Veinte años de Hubble observando la larga primavera de Urano

La noche del 13 de marzo de 1781 se presentó despejada en la bella localidad de Bath, al sur de Inglaterra. Desde el jardín trasero de su vivienda William Herschel se encontraba pegado como de costumbre a la mira de uno de los telescopios reflectores que él mismo y su hermana Caroline habían diseñado y construido de manera autodidacta. Tan solo unos años atrás había comprado el libro «Astronomía» del astrónomo James Ferguson y, prendado del firmamento, aprendió a escudriñar la profundidad cósmica y a desarrollar sus propios instrumentos ópticos. Entre los incontables objetos que brillaban en aquella sesión nocturna, el astrónomo alemán acertó a distinguir una luz lejana y borrosa que, en principio, calificó y anotó como un posible cometa. Era lo habitual, durante sus noches de observación junto a su hermana, la pareja había logrado recopilar una buena colección de nuevos cometas, la propia Caroline Herschel descubrió ocho de ellos.

Con el paso de los años aquel nuevo cuerpo celeste se estudió con más detalle y, finalmente, la verdad fue revelada: en realidad no se trataba de un cometa, sino de un planeta. Todo un acontecimiento para la época, no todos los días se descubre un nuevo miembro del sistema solar. El recién llegado se nombró como «planeta Jorge», en honor al rey de Inglaterra y durante algunas décadas mantuvo esa denominación hasta que la tradición mitológica que guía los bautismos planetarios terminó por imponerse y hoy todos lo conocemos con el nombre de «Urano», el dios griego de los cielos.

El mundo descubierto por Herschel es fascinante y extraño y, a pesar de ser el tercer planeta más grande de nuestro vecindario solar, después de Júpiter y Saturno, en muchos aspectos sigue siendo un desconocido. Buena parte de los misterios que aún esconde este gigante gaseoso se deben a la falta de atención de las misiones y sondas que estudian nuestro sistema. Desde el inicio de la carrera espacial solamente una nave espacial se ha acercado al planeta, y eso fue en 1986, cuando la Voyager 2 lo sobrevoló, capturando las pocas imágenes cercanas que poseemos.

Urano presenta características únicas que aún no comprendemos con profundidad. La más destacada es su orientación, ya que orbita «de lado» respecto al plano del sistema solar, con una inclinación de su eje de casi 98 grados. Las teorías más aceptadas apuntan a que, en algún momento de su historia, Urano recibió la influencia gravitatoria o el impacto directo de un cuerpo del tamaño de la Tierra que hizo que su eje orbital se desplazara. Ser un planeta que gira «ladeado» también le confiere cualidades extrañas… mientras que el resto de planetas orbita el Sol girando como peonzas, Urano lo hace como una pelota rodando por una pendiente, lo cual hace que sus estaciones sean muy diferentes al resto de planetas.

Es un ecosistema en sí mismo con 27 lunas conocidas y un sistema de anillos que se revelaron de manera inesperada en 1977, casi dos siglos después de su descubrimiento. La distancia promedio de Urano al Sol es de aproximadamente 2,870 millones de kilómetros (unas 20 unidades astronómicas) y completa una vuelta cada 84 años, lo que significa que incluso los nacidos en 1941 aún no habrían cumplido un año en aquel planeta. La duración del año uraniano hace difícil comprender sus estaciones ya que se necesitan larguísimos periodos de observación para poder obtener datos comparativos.

Quizá, y si tenemos la suerte de que se apruebe la Uranus Orbiter and Probe, dentro de algunos años podríamos gozar de la oportunidad de viajar hasta el planeta con una sonda científica, dedicada íntegramente a él. Mientras tanto, tendremos que conformarnos con analizarlo desde la distancia con los diferentes observatorios terrestres y telescopios espaciales.

Precisamente desde el equipo del Telescopio espacial Hubble nos llega estos días un estudio de larga duración que ofrece una visión dedicada y extensa del planeta Urano a lo largo de más de dos décadas de observación. Nuestra gran ventana al Universo, el Hubble, ha recopilado su mirada al planeta durante los últimos 20 años consiguiendo nuevos conocimientos atmosféricos, desde 2002 hasta 2022… y aquí nos encontramos una nueva paradoja: estas dos décadas de imágenes no son más que un efímero suspiro en la vida de este planeta, veinte años que apenas representan una estación completa ya que la primavera en Urano comenzó en el año 2007 y se extenderá hasta 2028, momento en el que empezará el verano.

