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Tra i pianeti del Sistema Solare, Urano si distingue per una serie di caratteristiche molto particolari. Mentre l'asse di rotazione della maggior parte dei pianeti è perpendicolare o quasi al loro piano orbitale, Urano ha un angolo di inclinazione estremo: 98 gradi. È come se fosse "caduto" su un lato, probabilmente a causa di un'antica collisione con un asteroide gigante. Ma non è l'unica particolarità. Urano infatti, si distingue anche per la sua atmosfera superiore, chiamata "termosfera-corona", dove la temperatura è superiore a 500 gradi Celsius. Altro tratto distintivo è Lìla corona che si estende fino a 50.000 chilometri sopra la superficie.
Temperatura dimezzata. Ma il fenomeno che incuriosisce di più gli scienziati negli ultimi anni è il motivo per cui la temperatura stia calando, anzi si stia dimezzando, da quando la sonda Voyager 2 sorvolò Urano nel 1986: un cambiamento che nessuno degli altri pianeti ha mai sperimentato.
Come si misura la temperatura su Uranio? La sottile termosfera di Urano nella parte inferiore è a contatto con la "ionosfera", ossia uno strato dove gli atomi hanno perso parte degli loro elettroni (per questo sono chiamati ioni). Tenendo sotto controllo la ionosfera è possibile risalire alla temperatura del pianeta. Gli ioni (in particolare quelli di idrogeno) emettono fotoni nel vicino infrarosso (in altre parole emettono luce infrarossa) e gli astronomi, raccogliendo con i telescopi quella luce, sono in grado di risalire alla temperatura esistente. Ecco come hanno gli scienziati hanno scoperto che l'atmosfera superiore si sta raffreddando, mentre le osservazioni dell'atmosfera inferiore non mostrano alcun raffreddamento.
Le cause. I dati sul raffreddamento sononotevoli, come causa, gli studiosi finora hanno escluso l'effetto delle stagioni e il ciclo solare di 11 anni del Sole, che vede un minimo cambio di livello di energia solare. Ma ora una nuova ricerca pubblicata su Geophysical Review Letters dà finalmente una spiegazione per interpretare la variazione di temperatura. L'autore principale del lavoro è Adam Masters del Dipartimento di Fisica dell'Imperial College.
Vento solare e temperatura. Secondo il team di Masters è il vento solare il responsabile del raffreddamento di Urano. Il vento solare è un flusso di particelle cariche elettricamente che proviene dallo strato più esterno del Sole. È un plasma composto principalmente da elettroni e protoni e contiene anche nuclei atomici e ioni pesanti. «Questo controllo molto forte dell'atmosfera superiore di Urano da parte del vento solare è diverso da ciò che abbiamo visto su qualsiasi altro pianeta», ha affermato Adams.
Sebbene il vento solare sia incessante, le sue proprietà cambiano gradualmente in scale temporali di anni o decenni che corrispondono ai cambiamenti nell'atmosfera superiore di Urano. Gli scienziati hanno notato infatti, che dal 1990 l'intensità del vento solare stava diminuendo continuamente, e non di poco. Questo indebolimento rispecchiava i tempi del calo delle temperature nella termosfera di Urano, quindi i ricercatori hanno ipotizzato che tra i due fenomeni dovesse esserci per forza un legame.
La dinamica del fenomeno. Gli studi di Masters hanno portato alla luce la dinamica del processo: la pressione del vento solare, meno intensa nel tempo, ha permesso al campo magnetico di Urano di rinforzarsi ed espandersi, aumentando la sua azione di protezione del pianeta dal bombardamento del vento solare.
Le particelle cariche che costituiscono il vento solare vengono sempre più spesso deviate dallo scudo magnetico potenziato, la quantità che riesce a penetrare e colpire la termosfera, scaldandola, è sempre meno. Ed è questo il motivo per cui l'atmosfera alta di Urano si sta raffreddando.
La prossima missione su Urano. Il Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey 2023-2032 ha identificato una missione su Urano come priorità assoluta, anche se finora non ne è stata approvata nessuna. La missione si chiama Uranus Orbiter and Probe (UOP), uno dei suoi obiettivi principali è studiare l'atmosfera del gigante di ghiaccio. La recente scoperta può far sì che gli obiettivi della missione vengano aggiornati.
Questo studio non solo risponde a una domanda su Urano, ma si estende anche agli esopianeti. Se questo raffreddamento del vento solare può avvenire qui, può avvenire anche altrove. E quindi sarà molto importante capire come il vento solare interagisce con i pianeti di altre stelle soprattutto sulla loro temperatura.
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