Por Sabine Stanley, Ph.D., Universidad Johns Hopkins

Descubrimiento de las lunas de Urano

William Herschel, la persona que descubrió Urano, también fue el primero en descubrir lunas orbitando el planeta. Seis años después de descubrir Urano, en una sola noche, encontró las dos lunas más grandes de Urano: Titania y Oberon. Ambos tienen menos de la mitad del diámetro de la Luna de la Tierra.

Los astrónomos tardaron otros 60 años en encontrar las siguientes dos lunas más grandes, Ariel y Umbriel, que tienen solo el diámetro de la Luna de la Tierra. Luego, se necesitaron casi 100 años más para encontrar la siguiente, Miranda, que tiene solo una séptima parte del diámetro de la Luna de la Tierra. Eso fue en 1948, y el descubridor fue Gerard Kuiper de la fama del «Cinturón de Kuiper».

Estas cinco lunas son las únicas lunas de Urano lo suficientemente grandes como para ser esféricas. El número es similar al que hay en Júpiter, que tiene cuatro, y Saturno, que tiene siete. Pero Urano tiene más de estas 5 lunas. Tiene al menos 27. Los demás son más pequeños y no esféricos.

La misión Voyager 2 encontró 10 lunas durante su sobrevuelo de 1986, mientras que los telescopios terrestres después del sobrevuelo de la Voyager he encontrado el resto. Todas las lunas llevan el nombre de espíritus mágicos y personajes de las obras de Shakespeare y Alexander Pope.

Las lunas regulares e irregulares de Urano

Las lunas de Urano pueden clasificarse como regulares o irregulares. , pero a diferencia de Júpiter o Saturno, la mayoría de las lunas conocidas por Urano son hasta ahora regulares. Las 18 lunas regulares están en órbitas muy circulares y se mueven en la misma dirección en la que está rotando Urano.

Esto sugiere que se formaron a partir de un disco de acreción que rodea a Urano. Pero debido a que Urano está girando de lado, significa que estas lunas regulares típicamente tienen ciclos estacionales extremos, al igual que Urano.

Un hemisferio de las lunas experimenta constantemente el día, mientras que el otro experimenta la noche, en el respectivos veranos e inviernos. Desde que la Voyager 2 sobrevoló Urano durante el verano austral, eso significa que solo hemos podido ver el primer plano de la mitad de cada luna.

Las nueve lunas irregulares son más elípticas, inclinadas o retrógradas. órbitas, lo que sugiere que se formaron en otro lugar, pero luego fueron capturadas por el campo de gravedad de Urano.

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La composición y estructura de las lunas de Urano

Todas las lunas de Urano son una mezcla de hielo y roca y tienden a tener un color gris neutro. Las cinco grandes lunas redondas son bastante similares en términos de composición, siendo aproximadamente mitad roca y mitad hielo. Todos tienen cráteres de impacto y características tectónicas como cañones y acantilados.

También tienden a ser más oscuros que las lunas de Saturno, con compuestos orgánicos oscuros mezclados con las superficies heladas. Las superficies más oscuras podrían sugerir que son más antiguas que las lunas de Saturno, ya que al ser más antiguas les daría más tiempo para contaminar sus superficies.

La luna más grande, Titania, tiene un cañón llamado Messina Chasma, que es aproximadamente tres veces mayor. más largo que el Gran Cañón de la Tierra. En Oberon, la montaña más alta es similar en altura a Mauna Kea en la Tierra.

En Umbriel, hay un cráter llamado cráter Wunda que tiene un extraño anillo brillante de material. Puede ser hielo de dióxido de carbono. El anillo tiene unos cinco kilómetros de ancho. No se sabe por qué está ahí ni cómo podría haberse formado. En Ariel, hay llanuras suaves y bajas que probablemente se formaron a partir del criovolcanismo, donde una solución de agua y amoníaco hizo erupción en la superficie hace menos de 100 millones de años.

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Miranda: La luna más pequeña de Urano

La más pequeña e interna de la ronda de Urano lunas, Miranda, es diferente a las demás. Su superficie de mosaico parece haber sido cosida de diferentes partes. La topografía de Miranda es muy variada.

Por ejemplo, Miranda alberga el acantilado más grande del sistema solar, llamado Verona Rupes, que se extiende 20 kilómetros de altura. Si se dejara caer una roca del acantilado, debido a que la aceleración gravitacional de Miranda es más de 100 veces menor que la de la Tierra, la roca tardaría casi 12 minutos en llegar al fondo.

