Cartografiada por primera vez la misteriosa atmósfera superior de Urano
El telescopio espacial James Webb ha permitido a un equipo internacional, liderado por una doctoranda, trazar por primera vez el mapa vertical de la ionosfera de Urano. El descubrimiento revela una atmósfera superior más fría, compleja y magnéticamente esculpida de lo que preveían los modelos, y abre una nueva ventana para explorar los gigantes de hielo.
Por Enrique Coperías, periodista científico
El telescopio espacial James Webb ha permitido cartografiar por primera vez en vertical la ionosfera de Urano —arriba—, revelando una atmósfera superior más fría y compleja de lo previsto, moldeada por su peculiar campo magnético y clave para entender los gigantes de hielo. Cortesía: ESA/Webb, NASA, CSA, STScI, P. Tiranti, H. Melin, M. Zamani (ESA/Webb)
Urano es el gran olvidado del Sistema Solar. Más allá de la visita fugaz de la sonda Voyager 2 en 1986 y de observaciones esporádicas desde la Tierra, el séptimo planeta apenas ha revelado sus secretos más íntimos.
Su inclinación extrema , pues rota prácticamente tumbado y su extraño campo magnético han desconcertado a generaciones de científicos, casi desde que el astrónomo británico John Flamsteed lo observó por primera vez en1690 y lo catalogó como 34 Tauri. Ahora, gracias al telescopio espacial James Webb y al trabajo de la estudiante de doctorado Paola Tiranti y sus colegas de la Universidad de Northumbria (Reino Unido) se ha logrado por primera vez cartografiar en vertical la estructura de su ionosfera, la región superior de su atmósfera donde se forman las auroras.
El hallazgo, publicado en la revista Geophysical Research Letters, marca un antes y un después en el estudio de los llamados gigantes de hielo. «Gracias a la sensibilidad del James Webb, hemos podido ver por primera vez la atmósfera superior o ionosfera de Urano en tres dimensiones, y rastrear cómo se mueve la energía hacia arriba a través de la atmósfera del planeta e incluso ver la influencia de su campo magnético asimétrico», dice Tiranti.
Una atmósfera prácticamente desconocida
La atmósfera superior de Urano es de lejos una de las regiones menos comprendidas del Sistema Solar. A casi 3.000 millones de kilómetros del Sol, el planeta recibe una radiación solar muy débil, y aun así su alta atmósfera se mantiene más caliente de lo esperado. Este misterio forma parte de la llamada crisis energética de los planetas gigantes: la temperatura de sus capas superiores no puede explicarse solo por la energía que reciben del Sol.
Para entender ese equilibrio energético es fundamental estudiar la ionosfera, la capa cargada eléctricamente donde las partículas solares y el campo magnético interactúan con la atmósfera. En los gigantes gaseosos —Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno— una molécula ionizada de hidrógeno, H₃⁺, actúa como un termómetro natural. Sus emisiones en el infrarrojo permiten deducir la temperatura, la densidad y la distribución de la ionosfera.
Hasta ahora, los telescopios terrestres solo habían podido medir esas emisiones de forma global o superficial. Nadie había logrado reconstruir cómo varían con la altura. Ese salto cualitativo lo ha permitido el telescopio espacial James Webb, con su capacidad para observar en infrarrojo con una sensibilidad sin precedentes.
Un día completo con la vista puesta en Urano
El 19 de enero de 2025, el James Webb observó Urano durante casi una rotación completa del planeta —unas diecisiete horas— con la ayuda del espectrógrafo para el infrarrojo cercano (NIRSpec) del James Webb. Durante quince horas y treinta minutos, el telescopio captó espectros infrarrojos de la tenue luz emitida por H₃⁺ en la atmósfera superior.
Tiranti y su equipo analizaron esos datos dividiendo la atmósfera en capas verticales desde unos 475 hasta más de 5.000 kilómetros de altura. Gracias a técnicas matemáticas de reconstrucción, pudieron transformar las señales observadas en perfiles tridimensionales de temperatura y densidad.
El resultado es el primer mapa vertical de la ionosfera de Urano.
Una atmósfera más fría y tenue de lo previsto
Los datos revelan que la temperatura de la ionosfera aumenta con la altura hasta alcanzar un máximo entre 3.000 y 4.000 kilómetros, con valores cercanos a 470 kelvin (unos 200 ºC). Después desciende de nuevo en capas superiores. La temperatura media global ronda los 426 kelvin.
Puede parecer extremadamente frío, pero en términos planetarios es más cálido de lo esperado para un mundo tan lejano del Sol. Sin embargo, la tendencia a largo plazo indica que la atmósfera superior de Urano se ha ido enfriando durante décadas, un proceso detectado desde los años noventa y confirmado ahora con precisión.
La densidad de iones también mostró sorpresas. El máximo se encuentra a unos mil kilómetros de altura y es significativamente menor de lo que predecían los modelos teóricos: aproximadamente diez veces inferior a algunas estimaciones previas. Esto sugiere que los modelos de la ionosfera de Urano deben revisarse.
