Utilizzando i dati archiviati del gigantesco telescopio Keck II di Mauna Kea alle Hawaii, gli astronomi hanno intravisto con successo per la prima volta l’aurora infrarossa di Urano. Come le aurore sulla Terra, quelle su Urano hanno luogo quando le particelle cariche che viaggiano nel vento solare interagiscono con il campo magnetico del pianeta e vengono incanalate lungo le linee del campo magnetico verso i poli magnetici. Quando entrano nell’atmosfera di Urano, le particelle cariche si scontrano con le molecole atmosferiche, facendole brillare.
Sulla Terra, lo spettacolo aurorale proviene dalle collisioni con atomi di ossigeno e azoto, con i colori prevalentemente rosso, verde e blu. Su Urano, invece, i gas atmosferici dominanti sono l’idrogeno e l’elio a temperature molto più basse rispetto alla Terra. Ciò fa sì che il bagliore aurorale di Urano sia prevalentemente alle lunghezze d’onda ultraviolette e infrarosse. L’aurora ultravioletta su Urano fu osservata per la prima volta nel 1986 dalla sonda Voyager 2 della NASA, che sorvolò il pianeta quell’anno. Ci sono voluti quasi 40 anni per rilevare la sua controparte a infrarossi.
Utilizzando i dati del Keck II Near-Infrared Spectrometer (NIRSPEC) rilevati nel 2006, gli astronomi guidati dalla Emma Thomas, dell’Università di Leicester in Inghilterra, hanno identificato le linee di emissione della molecola H3+. H3+ è un catione triidrogeno che contiene 2 protoni e solo 2 elettroni, il che significa che è carico positivamente.
L’emissione di Urano era il risultato della ionizzazione dell’idrogeno molecolare e della formazione di cationi H3+ in seguito a collisioni con particelle cariche, con l’emissione che creava un bagliore aurorale infrarosso sul polo magnetico settentrionale. In sostanza, la squadra di Thomas ha visto l’aurora boreale di Urano.
“La temperatura di tutti i pianeti giganti gassosi, compreso Urano, è di centinaia di gradi Kelvin/Celsius superiore a quanto previsto dai modelli se riscaldati solo dal Sole, lasciandoci con la grande domanda su come questi pianeti siano molto più caldi del previsto,” ha affermato Thomas. “Una teoria suggerisce che la causa di ciò sia l’aurora energetica, che genera e spinge il calore dall’aurora verso l’equatore magnetico“.
Un altro mistero che le aurore potrebbero aiutare a risolvere è il motivo per cui i campi magnetici di Urano (e di Nettuno) sono disallineati così tanto rispetto all’asse di rotazione: su Urano il disallineamento è di 59 gradi. Poiché le aurore tracciano la struttura del campo magnetico di un pianeta, che è accoppiato agli strati superiori (ionosfera e termosfera) dell’atmosfera, ulteriori studi potrebbero rivelare indizi nascosti sull’origine di questo disallineamento.
I risultati dello studio sono stati pubblicati su Nature Astronomy.