Urano y Neptuno, con Amy Simon

Urano y Neptuno, con Amy Simon

Urano y Neptuno, con Amy Simon


El Podcast Gravity Assist es presentado por el Director de Ciencia Planetaria de la NASA, Jim Green, quien cada semana habla con algunos de los mejores científicos planetarios del planeta, dando una visita guiada por el Sistema Solar y más allá en el proceso. Esta semana, se le unió Amy Simon del Goddard Space Flight Center para hablar no solo de uno, sino de dos planetas del Sistema Solar: los gigantes de hielo Urano y Neptuno, así como la luna Tritón de Neptuno.

Puedes escuchar el podcast completo aquí o lea la transcripción a continuación.

Jim Green: Urano y Neptuno son probablemente los menos conocidos de todos nuestros planetas, y la razón, por supuesto, es solo una nave espacial los ha visitado, y eso es Voyager 2 que voló por Urano en 1986 y Neptuno en 1989. Llamamos a estos planetas gigantes de hielo, pero Amy, ¿qué queremos decir con gigantes de hielo? ? [ NASA Eyes Close-Up Mission to Uranus, Neptune ]

Amy Simon: Urano y Neptuno son realmente únicos en nuestro Sistema Solar. Son planetas muy diferentes [than the other worlds in our Solar System]. Parte de la razón por la que los llamamos gigantes de hielo es porque en realidad [contain] mucha agua helada. Entonces, mientras [Jupiter and Saturn are] planetas gigantes gaseosos con mayormente hidrógeno y helio, los gigantes de hielo son predominantemente agua y otros hielos.

Jim Green: ¿Cómo fueron capaces de adquirir tanto hielo?

Amy Simon: Se formaron mucho más lejos en el Sistema Solar donde había mucho hielo disponible. No se formaron tan grandes como Júpiter o Saturno, por lo que no pudieron extraer tanta cantidad de gas. Eso es parte de por qué creemos que son tan diferentes.

Jim Green: Algunas de las simulaciones de cómo se forman nuestros planetas parecen indicar que se formaron más cerca del Sol, y luego a través de interacciones gravitacionales, se expulsaron . Eso incluye a Urano y Neptuno. ¿Podrían haber adquirido muchos objetos del Cinturón de Kuiper mientras lo hacían?

 Científico planetario Amy Simon del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA.

Científico Planetario Amy Simon del Centro Goddard de Vuelos Espaciales de la NASA .

Crédito: NASA

Amy Simon: Absolutamente. De hecho, creemos que muchas de las lunas de Neptuno son objetos capturados del Cinturón de Kuiper.

Jim Green: Sí, ese tipo de cosas lo delatan un poco, creo. Por supuesto, esa luna que tanto amamos en Neptuno, llamada Tritón, es un cuerpo tan inusual y fue un gran shock cuando la Voyager 2 la vio por primera vez . ¿Por qué Tritón es una luna tan diferente?

Amy Simon: Por un lado, creemos que Triton tiene géiseres, pero estos no son géiseres como los que estamos acostumbrados en la Tierra, donde tenemos agua caliente y vapor. . Hace tanto frío [on Triton] que en realidad sale hielo de nitrógeno de la superficie. Entonces, eso es realmente extraño para empezar.

Pero, si te alejas del polo sur de Tritón, te metes en este terreno extraño que llamamos "terreno de melón", porque se ve como la piel de un melón. Todo está arrugado. No tenemos idea de lo que está formando eso. Y nunca hemos visto el otro lado de Tritón, ¿quién sabe qué hay allí?

Jim Green: ¿Hay alguna analogía entre ese terreno de melón en Tritón y parte del terreno que vemos en Plutón? [19659005] Amy Simon: Hay algunos, y mucho tiene que ver con el hecho de que son muy fríos. Aunque tienen frío, todavía tienen algún tipo de actividad que mueve el hielo. Pensamos que Tritón y Plutón en realidad tienen mucho en común, y eso es algo sobre lo que nos gustaría volver y aprender mucho más.

Jim Green: Tritón es una luna tan espectacular. Es más grande que Plutón, y como hemos hablado, en realidad puede ser un objeto del Cinturón de Kuiper. También tiene una órbita divertida alrededor de Neptuno.

