viernes, 10 de febrero de 2017

Neptuno, el místico.


Neptuno es el más lejano y misterioso de los planetas que componen nuestro sistema solar. A una distancia de 4.500 millones de kilómetros del Sol, guarda una serie de semejanzas con su cuasi gemelo Urano. Ambos planetas forman la categoría de los gigantes de hielo, para diferenciarlos de los "gigantes gaseosos" (Júpiter y Saturno).

Neptuno (el místico de Gustav Holst) no fue conocido por los antiguos. El planeta, debido a su enorme lejanía a nuestro Sol, solo es visible por medio de telescopios, y aún así es bastante difícil advertir su presencia. Solo en 1846 el astrónomo francés Urban Le Verrier pudo calcular su ubicación basándose en las perturbaciones que presentaba la órbita de Urano. Hasta ese momento Urano era el séptimo y último mundo del sistema solar. Neptuno ostentó el título de octavo planeta hasta que en 1930 William Tombaugh descubrió Plutón. Pero la ciencia y sus clasificaciones son temas sujetos a modificación. En 2006 la Unión Astronómica Internacional le dio un manotazo al pequeño Plutón, desgajandolo de la categoría de planeta, entonces el orgulloso dios de los océanos recuperó su título de planeta más alejado.

Neptuno, captado por la sonda Voyager 2 en 1989. Las razones de su intenso color azul (debido en parte a la presencia de metano) no están totalmente claras.


Es el cuarto mundo más grande del sistema solar, con un diámetro de 49.000 kilómetros, unas cuatros veces el tamaño de la Tierra. Es un diámetro casi similar a Urano (51.000 km de diámetro) pero Neptuno es más denso que su hermano.


Comparación de tamaños entre la Tierra y Neptuno (Wikipedia).

Neptuno tarda 164 años en dar una vuelta al Sol. Recién el año 2011 el planeta cumplió su primera órbita completa desde que fue descubierto en 1846.  Se encuentra a una distancia promedio de unos 4.500 millones de kilómetros (30 UA) de nuestro Sol. El momento de mayor cercanía de su órbita (perihelio) está a 29,8 UA y la mayor lejanía (afelio) a 30,33 UA. Si estuviesemos parados sobre la capa más alta de nubes de Neptuno veríamos un lejano y débil Sol, brillando como un disco apenas más brillante que el resto de los astros sobre el fondo oscuro del cosmos.

La inclinación axial de Neptuno es de 28,32°, bastante similar a la de la Tierra (23°) y muy diferente a la de su hermano de categoría Urano (98°) mientras que el período de rotación (la duración del día) es de 16,11 horas. Al igual que los restantes planetas gigantes, Neptuno experimenta una rotación diferencial: no todas las partes del planeta se mueven a la misma velocidad. La zona ecuatorial completa una vuelta sobre el eje en 18 horas, que disminuye a unas 12 horas en las zonas polares

La composición interna de Neptuno sigue siendo una incógnita. La teorías más aceptada nos dice que el planeta tiene un núcleo de roca (hierro, niquel y silicatos) y hielo cubierto por un manto líquido de hielos de metano, agua y amoníaco. Las temperaturas en el manto serían extremadamente calientes, de manera que este "hielo" es en realidad un extraño fluido a elevadas temperaturas. A medida que ascendemos nos encontramos con una atmósfera compuesta en un 90% de hidrógeno, helio y trazas de metano, que representa un 10% de la masa total del planeta.

Las capas más altas de la atmósfera contienen nubes de metano, que en parte explicarían el característico color azul del planeta, pues el metano absorbe las longitudes de onda más largas (rojo). La temperatura en estas capas superiores anda por los -210°C.

Debido a su extrema lejanía, Neptuno recibe de nuestro Sol una cantidad despreciable de energía, apenas un 10% de la que recibe Júpiter. Sin embargo, Neptuno es un mundo que emite más calor que el recibido del Sol, de hecho, las capas superiores de la atmósfera se han calentado durante los últimos veinte años, a pesar de que Neptuno se está alejando del Sol en su órbita. Las causas de este calor inerno siguen siendo un misterio, aunque algunos piensan que el proceso de contracción de Neptuno generó este excedente de energía que ahora es radiado lentamente al espacio. Otros creen que la fuente de calor estaría en la desintegración de algunos elementos del núcleo.


