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2 Febbraio 2018
18:31

Urano: perché il pianeta è definito il gigante sdraiato su cui piovono diamanti

Il settimo pianeta in ordine di distanza dal Sole è un gigante ghiacciato, con un’atmosfera gelida e preziosa, dove si formano enormi diamanti. Urano ha inoltre un asse di rotazione inclinato di circa 90°, l’unico del Sistema solare. Ecco tutti i suoi segreti.
A cura di Andrea Centini
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Credit: NASA/JPL–Caltech
Credit: NASA/JPL–Caltech

Settimo pianeta del Sistema solare dopo Mercurio, Venere, Terra, Marte, Giove e Saturno, Urano viene classificato come gigante ghiacciato a causa dei principali composti presenti nella sua atmosfera, ovvero acqua, ammoniaca e metano, che sono più pesanti dei gas e più leggeri di “rocce” e “metalli”. Questa terminologia fu coniata nel 1990 per distinguere i pianeti più remoti del Sistema solare (Urano e Nettuno) dai giganti gassosi come Giove e Saturno, ed è indipendente dall'effettivo stato degli elementi chimici. In altri termini, i due pianeti sono definiti “ghiacciati” anche se i composti dell'atmosfera si trovano sotto forma gassosa o liquida, e non necessariamente solida. Urano, pur essendo il quarto pianeta per massa del Sistema solare, pari a 14 volte quella terrestre, non ha una gravità sufficiente per trattenere i gas più leggeri come idrogeno ed elio, e così durante la sua formazione sono “fuggiti” nello spazio. L'elemento più abbondante su Urano è il metano, che dona al pianeta il caratteristico e spettacolare colore verde-azzurrognolo uniforme. L'atmosfera del pianeta è la più fredda del Sistema solare e può raggiungere temperature più basse di 220° centigradi sotto zero.

Adagiato su un fianco

La caratteristica più curiosa di Urano risiede nel suo asse di rotazione, che è inclinato di 98° sul piano dell'orbita. Praticamente è ad angolo retto. Ciò significa che il pianeta è adagiato su un fianco, dunque durante il suo lunghissimo moto di rivoluzione intorno al Sole – un anno dura ben 84 anni terrestri – invece di mostrarci l'equatore mostra alternativamente il polo nord e il polo sud. Questa caratteristica affascinante è probabilmente figlia di un evento catastrofico. Mentre si formava, suggeriscono gli scienziati, Urano sarebbe stato colpito da un oggetto celeste grande quanto la Terra, e l'impatto fu così tremendo che spinse il pianeta a "sdraiarsi" su un fianco. A causa della posizione inconsueta, i poli di Urano ricevono più luce (e dunque sono più caldi) dell'equatore. Nel complesso, tuttavia, trovandosi a una distanza enorme dalla nostra stella, cioè 3.000 milioni di chilometri (circa 20 UA, 20 volte la distanza tra Terra e Sole), riceve soltanto lo 0,3 percento di radiazione solare. Per questo la temperatura della sua atmosfera è così bassa.

Credit: Andrea Pittalis/Wikipedia
Credit: Andrea Pittalis/Wikipedia

Anelli e satelliti

Sebbene non affascinante, grande e ricca quanto quella di Saturno, una fascia di anelli è presene anche attorno a Urano. Gli anelli sono composti da polveri finissime e scure, e sono così poco percettibili che per individuarli (per caso) si è dovuto attendere il 10 marzo 1977. Quel giorno gli scienziati a bordo di un aereo equipaggiato per studi astronomici (il Kuiper Airborne Observatory) erano pronti a osservare un fenomeno raro, l'occultamento di una stella da parte di Urano. Analizzando i dati, si accorsero tuttavia che la stella era stata occultata varie volte mentre il pianeta si avvicinava. Ciò suggerì l'esistenza di "ostacoli" nei pressi del pianeta. Erano i suoi anelli, che oggi sappiamo essere 13 in tutto, dei quali nove interni e due esterni. Per quanto concerne le lune, Urano ne possiede 27 confermate ufficialmente e due da confermare, individuate nel 2016 analizzando immagini scattate 30 anni prima dalla sonda Voyager 2. Le più grandi sono Miranda, Umbriel, Titania, Ariel e Oberon. Curiosamente, i loro nomi derivano da personaggi apparsi nelle opere di Shakespeare e Alexander Pope. Sotto di esse, qualora fossero presenti oceani con una superficie ghiacciata, non è escluso possa esserci vita.

Credit: Erich Karkoschka (University of Arizona) and NASA/ESA
Credit: Erich Karkoschka (University of Arizona) and NASA/ESA

Pioggia di diamanti

Nelle atmosfere di Urano e Nettuno, e in misura minore anche in quelle di Giove e Saturno, avviene un fenomeno incredibilmente affascinate: la formazione di veri e propri diamanti. Questa pioggia di pietre preziose inizierebbe negli strati elevati dell'atmosfera di Urano, e i diamanti, col trascorrere dei millenni, oltre a diventare giganteschi – si stimano milioni di carati – affonderebbero fino ad abbracciare il nucleo solido del pianeta, che sarebbe circondato da un preziosissimo guscio. La formazione dei diamanti (fatti di carbonio) è legata al bombardamento delle particelle solari e cosmiche contro i composti idrocarburici che caratterizzano l'atmosfera di Urano. Se in passato la loro presenza veniva solo ipotizzata, un recente studio condotto da studiosi dell'Università di Stanford (Stati Uniti) e dello Helmholtz Zentrum Dresden-Rossendorf (Germania) ha dimostrato come si formano effettivamente.

Credit: Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory
Credit: Greg Stewart/SLAC National Accelerator Laboratory

Scoperta e missioni spaziali

Poiché Urano è il primo pianeta del Sistema solare invisibile a occhio nudo, la sua scoperta è avvenuta solo in tempi relativamente recenti. Per l'esattezza il 13 marzo 1781, quando fu intercettato da Sir William Herschel. Lo scienziato britannico lo classificò inizialmente come cometa, e solo successivamente ne determinò l'esatta natura. In realtà altri astronomi prima di lui si accorsero del pianeta – la prima osservazione documentata è del 1690 – tuttavia era sempre stato scambiato per una stella. Essendo così distante dalla Terra, Urano è particolarmente complicato da raggiungere, e fino ad oggi è stato sorvolato solo dalla sonda Voyager 2. È grazie a questa missione che abbiamo raccolto larghissima parte delle informazioni e delle immagini sul pianeta, poi arricchite anche dalle osservazioni col Telescopio Spaziale Hubble. Attualmente non sono previste nuove missioni per esplorare questo remoto e affascinante gigante ghiacciato.

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