El planeta Urano (características)

El planeta Urano es el séptimo planeta del sistema solar y el tercero del grupo de los planetas gigantes gaseosos. Es el primer planeta que se descubrió gracias al uso de un telescopio, en 1781. Urano tiene una estructura muy similar a la de Neptuno, y en ocasiones los astrónomos los clasifican como gigantes helados.

La atmósfera de Urano está compuesta principalmente de hidrógeno y helio, pero con una proporción superior de agua, amoníaco y metano. Su atmósfera es la más fría del sistema solar, y su temperatura mínima alcanza los -224 °C. En su interior tiene un núcleo de hielo y roca.

El planeta Urano
El planeta Urano visto por la sonda espacial Voyager 2 de la NASA el año 1986.
Crédito de imagen: NASA/JPL-Caltech.

Al igual que el resto de planetas gigantes gaseosos, Urano tiene un sistema de anillos, una magnetosfera y un buen número de satélites que orbitan a su alrededor: tiene 27 satélites conocidos, siendo Titania y Oberón los más grandes.

El diámetro de Urano mide 50.724 km, por lo que es 4 veces más grande que el diámetro de la Tierra. No obstante, siguiendo la comparación con la Tierra, su volumen es mucho mayor: Urano tiene el volumen de 63 planetas como el nuestro. En cambio, su masa equivale a la de 14,54 planetas Tierra; eso significa que su densidad es muy inferior (1,27 g/cm3).

Características físicas de Urano:

Parámetro Valor
Satélites 27
Diámetro medio 50.724 km
Diámetro (Tierra = 1,00) 3,98 Tierras
Volumen 6,83×1013 km3
Volumen (Tierra = 1,00) 63,09 Tierras
Masa 8,68×1025 kg
Masa (Tierra = 1,00) 14,54 Tierras
Densidad 1,27 g/cm3

Datos de rotación:

Parámetro Valor
Inclinación del eje de rotación 97,77°
Período de rotación sideral -17 h 14 min 24 s
Día solar (rotación sinódica) -17 h 14 min 23 s
Velocidad de escape 21,3 km/s

Datos orbitales:

Parámetro Valor
Excentricidad de la órbita 0,0444
Perihelio (distancia mínima al Sol) 18,286 UA
Afelio (distancia máxima al Sol) 20,097 UA
Semieje mayor 19,191 UA
Velocidad orbital media 6,81 km/s
Período orbital sideral 84,01 años
Inclinación orbital respecto a la eclíptica 0,772°
Cuerpo celeste anterior Saturno
Cuerpo celeste siguiente Neptuno

Órbita y rotación

El período orbital de Urano en torno al Sol es de 84,01 años. Es un planeta que se encuentra a una distancia mínima respecto al Sol (perihelio) de 18,286 UA, y a una distancia máxima (afelio) de 20,097 UA, equivalente a unos tres mil millones de kilómetros. La excentricidad orbital de Urano tiene un valor de 0,0444. Su órbita está inclinada 0,772°, casi perpendicular a la eclíptica.

Órbita de Urano
Diagrama de la órbita de Urano alrededor del Sol.

Una particularidad de Urano es que su eje de rotación está inclinado en 97,77°; que casi coincide con el plano de la eclíptica. Por esta razón, sus polos se encuentran en el lugar donde los demás planetas tienen el ecuador. Es un caso único en el sistema solar. En -17 h 14 min 24 s completa una vuelta sobre su eje; el valor es negativo porque es un movimiento retrógrado, como en Venus.

Rotación de Urano
Esquema de la rotación de Urano.

Estas características hacen que desde la Tierra se puedan observar los polos alternativamente durante la mitad de su período orbital. Así, un polo recibe luz solar durante 42 años, mientras que el otro tiene 42 años de oscuridad.

Hemisferio norte Año Hemisferio sur
Solsticio de invierno 1902, 1986 Solsticio de verano
Equinoccio de primavera 1923, 2007 Equinoccio de otoño
Solsticio de verano 1944, 2028 Solsticio de invierno
Equinoccio de otoño 1965, 2049 Equinoccio de primavera

Descubrimientos históricos

El astrónomo inglés de origen alemán, William Herschel, descubrió Urano en 1781 mientras buscaba estrellas dobles con su telescopio de 120 cm de apertura. Al observar un astro que mostraba su disco, creyó que se trataba de un cometa, pero un año más tarde, Lexell y Johann Elert Bode demostraron que su órbita era casi circular y de ello dedujeron que era un planeta.

En poco tiempo se acepto la idea de que el objeto recién descubierto era un nuevo planeta. Un par de años más tarde, en 1783, el propio Herschel reconoció este hecho al presidente de la Royal Society, Joseph Banks:

«Según la observación de los astrónomos más eminentes de Europa parece que la nueva estrella, que yo tuve el honor de señalarles el marzo de 1781, es un planeta primario de nuestro sistema solar».

El mismo Herschel lo confirmó cuando en 1787 descubrió dos satélites de Urano: Titania y Oberón. Herschel dedicó el planeta al rey de Inglaterra Jorge III, pero posteriormente fue rebautizado con el nombre de la divinidad griega Urano.