Según los autores, varios factores pueden explicar esta discrepancia: la geometría del campo magnético de Urano —muy inclinado y desplazado respecto al centro del planeta—, la menor temperatura actual de la atmósfera o incluso incertidumbres sobre cómo se transforman los iones de hidrógeno en H₃⁺ en condiciones uranianas.
Paola Tiranti, doctoranda de la Universidad de Northumbria y autora principal del estudio que ha cartografiado por primera vez la atmósfera superior de Urano. Cortesía: Northumbria University / Barry Pells
Dos cinturones brillantes y un enigma oscuro
Uno de los resultados más llamativos es la presencia de dos regiones brillantes de emisión infrarroja asociadas a las auroras de Urano. Estas zonas, situadas aproximadamente entre 50° y 110° de longitud y entre 220° y 290°, muestran temperaturas y densidades ligeramente superiores, lo que indica calentamiento auroral y bombardeo de partículas energéticas.
Sin embargo, el mapa también revela algo inesperado: una región donde tanto la emisión como la densidad de H₃⁺ disminuyen notablemente. Este vacío se extiende entre 190° y 240° de longitud y podría estar relacionado con la compleja topología del campo magnético de Urano.
El planeta posee uno de los campos magnéticos más extraños del sistema solar: está inclinado unos 59 grados respecto a su eje de rotación y desplazado del centro del planeta. Esto genera una interacción muy irregular entre el viento solar y la atmósfera. Los investigadores sugieren que la zona oscura podría ser un efecto de esa geometría magnética, similar a regiones de baja densidad observadas en Júpiter.
¿Cómo se calienta la atmósfera de Urano?
Los nuevos perfiles verticales permiten analizar cómo se distribuye la energía en la atmósfera superior de Urano. A grandes rasgos, la emisión infrarroja depende de la temperatura en las capas altas y de la densidad de iones en las capas medias.
En las altitudes superiores (por encima de unos 3.000 kilómetros), la temperatura domina la emisión. En cambio, cerca del máximo de densidad, alrededor de 1.000 kilómetros, la cantidad de iones es el factor principal. Esta transición ayuda a entender dónde se deposita la energía y cómo se transporta.
La relativa uniformidad de temperaturas en distintas longitudes sugiere que el calor se redistribuye con eficacia alrededor del planeta. Esto podría deberse a ondas atmosféricas, conducción térmica o al arrastre de iones por el campo magnético.
Además, el estudio refuerza la idea de que la atmósfera superior de Urano recibe energía adicional de fuentes aún no bien comprendidas, como interacciones magnetosféricas o partículas energéticas, y no solo del Sol.
Un planeta clave para entender los gigantes de hielo
Urano pertenece a la categoría de gigantes de hielo, junto a Neptuno. Estos mundos, abundantes en otros sistemas planetarios, son cruciales para entender la formación y evolución de planetas. Sin embargo, son también los menos explorados.
Los nuevos resultados proporcionan referencias esenciales para futuras misiones espaciales a Urano. La comunidad científica lleva años proponiendo una misión orbital a Urano con una sonda atmosférica que pueda medir directamente su composición y dinámica. Los datos del James Webb ayudan a definir qué instrumentos serían necesarios y qué preguntas clave deberían abordarse.
«Estos perfiles verticales ofrecen una nueva visión de la ionosfera de Urano y proporcionan restricciones fundamentales para los modelos», señalan los autores en Geophysical Research Letters. También subrayan que las mediciones directas in situ serán imprescindibles para resolver las incógnitas restantes.
El poder de una tesis doctoral
Aunque el trabajo es fruto de una colaboración internacional, su primera autora es una estudiante de doctorado. Su investigación demuestra hasta qué punto la nueva generación de astrónomos está aprovechando el potencial del telescopio espacial James Webb para explorar regiones inalcanzables hasta ahora.
La cartografía vertical de la ionosfera de Urano no solo llena un vacío histórico en la exploración planetaria. También abre una ventana para comprender mejor cómo funcionan las atmósferas de los gigantes de hielo, tanto en nuestro sistema solar como en los numerosos exoplanetas similares descubiertos en la última década.
En un rincón remoto del sistema solar, un planeta inclinado y helado empieza por fin a revelar su estructura interna. Y lo hace gracias a la combinación de tecnología punta y la curiosidad de una investigadora en formación, capaz de descifrar, capa a capa, la atmósfera más esquiva del vecindario planetario.▪️(21-febrero-2026)
Información facilitada por la Universidad de Northumbria
Fuente: Paola I. Tiranti, H. Melin, L. Moore, E. M. Thomas, K. L. Knowles, T. S. Stallard, K. Roberts, J. O’Donoghue. JWST Discovers the Vertical Structure of Uranus' Ionosphere. Geophysical Research Letters (2026). DOI: https://doi.org/10.1029/2025GL119304
