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Los gigantes de hielo Urano y Neptuno hacen honor a su nombre. Aunque los humanos sólo han enviado una nave espacial (Voyager 2) hacia estos mundos lejanos, los científicos tienen una idea bastante clara de que estos planetas contienen hielo, y mucho. Según algunas estimaciones, el contenido de agua de estos planetas es unas 50.000 veces superior al de los océanos de la Tierra.
Sin embargo, la composición exacta del agua es objeto 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 lo que nosotros entendemos por superficie. La NASA describe la "superficie" de Neptuno como "extendida 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 científicos del Instituto Tecnológico Technion-Israel afirman en un nuevo estudio, aún no revisado por expertos, que el planeta podría contener mucho más hielo de metano de lo que se creía. Los resultados se publicaron en marzo en el servidor de preimpresión arXiv.
Para comprender esta composición tan desconocida hay que remontarse 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 que forma parte el notoriamente degradado Plutón-, la mayoría están hechos de materiales refractarios, lo que significa que son "pobres en hielo".
Entonces, ¿de dónde procede 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 de roca", se lee en el estudio. "Demostramos que las reacciones químicas entre los planetesimales dominados por materiales refractarios ricos en materia orgánica y el hidrógeno de las atmósferas gaseosas de los protoplanetas pueden formar grandes cantidades de 'hielo' de metano. Por tanto, Urano y Neptuno podrían ser compatibles con haber acrecionado planetesimales dominados por materiales refractarios, sin dejar de ser helados".
Para descifrar este misterio, los científicos desarrollaron miles de modelos informáticos estadísticos aleatorios del interior de Urano y Neptuno, crearon una composición superficial y trabajaron hacia el interior. Cuando se probaron con varias sustancias químicas diferentes y varias 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 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 artículo afirma que este hielo de metano probablemente se encontraría en una capa grumosa y blanda entre la atmósfera de hidrógeno/helio y la capa inferior de agua. Según Live Science, algunos modelos mostraron incluso que el metano podría constituir hasta el 10 por ciento de la masa de estos planetas.
"Mientras que el oxígeno de los minerales rocosos y pequeñas cantidades de hielo de CO reaccionarán con el hidrógeno para formar agua adicional, el carbono del interior de los orgánicos refractarios formará cantidades muy significativas de metano", se lee en el artículo. "Nuestro generador de modelos aleatorios muestra que tales planetas ricos en metano pueden ajustarse a las propiedades observadas de Urano y Neptuno".
Para resolver muchos de estos misterios composicionales es necesario enviar una nave espacial a Urano, cuyo camino exploratorio fue trazado por el Voyager 2 en la década de 1980. Afortunadamente, la NASA ha reconocido que una misión a Urano es de "máxima prioridad" como parte de su Planetary Science and Astrobiology Decadal Survey. Con un poco de suerte, cuando esa misión llegue por fin, sabremos a ciencia cierta qué es lo que realmente compone estos fascinantes mundos helados.
Darren lives in Portland, has a cat, and writes/edits about sci-fi and how our world works. You can find his previous stuff at Gizmodo and Paste if you look hard enough.