Composición interna de Neptuno (Wikipedia).


El calor interno de Neptuno es responsable de la intensa actividad atmosférica del planeta. Neptuno tiene un sistema de bandas y tormentas muy similar al de Júpiter y Saturno. Frecuentemente se forman huracanes que tienen el mismo tamaño de la Tierra. Neptuno se lleva el récord en cuanto a las ventiscas, porque genera unos vientos que pueden soplar a la sorprendente velocidad de 2.000 km/h. y que en la mayoría de los casos va en dirección contraria a la rotación del planeta.

Una de las tormentas más destacadas fue la Gran Mancha Oscura, (Great Dark Spot) casi del tamaño de la Tierra y detectada en el hemisferio sur de Neptuno por la sonda Voyager 2. Al principio se supuso que sería una característica atmosférica de larga duración, en analogía a la Gran Mancha Roja de Júpiter, pero no era el caso, pues en 1994 se había esfumado por completo.

Otras manchas han hecho aparición en forma periódica. No está para nada claro cuál es el mecanismo que origina estas manchas, pero se trataría de corrientes de aire ascendentes, originando aberturas que permite ver las capas atmosféricas inferiores y más oscuras de Neptuno. Estas manchas van acompañadas de cirros blancos, formados por cristales de hielo de metano que se desplazan a gran velocidad. Se cree que el período de vida de estos fenómenos debe andar por los cinco años. 


Al medio a la izquierda, la Gran Mancha Oscura de Neptuno. Las nubes blancas son cirros de hielo de metano (NASA/ Voyager 2 team).


Concepción artística de las nubes en la alta atmósfera de Neptuno (SkyMarvels.com).


Sistema de anillos.

Neptuno, al igual que los otros gigantes del sistema solar, posee un complejo sistema de anillos, compuesto por hielos y silicatos de bajo albedo, y por tanto muy oscuros, lejos de la espectacularidad de los anillos de Saturno. Fueron descubiertos gracias a observaciones terrestres en 1977 y la soda Voyager 2 confirmaría su existencia durante su sobrevuelo.

Algunos anillos son muy delgados y no alcanzan a dar una vuelta completa al planeta, sino que forman arcos. El más exterior, anillo de Adams, se encuentra a unos 63.000 km del centro de Neptuno y el más interno -llamado anillo de Galle- a unos 42.000 km.


Sistema de anillos de Neptuno. Las líneas discontinuas representan las órbitas de satélites (Wikipedia).


Satélites naturales

Neptuno posee 14 satélites. Los dos más importantes -Tritón y Nereida- fueron descubiertos gracias a observaciones desde la Tierra. La sonda espacial Voyager 2 descubrió otros seis satélites tras su sobrevuelo de Neptuno (Nayade, Talasa, Galatea, Despina, Larisa, Proteo). Los restantes, pequeños y de formas muy irregulares, han sido descubiertos en años recientes gracias a cuidadosas observaciones.

Tritón es un mundo fascinante. Fue descubierto por William Lassell el 10 de octubre de 1846, apenas unos días después del descubrimiento del propio Neptuno. Con un diámetro de 2.700 kilómetros es la mayor de las lunas de Neptuno y la séptima del sistema solar. La mayoría de los científicos están de acuerdo en que Tritón es un antiguo objeto del cinturón de Kuiper capturado por la fuerza gravitacional de Neptuno, es decir, un antiguo compañero de Plutón, con quien comparte llamativas semejanzas.

Tritón tiene una órbita retrógrada, es decir, gira en sentido contrario al movimiento de rotación de Neptuno, característica única para una luna grande en el sistema solar. La composición interna de Tritón sería semejante a la de Plutón: un núcleo de roca y metal, un manto de hielo y una cubierta de nitrógeno congelado. Sus temperaturas son bajísimas, andan por los gélidos -235°C en la superficie, de hecho, las más bajas registradas en el sistema solar.

