El enigma de los planetas gigantes

Puedes disfrutar del reportaje completo en la revista Muy Interesante de abril. Los astrofísicos están más cerca de descifrar los mecanismos que dan lugar a los mundos más grandes del cosmos –gigantes de gas como Júpiter o Saturno–, los más numerosos entre los detectados fuera del Sistema Solar. Durante siglos ha supuesto todo un enigma el proceso por el que llegaron a formarse los gigantes gaseosos del Sistema Solar: Júpiter, Saturno, Neptuno y Urano, mucho más grandes que los planetas rocosos –el primero tiene 318 veces más masa que la Tierra y es 1.400 veces más voluminoso–, pero de una menor densidad debido a su naturaleza gaseosa. ¿Pero todo en ellos es gas? Existen discrepancias entre los científicos acerca de la composición del núcleo: algunos investigadores, como los de la Universidad de Colorado, creen que es una mezcla de roca, metal e hidrógeno; otros, caso de los de la Universidad de California en Berkeley, apuntan que el corazón de estos cuerpos celestes podría ser una fusión de elementos sin definir, comenta nuestro editor de ciencia Miguel Ángel Sabadell en el artículo Planetas gigantes que publica en la revista Muy Interesante n.º 419 el mes de abril.. Harold Levison / Foto: Henry Throop Existen muchos misterios en torno a estos planetas vaporosos, también llamados jovianos, aunque estamos más cerca de saber cómo surgieron. Y ello gracias a los recientes hallazgos de un equipo de científicos del Instituto de Investigación del Suroeste, en Boulder (EE. UU.), y de la Universidad Queen, en Kingston (Canadá). Liderados por Harold Levison, astrónomo especializado en mecánica planetaria, estos expertos creen que la clave se encuentra en unas habichuelas planetarias que nos llevarán a vislumbrar el origen de los cuatro gigantes de nuestro sistema solar. El trabajo, publicado hace pocos meses en la revista Nature, propone que la acumulación gradual de objetos de, como mucho, un metro de diámetro –las habichuelas o pepitas– puede explicar cómo se formaron estos mundos, y su planteamiento predice la creación de uno a cuatro gigantes gaseosos por estrella. “Hasta donde sabemos, este modelo es el primero en reproducir la estructura del Sistema Solar exterior, con dos gigantes gaseosos, otros dos gigantes helados –Urano y Neptuno– y un prístino cinturón de Kuiper”, explica Martin Duncan, uno de los autores del ensayo. Júpiter Los primeros trabajos en el campo de la recreación de sistemas planetarios datan de los años 60 y suponían que estos cuerpos celestes aparecían por agregación de partículas contenidas en la nube de polvo y gas que rodea a una estrella joven. En décadas posteriores, se introdujeron algunas variables, como las interacciones gravitatorias y las colisiones entre planetoides –objetos más pequeños que los planetas, pero mayores que los asteroides y cometas–, y se fue perfilando que, en el disco protoplanetario, esto es, la zona alrededor de la estrella en la que nacen los planetas, lo primero que se forma son núcleos de hielo y roca que acaban siendo los centros de esos objetos cósmicos. Luego, el gas y el polvo interestelar se van fijando a ellos, haciéndolos crecer poco a poco. Pero este modelo tenía un talón de Aquiles: y es que si queremos que se acumule una atmósfera importante, como la que posee cualquier gigante gaseoso, se necesita un núcleo sólido de al menos diez veces la masa de la Tierra. Y, para ello, han de pasar muchos millones de años, algo de lo que no disponen estos titanes, porque para crecer necesitan alimentarse del gas que rodea a su estrella, y esta, diez millones de años después de haber nacido, ha dejado su sistema limpio de dicho elemento. El nacimiento de un gigante gaseoso, en cinco etapas / Infografía: José Antonio Peñas Por tanto, la Tierra y demás planetas rocosos pueden tardar en formarse los treinta millones de años que predice la teoría, pero los gigantes gaseosos tuvieron que ver la luz veinte millones de años antes, cuando el gas no había desaparecido aún del Sistema Solar primigenio. ¿Cómo resolver el enigma? Levison y sus colegas se percataron de que la respuesta estaba en lo que llamaron acreción de pepitas. Pensaron que estas debían formarse a un ritmo tan lento como para permitir que los planetesimales –agregados de materia de los que nacen los planetas– tuvieran tiempo para dispersar a sus hermanos del disco de pepitas y así quedarse con todo el pastel.

Los astrónomos buscan aguas en Jupíteres de otros sistemas solares

La mayor parte de los más de 2.000 exoplanetas que conocemos son similares en tamaño y características físicas a nuestro Júpiter. Algunos tienen menos agua de lo que cabría esperar. Pero ¿por qué? Desde que en 1995 se descubriera el primer planeta orbitando alrededor de otra estrella, su número no ha dejado de crecer. En la actualidad, se conocen casi 2.000. La mayoría de ellos son del tamaño de nuestro Júpiter y presentan características similares: se trata de objetos gaseosos y calientes, pues suelen seguir trayectorias cerradas, lo que los lleva muy cerca de su estrella. Ahora, un equipo de investigadores coordinados por el astrofísico David Sing, de la Universidad de Exeter, en el Reino Unido, ha utilizado las observaciones de dos telescopios espaciales, el Hubble y el Spitzer, para estudiar en detalle las atmósferas de diez de esos gigantes extrasolares. Así, han podido resolver uno de los enigmas que llevaba intrigando desde hace tiempo a los planetólogos: ¿por qué  algunos tienen menos agua de lo esperado? En la revista Muy Interesante del mes de febrero te contamos que, tras analizar su envoltura gaseosa en un amplio rango de longitudes de onda, los científicos han encontrado que su composición es muy diversa y que existe una notable diferencia entre los mundos que poseen poca cantidad de agua en su atmósfera y los que no. Y es que en los primeros se han detectado abundantes nubes y brumas, lo que sugiere que estas ocultan la presencia de ese elemento. Con esta investigación se ha podido descartar que hay cuerpos que se desarrollan en entornos privados de agua, un supuesto que habría obligado a los astrónomos a revisar sus teorías sobre la formación de sistemas planetarios.

Un nuevo retrato de Júpiter detecta cambios en la Gran Mancha Roja

Con la ayuda del telescopio espacial Hubble, científicos de la NASA han confeccionado unos nuevos mapas de Júpiter, los primeros de una serie de retratos anuales que se elaborarán de los planetas exteriores del Sistema Solar para estudiar más de cerca su evolución a lo largo del tiempo. Las observaciones están concebidas para captar una amplia gama de características de estos mundos, como los vientos, las nubes, las tormentas y la química atmosférica. El nuevo retrato de Júpiter ha revelado de momento una extraña onda en el cinturón norte ecuatorial del planeta, que solo fue vista en otra ocasión, hace décadas, por la sonda Voyager 2; y una estructura filamentosa única en el corazón de la gran mancha roja –el mayor vórtice anticiclónico (altas presiones) del gigante gaseoso– nunca detectada con anterioridad.