Esta imagen de Urano en creciente, tomada por la Voyager 2 el 24 de enero de 1986, revela su gélida atmósfera azul. A pesar del sobrevuelo cercano del Voyager 2, la composición de la atmósfera seguía siendo un misterio hasta ahora. Crédito de la imagen: NASA/JPL
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Comunicado de prensa del Observatorio Gemini

Para publicación sin embargo a las 11:00 a.m. EST (5:00 a.m. HST) del 23 de abril

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El sulfuro de hidrógeno, el gas que le da a los huevos podridos su olor particular, impregna la atmósfera superior del planeta Urano, tal como se había debatido durante mucho tiempo, pero sin demostrarlo fehacientemente. Gracias a Observaciones realizadas con el telescopio Gemini Norte, los astrónomos descubrieron este nocivo gas arremolinándose en lo alto de las cimas de las nubes del planeta gigante. Este resultado resuelve un obstinado misterio de larga data de uno de nuestros vecinos en el espacio.

Después de décadas de observaciones y exploración, incluyendo una visita de la nave espacial Voyager 2, Urano se aferró a un secreto único: la composición de sus nubes. Ahora, uno de los componentes clave de las nubes del planeta finalmente fue verificado.

Patrick Irwin, de la Universidad de Oxford, Reino Unido, y colaboradores globales analizaron espectroscópicamente la luz infrarroja de Urano capturada por el telescopio Gemini Norte de 8 metros situado en el monte Maunakea de Hawai. El equipo, encontró sulfuro de hidrógeno, un gas desagradable que la mayoría de la gente evita, en las nubes de Urano. La evidencia largamente buscada se publica en la edición del 23 de abril de la revista Nature Astronomy.

Los datos de Gemini, obtenidos con el Espectrómetro de campo integrado de infrarrojo cercano (NIFS), tomaron muestras de la luz solar reflejada de una región inmediatamente superior a la capa de nubes visible principal en la atmósfera de Urano. "Si bien las líneas que estábamos tratando de detectar apenas estaban allí, pudimos detectarlas de manera inequívoca gracias a la sensibilidad de NIFS en Gemini, combinadas con las exquisitas condiciones en Maunakea", dijo Irwin. "Aunque sabíamos que estas líneas estarían al borde de la detección, decidí buscarlas en los datos de Gemini que habíamos adquirido".

"Este trabajo es un uso sorprendentemente innovador de un instrumento originalmente diseñado para estudiar los entornos explosivos alrededor de enormes agujeros negros en los centros de galaxias distantes", dijo Chris Davis de la Fundación Nacional de Ciencia (NSF) de los Estados Unidos, una de las entidades que financian el telescopio Gemini. "Usar NIFS para resolver un misterio de larga data en nuestro propio Sistema Solar es una poderosa extensión de su uso", agrega Davis.

Los astrónomos han debatido durante mucho tiempo la composición de las nubes de Urano y si el sulfuro de hidrógeno o el amoníaco dominan la cubierta de nubes, pero carecían de pruebas definitivas en ambos sentidos. "Ahora, gracias a los datos mejorados de la línea de absorción de sulfuro de hidrógeno y los maravillosos espectros de Gemini, tenemos la huella digital que atrapó al culpable", dice Irwin. Las líneas de absorción espectroscópicas (donde el gas absorbe parte de la luz infrarroja de la luz solar reflejada) son especialmente débiles y difíciles de detectar, según Irwin.

La detección de sulfuro de hidrógeno en lo alto de la cubierta de nubes de Urano (y presumiblemente Neptuno), contrasta fuertemente con los planetas gigantes gaseosos internos, Júpiter y Saturno, donde no se ve sulfuro de hidrógeno por encima de las nubes, sino que se observa amoníaco. La mayor parte de las nubes superiores de Júpiter y Saturno están compuestas por hielo de amoníaco, pero parece que este no es el caso de Urano. Estas diferencias en la composición atmosférica arrojan luz sobre preguntas acerca de la formación e historia de los planetas.

Leigh Fletcher, miembro del equipo de investigación de la Universidad de Leicester en el Reino Unido, agrega que las diferencias entre las cubiertas de nubes de los gigantes gaseosos (Júpiter y Saturno) y los gigantes de hielo (Urano y Neptuno) probablemente quedaron establecidas durante el nacimiento de estos mundos. "Durante la formación de nuestro Sistema Solar, el equilibrio entre el nitrógeno y el azufre (y, por lo tanto, el amoníaco y el sulfuro de hidrógeno recientemente detectado de Urano), fue determinado por la temperatura y la ubicación de la formación del planeta".

Otro factor en la formación temprana de Urano es la fuerte evidencia de que los planetas gigantes de nuestro Sistema Solar probablemente migraron desde donde se formaron inicialmente. Por lo tanto, confirmar esta información de composición es invaluable para comprender el lugar de nacimiento de Urano, la evolución y los modelos de migraciones planetarias.

Según Fletcher, cuando una cubierta de nubes se forma por condensación, bloquea el gas formador de nubes en un depósito interno profundo, escondido debajo de los niveles que usualmente podemos ver con nuestros telescopios. "Solo queda una pequeña cantidad por encima de las nubes como vapor saturado", dijo Fletcher. "Y esta es la razón por la cual es tan difícil capturar las firmas de amoníaco y sulfuro de hidrógeno sobre las cubiertas de nubes de Urano. Las capacidades superiores de Gemini finalmente nos dieron ese golpe de suerte ", concluye Fletcher.

Glenn Orton, del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, y otro miembro del equipo de investigación señala: "Sospechamos fuertemente que el gas de sulfuro de hidrógeno estaba influyendo en el espectro milimétrico y de radio de Urano durante algún tiempo, pero no pudimos atribuir la absorción necesaria para identificarlo positivamente Ahora, esa parte del rompecabezas también está tomando su lugar".

Si bien los resultados establecen un límite inferior para la cantidad de sulfuro de hidrógeno que rodea a Urano, es interesante especular sobre sus efectos en los humanos, incluso en estas concentraciones. "Si un desafortunado humano alguna vez descendiera a través de las nubes de Urano, se encontraría con condiciones muy desagradables". Pero el horrible hedor no sería lo peor, según Irwin. "La asfixia y la exposición en la atmósfera negativa de 200 grados Celsius compuesta principalmente de hidrógeno, helio y metano cobrarían su precio mucho antes del olor", concluye Irwin.

Los nuevos hallazgos indican que aunque la atmósfera puede ser desagradable para los humanos, este extenso mundo es un terreno fértil para explorar la historia temprana de nuestro Sistema Solar y quizás para entender las condiciones físicas en otros grandes mundos helados orbitando las estrellas más allá de nuestro Sol.

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