Hanno molto in comune – massa, dimensioni e composizione atmosferica – ma il loro ‘colorito’ è decisamente differente: si tratta dei due pianeti ghiacciati del Sistema Solare, Urano e Nettuno, che appaiono, rispettivamente, azzurro pallido e blu intenso.
Questa loro differenza e le sue cause sono al centro di uno studio in pubblicazione su Journal of Geophysical Research Planets (articolo: “Hazy blue worlds: A holistic aerosol model for Uranus and Neptune, including Dark Spots”). L’indagine è stata condotta da un gruppo di lavoro internazionale, coordinato dal Dipartimento di Fisica dell’Università di Oxford, e si è basata su serie di dati provenienti da fonti diverse: il telescopio spaziale Nasa-Esa Hubble e i telescopi di terra Gemini North e Nasa Infrared Telescope Facility, ambedue alle Hawaii.
Grazie alle osservazioni effettuate da questa squadra di sguardi elettronici, i ricercatori hanno sviluppato un modello atmosferico che combina i dati di tutti e due i pianeti. La simulazione evidenzia che su Urano la foschia in eccesso si accumula nell’atmosfera stagnante del pianeta e produce una tonalità di colore più lieve rispetto a quella di Nettuno.
Tutti e due i pianeti – spiegano gli scienziati – presentano comunque uno strato di densa foschia: su Urano è più spesso in paragone a Nettuno e ne ‘schiarisce’ il look. Probabilmente, se i due pianeti fossero privi di questa nebbiolina apparirebbero uguali. È questa la conclusione cui gli studiosi sono giunti con il loro modello, che ha preso in considerazione strati atmosferici multipli e un’ampia gamma di lunghezze d’onda; in esso, inoltre, sono state incluse le particelle di foschia contenute negli strati più profondi dell’atmosfera che, in precedenza, si riteneva contenessero solo nubi di metano e ghiaccio di solfuro di idrogeno.
Nello specifico, il modello è costituito da tre strati di aerosol a differenti altezze; lo strato-chiave, quello che incide sul colore, si trova nel mezzo ed è costituito da particelle di foschia più dense su Urano rispetto a Nettuno. Il team ipotizza che, su ambedue i pianeti, il ghiaccio di metano si condensi su queste particelle proprio nello strato di mezzo, spingendole più in profondità in una sorta di ‘nevicata’ di metano. Nettuno ha un’atmosfera molto più attiva di quella di Urano e quindi riesce a rimuovere più efficacemente la foschia, apparendo quindi di un intenso colore blu.
Il modello, inoltre, aiuta a spiegare le macchie scure che sono occasionalmente visibili su Nettuno e talvolta su Urano. Gli astronomi erano consapevoli della presenza di queste macchie nelle atmosfere di entrambi i pianeti, ma non sapevano quale strato di aerosol le producesse o perché gli aerosol in taluni strati fossero meno riflettenti. La ricerca del team getta nuova luce su queste domande, dimostrando che un oscuramento nello strato più profondo del loro modello produrrebbe macchie scure simili a quelle osservate soprattutto su Nettuno.
In alto: diagramma delle atmosfere di Urano e Nettuno (Crediti: International Gemini Observatory/NoirLab/Nsf/Aura, J. da Silva/Nasa /Jpl-Caltech /B. Jónsson)