Es una luna muy activa en términos geológicos. Enormes géiseres de nitrógeno líquido se elevan hasta varios kilómetros de altura. Tritón orbíta muy cerca de Neptuno, es probable que en un lejano futuro, dentro de unos 3.000 millones de años, la gravedad de Neptuno termine por destrozar al pobre Tritón, cuyos restos pasarían a formar parte del sistema de anillos del planeta.


Concepción artística de los géiseres de Tritón.


Imagen de Tritón captada por la Voyager 2 el 24 de Agosto de 1989. Es una imagen compuesta a partir de filtros verdes, violeta y ultravioleta (NASA/JPL). 

Nereida es el más alejado de los satélites. Fue descubierto en 1949 por Gerard Kuiper (el mismo astrónomo que prestó su apellido para el cinturón de Kuiper). Tiene un diámetro de 340 kilómetros y al parecer sufre variaciones periódicas en su brillo.


Imagen de Neptuno en el infrarrojo cercano. Se puede divisar a Proteo, Larisa, Galatea y Despina (NASA).



Antes de continuar su viaje, la sonda Voyager 2 tomó este espectacular imagen de Neptuno y Tritón en fase creciente (NASA/JPL).

La sonda espacial Voyager 2 ha sido la única en visitar el planeta. Sobrevoló Neptuno el 25 de agosto de 1989, tras realizar una pasada por Urano en enero de 1986. Voyager 2 descubrió la Gran Mancha Oscura, confirmó la existencia del sistema de anillos y descubrió seis satélites más, ampliando enormemente nuestros conocimientos sobre este apartado habitante del sistema solar. Han pasado las décadas y la comunidad científica internacional considera que el envío de orbitadores a Urano y Neptuno es un asunto de la más alta prioridad, y mucho mejor si este orbitador incluye una sonda exploradora que se interne en las capas atmosféricas superiores. Los altos costos involucrados en misiones de esta clase han frenado nuestro regreso al confín del sistema solar, pero la NASA estaría estudiando posibilidades, lo cuál ya es un avance.

La Voyager 2, única sonda en visitar el planeta (Wikipedia).

Observación de Neptuno.

Neptuno no es visible a simple vista. La magnitud del planeta ronda entre 8,02 y 7,78 y su diámetro angular es de apenas 2,2 segundos de arco. Es necesario el auxilio de medios ópticos para distinguirlo como una estrella más sobre el fondo del firmamento.

Más arriba hemos mencionado que Neptuno completa una vuelta alrededor del Sol en 164 años. Para el observador terrestre, esto significa que Neptuno apenas se desplaza 2° al año por el cielo nocturno, lo que significa que Neptuno está durante catorce años en cada una de las 12 constelaciones del zodíaco (que marca el camino anual aparente del Sol y los planetas entre las estrellas)

Actualmente (febrero de 2017) Neptuno se encuentra a unos 4.600 millones de kilómetros, tiene una magnitud de 7,96 y se encuentra en la constelación de Acuario, donde se quedará unos años más. Unos simples prismáticos bastan para ver un puntito de luz casi indistinguible del resto de las estrellas. La utilización de telescopios de cierta potencia nos revelarán la existencia de un pequeño disco de un característico color azul.

Pues bien, al principio hay que utilizar oculares de bajos aumentos para tener una mayor amplitud de campo...una vez que ubiquemos Acuario deberemos encontrar la estrella lambda de Acuario, también llamada Hydor, una gigante roja visible a simple vista de magnitud 3,7 Adjunto algunas cartas de los programas Stellarium y Cartes du Ciel, elementos que serán esenciales para encontrar el planeta. Neptuno está al sur de la estrella lambda, brillando con color azul. Se desplaza lentamente hacia el oeste por el cielo, por tanto, será necesario observar durante varias noches para que se nos haga evidente el movimiento del planeta sobre el fondo de estrellas.

Los anillos (con muy bajo albedo) y satélites de Neptuno son invisibles, a excepción del brillante Tritón, visible con aperturas a partir de los 200 mm.

El planeta Neptuno, cercano a la estrella lambda de Acuario.


Ubicación actual de Neptuno, a través del programa Cartes du Ciel, la línea roja representa la eclíptica.




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