Los gigantes de hielo Urano y Neptuno hacen honor a su nombre. Aunque los humanos sólo han enviado una nave espacial (Voyager 2) a estos mundos distantes, los científicos tienen una idea bastante clara de que estos planetas contienen hielo, y en gran cantidad. Según algunas estimaciones, el contenido de agua de estos planetas es unas 50.000 veces más alto que el de los océanos de la Tierra.
Sin embargo, la composición exacta del agua es un tema de debate. Neptuno, por ejemplo, tiene una atmósfera compuesta de hidrógeno y helio (con un ligero matiz de metano), y en realidad no tiene superficie, o al menos no tiene lo que entendemos por superficie. La NASA describe la “superficie” de Neptuno como “que se extiende a grandes profundidades, fusionándose gradualmente en agua y otros hielos fundidos sobre un núcleo más pesado y sólido con aproximadamente la misma masa que la Tierra”.
Pero los científicos del Instituto Tecnológico Technion-Israel dicen en un nuevo estudio, aún no revisado por pares, que el planeta podría contener mucho más hielo de metano de lo que se creía anteriormente. Los resultados fueron publicados en Marzo en el servidor de preimpresión arXiv.
Para comprender esta composición desconocida, debemos remontarnos a la formación de Urano y Neptuno hace miles de millones de años. Para contener tanta agua, los planetas deben “acretar”, o reunir bajo su inmensa gravedad, planetesimales ricos en hielo durante su formación. Sin embargo, al analizar los planetesimales del cinturón de Kuiper -del cual forma parte el notoriamente degradado Plutón- la mayoría están hechos de materiales refractarios, lo que significa que son “pobres en hielo”.
Entonces, ¿de dónde viene exactamente todo este hielo?
“Urano y Neptuno se consideran comúnmente gigantes de hielo y a menudo se supone que, además de una mezcla solar de hidrógeno y helio, contienen aproximadamente el doble de agua que la roca”, se lee en el estudio. “Demostramos que las reacciones químicas entre planetesimales dominados por materiales refractarios ricos en materia orgánica e hidrógeno de las atmósferas gaseosas de los protoplanetas pueden formar grandes cantidades de ‘hielo’ de metano. Por lo tanto, Urano y Neptuno podrían ser compatibles con la acreción de planetesimales dominados por materiales refractarios, sin dejar de ser helados”.
Para desentrañar este misterio, los científicos desarrollaron miles de modelos informáticos estadísticos aleatorios del interior de Urano y Neptuno, crearon una composición de la superficie y trabajaron hacia el interior. Cuando se probó con varios productos químicos diferentes y diversas composiciones de agua/roca, la recreación más aproximada del radio y la masa de Urano y Neptuno requirió grandes cantidades de hielo de metano formado a través de interacciones con planetesimales ricos en materia orgánica (pobres en materia orgánica). hielo) y la atmósfera de hidrógeno del planeta. Esta formación también se vio favorecida por el entorno de alta temperatura y alta presión que se produce durante el desarrollo caótico de los planetas.
El documento afirma que este hielo de metano probablemente se encontraría en una capa blanda y grumosa entre la atmósfera de hidrógeno/helio y la capa inferior de agua. De acuerdo a Ciencia vivaalgunos modelos incluso mostraron que el metano podría representar hasta el 10 por ciento de la masa de estos planetas.
“Mientras que el oxígeno de los minerales de roca y pequeñas cantidades de hielo de CO reaccionarán con el hidrógeno para formar agua adicional, el carbono dentro de la materia orgánica refractaria formará cantidades muy significativas de metano”, se lee en el artículo. “Nuestro generador de modelos aleatorios muestra que estos planetas ricos en metano pueden ajustarse a las propiedades observadas de Urano y Neptuno”.
Resolver muchos de estos misterios de composición requiere enviar una nave espacial a Urano, cuyo camino exploratorio fue trazado por la Voyager 2 en los años 1980. Afortunadamente, La NASA ha reconocido que una misión a Urano es una “máxima prioridad” como parte de su Estudio Decenal de Ciencia Planetaria y Astrobiología. Con un poco de suerte, cuando finalmente llegue esa misión, sabremos con seguridad qué constituye realmente estos fascinantes mundos helados.
Darren vive en Portland, tiene un gato y escribe y edita sobre ciencia ficción y cómo funciona nuestro mundo. Puedes encontrar sus cosas anteriores en Gizmodo y Paste si buscas lo suficiente.