Amy Simon: Correcto. Todos los planetas de nuestro Sistema Solar se mueven en la misma dirección, y todos giran en la misma dirección. Todas sus lunas van alrededor de ellos en la misma dirección. Pero, Triton no lo hace. Es retrógrado, [meaning] va hacia atrás. Esto se debe en parte a que creemos que fue capturado, por lo que se acercó demasiado a Neptuno y se quedó allí.

 El Telescopio Espacial Hubble observa a Urano todos los años. Esta vista, en la luz infrarroja cercana, resalta no solo los anillos del planeta sino también los cinturones atmosféricos y las nubes.

El Telescopio Espacial Hubble observa a Urano todos los años. Esta vista, en la luz infrarroja cercana, resalta no solo los anillos del planeta, sino también los cinturones atmosféricos y las nubes.

Crédito: NASA / JPL / STScI

Jim Green: ¿Qué tan difícil es ver a Urano? y Neptuno de la Tierra?

Amy Simon: Están tan lejos, son realmente débiles. Los antiguos astrónomos que originalmente encontraron los otros planetas ni siquiera vieron a Urano y Neptuno. Se necesitaron telescopios para encontrarlos. Entonces, si salieras a mirar, tendrías que saber exactamente dónde mirar, y aún necesitarías un telescopio para poder encontrarlos.

Jim Green: ¿Cuándo fueron descubiertos? ?

Amy Simon: Urano fue visto por primera vez [William] Hershel en 1781. Neptuno no se vio por casi 50 años más tarde, en 1846.

Jim Green: El descubrimiento de Neptuno es realmente fascinante en el sentido de que observar a Urano realmente revela el hecho de que hay algo más por ahí. ¿Cómo sucedió eso?

Amy Simon: Es interesante. La forma en que inferían todos estos planetas externos era que estaban mirando las órbitas de los planetas más cerca y seguían viendo cómo se deformaban un poco. Siguieron insinuando que tenía que haber algo más o algo con mucha masa [gravity] jalándolos. Entonces, así es como obtuvimos la idea de que había un Urano y un Neptuno. Pero, incluso después de eso, todavía pensamos que había más masa por ahí, lo que llevó a la caza de Plutón. [Editor's note: Ironically, Pluto turned out not to be massive enough to perturb Uranus or Neptune, and discrepancies in the orbits of the ice giants were reconciled by more accurate measurements of their masses.]

Jim Green: Urano parece tan monótono. ¿Por qué se ve así?

Amy Simon: Creo que el pobre Urano es incomprendido, en realidad. Urano es muy sosa en apariencia la mayor parte del tiempo. Es una especie de planeta azul pálido. Es el verdadero punto azul pálido. Parte [of the reason for that] es tan frío y no tiene mucho calor interno. Todos nuestros planetas gigantes exteriores emiten más calor de lo que reciben del Sol a excepción de Urano. Creemos que está frenando la convección dentro del planeta. No obtienes el equivalente a tormentas eléctricas, así que no ves las nubes brillantes en Urano que ves en los otros planetas.

Jim Green: Otro aspecto realmente fascinante sobre Urano es su eje de rotación. Es tan diferente que todos los otros planetas. ¿Por qué es eso?

 Miranda es una de las lunas más intrigantes de Urano, con una superficie que parece que se ha destrozado, fundido y vuelto a unir.

Miranda es una de las más intrigante de las lunas de Urano, con una superficie que parece que se ha roto, fundido y vuelto a juntar.

Crédito: NASA / JPL-Caltech

Amy Simon: Eso es otro gran rompecabezas. Urano está inclinado hacia un lado. [Imagine] estabas mirando hacia arriba en el Sistema Solar, eso sería cero grados. Está inclinado más de 98 grados. Entonces, está rodando de lado. No tenemos [theoretical] la forma de hacerlo funcionar. La mejor suposición que tenemos en este momento es que, mientras se estaba formando, colisionó con algo aún más grande o más grande, y se derribó. Entonces eso es un verdadero enigma cuando tratamos de explicar cómo se formó el Sistema Solar.

Jim Green: ¿Están todas las lunas de Urano en el mismo plano en la región ecuatorial?

Amy Simon: Son . Es un poco diferente de lo que podemos ver en los otros planetas porque está inclinado de lado. Obtenemos una visión diferente a la que tenemos cuando volamos por otros planetas.

Jim Green: Además de las fabulosas lunas que tiene Urano, ¿no tiene anillos?

