Nettuno è affettuosamente noto per essere un blu intenso e un verde Urano – ma un nuovo studio ha rivelato che i due giganti di ghiaccio hanno in realtà un colore molto più simile di quanto si pensi. La ricerca, guidata da Il professor Patrick Irwin del Dipartimento di Fisica dell’Università di Oxford, è stato pubblicato nel Avvisi mensili della Royal Astronomical Society.
Immagini della Voyager 2/ISS di Urano e Nettuno rilasciate poco dopo i sorvoli della Voyager 2 nel 1986 e nel 1989, rispettivamente, rispetto a una rielaborazione delle singole immagini filtrate in questo studio per determinare la migliore stima dei veri colori di questi pianeti. Credito immagine: Patrick Irwin, Università di Oxford.
Il professor Irwin e il suo team hanno scoperto che entrambi i pianeti hanno in realtà una tonalità simile di blu verdastro, nonostante la convinzione comune che Nettuno sia un azzurro profondo e Urano abbia un aspetto ciano pallido.
Tuttavia, gli astronomi sanno da tempo che la maggior parte delle immagini moderne dei due pianeti non riflettono accuratamente i loro veri colori. L’equivoco è nato perché le immagini catturate di entrambi i pianeti durante il 20° secolo – inclusa la missione Voyager 2 della NASA, l’unico veicolo spaziale a sorvolare questi mondi – hanno registrato immagini in colori separati.
Le immagini monocromatiche furono successivamente ricombinate per creare immagini a colori compositi, che non sempre erano accuratamente bilanciate per ottenere un’immagine a colori “veri” e – in particolare nel caso di Nettuno – erano spesso rese “troppo blu”. Inoltre, le prime immagini di Nettuno ottenute dalla Voyager 2 sono state fortemente migliorate dal contrasto per rivelare meglio le nuvole, le bande e i venti che modellano la nostra moderna prospettiva di Nettuno.
Il professor Irwin ha detto: “Sebbene le familiari immagini di Urano della Voyager 2 siano state pubblicate in una forma più vicina al colore “vero”, quelle di Nettuno sono state, in effetti, allungate e migliorate, e quindi rese artificialmente troppo blu.”
“Anche se il colore saturo artificialmente era noto all’epoca tra gli scienziati planetari – e le immagini furono pubblicate con didascalie che lo spiegavano – quella distinzione si era persa nel tempo. Applicando il nostro modello ai dati originali, siamo stati in grado di ricostituire la rappresentazione più accurata finora del colore sia di Nettuno che di Urano.’
Nel nuovo studio, i ricercatori hanno utilizzato i dati dello Space Telescope Imaging Spectrograph (STIS) del telescopio spaziale Hubble e del Multi Unit Spectroscopic Explorer (MUSE) sul Very Large Telescope dell’Osservatorio europeo meridionale. In entrambi gli strumenti, ogni pixel è uno spettro continuo di colori. Ciò significa che le osservazioni STIS e MUSE possono essere elaborate in modo inequivocabile per determinare il vero colore apparente di Urano e Nettuno.
I ricercatori hanno utilizzato questi dati per riequilibrare le immagini a colori composite registrate dalla fotocamera Voyager 2 e anche dalla Wide Field Camera 3 (WFC3) del telescopio spaziale Hubble. Ciò ha rivelato che Urano e Nettuno sono in realtà una tonalità di blu verdastro piuttosto simile. La differenza principale è che Nettuno ha un leggero accenno di blu aggiuntivo, che il modello rivela essere dovuto a uno strato di foschia più sottile su quel pianeta.
Lo studio fornisce anche una risposta al mistero di lunga data del perché il colore di Urano cambia leggermente durante la sua orbita attorno al Sole di 84 anni.
Gli autori sono giunti alla loro conclusione dopo aver prima confrontato le immagini del gigante di ghiaccio con le misurazioni della sua luminosità, registrate dall’Osservatorio Lowell in Arizona dal 1950 al 2016 alle lunghezze d’onda blu e verdi. Queste misurazioni hanno mostrato che Urano appare un po’ più verde durante i suoi solstizi (cioè estate e inverno), quando uno dei poli del pianeta è puntato verso la nostra stella. Ma durante gli equinozi – quando il Sole è sopra l’equatore – ha una sfumatura un po’ più blu.
Si sapeva che parte della ragione di ciò era dovuta al fatto che Urano ha una rotazione molto insolita. In effetti gira quasi su un fianco durante la sua orbita, il che significa che durante i solstizi del pianeta il suo polo nord o sud punta quasi direttamente verso il Sole e la Terra. Questo è importante perché qualsiasi cambiamento nella riflettività delle regioni polari avrebbe quindi un grande impatto sulla luminosità complessiva di Urano se visto dal nostro pianeta.
Ciò su cui gli astronomi erano meno chiari è come o perché questa riflettività differisce. Ciò ha portato i ricercatori a sviluppare un modello che confrontasse gli spettri delle regioni polari di Urano con le sue regioni equatoriali.
Si è scoperto che le regioni polari sono più riflettenti alle lunghezze d’onda del verde e del rosso che a quelle del blu, in parte perché il metano, che assorbe il rosso, è circa la metà più abbondante vicino ai poli rispetto all’equatore.
Tuttavia, questo non è stato sufficiente per spiegare completamente il cambiamento di colore, quindi i ricercatori hanno aggiunto una nuova variabile al modello sotto forma di un “cappuccio” di foschia ghiacciata che si ispessisce gradualmente, precedentemente osservato durante l’estate, il polo illuminato dal sole come il pianeta passa dall’equinozio al solstizio. Gli astronomi ritengono che sia probabilmente costituito da particelle di ghiaccio di metano. Quando simulate nel modello, le particelle di ghiaccio aumentavano ulteriormente la riflessione alle lunghezze d’onda verde e rossa ai poli, offrendo una spiegazione del motivo per cui Urano è più verde al solstizio.
Il professor Irwin ha dichiarato: “Questo è il primo studio che abbina un modello quantitativo ai dati di imaging per spiegare perché il colore di Urano cambia durante la sua orbita. In questo modo, abbiamo dimostrato che Urano è più verde al solstizio perché le regioni polari hanno una ridotta abbondanza di metano ma anche un maggiore spessore di particelle di ghiaccio di metano che si disperdono in modo brillante”.
La dottoressa Heidi Hammel, dell’Associazione delle università per la ricerca in astronomia (AURA), che ha trascorso decenni a studiare Nettuno e Urano ma non è stata coinvolta nello studio, ha dichiarato: “L’errata percezione del colore di Nettuno, così come gli insoliti cambiamenti di colore del Urano, ci ha tormentato per decenni. Questo studio completo dovrebbe finalmente porre fine a entrambe le questioni”.
Fonte: università di Oxford
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