Idrogeno solforato, il gas che dà alle uova marce il loro caratteristico odore, permea l'atmosfera superiore del pianeta Urano - come è stato a lungo dibattuto, ma mai definitivamente provato. Sulla base di osservazioni spettroscopiche sensibili con il telescopio Gemini North, gli astronomi hanno scoperto il gas nocivo che vorticava in alto nelle cime delle nuvole del pianeta gigante. Questo risultato risolve un testardo, mistero di lunga data di uno dei nostri vicini nello spazio.

Anche dopo decenni di osservazioni, e una visita della navicella spaziale Voyager 2, Urano ha mantenuto un segreto critico, la composizione delle sue nuvole. Ora, uno dei componenti chiave delle nubi del pianeta è stato finalmente verificato.

Patrick Irwin dell'Università di Oxford, Collaboratori britannici e globali hanno sezionato spettroscopicamente la luce infrarossa di Urano catturata dal telescopio Gemini North di 8 metri sul Maunakea delle Hawaii. Hanno trovato idrogeno solforato, il gas odoroso che la maggior parte delle persone evita, nelle cime delle nuvole di Urano. La prova a lungo cercata è pubblicata nel numero del 23 aprile della rivista Astronomia della natura .

I dati Gemelli, ottenuto con il Near-Infrared Integral Field Spectrometer (NIFS), ha campionato la luce solare riflessa da una regione immediatamente al di sopra dello strato di nubi visibile principale nell'atmosfera di Urano. "Mentre le linee che stavamo cercando di rilevare erano appena presenti, siamo stati in grado di rilevarli in modo univoco grazie alla sensibilità di NIFS su Gemini, combinato con le squisite condizioni di Maunakea, " disse Irwin. "Anche se sapevamo che queste linee sarebbero state al limite del rilevamento, Ho deciso di provare a cercarli nei dati Gemini che avevamo acquisito."

"Questo lavoro è un uso sorprendentemente innovativo di uno strumento originariamente progettato per studiare gli ambienti esplosivi intorno a enormi buchi neri al centro di galassie lontane, ", ha affermato Chris Davis della National Science Foundation degli Stati Uniti, uno dei principali finanziatori del telescopio Gemini. "Utilizzare NIFS per risolvere un mistero di vecchia data nel nostro sistema solare è una potente estensione del suo utilizzo". aggiunge Davis.

Gli astronomi hanno discusso a lungo sulla composizione delle nuvole di Urano e se l'idrogeno solforato o l'ammoniaca dominassero il ponte delle nuvole, ma mancava di prove definitive in entrambi i casi. "Ora, grazie ai dati migliorati della linea di assorbimento dell'idrogeno solforato e ai meravigliosi spettri Gemini, abbiamo l'impronta digitale che ha catturato il colpevole, " dice Irwin. Le linee di assorbimento spettroscopico (dove il gas assorbe parte della luce infrarossa dalla luce solare riflessa) sono particolarmente deboli e difficili da rilevare secondo Irwin.

Il rilevamento di idrogeno solforato in alto nel ponte di nuvole di Urano (e presumibilmente di Nettuno) contrasta nettamente con i pianeti giganti gassosi interni, Giove e Saturno, dove non si vede idrogeno solforato sopra le nuvole, ma invece si osserva ammoniaca. La maggior parte delle nubi superiori di Giove e Saturno è costituita da ghiaccio di ammoniaca, ma sembra che questo non sia il caso di Urano. Queste differenze nella composizione atmosferica gettano luce sulle domande sulla formazione e sulla storia dei pianeti.

Leigh Fletcher, un membro del gruppo di ricerca dell'Università di Leicester nel Regno Unito, aggiunge che le differenze tra i ponti di nuvole dei giganti gassosi (Giove e Saturno), e i giganti di ghiaccio (Urano e Nettuno), sono stati probabilmente impressi molto tempo fa durante la nascita di questi mondi. "Durante la formazione del nostro sistema solare, l'equilibrio tra azoto e zolfo (e quindi ammoniaca e idrogeno solforato di Urano appena rilevato) è stato determinato dalla temperatura e dalla posizione della formazione del pianeta".

Un altro fattore nella formazione iniziale di Urano è la forte evidenza che i pianeti giganti del nostro Sistema Solare probabilmente migrarono da dove si erano inizialmente formati. Perciò, confermare questa informazione sulla composizione è inestimabile per comprendere il luogo di nascita di Urano, evoluzione e perfezionamento dei modelli delle migrazioni planetarie.

Secondo Fletcher, quando si forma un ponte di nuvole per condensazione, rinchiude il gas che forma le nubi in un profondo serbatoio interno, nascosto sotto i livelli che di solito possiamo vedere con i nostri telescopi. "Solo una piccola quantità rimane sopra le nuvole come vapore saturo, " ha detto Fletcher. "E questo è il motivo per cui è così difficile catturare le firme di ammoniaca e idrogeno solforato sopra le nuvole di Urano. Le capacità superiori dei Gemelli alla fine ci hanno dato quel colpo di fortuna, "conclude Fletcher.

Glenn Orton, del Jet Propulsion Laboratory della NASA, e un altro membro del gruppo di ricerca osserva, "Abbiamo fortemente sospettato che il gas idrogeno solforato stesse influenzando il millimetro e lo spettro radio di Urano per un po' di tempo, ma non siamo stati in grado di attribuire l'assorbimento necessario per identificarlo positivamente. Ora, anche quella parte del puzzle sta andando a posto".

Mentre i risultati fissano un limite inferiore alla quantità di idrogeno solforato intorno a Urano, è interessante ipotizzare quali sarebbero gli effetti sull'uomo anche a queste concentrazioni. "Se uno sfortunato umano dovesse mai discendere attraverso le nuvole di Urano, verrebbero accolti in condizioni molto sgradevoli e odiose." Ma il fetore non sarebbe il peggiore secondo Irwin. "Soffocamento ed esposizione nell'atmosfera negativa di 200 gradi Celsius composta principalmente da idrogeno, elio, e il metano prenderebbe il suo pedaggio molto prima che l'odore, " conclude Irwin.

Le nuove scoperte indicano che, sebbene l'atmosfera possa essere sgradevole per gli esseri umani, questo vasto mondo è terreno fertile per sondare la storia antica del nostro Sistema Solare e forse comprendere le condizioni fisiche su altri grandi, mondi ghiacciati che orbitano intorno alle stelle oltre il nostro Sole.