Amy Simon: Eso es correcto. Todos los planetas exteriores tienen anillos alrededor de ellos. Y Urano es muy estrecho. Tiene alrededor de nueve anillos. Son difíciles de ver porque son muy estrechos. Pudimos verlos con el Voyager 2, y así es como los descubrimos. [Editor's note: The rings were actually discovered in 1977 by James Elliot, Edward Dunham and Jessica Mink during a stellar occultation, where a background star winked on and off as it moved behind the rings from our point of view.]

Pero, los anillos son geniales porque son una forma en que realmente podemos hacer el equivalente a la sismología en los planetas. Podemos ver cómo oscilan los anillos y cómo cambian sus formas y aprender un poco sobre el interior de los planetas.

Jim Green: Entonces, el planeta debe estar temblando y moviendo los anillos hacia adelante y hacia atrás. Eso es bastante sorprendente.

Amy Simon: Hemos aprendido esto mientras miramos a los otros planetas, especialmente a Saturno, porque tiene anillos tan extensos. El hecho de que tenemos anillos alrededor de los planetas exteriores nos dice que son bastante comunes. Pero, también son muy diferentes de cada planeta. Nos dice que en realidad no sabemos qué es lo que forma un anillo y que mantiene un anillo.

Jim Green: ¿Tiene Urano un campo magnético?

Amy Simon: Tiene un campo magnético , y es muy diferente de lo que tenemos aquí en la Tierra, donde tenemos un polo magnético norte y un polo magnético sur. Tanto para Urano como para Neptuno, [the magnetic field is] se desvió del centro. Por lo tanto, no está directamente en el centro del planeta, y tampoco está solo al norte y al sur [orientation]. En realidad es una especie de polo "múltiple". Si puedes pensar en dos imanes cruzados entre sí, es casi como eso. Es realmente extraño.

Jim Green: Entonces, realmente tenemos que regresar a estos planetas y visitarlos. Hay mucho que aprender.

Amy Simon: Absolutamente.

 La atmósfera azul profunda de Neptuno es más activa que la atmósfera de Urano.

La atmósfera azul profunda de Neptuno es más activa que la atmósfera de Urano.

Crédito: NASA / JPL

Jim Green : Pasemos nuestra discusión a Neptuno. ¿Qué descubrió Voyager 2 acerca de Neptuno durante su sobrevuelo que realmente nos sorprendió?

Amy Simon: Neptuno y Urano no se parecen en muchas formas. Además de ser mucho más similar a la Tierra en su inclinación - Neptuno está inclinado aproximadamente 28 grados [Earth is tilted by 23,5 degrees] - no es del mismo color que Urano. Es un azul más profundo, y cuando llegamos allí, nos sorprendió ver que tenía una Gran Mancha Oscura que era una gran tormenta que azotaba la atmósfera de Neptuno.

Jim Green: ¿Una mancha oscura? ¿Te refieres a una especie de Gran mancha roja en Júpiter?

Amy Simon: Exactamente el mismo tipo de cosas. Es un anti-ciclón gigantesco, entonces es una tormenta de alta presión. Estaba furioso durante toda la travesía del Voyager. Pero, cuando miramos nuevamente con Hubble cuando pudimos mirar a Neptuno por primera vez, desapareció.

Jim Green: En Júpiter y Saturno, estamos viendo relámpagos. ¿Alguna vez se ha detectado un rayo en Urano y Neptuno?

Amy Simon: No hemos visto rayos, pero eso se debe en parte a que esperamos que se forme un rayo en las nubes de hielo de agua, y en estos planetas fríos el agua -ice está en el fondo Estamos viendo nubes de hielo de metano cuando vemos nubes en Neptuno, y aún no hemos visto rayos.

Jim Green: ¿Tiene Neptune también un anillo? ¿Qué sabemos de esto?

Amy Simon: Neptuno también tiene anillos, pero estos no están tan bien formados como lo que vemos alrededor de los otros planetas. Son una especie de aglomeraciones. Vemos arcos (anillos parciales) en varios puntos del planeta.

Jim Green: Además de Voyager 2 descubriendo los anillos de Neptuno, también hay otras técnicas que hemos usado para descubrir y mirar los anillos de Urano. y Neptuno. ¿Cuál es la técnica más importante?

