Nella notte del 13 marzo 1781 William Herschel, musicista di professione e sconosciuto astronomo dilettante, scoprì il pianeta Urano mentre stava sistematicamente scandagliando il cielo con il suo telescopio, di appena 15 centimetri di diametro, autocostruito. All’inizio non si rese conto di ciò che aveva scoperto e pensò si trattasse del nucleo di una cometa. Nelle notti successive scoprì che il corpo celeste si spostava lentamente attraverso lo sfondo delle stelle distanti della costellazione del Toro e comprese che l’oggetto non poteva essere una stella.La spiegazione più semplice era che si trattasse di una nuova cometa e quindi Herschel presentò la propria scoperta alla Royal Society d’Inghilterra. Con l’accumularsi delle osservazioni fu ben presto chiaro, dal tipo di orbita percorsa dal corpo celeste, che non si trattava di una cometa ma di un pianeta ed Herschel divenne improvvisamente famoso per aver scoperto un nuovo mondo. La clamorosa scoperta trasformò Herschel in una celebrità e gli valse uno stipendio annuale da parte di re Giorgio III, l’allora sovrano d’Inghilterra. Per riconoscenza verso il suo re propose di chiamare il nuovo pianeta “Pianeta Giorgiano” ma, dopo diverse controversie, la comunità astronomica decise di chiamarlo “Urano”, dal nome del dio greco.
La soluzione trovata presenta un carattere di continuità con le denominazioni dei pianeti esterni scelte dagli antichi astronomi. Infatti il padre di Marte è Giove e quello di Giove è Saturno, che a sua volta è figlio di Urano. In retrospettiva, una volta nota l’orbita, si evidenziò che Urano, al limite della visibilità ad occhio nudo, era stato osservato precedentemente più volte da vari astronomi, ma nessuno ne aveva notato lo spostamento. Urano si muove intorno al Sole ad una distanza di quasi tre miliardi di chilometri, ovvero due volte quella di Saturno, il pianeta più distante conosciuto fin dall’antichità. Urano, per completare un intero giro intorno al Sole, impiega ben 84 anni e poiché ruota su se stesso in 17,24 ore terrestri il suo anno è lungo più di 45 mila giorni uraniani.
Herschel continuò a osservare il pianeta appena scoperto e nel 1787, con un nuovo telescopio di 45 centimetri di diametro, scoprì due satelliti, poi battezzati da suo figlio John con i nomi shakespeariani di Titania e Oberon. Dallo studio delle loro orbite risultò che Urano aveva una massa quindici volte maggiore di quella terrestre con una densità di soli 1,27 grammi per centimetro cubo, e ciò sta a indicare una costituzione prevalentemente gassosa. Nel 1851 l’astronomo William Lassel trovò due satelliti più piccoli e più vicini al pianeta, Ariel e Umbriel e nel 1948 Gerald Kuiper scoprì Miranda, il quinto satellite di Urano, di dimensioni più piccole rispetto a tutti gli altri e più vicino al pianeta. A causa dell’enorme distanza il globo del pianeta presenta un piccolo diametro apparente di soli 4 secondi d’arco per cui è risultato sempre difficile scorgerlo. Osservato con il telescopio più grande della nostra associazione, del diametro di 40 centimetri, appare come un dischetto di colore acquamarina, bello da vedere ma privo di dettagli superficiali.
Ciò nonostante, già dal 1908, con l’ausilio di uno spettrografo, erano state individuate numerose bande di assorbimento, interpretate con la presenza di metano nell’atmosfera del pianeta. Ma la sorpresa più grande giunse nel 1977 durante lo studio dell’occultazione di una stella da parte di Urano. I ricercatori, a bordo di un osservatorio volante posto entro un aereo appositamente modificato, rilevarono fluttuazioni luminose della stella, interpretate come dovute a effetti di oscuramento per la presenza di una serie di anelli attorno al pianeta. La conferma della presenza di anelli avvenne però solo grazie alla sonda Voyager 2 che iniziò la vera esplorazione di Urano. Quando il 24 gennaio 1986 il Voyager sfiorò Urano a 80.000 chilometri di distanza i segnali impiegarono due ore e cinquanta minuti per raggiungere la Terra. Furono scattate migliaia di fotografie nelle poche ore del sorvolo ravvicinato che consentirono di acquisire molte più informazioni di quante ottenute in due secoli di difficili osservazioni al telescopio. Osservando le immagini di Urano (ottenute con filtri blu, verde e arancione) si nota un’atmosfera azzurrognola dovuta alla presenza di metano negli strati alti dell’atmosfera. Alle basse temperature presenti nello strato atmosferico superiore (-213° C), il gas metano congela e forma uno strato di nubi e particelle di nebbia a causa dell’azione di raggi ultravioletti solari sul metano. La nebbia e le nubi di metano danno al pianeta un aspetto soffuso e nascondono alla vista l’atmosfera inferiore. Vi si scorgono con difficoltà nubi biancastre di metano gelato che sono spinte da venti che raggiungono i 600 km/h. Ma senza dubbio l’aspetto più straordinario del pianeta è l’inclinazione del suo asse di rotazione, circa 98 gradi, che fa sembrare il pianeta “coricato”. Al passaggio del Voyager il polo Sud di Urano era rivolto verso il Sole e la Terra ed è stato uno spettacolo osservare gli anelli e le sue lune descrivere dei cerchi concentrici, girando intorno ad esso come in una ruota panoramica. Gli anelli sono formati da frammenti di ghiaccio e roccia, mista a polvere costituita da piccoli granelli e da una moltitudine di finissime particelle di un centesimo di millimetro e questo fa sì che risultino deboli e difficilmente osservabili da Terra. Come già per Saturno anche intorno ad Urano il Voyager scoprì l’esistenza di piccole lune collocate vicino agli anelli, che con la loro pur debole gravità contribuiscono a confinarli e a stabilizzarli; esse sono denominate “satelliti pastore”. Le piccole lune scoperte dal Voyager sono tutte interne all’orbita di Miranda e sono: Cordelia, Ofelia, Bianca, Cressida, Desdemona, Juliet, Porzia, Rosalind, Belinda, Puck e Mab.
Ma non basta, nel 1992 il grande telescopio di Monte Palomar scopriva Calibano e nel 1999 sono state scoperte altre tre piccole lune, Stefano, Prospero e Setebos, portando così il totale a ventuno. Ma non è finita: nel 2001 vengono rivelati Trin****, Ferdinando e Francisco. Nel 2004 le osservazioni del telescopio spaziale Hubble fanno salire il conto a ventisette con Cupido e Margherita. Tutti questi nomi sono ispirati alle opere degli scrittori e poeti Shakespeare e Pope. Ma perché Urano ruota coricato su un fianco? Anche se il Voyager non ha trovato “il colpevole”, ha scoperto prove evidenti che durante le prime fasi di vita del sistema solare sono avvenute violente collisioni e i satelliti di Giove, Saturno e dello stesso Urano ne portano i segni. Quando i numerosissimi detriti e frammenti in orbita intorno al Sole neonato si aggregarono dando origine a corpi di dimensioni planetarie, le collisioni che avvennero per ultime furono le più violente e si pensa che un corpo delle dimensioni della Terra abbia urtato lateralmente Urano rovesciandolo su un fianco.
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