Cómo descubrimos que Urano y Neptuno tienen un color casi idéntico

Hasta ahora, el planeta Neptuno era azul intenso y Urano verde pálido. Pero nuestro estudio, publicado en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, ha revelado que los dos gigantes de hielo son de un color muy parecido. Neptuno ha perdido intensidad en el azul cuando hemos procesado correctamente las fotos del planeta, y hemos descubierto que Urano cambia de color, volviéndose más verde en los solsticios.

En un trabajo anterior analizamos con distintas herramientas, entre ellas el espectrógrafo de imágenes del telescopio espacial Hubble, los espectros de la luz reflejada en Urano y Neptuno. Contamos con registros de 2002 (Urano) y 2003 (Neptuno).

Entonces observamos que los colores de Urano y Neptuno eran mucho más parecidos de lo que se creía, y que Neptuno sólo parecía ligeramente más azul (véase la imagen inferior).

La ligera diferencia de color entre uno y otro se atribuyó a una capa de bruma y hielo de metano. Neptuno tiene una capa de neblina más fina, lo que permite que llegue más luz solar a las profundidades de la atmósfera. A tal profundidad, el gas metano absorbe la luz roja, haciendo que el planeta parezca ligeramente más azul.

Reconstrucción de los colores

Los colores reconstruidos de Urano y Neptuno son muy diferentes de los de las fotos tomadas por la nave espacial Voyager 2 en 1986 (Urano) y 1989 (Neptuno).

Entonces, ¿cambiaron los colores de Urano y Neptuno entre finales de los 80 y principios de los 2000? ¿O se interpretaron mal los colores a partir de las imágenes originales? Ambas cosas.

Las imágenes en color de los planetas están muy procesadas. Las naves espaciales suelen registrar por separado los componentes rojo, verde y azul. A continuación, se envían a la Tierra como imágenes en blanco y negro, donde pueden combinarse en color. Sin embargo, estas imágenes pueden no revelar el color real que vería el ojo humano.

Incluso la luz registrada en canales más allá del rango visible, como el ultravioleta, se vuelve roja, verde o azul cuando se muestra. En este proceso intervienen varias etapas y, dependiendo de las opciones elegidas, una imagen planetaria puede tener una amplia gama de apariencias.

Para determinar el color más real de Urano y Neptuno hasta la actualidad, combinamos nuestros datos del Hubble con observaciones más recientes realizadas en el Very Large Telescope en Chile. Ambos instrumentos registran imágenes en las que cada píxel individual es un espectro completo y continuo que cubre todos los colores que pueden verse con el ojo humano, lo que los hace más precisos que las naves espaciales en lo que se refiere al color.

Esto nos permitió determinar sin ambigüedad el color real que el ojo humano percibiría en Urano y Neptuno. A continuación, pudimos reprocesar las observaciones realizadas por las cámaras de imagen de Voyager 2 y Hubble teniendo esto en cuenta.

Cuando se comparan las observaciones de Urano y Neptuno reprocesadas por la Voyager 2 con algunas de las primeras imágenes, queda claro que las primeras imágenes de Urano se corresponden bastante bien con lo que ahora creemos que es su color. Sin embargo, las primeras imágenes de Neptuno son de un azul mucho más oscuro que su color real.

Esta diferencia ya era conocida en su momento por el equipo de imágenes de las Voyager, y los pies de foto publicados con las imágenes explicaban este hecho. Sin embargo, dado que el propósito era comunicar los nuevos y emocionantes descubrimientos de la misión, se consideró que era preferible una versión mejorada de las imágenes que acentuara los descubrimientos, en lugar de una versión en color “verdadero” en la que las características aparecieran desteñidas.

No obstante, con el tiempo se olvidaron las diferencias de procesamiento, por lo que ahora la mayoría de la gente, incluidos los investigadores planetarios, se limitan a aceptar que Neptuno es mucho más azul que Urano, lo que en realidad no es cierto.

Urano cambia de color

Al comparar el color real de Urano en 1986 con observaciones más recientes, quedó claro que Urano en 1986 era en realidad ligeramente más verde que a principios de la década de 2000. Intentamos determinar por qué ocurría esto recurriendo a observaciones realizadas entre 1950 y 2016 en el Observatorio Lowell de Arizona. Estas observaciones contenían el brillo general de Urano y Neptuno casi anualmente en dos longitudes de onda: verde y azul.

Esto reveló que Urano cambia de color, volviéndose más verde en los solsticios (cuando la trayectoria del Sol en el cielo está más al norte o al sur del ecuador del planeta) que en los equinoccios (cuando la trayectoria del Sol cruza el ecuador del planeta).

En parte, este cambio de color se debe a que Urano gira casi sobre sí mismo durante su órbita de 84 años alrededor del Sol. Esto significa que, durante los solsticios del planeta, su polo norte o su polo sur apuntan casi directamente hacia el Sol y la Tierra. De ahí que las latitudes polares dominen la reflectividad global.

A partir de ahí pudimos desarrollar un modelo que comparaba los espectros de las regiones polares de Urano con los de sus regiones ecuatoriales. Descubrimos que las regiones polares son más reflectantes en longitudes de onda verdes y rojas que azules, en parte porque el metano es la mitad de abundante cerca de los polos que en el ecuador.

Sin embargo, esto no explicaba totalmente el cambio de color. Para que coincidiera con los datos del Observatorio Lowell, descubrimos que también era necesario añadir una “capucha” de neblina helada durante el verano. Este modelo modificado reprodujo sustancialmente las observaciones de Lowell y explica cómo cambia el color general de Urano durante su órbita alrededor del Sol.

La próxima vez que vea una imagen antigua de los dos gigantes gaseosos, tenga en cuenta que probablemente no esté viendo su “verdadero” color.

Patrick Gerard Joseph Irwin, Professor of Planetary Physics, University of Oxford

Este artículo fue publicado originalmente en The Conversation. Lea el original.