el gigante de hielo.

En total, se estudiaron 224 imágenes en busca de señales de una partícula específica: el hidrógeno triatómico ionizado (H3+). La intensidad del brillo de esta partícula varía con la temperatura, lo que significa que se puede utilizar para medir cuán caliente o frío está algo.

En 2006, se utilizó el instrumento NIRSPEC (Espectrógrafo de Infrarrojo Cercano) en el Observatorio Keck para recopilar 6 horas de observaciones de Urano. Fue aquí donde los investigadores decidieron enfocarse.

Pero cuando los investigadores encontraron indicios de H3+ en sus datos, descubrieron que su densidad aumentaba sin alterar la temperatura de la atmósfera del planeta.

Esto concuerda con el aumento en la ionización de la alta atmósfera que los astrónomos esperan observar con una aurora infrarroja. Por lo tanto, afirman que esta señal finalmente representa el descubrimiento de auroras infrarrojas en la atmósfera de Urano.

«La temperatura de todos los planetas gaseosos gigantes, incluido Urano, es cientos de grados Kelvin/Celsius por encima de lo que los modelos predicen si solo se calentaran por el Sol, lo que nos deja con la gran pregunta de ¿cómo es que estos planetas son mucho más calientes de lo esperado? Una teoría sugiere que la aurora energética es la causa de esto, generando y empujando el calor desde la aurora hacia el ecuador magnético», explicó Emma Thomas, autora principal del estudio publicado en Nature Astronomy.

Inversión geomagnética

La mayoría de los exoplanetas descubiertos hasta ahora caen en la categoría de sub-Neptuno y, por lo tanto, son físicamente similares en tamaño a Neptuno y Urano. Esto también podría significar características magnéticas y atmosféricas similares. Al analizar la aurora de Urano, que se conecta directamente tanto al campo magnético del planeta como a su atmósfera, se pueden hacer predicciones sobre las atmósferas y campos magnéticos de estos mundos y, por ende, su idoneidad para la vida.

«Este estudio representa la culminación de 30 años de investigación auroral en Urano, que finalmente ha revelado la aurora infrarroja y ha comenzado una nueva era de investigaciones en el planeta. Nuestros resultados ampliarán nuestro conocimiento de las auroras de los gigantes de hielo y fortalecerán nuestra comprensión de los campos magnéticos planetarios en nuestro sistema solar, en exoplanetas e incluso en nuestro propio mundo», agregó Emma.

Asimismo, la investigación podría proporcionar a los científicos una visión sobre un fenómeno raro en la Tierra, en el que los polos norte y sur intercambian sus ubicaciones hemisféricas, conocido como inversión geomagnética.

«No contamos con muchos estudios sobre este fenómeno y, por lo tanto, no sabemos qué efectos tendrá en sistemas que dependen del campo magnético de la Tierra, como satélites, comunicaciones y navegación. Sin embargo, este proceso ocurre todos los días en Urano debido a la alineación única de los ejes de rotación y magnéticos. El estudio continuo de la aurora uraniana proporcionará datos sobre lo que podemos esperar cuando la Tierra exhiba una futura inversión de polos y lo que eso significará para su campo magnético», concluyó la científica.

Fuente: Leicester. Edición: MP.