La masa de Urano es 14,5 veces la de la Tierra haciéndolo el
menos masivo de los planetas gigantes, mientras que su densidad, 1,27 g/cm³, lo
hace el segundo menos denso entre ellos, por detrás de Saturno. Aunque tiene un
diámetro ligeramente mayor que el de Neptuno (unas cuatro veces el de la
Tierra), tiene menos masa. Estos valores indican que está compuesto
principalmente de diversos tipos de «hielos», como agua, amoníaco y metano. La
masa total de hielo en el interior de Urano no se conoce con precisión, ya que
salen valores diferentes según el modelo, sin embargo, debe ser de entre 9,3 y
13,5 masas terrestres. El hidrógeno y el helio constituyen sólo una pequeña
parte del total, entre 0,5 y 1,5 masas terrestres. El resto de la masa (0,5 a
3,7 masas terrestres) corresponde a material rocoso.
El modelo generalizado de la estructura de Urano consiste en
un núcleo compuesto de roca con una masa relativamente pequeña, un manto de
hielos, y una atmósfera formada por hidrógeno y helio, que puede representar
hasta un 15% de la masa planetaria. El núcleo es relativamente pequeño, con una
masa de sólo 0,55 masas terrestres y un radio de menos del 20 por ciento del
total de Urano, el manto forma la mayor parte del planeta, con unas 13,4 masas
terrestres, mientras que la atmósfera superior es relativamente tenue, pesa
alrededor de 0,5 masas terrestres y forma el 20 por ciento final del radio de
Urano. La densidad del núcleo de Urano es alrededor de 9 g/cm3, con una presión
en el centro de 8 millones de bares (800 GPa) y una temperatura de unos 5000
K.56 57 El manto helado, de hecho, no es compuesto de hielo en el sentido
convencional sino que es un fluido caliente y denso que consiste de agua, amoníaco
y otros volátiles. Este fluido, que tiene una conductividad eléctrica elevada,
se llama a veces océano de agua-amoniaco. La composición de Urano y Neptuno es
muy diferente a la de Júpiter y Saturno, con hielo predominante por encima de
los gases. Esto justifica que se clasifiquen por separado como gigantes de
hielo.
Mientras que el modelo descrito antes es más o menos
estándar, no es el único, otros modelos también concuerdan con las observaciones.
Por ejemplo, si hubiera cantidades sustanciales de hidrógeno y material rocoso
mezcladas en el manto helado, la masa total de hielos en el interior sería
menor, y, por tanto, la masa total de rocas e hidrógeno sería mayor. Los datos
disponibles en la actualidad no permiten que la ciencia determine qué modelo es
el correcto.56 La estructura interior fluida de Urano significa que no tiene
superficie sólida. La atmósfera gaseosa hace una transición gradual hacia las
capas líquidas internas. Sin embargo, por conveniencia, se describe un
esferoide oblato de revolución, donde la presión es de 1 bar (100 kPa), y se
designa como «superficie». Tiene un radio ecuatorial y polar de 25 559 ± 4 y 24
973 ± 20 km, respectivamente. Esta superficie se considerará como punto cero de
altitud en este artículo.
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