Nel suo particolare tour dei pianeti del sistema solare, il James Webb Space Telescope ci ha deliziato con istantanee come gli anelli di Giove, le nubi di metano nell’atmosfera di Nettuno e persino i crateri e i vulcani del rilievo marziano.
È vero che il suo compito principale è lo studio dell’universo primordiale così come la composizione chimica dei cosiddetti pianeti extrasolari. Tuttavia, ciò non implica che i dati raccolti da James Webb sui nostri pianeti vicini non siano importanti.
Recentemente, il James Webb si è concentrato su un altro dei nostri giganti di ghiaccio: il pianeta Urano. In un’impressionante cattura effettuata il 6 febbraio 2023, i suoi anelli, una calotta polare e sei dei suoi satelliti possono essere visti con la massima chiarezza.
Tuttavia, e prima di commentare queste nuove immagini, conosciamo un po’ meglio questo gigante gassoso unico nel suo genere.
Più freddo di Nettuno
Urano è un pianeta unico sotto molti aspetti, dalla lunghezza delle sue stagioni (legate alla sua peculiare rotazione laterale) alle sue temperature estreme (è il pianeta più freddo del sistema solare).
Scoperto nel 1781 dall’astronomo William Herschel, Urano orbita attorno al Sole in 84 anni. La durata della sua giornata è di circa 17 ore e 14 minuti. Sebbene la sua massa sia 14 volte e mezzo quella della Terra, è il pianeta gigante meno massiccio.
Composta principalmente da acqua, ammoniaca e metano, la sua atmosfera contiene idrogeno ed elio (oltre al metano, che gli conferisce la tipica colorazione blu-ciano).
È il pianeta più freddo del sistema solare: raggiunge temperature medie di -218 ℃ e temperature minime di circa -226 ℃. La ragione di questi record bassi è che Urano ha un nucleo interno molto più freddo rispetto ad altri pianeti. Inoltre, assorbe meno calore di quanto ne riceve dal Sole. Quest’ultimo aspetto, ha molto a che fare anche la sua peculiare rotazione laterale.
Unico pianeta che ruota lateralmente
Urano non ruota come una trottola attorno al Sole (come potremmo visualizzare il resto dei pianeti): il suo asse di rotazione è così inclinato che è più simile a una palla che rotola.
Nell’animazione sottostante, possiamo confrontare l’inclinazione degli assi di rotazione di ciascun pianeta rispetto all’eclittica.
La teoria più ampiamente accettata di questa rotazione anomala suggerisce la collisione di un oggetto massiccio (almeno il doppio della massa terrestre) contro il giovane pianeta Urano, che ha causato un drastico cambiamento nel suo asse di rotazione.
Come conseguenza di questa rotazione laterale, le stagioni non cambiano finché i poli nord e sud non invertono lentamente la loro posizione. Questi poli presentano 42 anni di luce solare ininterrotta, seguiti da altri 42 anni di oscurità totale.
È così che James Webb ci mostra Urano
Con soli 12 minuti di esposizione (e utilizzando due filtri infrarossi a 1,4 e 3 micron), il James Webb Space Telescope ci ha sorpreso con questa istantanea del pianeta Urano.
Nell’immagine sopra possiamo distinguere i seguenti dettagli su questo gigante ghiacciato:
1. Il fantastico sistema di anelli
Mostrando 11 dei 13 anelli conosciuti di Urano, Webb dimostra ancora una volta una risoluzione senza precedenti nel rilevare gli anelli più deboli.
In questo senso, solo la navicella spaziale Voyager 2 (quando è volata vicino al pianeta nel 1986) e l’osservatorio di terra Keck (utilizzando un’ottica adattiva avanzata) sono stati in grado di fotografare gli anelli più deboli di Urano.
2. La calotta polare nord
Puoi anche vedere un’ampia regione luminosa situata nella calotta polare nord di Urano. Appare solo alla luce diretta del sole estivo e scompare in autunno.
Sembra che questa regione aumenti di dimensioni quanto maggiore è la quantità di luce solare che riceve. Questo è un fenomeno non ancora spiegato dagli scienziati e si ritiene che James Webb aiuterà a capirlo meglio.
3. Nuvole luminose e attività tempestose
Nubi luminose possono essere viste nell’atmosfera di Urano sia sul bordo della calotta polare che all’estrema sinistra dell’istantanea in alto.
Queste nuvole sono visibili nella gamma degli infrarossi (precisamente la lunghezza d’onda alla quale Webb opera) e si ritiene che siano correlate all’intensa attività temporalesca nella sua atmosfera.
L’immagine precedente corrisponde invece a una vista ingrandita del sistema che circonda Urano. In esso, 6 delle sue 27 lune conosciute possono essere differenziate in dettaglio: Miranda, Ariel, Umbriel, Titania, Oberón e il satellite interno Puck (tutte con la loro tipica forma stellata caratteristica di James Webb).
E il resto dei satelliti di Urano? Non appaiono nell’immagine qui sopra perché sono troppo piccoli per essere visti con un tempo di esposizione così breve.
Sullo sfondo dell’immagine, una manciata di galassie completa questo impressionante mosaico.
L’importanza di queste nuove immagini
Secondo le National Academies of Sciences, Engineering and Medicine degli Stati Uniti, lo studio del pianeta Urano è stato dichiarato una priorità nella sua indagine di astrobiologia e scienze planetarie per il periodo 2023-2033.
Non a caso, la NASA prevede di inviare una missione su questo gigante gassoso nel 2031 che ne studierà, tra gli altri dettagli, la composizione, l’atmosfera e la magnetosfera.
In questo senso, il James Webb può svolgere un ruolo fondamentale nell’osservazione di questo mondo ghiacciato, catturando immagini con una risoluzione maggiore rispetto alle precedenti (che, ricordiamolo, sono state registrate con soli 12 minuti di posa).
Nel frattempo, continuiamo a deliziarci con le impressionanti immagini di questo pianeta unico nel sistema solare, l’unico che orbita attorno al Sole su un fianco.
Autore
Óscar del Barco Novillo, Università di Saragozza
