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Dos impactos cambiaron el eje de rotación de Urano

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Dos impactos cambiaron el eje de rotación de Urano

Mensaje por elita el Lun Oct 10, 2011 3:07 pm

Elita

10 Octubre 2011


NASA

El planeta Urano
Urano es el séptimo planeta del Sistema Solar, el tercero en tamaño, y el cuarto más masivo. Se llama en honor de la divinidad griega del cielo Urano (del griego antiguo «Οὐρανός») el padre de Cronos (Saturno) y el abuelo de Zeus (Júpiter). Aunque es detectable a simple vista en el cielo nocturno, no fue catalogado como planeta por los astrónomos de la antigüedad debido a su escasa luminosidad y a la lentitud de su órbita. Sir William Herschel anunció su descubrimiento el 13 de marzo de 1781, ampliando las fronteras conocidas del Sistema Solar hasta entonces por primera vez en la historia moderna. Urano es también el primer planeta descubierto por medio de un telescopio.

Científicos sugieren una nueva teoría para explicar uno de los grandes misterios del séptimo planeta del Sistema Solar: por qué se encuentra «de lado»

Un equipo internacional del Observatorio de la Costa Azul de Niza (Francia) sugiere una nueva teoría sobre la inclinación del eje de rotación de Urano que contradice las admitidas hasta ahora, que hablaban de un gran impacto de un objeto con el planeta. Así, los nuevos estudios no hablan de uno, sino de dos impactos menores, que acabaron inclinando el eje en 98 grados respecto a su plano orbital alrededor del Sol.
La posición de
Urano es una de sus características más estudiada por los expertos, ya que es mucho más pronunciada que en otros planetas, como Júpiter, que está inclinado 3 grados, la Tierra (23 grados), o Saturno y Neptuno (29 grados). Concretamente, los expertos hablan de queUrano "gira sobre su lado".

Hasta ahora, la teoría generalmente aceptada es que en el pasado un cuerpo, dos veces más masivo que la Tierra, colisionó con Urano golpeándolo por uno de sus lados. A pesar de que esta teoría ha sido aceptada durante años, los científicos han señalado que existe una "grieta" importante en ella: las lunas de Urano y sus anillos también están inclinados.

Ante esta situación, el equipo del Observatorio de la Costa Azul de Niza utilizó simulaciones para reproducir diversos escenarios de impacto a fin de determinar la causa más probable de la inclinación de Urano. Durante el trabajo, que ha sido presentado en el
Congreso Europeo de Ciencia Planetaria 2011, los científicos sugieren la posibilidad de que los impactos se hubieran producido cuando el planeta estaba en formación y rodeado por discos de restos de material que estaba en el proceso de dar forma a sus lunas.

42 años de día, 42 años de noche
La teoría señala que tras la colisión, Urano se habría girado "un poco" levantando una nube de escombros que formó "una especie de cinturón de grasa alrededor del planeta". Posteriormente, la segunda colisión completaría la tarea, dando el impulso suficiente para que el disco de escombros llegara a las lunas, variando también su posición.

Esta teoría explica también, según han señalado los científicos, el "extraño" campo magnético de Urano, que no está alineado con el eje de rotación, e incluso está fuera del centro del núcleo del planeta. En este sentido, apuntan que "no está claro" este punto, aunque "podría tener que ver con su posición", además de su composición. La posición de Urano le lleva a tener uno de sus polos de cara al Sol. Si el hombre habitara el planeta, su vida tendría que sufrir 42 años seguidos de día y 42 de noche.