Estructura interna

Urano es un planeta gigante gaseoso con un núcleo rocoso sólido de 17.000 km de diámetro cuya masa es relativamente pequeña, de 0,55 masas terrestres. A pesar de eso, la masa de Urano es de 14,54 veces la de la Tierra; y su densidad es de 1,27 g/cm3. Es el segundo menos denso, por detrás de Saturno.

Por encima del núcleo hay un manto de hielos compuesto principalmente de agua, amoníaco y metano. Seguidamente se encuentra su atmósfera formada por hidrógeno y helio, que puede representar cerca de un 15% de la masa del planeta.

La composición de Urano, al igual que la de Neptuno, es muy diferente a la de los otros dos gigantes gaseosos (Júpiter y Saturno), con hielo predominante por encima de los gases. Por este motivo, en ocasiones se clasifican como gigantes de hielo o gigantes helados.

La atmósfera

La atmósfera de Urano está compuesta principalmente de hidrógeno y helio. El disco de Urano aparece uniforme, con una preponderancia de tonos verdosos y azulados, y sólo raramente está surcado de pequeñas nubes blanquecinas. Su color se debe a la absorción de la luz solar por el hidrógeno y el metano, que absorben en el rojo y en el infrarrojo, y dejan pasar sólo el verde y el azul.

La inusual posición del eje de rotación de Urano determina una insolación mayor de las regiones polares que de las ecuatoriales. No obstante, debido a la lejanía respecto al Sol, esta diferencia genera una variación de temperatura de pocos grados.

Las formaciones nubosas son poco numerosas y los vientos en las latitudes medias soplan en la misma dirección de los paralelos, en el mismo sentido de rotación del planeta, y se mueven a una velocidad de 600 km/h. En cambio, los que se forman en latitudes menores son más débiles, de unos 360 km/h, y soplan en dirección contraria a la de la rotación del planeta.

Urano es el único de los cuatro gigantes que no tiene una fuente de calor interna importante. Todavía se desconoce el por qué su temperatura interna es tan baja, pero esto explicaría la ausencia total de perturbaciones. Urano es el planeta más frío de nuestro sistema solar.

Campos magnéticos

El planeta Urano tiene un campo magnético significativo con una característica extraña, al igual que Neptuno: que el eje del campo magnético no sólo no coincide con el de rotación, sino que el ángulo que forman tiene un valor muy elevado, estando inclinado 55°, el mayor del sistema solar.

Además, gracias a los datos que proporcionó la sonda Voyager 2, se descubrió que el campo magnético de Urano no está en las regiones centrales del planeta, sino que está en una capa situada por encima del núcleo rocoso. Urano también comparte esta característica con Neptuno.

Los anillos del planeta Urano

Los anillos del planeta Urano son muy oscuros, como los de Júpiter, pero están compuestos por partículas de diámetro variable, que van desde algunos metros hasta dimensiones microscópicas de polvo fino, como los anillos de Saturno. El sistema de anillos de Urano fue el segundo que se observó desde la Tierra.

Hasta el momento se han descubierto 13 anillos. Todos ellos excepto dos son muy débiles y extremadamente estrechos. Algunos de ellos miden unos cuantos kilómetros de ancho. El anillo más brillante de Urano es el anillo ε (Épsilon, del alfabeto griego). Este anillo refleja casi 2/3 de la luz reflejada por los anillos.

William Herschel también fue el primero en mencionar el sistema de anillos de Urano. Sus notas incluían lo siguiente: «22 de febrero de 1789: Se sospecha de la existencia de un anillo». En ocasiones se duda de la veracidad de esta anotación, ya que en los dos siglos siguientes ningún observador se percató de estos anillos.

Los satélites del planeta Urano

Urano tiene 27 satélites conocidos, y los cinco satélites más importantes son: Miranda, Ariel, Umbriel, Titania y Oberón. La trayectoria de la sonda Voyager 2 permitió fotografiarlos, con lo que fue posible conocer algunas de sus características más importantes.

Nombre Diámetro (km) Masa (kg) Radio orbital (km) Período orbital (días)
Miranda 470 7,0×1019 129.999 1,4
Ariel 1.160 14,0×1020 191.000 2,5
Umbriel 1.170 12,0×1020 266.000 4,1
Titania 1.580 35,0×1020 436.000 8,7
Oberón 1.520 30,0×1020 584.000 13,5

El satélite más grande de Urano es Titania, con un diámetro de 470 km, menos de la mitad que el diámetro de la Luna. Titania es el octavo satélite más grande del sistema solar. Su superficie está surcada por fracturas de 100 km de anchura y de varios kilómetros de longitud.

El segundo satélite más grande es Oberón, con una superficie oscura y de color ligeramente rojizo. Se han identificado dos clases de accidentes geológicos en su superficie: los cráteres de impacto y cañones.

Umbriel y Ariel tienen casi el mismo tamaño. Pero mientras que Umbriel es el satélite de Urano más oscuro, es decir, con menor albedo (16%), Ariel es el satélite más brillante, con un albedo cercano al 40% y una superficie con pocos cráteres.

Miranda es el quinto satélite más grande de Urano. Se detectaron dos tipos de suelo en su superficie, uno más antiguo con muchos cráteres y otro más reciente y menos accidentado. Las diferentes capas superpuestas que hay en su superficie atestiguan que Miranda tuvo un nacimiento violento y una fuerte actividad tectónica.