Amy Simon: La mejor técnica que tenemos, especialmente porque no estamos cerca de ellos, es usar estrellas. Cuando una estrella pasa detrás del planeta, se atenúa. Bueno, resulta que cuando pasa detrás de los anillos sucede lo mismo. Entonces, podemos ver una estrella centellear entrando y saliendo mientras va detrás de Neptuno y sus anillos.

 La superficie de la luna de Neptuno Tritón, como se ve por la Voyager 2. Las áreas verdosas se llaman "terreno de melón" mientras que las regiones rosadas hielo de metano en el casquete polar sur.

La superficie de la luna Tritón de Neptuno, como se ve en el Voyager 2. Las áreas verdosas se llaman "terreno de melón" mientras que las regiones rosáceas son hielo metano en el casquete polar sur.

: NASA / JPL / USGS

Jim Green: ¿Hay otras lunas además de Tritón que sean notables?

Amy Simon: Tanto Neptuno como Urano realmente tienen bastantes satélites a su alrededor . En el caso de Urano, todos son bastante pequeños, aunque creemos que algunos también tienen hielo interesante en su superficie. Para Neptuno, hay una gran luna, que es Tritón, y el resto es mucho más pequeño. Entonces, es más similar a lo que vemos alrededor de Saturno.

Jim Green: Ya sabes, sería fantástico volver a cualquiera de estos y echar un vistazo a las lunas con más cuidado. Estaría dispuesto a apostar que podríamos encontrar algunos cometas capturados también.

Amy Simon: Oh, creo que encontraríamos todo tipo de cosas interesantes. No tenemos idea de cuántas de estas lunas podrían estar activas y, de hecho, ayudar a formar los sistemas de anillos, por ejemplo. Eso es lo que encontramos en Saturno con Encélado . Y el hecho de que no hemos visto el otro lado de ninguna de estas lunas, no tenemos idea de lo que hay.

Jim Green: Creo que vamos a aprender muchísimo cuando tengamos la oportunidad regresar y realmente pasar un tiempo en Urano y Neptuno. ¿Cuáles son algunas de las ideas de la misión de las que hemos estado hablando?

Amy Simon: W he estudiado muchas formas diferentes de llegar a Urano y Neptuno. Creo que el mayor problema es que están muy lejos, así que no se puede salir muy rápido.

Así que hemos investigado si podríamos hacer una misión de vuelo, que es similar a la Voyager. 2 lo hicieron, y si lo hicieras, ¿qué agregarías? Creo que lo principal que agregaríamos a cualquier misión es una sonda atmosférica, porque queremos entender qué capas hay en la atmósfera, cuáles son las temperaturas. También hemos observado los orbitadores, y estos son buenos porque te da la oportunidad de explorar todo el sistema, los anillos, las lunas, Tritón en particular, para ver qué está sucediendo en todos los lados de esas diferentes lunas.

 Neptuno Gran punto oscuro Este fue el lugar visto por Voyager. Desapareció del hemisferio sur del planeta cuando el Telescopio Espacial Hubble lo buscó en 1994, solo para ser reemplazado más tarde por una mancha oscura en el hemisferio norte.

La gran mancha oscura de Neptuno. Este fue el lugar visto por Voyager. Desapareció del hemisferio sur del planeta cuando el Telescopio Espacial Hubble lo buscó en 1994, solo para ser reemplazado más tarde por una mancha oscura en el hemisferio norte.

Crédito: NASA / JPL

Jim Green: Cuando miramos otros planetas alrededor de otras estrellas e intentamos averiguar cuál es el tipo de exoplaneta más poblado, resulta que la mayoría son comunes los minineptunes. Entonces, esto nos dice que Urano y Neptuno son objetos que realmente necesitamos estudiar más. ¿Cómo los estamos estudiando hoy?

Amy Simon: En realidad estamos buscando cada año en estos dos planetas con el Telescopio Espacial Hubble. También hemos estado utilizando el Telescopio Astrofísico Kepler para observar las curvas de luz [i.e. a graph of how their brightness changes with time] y estudiar cómo están cambiando sus nubes. Incluso si no podemos ver las nubes, podemos ver el cambio en sus curvas de luz. Entonces, estamos usando tantos observatorios terrestres y espaciales diferentes como podamos para mirar a Urano y Neptuno.

Jim Green: ¿Qué tipo de cosas estamos descubriendo a partir del Hubble y Kepler? observaciones?