Inclinación del eje

El eje de rotación de Urano está de lado con respecto al plano del Sistema Solar, con una inclinación del eje de 97,77°. Esto produce cambios en las estaciones de un modo completamente diferente al de los demás planetas mayores. Se puede visualizar la rotación de otros planetas como peonzas inclinadas respecto al plano del Sistema Solar, mientras que Urano rota más bien como una pelota rodando inclinada. Cuando se acercan los solsticios de Urano, un polo mira continuamente en dirección al Sol mientras que el otro está en el sentido contrario. Sólo una banda estrecha alrededor del ecuador experimenta un ciclo rápido de día y noche, pero con el Sol muy bajo sobre el horizonte como en las regiones polares de la Tierra. Al otro lado de la órbita de Urano, la orientación de los polos en dirección al Sol es inversa. Cada polo recibe alrededor de 42 años de luz solar continua, seguidos por 42 años de oscuridad.Cuando se acercan los equinoccios, el Sol se alinea con el ecuador de Urano creando un período de ciclos día-noche parecidos a los que se observan en la mayoría de los otros planetas. El equinoccio más reciente de Urano fue el 7 de diciembre de 2007.
Una consecuencia de la orientación del eje es que las regiones polares reciben durante el transcurso del año más energía solar que las regiones ecuatoriales, sin embargo, la temperatura de Urano es más elevada en su ecuador que en sus polos. El mecanismo que causa esta circunstancia es aún desconocido. No se conocen los motivos por los que el eje del planeta está inclinado en tan alto grado, aunque se especula que quizás durante su formación el planeta pudo haber colisionado con un gran protoplaneta capaz de haber producido esta orientación anómala.Otra posibilidad es que las perturbaciones gravitatorias ejercidas por los otros planetas gigantes del Sistema Solar lo hayan forzado a inclinarse de esta manera. El polo sur de Urano apuntaba casi directamente al Sol durante la época del Voyager 2 en 1986. El hecho de llamar a este polo como «sur» se debe a la definición que recomienda actualmente la Unión Astronómica Internacional, es decir que el polo norte de un planeta o satélite es el que apunta por encima del plano invariable del sistema solar, con indiferencia de la dirección en que gire el planeta. Sin embargo, a veces se utiliza otra convención, en la que los polos norte y sur de un cuerpo se definen según la regla de la mano derecha en relación a la dirección de rotación.Según este otro sistema de coordenadas, era el polo norte de Urano lo que estaba iluminado en 1986.

Composición y estructura interna

La masa de Urano es 14,5 veces la de la Tierra, haciéndolo el menos masivo de los planetas gigantes, mientras que su densidad, 1,27 g/cm³, lo hace el segundo menos denso entre ellos, por detrás de Saturno. Aunque tiene un diámetro ligeramente mayor que el de Neptuno (unas cuatro veces el de la Tierra), tiene menos masa. Estos valores indican que está compuesto principalmente de diversos tipos de «hielos», como agua, amoníaco y metano. La masa total de hielo en el interior de Urano no se conoce con precisión, ya que salen valores diferentes según el modelo, sin embargo, debe ser de entre 9,3 y 13,5 masas terrestres.El hidrógeno y el helio constituyen sólo una pequeña parte del total, entre 0,5 y 1,5 masas terrestres. El resto de la masa (0,5 a 3,7 masas terrestres) corresponde a material rocoso.

El modelo generalizado de la estructura de Urano consiste en un núcleo compuesto de roca con una masa relativamente pequeña, un manto de hielos, y una atmósfera formada por hidrógeno y helio, que puede representar hasta un 15% de la masa planetaria. El núcleo es relativamente pequeño, con una masa de sólo 0,55 masas terrestres y un radio de menos del 20 por ciento del total de Urano, el manto forma la mayor parte del planeta, con unas 13,4 masas terrestres, mientras que la atmósfera superior es relativamente tenue, pesa alrededor de 0,5 masas terrestres y forma el 20 por ciento final del radio de Urano.La densidad del núcleo de Urano es alrededor de 9 g/cm3, con una presión en el centro de 8 millones de bares (800 GPa) y una temperatura de unos 5000 K. El manto helado, de hecho, no es compuesto de hielo en el sentido convencional sino que es un fluido caliente y denso que consiste de agua, amoníaco y otros volátiles.[ Este fluido, que tiene una conductividad eléctrica elevada, se llama a veces océano de agua-amoniaco.La composición de Urano y Neptuno es muy diferente a la de Júpiter y Saturno, con hielo predominante por encima de los gases. Esto justifica que se clasifiquen por separado como gigantes de hielo.

