Artículo publicado por Ken Croswell el 16 de diciembre de 2011 en Science Now
Júpiter es víctima de su propio éxito. Unos sofisticados nuevos cálculos indican que el mayor planeta de nuestro sistema solar, que pesa más del doble que el resto de los planetas juntos, ha destruido parte de su núcleo central. Irónicamente, el culpable es el propio hidrógeno y helio que hicieron de Júpiter un gigante gaseoso, cuando la gravedad del núcleo atrajo estos elementos al formarse el planeta. El hallazgo sugiere que los planetas extrasolares más masivos no tienen núcleos en absoluto.
Los astrónomos dicen que Júpiter es un gigante gaseoso debido a que consta principalmente de hidrógeno y helio, que en la Tierra son gases. En Júpiter, sin embargo, la enorme presión de la gravedad del planeta comprime la mayor parte del hidrógeno en un fluido metálico que conduce la electricidad. El hidrógeno y el helio rodean a un núcleo central hecho de hierro, roca y hielo. El núcleo, que pesa aproximadamente 10 veces la masa de la Tierra, es un pequeño componente de un planeta de 318 masas terrestres.
Jupiter © by tonynetoneAhora, los científicos planetarios Hugh Wilson y Burkhard Militzer de la Universidad de California en Berkeley, han realizado unos cálculos mecánico cuánticos para ver qué sucede cuando el óxido de magnesio (MgO) — un ingrediente clave en el núcleo de roca de Júpiter — se sumerge en un fluido de hidrógeno y helio en el corazón del planeta La temperatura es de aproximadamente 16 000 kelvin – más caliente que la superficie del Sol – y la presión de unas 40 millones de atmósferas. Estas condiciones son tan extremas que ningún experimento puede reproducirlas.
De acuerdo con los cálculos del equipo, el MgO tiene una solubilidad muy alta. Esto significa que la roca sólida del núcleo de Júpiter se está disolviendo en un líquido, tal y como informan los investigadores en un artículo enviado a Physical Review Letters, aunque la tasa de erosión exacta es desconocida. Wilson y Militzer ya habían calculado anteriormente que el hielo del núcleo también se disuelve. El núcleo actual de Júpiter puede no ser tan grande como cuando se formó el planeta.
El científico planetario David Stevenson del Instituto Tecnológico de California dice que el nuevo trabajo es importante debido a que los científicos quieren comprender cómo ha cambiado Júpiter a lo largo del tiempo. “Si podemos hacerlo, entonces podemos hacer una afirmación muy útil sobre qué aspecto tenía Júpiter en su génesis”, señala Stevenson. “¿Tenía un núcleo sustancial en ese momento? De ser así, ¿tenía 10 masas terrestres, 15, 5?” En 2016, la nave Juno de la NASA empezará a orbitar Júpiter y proporcionará datos sobre el interior actual de los planetas, midiendo su campo gravitatorio.
Jonathan Fortney, científico planetario de la Universidad de California en Santa Cruz, también dice que el nuevo trabajo es muy importante. Pero sigue pendiente una gran pregunta, comenta: ¿Es la convección en el interior de Júpiter lo bastante vigorosa para sacar a la luz el material del núcleo disuelto y lanzarlo a la envoltura de hidrógeno-helio? De ser así, entonces el núcleo de Júpiter es menor hoy de lo que era en su nacimiento. Si no lo es, entonces la roca y hielo disueltos simplemente permanecerán en el centro de Júpiter, pero los límites entre el núcleo y el manto pueden ser menos distintivos de lo que se había pensado.
Aun así, Fortney dice: “Creo que hemos hecho muchos más progresos durante el año pasado de lo que se ha logrado en los anteriores 20 años”, gracias a los cálculos de Wilson y Militzer. Esos cálculos tienen implicaciones mucho más allá de Júpiter. Muchos de los planetas que orbitan otras estrellas son más masivos que Júpiter, por lo que sus núcleos están incluso más calientes. “Para estos planetas, la erosión del núcleo sería más rápida”, dice Militzer, lo que significa que los gigantes gaseosos varias veces más pesados que Júpiter podrían no tener núcleo, cambiando la visión que los científicos han tenido desde hace mucho tiempo sobre estos mundos lejanos.
Autor: Ken Croswell
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