Amy Simon: Por el momento estamos viendo nubes mucho más en Neptuno y estamos descubriendo que varían en escalas de tiempo realmente cortas, y eso se debe en parte a que Neptuno tiene vientos que soplan a cientos de millas por hora. Entonces, esas nubes cambian muy rápido. En los últimos años, también vimos otra Gran Mancha Oscura . Lo descubrimos con Hubble, y hemos podido ver cómo se vuelve más pequeño y finalmente desaparecen. Y creemos que [the dark spots] también se mueve un poco, lo que es interesante.

Urano, por otro lado, ha estado muy, muy tranquilo. Cuando pasó su equinoccio en el hemisferio norte en 2007, una especie de primavera, de repente vimos un estallido de nubes por todas partes, pero no hemos visto mucho desde entonces. Solo vemos ocasionales. Entonces realmente son planetas bastante diferentes el uno del otro.

Jim Green: Una de las cosas que la nave espacial Cassini encontró en Saturno fue que los anillos estaban realmente sombreando el planeta durante ciertas temporadas y causando todo tipo de cambios en la atmósfera. ¿Cuánto tiempo demoran las estaciones en Urano y Neptuno?

Amy Simon: Un año en Urano es de alrededor de 84 [Earth] años. Cada una de sus temporadas es de 21 [Earth] años. Debido a que Urano está inclinado hacia un lado, eso significa que, por ejemplo, el polo sur no vería la luz solar durante unos 40 años. Tiene temporadas realmente extremas, lo que ayuda a manejar el clima.

Neptuno tarda 164 años en rodear el Sol, por lo que casi el doble de tiempo, pero no tiene esa inclinación extrema. No hemos podido, al menos en este punto, observar cambios estacionales porque no hemos estado observando lo suficiente.

 Los anillos de Neptuno son débiles y oscuros. Se ven claramente aquí solo con Neptuno borrado de la imagen.

Los anillos de Neptuno son débiles y oscuros. Se ven claramente aquí solo con Neptuno borrado de la imagen.

Crédito: NASA / JPL

Jim Green: Pregunto a todos mis invitados cómo llegaron a este negocio, cuál fue su ' ayuda de gravedad 'que los impulsó hacia adelante y los convirtió en el científico que son hoy en día. Amy, ¿cuál es el tuyo?

Amy Simon: Creo que tuve una asistencia gravitatoria de dos cuerpos, en realidad, la primera fue cuando apareció el programa del transbordador y Sally Ride - Realmente quería ser astronauta, ser la primera mujer en Marte Pero, honestamente, el segundo fue el Voyager 2 y cuando voló por Urano y Neptuno y viste todos estos mundos exóticos y hielo rosado y todo tipo de colores azules, estaba tan cautivado por los planetas, realmente quería estar un científico planetario.

Jim Green: Puedo resonar con eso. Esos son solo tremendos eventos que han sucedido en nuestro programa espacial, y como muchos otros, han inspirado a otra generación. Amy, has estado trabajando para Goddard ahora por varios años. ¿Cómo te convertiste en un empleado de la NASA?

Amy Simon: Mi comienzo en realidad estaba trabajando en la misión de Galileo a Júpiter, y estaba haciendo eso como estudiante y me invitaron a hacer una puesto post-doctoral trabajando en Galileo, en ese momento me preguntaron si me gustaría ayudar también con Cassini, que estaba en camino a Saturno. Y el instrumento en el que estaba trabajando estaba basado en la NASA Goddard. Así que, finalmente, me mudé a la NASA Goddard.

Jim Green: Como funcionario, brinda oportunidades durante el verano para que los estudiantes vengan a trabajar. ¿Cuántos estudiantes han participado en su organización?

Amy Simon: Depende del verano, pero algunos veranos tenemos cientos y cientos de estudiantes en el centro haciendo todo tipo de proyectos, desde ingeniería hasta ciencia y hasta todos los diferentes campos de ciencias que tenemos.

Jim Green: Cualquier estudiante que desee trabajar durante el verano debe visitar www.nasa.gov y hacer una búsqueda en empleo de verano . [TambiénveaelprogramadePathwaysdelaNASA: https://nasajobs.nasa.gov/studentopps/pathways.htm ]

Esta historia fue proporcionada por Revista de Astrobiología , una publicación basada en la web patrocinada por el programa de astrobiología de la NASA . Esta versión de la historia publicada en Space.com. Síganos @Spacedotcom Facebook o Google+ .

LINK DE LA FUENTE ORIGINAL SPACE.COM

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