El equipo dirigido por el astrónomo Erich Karkoschka, de la Universidad de Arizona, ha utilizado en cuatro ocasiones el instrumento STIS, una cámara espectrógrafo instalada en el telescopio espacial Hubble, en los años 2002, 2012, 2015 y 2022, para rastrear los cambios estacionales en Urano «durante la primavera boreal del planeta, cuando el Sol pasó de brillar sobre el ecuador del planeta a casi brillar directamente sobre su polo norte, algo que ocurrirá en 2030».

La atmósfera de Urano está compuesta principalmente de hidrógeno y helio, con una pequeña cantidad de metano que le da al planeta su característico tono azul verdoso general. El sobrevuelo de la Voyager 2 nos ofrecía un cuerpo gaseoso muy homogéneo y bastante soso, quizá por eso se ha descuidado tanto el estudio de Urano, pero el nuevo estudio nos revela «complejos patrones de circulación atmosférica» con una distribución irregular del metano. A diferencia de las condiciones de otros gigantes gaseosos, como Saturno y Júpiter, «el metano no se distribuye uniformemente en Urano. En los polos es muy poco frecuente y esa disminución se ha mantenido relativamente constante durante las dos décadas de observación».

La composición de imágenes que ha presentado el equipo del Hubble nos muestra el planeta de diversas maneras a lo largo de estos veinte años de observación. La fila superior, en luz visible, «muestra cómo aparece Urano ante el ojo humano tal y como se ve incluso a través de un telescopio de aficionado». Durante el periodo de veinte años, la región polar sur (izquierda) se ha ido oscureciendo al quedar en la sombra invernal mientras que la región polar norte (derecha) se ha ido iluminando progresivamente con la llegada del verano boreal.

En la segunda fila, la imagen en falso color del planeta se compone de observaciones en luz visible e infrarroja cercana. El color y el brillo corresponden a las cantidades de metano y aerosoles. Ambas cantidades no se podían distinguir antes de que el espectrógrafo STIS del Hubble apuntara por primera vez a Urano en 2002. Generalmente, las áreas verdes indican menos metano que las azules, y las rojas se encuentran casi completamente libres de metano.

Las dos últimas filas muestran la estructura de los aerosoles y el metano en diferentes latitudes, inferida a partir de 1000 longitudes de onda diferentes, desde el visible hasta el infrarrojo cercano. «En latitudes medias y bajas, los aerosoles y la disminución del metano presentan una estructura latitudinal propia que, en general, no varió significativamente durante las dos décadas de observación. Sin embargo, en las regiones polares, los aerosoles y la disminución del metano se comportan de forma muy diferente».

La investigación de este equipo de astrónomos continuará conforme el planeta se acerca a su verano y no solo nos resulta útil para comprender los patrones estacionales del siempre misterioso Urano, sino que también «pueden sentar las bases para futuros estudios de exoplanetas similares». En 2031, si todo marcha como está previsto, a las observaciones del Hubble quizá podamos incorporar datos en directo de la esperada Uranus Orbiter and Probe.

Referencias científicas y más información:

NASA Hubble Mission Team «20-Year Hubble Study of Uranus Yields New Atmospheric Insights» Science NASA (2025)

Sharmila Kuthunur « Changing seasons on Uranus tracked across 20 years by Hubble Space Telescope» Space.com (2025)

Sobre el autor: Javier «Irreductible» Peláez (Puertollano, 1974) es escritor y comunicador científico. Autor de 500 años de frío. La gran aventura del Ártico (Crítica, 2019) y Planeta Océano (Crítica 2022). Es uno de los fundadores de la plataforma Naukas.com, editor de ciencia en Yahoo España y Latinoamérica. Es guionista científico en los programas de televisión «El Cazador de Cerebros» y «Órbita Laika» de RTVE. Durante más de una década ha escrito en diferentes medios de comunicación (El País, El Español, National Geographic, Voz Populi). Es autor de los podcasts Catástrofe Ultravioleta y La Aldea Irreductible, y ha colaborado en diferentes proyectos radiofónicos y televisivos (Radio Nacional de España, Radio Televisión Canaria). Es ganador de tres premios Bitácoras, un premio Prisma a la mejor web de divulgación científica y un Premio Ondas al mejor programa de radio digital.

El artículo Veinte años de Hubble observando la larga primavera de Urano se ha escrito en Cuaderno de Cultura Científica.