MADRID, 3 Nov. (EUROPA PRESS) -
En su juventud, Júpiter y otros planetas gigantes gaseosos pueden haber sido "mundos de vapor": cálidos planetas oceánicos un poco más grandes que la Tierra, con atmósferas de vapor de agua.
John Chambers, un investigador de la Institución Carnegie de Washington en Washington, DC, propone que algunos protoplanetas puedan convertirse en mundos de vapor desde sus modestos comienzos como acumulaciones de guijarros de roca y hielo.
A medida que los cuerpos de acreción se unen y el protoplaneta crece, el aumento de la presión licúa los hielos y se forman los océanos. Sin ningún aire presente, el agua y cualquier otro líquido se subliman, creando una atmósfera dominada por el vapor de agua, según la idea. Incluso un protoplaneta relativamente pequeño de entre 0.08 y 0.16 masas de la Tierra puede ser bastante cálido, de 0 a 347 grados Celsius, dijo Chambers.
"Calculé la estructura de las atmósferas en este caso, y deduje cuando las condiciones son adecuadas para un rápido ingreso de gas para formar un planeta gigante", dijo Chambers a Space.com. "La respuesta es que esto sucede cuando un planeta tiene unas pocas masas más que la Tierra, que es algo menor que el valor convencional de 10 masas de tierra".
En su modelo, Chambers comenzó con un planeta que orbita alrededor de una estrella similar al Sol unas tres veces más lejos que la Tierra circunda al sol. La composición del protoplaneta inicial es mitad hielo y mitad roca. Los guijarros se acumulan en un pequeño protoplaneta, cuya atmósfera es muy delgada y está compuesta por hielos en sublimación. Una vez que el protoplaneta llega a 0.084 masas de tierra, hay suficiente presión atmosférica para que el hielo se derrita, y el objeto se convierte en un pequeño mundo oceánico. A medida que aumenta el hielo y la roca, el protoplaneta crece y comienza a acumular hidrógeno y helio.
Como hay mucha agua en la atmósfera, el planeta se calienta. (El agua es un poderoso gas de efecto invernadero.) A medida que el protoplaneta gana masa, la presión atmosférica también sigue aumentando, permitiendo que la atmósfera absorba más vapor de agua. Finalmente, la presión es tan alta que el agua ya no es un océano de líquido, sino un "fluido supercrítico" mezclado con hidrógeno y helio, sin un límite claro entre la atmósfera y la superficie.
Una vez que se juntan entre dos y cinco masas terrestres de roca y hielo, se inicia un proceso desbocado y el protoplaneta toma más gas del disco alrededor de su estrella anfitriona rápidamente. Eso es lo que permite a un gigante de gas crecer.
El estudio ha sido aceptado para su publicación en The Astrophysical Journal y está disponible en el servidor de preimpresión en línea arXiv.org.
