Estudio: Las agua profundas de Urano y Neptuno podrían ser ricas en magnesio

Los científicos han acumulado una considerable gran cantidad de conocimientos sobre los planetas rocosos del sistema solar, como la Tierra y Marte, pero se sabe muy poco sobre los planetas ricos en agua helada, como Neptuno y Urano. 

Convencionalmente, se piensa que estos planetas poseen distintas capas -separadas- que consisten en una atmósfera -de hielo o fluido-, un manto rocoso y un núcleo metálico.

Para el estudio, los investigadores de la Universidad de Yonsei, en Corea del Sur, se interesaron en una posible reacción entre el agua y la roca en los interiores profundos de Neptuno y Urano.

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“Los gigantes de hielo y algunos exoplanetas tienen capas de agua muy profundas, a diferencia de los planetas terrestres. Propusimos la posibilidad de una mezcla a escala atómica de dos de los materiales de construcción de planetas (agua y roca) en el interior de los gigantes de hielo”, explicó Taehyum Kim, autor principal de la investigación.

En el laboratorio se utilizaron un yunque de diamante (arriba a la derecha) y un láser en una muestra de olivino para alcanzar las condiciones de presión-temperatura esperadas en la parte superior de la capa de agua debajo de la atmósfera de hidrógeno de Urano (izquierda). Crédito: Shim / ASU

El estudio

Para imitar las condiciones de las capas de aguas profundas de Neptuno y Urano en laboratorio, el equipo realizó los siguientes pasos:

• Primero: Se sumergió minerales típicos en la formación de rocas –olivino y ferropericlasa– en el agua, y luego la muestra se comprimió en un yunque de diamante a presiones muy altas.
• Segundo: Para monitorear la reacción entre los minerales y el agua se tomaron mediciones de rayos X mientras un láser calentó la muestra en una temperatura muy alta.

“Descubrimos que el magnesio se vuelve mucho más soluble en agua a altas presiones. De hecho, el magnesio puede volverse tan soluble en las capas de agua de Urano y Neptuno como la sal en el océano de la Tierra”, señaló Sang-Heon Dan Shim, co-autor del estudio y académico de la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio de la Universidad Estatal de Arizona.

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El equipo concluyó que los océanos en planetas ricos en agua pueden no tener las mismas propiedades químicas que el océano de la Tierra, mientras que la alta presión los convertiría ricos en magnesio.

Crédito: Shim/ASU

La investigación, publicada en la revista Nature Astronomy, puede ayudar a resolver el misterio de por qué la atmósfera de Urano es mucho más fría que la de Neptuno, a pesar que ambos planetas son ricos en agua.

Asimismo, brinda pistas sobre la composición de los océanos en exoplanetas ricos en agua fuera de nuestro sistema solar.