Además de los acantilados imponentes, Miranda también presenta características ovaladas estriadas y en forma de galón llamadas coronas. Hay tres de ellos en el hemisferio que hemos podido imaginar. Son estas coronas las que le dan a Miranda su apariencia de mosaico.

Quizás hace mucho tiempo, Miranda se rompió por un impacto catastrófico, pero luego las piezas se juntaron gravitacionalmente, pero en un orden confuso. Las coronas acanaladas se habrían formado luego cuando las partes rocosas más pesadas de la luna descendieron hacia el interior y las partes más flotantes y ricas en hielo subieron a la superficie.

Sin embargo, es poco probable que un impacto tan poderoso habría dejado las piezas lo suficientemente cerca para reagruparse. Entonces, es más probable que estas coronas sean en realidad el resultado de las fuerzas de marea que actúan sobre Miranda, un poco como lo que Júpiter le está haciendo a Io.

Las fuerzas de marea de Urano habrían flexionado y apretado repetidamente a Miranda, causando suficiente calor. para que el material helado de la luna se mueva con facilidad. Las crecientes intrusiones de hielo cálido llamadas diapiros habrían empujado hacia la superficie de Miranda, causando el terreno ranurado que se ve. Es posible que un mecanismo similar sea responsable de las coronas en Venus, excepto que Venus tiene diapiros ascendentes de roca cálida, no de hielo, que crean las características superficiales ovaladas en forma de corona.

Más información sobre Saturno y los anillos.

Los anillos de Urano

Además de las lunas, Urano también tiene anillos, 13 de ellos. Esto parece mucho, pero los anillos son muy delgados y oscuros, con algunas separaciones amplias. Son oscuros como los anillos de Júpiter, pero no polvorientos como ellos.

Las partículas en los anillos de Urano son en realidad bastante grandes, por lo general varían en tamaño desde pelotas de baloncesto hasta casas grandes. Saturno tiene algunas partículas anulares que son grandes, pero las partículas de los anillos de Saturno son mucho más brillantes ya que son más ricas en hielo. Aunque no se sabe por qué las partículas del anillo de Urano son tan oscuras, puede deberse a que son más ricas en materia orgánica que los anillos de Saturno.

Estos anillos fueron descubiertos accidentalmente en 1977. Los científicos estaban interesados en estudiar la atmósfera de Urano y planearon hacerlo mirando estrellas distantes a través de la atmósfera. A esto se le llama estudio de ocultación.

En este estilo de estudio, uno espera hasta que el momento sea el adecuado, de modo que cuando se mira desde la Tierra, el planeta que se va a estudiar pasa frente a una estrella fija lejana. . A medida que el planeta comienza a pasar frente a la estrella, la atmósfera del planeta cubre parte de la luz de la estrella.

Esto hace que la estrella parezca más débil. Pero lo que es más importante, la atmósfera absorbe ciertas frecuencias de luz de esa estrella en función de la composición de la atmósfera.

Lo sorprendente que sucedió en Urano fue que incluso antes de llegar a la estrella, la estrella desapareció y reapareció varias veces. Algo bloqueaba la vista de la estrella y no era el planeta. El mismo acto de desaparición ocurrió en orden inverso cuando la estrella emergió del otro lado de Urano.

Esta simetría significaba que lo que se estaba viendo no eran lunas individuales, sino anillos. Este descubrimiento inicial encontró cinco anillos, y pronto siguieron más. Finalmente, la Voyager 2 tomó imágenes de los anillos.

Aunque no se sabe de qué están hechos, es probable que sean una mezcla de roca y hielo. Es posible que se hayan formado a partir de colisiones de lunas anteriores que rodean el planeta.

Su estrechez sugiere que o los anillos son extremadamente jóvenes, como 1 millón de años, o deben tener lunas pastoras como las que se ven en Saturno para algunos de sus anillos. anillos delgados.

Se han descubierto algunas lunas pastoras para Urano. Por ejemplo, las pequeñas lunas Cordelia y Ofelia pastorean uno de los anillos. De hecho, la delgadez de los anillos está inspirando la búsqueda de nuevas lunas pastoras que rodeen los otros anillos.

El sobrevuelo de la Voyager 2 fue la única misión enviada a Urano. Y solo pasó unos minutos cerca del planeta, recopilando datos para revelar gran parte de lo que sabemos sobre el funcionamiento de este planeta lateral y su sistema igualmente inclinado de lunas y anillos.

Preguntas frecuentes sobre las lunas y los anillos de Urano