Mientras que el modelo descrito antes es más o menos estándar, no es el único, otros modelos también concuerdan con las observaciones. Por ejemplo, si hubiera cantidades sustanciales de hidrógeno y material rocoso mezcladas en el manto helado, la masa total de hielos en el interior sería menor, y, por tanto, la masa total de rocas e hidrógeno sería mayor. Los datos disponibles en la actualidad no permiten que la ciencia determine qué modelo es el correcto. La estructura interior fluida de Urano significa que no tiene superficie sólida. La atmósfera gaseosa hace una transición gradual hacia las capas líquidas internas. Sin embargo, por conveniencia, se describe un esferoide oblato de revolución, donde la presión es de 1 bar (100 kPa), y se designa como «superficie». Tiene un radio ecuatorial y polar de 25 559 ± 4 y 24 973 ± 20 km, respectivamente.Esta superficie se considerará como punto cero de altitud en este artículo.

Calor interno

El calor interno de Urano parece ser más bajo que la de los otros planetas gigantes, en términos astronómicos tiene un flujo térmico bajo.[ Todavía no se esclarece el por qué la temperatura interna de Urano es tan baja. Neptuno, que es prácticamente idéntico a Urano en tamaño y composición, irradia 2,61 veces más energía hacia el espacio de la que recibe del Sol.Urano, en contraste, apenas irradia calor. La potencia total irradiada por Urano en la parte infrarroja lejana del espectro (es decir, el calor) es 01:06 ± 12:08 veces la energía solar absorbida en su atmósfera. De hecho, el flujo térmico de Urano es sólo de 0.042 ± 0.047 W/m2, que es más bajo que el flujo térmico interno de la Tierra (aproximadamente 0.075 W/m2). La temperatura más baja registrada en la tropopausa de Urano es de 49 K (-224 °C), haciendo de Urano el planeta más frío del sistema solar.

Una de las hipótesis para esta discrepancia es que cuando Urano recibió el impacto que provocó su elevada inclinación axial, el evento le hizo expeler la mayor parte de su calor primigénico, agotando la temperatura de su núcleo. Otra hipótesis es que existe algún tipo de barrera en las capas superiores de Urano que impide que el calor del núcleo llegue a la superficie. Por ejemplo, puede haber convección en un conjunto de capas de composición diferente, que inhiben el transporte de calor hacia arriba.

Atmósfera

Aunque no hay una superficie sólida bien definida en el interior de Urano, la parte más exterior de la envoltura gaseosa de Urano que es accesible por sensores remotos se llama atmósfera.La capacidad de los sensores remotos llega aproximadamente hasta unos 300 km por debajo del nivel de 1 bar (100 kPa), con una presión correspondiente de unos 100 bar (10 MPa) y una temperatura de 320 K. La corona tenue de la atmósfera se extiende notablemente por encima de dos radios planetarios desde la superficie nominal (punto con presión de 1 bar). La atmósfera de Urano se puede dividir en tres capas: la troposfera, entre altitudes de -300 y 50 km y presiones desde 100 a 0.1 bar (10 MPa a 10 kPa), la estratosfera, en altitudes entre 50 y 4000 km y presiones entre 0.1 y 10-10 bar (10 kPa a 10 μPa), y la termosfera/corona, que se extiende desde 4.000 km hasta unos 50.000 km de la superficie. No existe la mesosfera.

Hemisferio norteAñoHemisferio sur
Solsticio de invierno1902, 1986Solsticio de verano
Equinoccio de primavera1923, 2007Equinoccio de otoño
Solsticio de verano1944, 2028Solsticio de invierno
Equinoccio de otoño1965, 2049Equinoccio de primavera

Urano (planeta)

Descubrimiento

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