¿Cómo puede haber en Neptuno vientos de más de 2.000 km/h?
Neptuno está unas 30 veces más lejos del Sol que la Tierra. Recibe apenas una novecientésima parte de la luz solar que llega a nuestro planeta, pero el seguimiento de sus nubes ha revelado vientos de más de 2.000 km/h. El calor del interior de Neptuno desempeña un papel importante para mantener vientos tan intensos pese a la escasa luz solar. El planeta emite al espacio más del doble de la energía que recibe del Sol. El calor interno y una rápida rotación de unas 16 horas mueven su atmósfera profunda, aunque todavía no sabemos hasta dónde se prolongan los vientos bajo las nubes visibles.
El diámetro ecuatorial de Neptuno es de unos 49.500 km, aproximadamente cuatro veces el de la Tierra. Tarda unos 165 años en completar una órbita, así que cada estación dura más de 40 años. Las estaciones largas, la rotación rápida y el calor interno actúan a la vez; por eso, una sola nube o tormenta no puede explicar el tiempo de todo el planeta.
- Unos 49.500 km diámetro de Neptuno medido a lo largo del ecuador
- Unas 30 UA cerca de 30 veces la distancia entre la Tierra y el Sol
- Unas 16 horas tiempo que tarda Neptuno en completar una rotación
- Más de 2.000 km/h los vientos más rápidos medidos siguiendo las nubes
El conocido azul intenso no es el color natural de Neptuno sin retocar
La atmósfera de Neptuno está formada sobre todo por hidrógeno y helio, con una pequeña cantidad de metano que absorbe la luz roja. Por eso, su aspecto real es azul verdoso pálido. Muchas imágenes muy difundidas que Voyager 2 envió en 1989 intensificaron el color y el contraste para mostrar mejor las nubes y tormentas. Al procesar las imágenes de Urano y Neptuno de la misma manera, la diferencia de color resulta mucho menor de lo que sugerían las fotografías antiguas.
El color aporta pistas sobre la composición de la atmósfera, pero no muestra directamente la velocidad del viento. Los investigadores calculan esa velocidad siguiendo cuánto se desplazan las nubes entre imágenes tomadas en momentos distintos. Los vientos rápidos medidos en la parte superior de las nubes tampoco demuestran que la misma velocidad continúe hasta el interior del planeta.
El calor del interior de Neptuno mueve la atmósfera
Neptuno irradia más del doble de la energía que recibe del Sol. La energía adicional se explica por el calor almacenado dentro del planeta desde su formación y por la energía liberada mientras su interior se enfría y cambia lentamente. Ese calor puede calentar las capas bajas de la atmósfera y hacer que el gas ascienda y descienda, mientras que la rotación rápida ayuda a dividir el flujo en corrientes en chorro de este a oeste y remolinos.
Aún no se ha establecido a qué profundidad se libera el calor interno ni cómo alimenta vientos locales de más de 2.000 km/h. La mayoría de las velocidades disponibles se han medido siguiendo nubes visibles. Por eso hacen falta una sonda atmosférica o un orbitador que midan directamente la temperatura, la composición y el viento bajo las nubes.
La luz solar no es la única fuente de energía que mueve la atmósfera de Neptuno. El calor del interior del planeta también ayuda a mantener sus fuertes vientos y remolinos.
La Gran Mancha Oscura es una tormenta enorme que aparece y desaparece
La Gran Mancha Oscura que Voyager 2 observó en 1989 era un inmenso remolino del tamaño aproximado de la Tierra. Sin embargo, cuando Hubble volvió a fotografiar Neptuno en 1994, la mancha había desaparecido. Desde entonces han surgido otras manchas oscuras en distintas latitudes que se debilitaron o desaparecieron en pocos años. No son una sola tormenta que conserve siempre el mismo aspecto, como la Gran Mancha Roja de Júpiter.
Se cree que las nubes brillantes alrededor de una mancha oscura se forman cuando el aire que asciende siguiendo el remolino se enfría y el hielo de metano se condensa. «Oscura» no significa que haya material negro ni un agujero en una superficie sólida. Puede ser una capa de nubes que refleja menos luz que su entorno o una región que permite ver zonas más profundas de la atmósfera.
Incluso el lejano Sol puede cambiar la cantidad de nubes
Al comparar observaciones de Hubble, Keck y Lick tomadas entre 1994 y 2022, los investigadores comprobaron que la nubosidad de las latitudes medias de Neptuno variaba junto con el ciclo de unos 11 años en que la actividad solar aumenta y disminuye. Las nubes también tendían a abundar unos dos años después del máximo de actividad solar. Esto concuerda con una explicación en la que la luz ultravioleta rompe el metano de la atmósfera superior y las partículas producidas por esas reacciones crecen e influyen en la formación de nubes.
