Urano y Neptuno podrían ser gigantes rocosos
Urano podría ser un gigante de hielo (izquierda) o un gigante de roca (derecha), según los supuestos del modelo, según los investigadores. (Imagen: Instituto Keck de Estudios Espaciales/Chuck Carter)
Fuente University of Zurich/NCCR PlanetS
Un equipo de investigadores de la Universidad de Zúrich y del NCCR PlanetS está cuestionando nuestra comprensión del interior de los planetas del Sistema Solar. La composición de Urano y Neptuno, los dos planetas más externos, podría ser más rocosa y menos helada de lo que se creía.
Los planetas del Sistema Solar se dividen típicamente en tres categorías según su composición: los cuatro planetas rocosos terrestres (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte), seguidos de los dos gigantes gaseosos (Júpiter y Saturno) y, finalmente, los dos gigantes helados (Urano y Neptuno). Según el trabajo del equipo científico de la UZH, Urano y Neptuno podrían ser, en realidad, más rocosos que helados. El nuevo estudio no afirma que los dos planetas azules sean de uno u otro tipo, ricos en agua o en rocas, sino que cuestiona que la riqueza en hielo sea la única posibilidad. Esta interpretación también es coherente con el descubrimiento de que el planeta enano Plutón tiene una composición predominantemente rocosa.
El equipo desarrolló un proceso de simulación único para el interior de Urano y Neptuno. «La clasificación de gigantes helados es demasiado simplificada, ya que Urano y Neptuno aún son poco conocidos», explica Luca Morf, estudiante de doctorado en la Universidad de Zúrich y autor principal del estudio. Los modelos basados en la física se basaban demasiado en suposiciones, mientras que los modelos empíricos eran demasiado simplistas. Combinamos ambos enfoques para obtener modelos interiores que fueran a la vez «agnósticos» o imparciales y, sin embargo, físicamente consistentes. Para ello, primero parten de un perfil de densidad aleatorio para el interior planetario. Luego, calculan el campo gravitacional planetario que es consistente con los datos observacionales e infieren una posible composición. Finalmente, repiten el proceso para obtener la mejor coincidencia posible entre los modelos y los datos observacionales.
Un nuevo abanico de posibilidades
Con su nuevo modelo agnóstico, aunque completamente físico, el equipo de la Universidad de Zúrich descubrió que la posible composición interna de los «gigantes de hielo» de nuestro sistema solar no se limita únicamente al hielo (típicamente representado por agua). «Es algo que sugerimos por primera vez hace casi 15 años, y ahora contamos con el marco numérico para demostrarlo», revela Ravit Helled, profesor de la Universidad de Zúrich e impulsor del proyecto. El nuevo rango de composición interna muestra que ambos planetas pueden ser ricos en agua o en rocas.
El estudio también aporta nuevas perspectivas sobre los enigmáticos campos magnéticos de Urano y Neptuno. Si bien la Tierra tiene polos magnéticos norte y sur bien definidos, los campos magnéticos de Urano y Neptuno son más complejos, al tener más de dos polos. Nuestros modelos incluyen las llamadas capas de «agua iónica» que generan dinamos magnéticos en lugares que explican los campos magnéticos no dipolares observados. También descubrimos que el campo magnético de Urano se origina a mayor profundidad que el de Neptuno, explica Ravit Helled.
La necesidad de nuevas misiones espaciales
Si bien los resultados son prometedores, persiste cierta incertidumbre. «Uno de los principales problemas es que los físicos aún desconocen cómo se comportan los materiales en las condiciones exóticas de presión y temperatura que se encuentran en el núcleo de un planeta; esto podría afectar nuestros resultados», afirma Luca Morf, quien planea ampliar los modelos en el futuro.
A pesar de las incertidumbres, los nuevos resultados también abren el camino a un nuevo escenario potencial de composición interior, desafían suposiciones de décadas de antigüedad y orientan la futura investigación en ciencia de los materiales en condiciones planetarias. «Tanto Urano como Neptuno podrían ser gigantes rocosos o gigantes de hielo, dependiendo de las suposiciones del modelo. Los datos actuales son insuficientes para distinguirlos, por lo que necesitamos misiones dedicadas a Urano y Neptuno que puedan revelar su verdadera naturaleza», concluye Ravit Helled.
