Olvida medio siglo de conocimiento sobre Urano y Neptuno: tienen más roca de lo que imaginábamos

Un nuevo modelo planetario basado en un algoritmo innovador muestra que Urano y Neptuno no son simples “gigantes de hielo”, como se les ha clasificado durante los últimos 50 años, sino cuerpos complejos con más roca de lo estimado. La investigación, aún en prepublicación, plantea que, ante la incertidumbre sobre la composición de dos de los planetas más grandes del sistema solar, los astrónomos deberían reconsiderar su clasificación.

Los planetas rocosos y congelados no son lo que crees

En el campo de la formación planetaria, los conceptos de “hielo” y “roca” no describen la superficie actual de un planeta, sino el lugar donde nació dentro del disco protoplanetario. Los materiales refractarios, como los metales y los silicatos, tienden a concentrarse en las regiones internas de los sistemas estelares, donde dan origen a planetas pequeños y sólidos: los cuerpos rocosos. En cambio, los compuestos volátiles, como el agua, el monóxido de carbono, el amoníaco y el metano, se acumulan en las zonas externas, donde las bajas temperaturas los condensan en forma sólida hasta formar los llamados gigantes de hielo.

Urano y Neptuno son los únicos planetas del sistema solar considerados como gigantes de hielo. La teoría más aceptada sostiene que contienen compuestos volátiles en capas que, bajo presión y temperatura extremas, se comportan como fluidos exóticos. Según los modelos anteriores, no albergan hielo literal, sino un núcleo denso rodeado de materiales en estados intermedios entre líquido y gas.

Sabemos menos de Urano y Neptuno de lo que nos gustaría admitir

Casi todo lo que se conoce sobre estos planetas proviene de los breves sobrevuelos de las sondas Voyager en la década de 1980. Aquellas misiones recopilaron datos sobre sus atmósferas y permitieron construir modelos teóricos sobre su composición interna y simulaciones sobre su comportamiento.

Por supuesto, hay observaciones recientes con telescopios potentes, como la tomada por el telescopio espacial James Webb este año, pero todas ellas detallan su temperatura, composición de la atmósfera, magnitud del campo magnético o proporciones. Incluso los científicos han llegado a recolorear la imagen de los planetas debido que hoy hay mejor información al respecto. Sin embargo, su composición interna sigue siendo una suposición.

Un nuevo método para enfrentar la incertidumbre

Luca Morf y Ravit Helled, científicos del Departamento de Astrofísica de la Universidad de Zúrich, en Suiza, proponen un algoritmo iterativo que parte del azar y avanza hacia configuraciones coherentes. Primero generan perfiles de densidad planetaria aleatorios y luego los ajustan con las leyes de la hidrostática y la gravedad para comprobar si encajan con los datos conocidos: masa, radio y momentos gravitacionales.

El método corrige la composición mediante prueba y error hasta producir un abanico de configuraciones plausibles. El artículo propone que ambos planetas tienen configuraciones de manto dominadas por agua y rocas, lo que los vuelve menos “gigantes de hielo” y más “gigantes rocosos”.

El hielo de Urano y Neptuno, entendiéndose como la mezcla de compuestos volátiles como agua, amoniaco y metano, no se distribuye de manera homogénea en las capas cercanas al núcleo. En su lugar, aparece mezclado complejamente con silicatos y gases. «En general, nuestros hallazgos desafían la clasificación convencional de Urano y Neptuno como ‘gigantes de hielo’ y subrayan la necesidad de mejorar los datos observacionales o las restricciones de formación para romper la degeneración de la composición», afirman los autores.