El resultado es una correlación, no una prueba de que la actividad solar sea la causa. Las nubes de tormenta que ascienden desde el interior pueden formarse mediante otro proceso. La nubosidad empezó a disminuir rápidamente en 2019 y en 2020 alcanzó el nivel más bajo observado desde 1994. En un planeta donde una estación dura más de 40 años, fue un cambio brusco ocurrido en solo un año. Habrá que observar varios ciclos más de 11 años para comprobar si la actividad solar y la nubosidad vuelven a variar de la misma manera.
Webb midió la posición de las auroras y la temperatura de la atmósfera superior
El telescopio espacial Webb observó en 2023 la luz infrarroja procedente de la atmósfera superior de Neptuno. Los investigadores hallaron en los datos la señal de H3+, una partícula cargada que emite luz donde se producen auroras, y en 2025 anunciaron la primera confirmación de auroras en Neptuno. Las auroras brillantes aparecieron en latitudes medias, más cerca del ecuador que de los polos norte o sur. Esto se debe a que el campo magnético de Neptuno está inclinado unos 47° respecto al eje de rotación del planeta. Las zonas de color cian de la imagen publicada se añadieron para facilitar la lectura de las mediciones; no son el color que vería una persona.
La temperatura de la atmósfera superior medida en el mismo espectro de 2023 era solo un poco mayor que la mitad del valor obtenido por Voyager 2 en 1989. Esto no significa que Neptuno entero se haya enfriado a la mitad. Indica que la alta capa donde se producen las auroras cambió mucho a lo largo de varias décadas. Que la atmósfera superior fuera más fría de lo esperado también ayuda a explicar por qué las observaciones anteriores tenían dificultades para detectar la emisión de H3+.
- Movimiento de las nubes las imágenes de distintos momentos permiten calcular la velocidad del viento en su parte superior.
- Radiación térmica se compara la luz solar que recibe Neptuno con la energía que emite para estimar el calor interno.
- Imágenes a largo plazo se siguen durante años o décadas la aparición y desaparición de manchas oscuras y los cambios de nubosidad.
- Espectros infrarrojos la emisión de H3+ y la temperatura de la atmósfera superior revelan el entorno de las auroras.
Voyager 2 sigue siendo la única nave que ha visitado Neptuno de cerca
El 25 de agosto de 1989, Voyager 2 pasó a unos 4.800 km sobre la parte superior de las nubes de Neptuno. Ese único sobrevuelo reveló la Gran Mancha Oscura, anillos, seis lunas nuevas y un campo magnético muy inclinado y desplazado del centro del planeta. Sin embargo, una nave que pasa brevemente no puede observar cómo desaparece una tormenta años después ni seguir los cambios de la atmósfera superior durante décadas.
Hubble y Webb han continuado observando los cambios desde lejos, pero la estructura interna de Neptuno y los vientos bajo las nubes todavía se deducen de forma indirecta. Un orbitador que permaneciera allí durante años, junto con una sonda que descendiera por la atmósfera, podría determinar con mucha más precisión a qué profundidad surge el calor interno y cómo esa energía alimenta los vientos rápidos.
Los cambios de Neptuno ocurren a distintas alturas
Para entender Neptuno hay que distinguir qué mide cada observación, en lugar de confiar en una única imagen azul intensa. El color azul verdoso pálido informa sobre la composición de la atmósfera; las nubes en movimiento revelan la velocidad del viento; y las manchas oscuras que aparecen y desaparecen muestran cuánto duran los grandes remolinos. La radiación ultravioleta del Sol puede afectar a las nubes altas, el calor interno mueve la atmósfera profunda y el campo magnético inclinado determina dónde aparecen las auroras de latitudes medias. Todos estos fenómenos ocurren en el mismo planeta, pero no tienen una sola causa común.
Fuentes
- NASA Science — Neptune Facts
- NASA Science — Voyager 2
- NASA — 30 Years Ago: Voyager 2 Explores Neptune
- NASA Science — Hubble Tracks the Lifecycle of Giant Storms on Neptune
- NASA Science — Neptune’s Disappearing Clouds Linked to the Solar Cycle
- NASA Science — Webb Captures Neptune’s Auroras for First Time
- NASA Science — Why Uranus and Neptune Are Different Colors
- NASA Science — NASA, Oxford Discover Warmer Uranus Than Once Thought