Más pequeños y más fríos que los gigantes gaseosos, Neptuno y Urano se clasifican como gigantes de hielo. Hay muy poca agua en las cimas de las nubes, pero el porcentaje de agua aumenta a medida que desciende hacia el núcleo más pesado. ¿Podría haber una capa en Neptuno con suficiente presión y temperatura para que el agua líquida se forme en vastos océanos? Y si no es Neptuno, ¿qué pasa con un planeta similar a Neptuno que orbita otra estrella?
Primero, un poco sobre Neptuno. Este planeta "gigante de hielo" orbita alrededor del Sol a una distancia de aproximadamente 30 UA (30 veces la distancia Tierra-Sol). Su temperatura superficial es de 50 grados por encima del cero absoluto, pero las temperaturas aumentan a medida que desciende a través de las nubes debido al calor residual de su formación. Su atmósfera superior es 80% de hidrógeno y 19% de helio con algunos otros químicos.
Se pueden ver trazas de agua en la atmósfera superior de Neptuno, pero los astrónomos creen que la proporción de agua aumenta a medida que pasas a través de las nubes. Los científicos planetarios han teorizado que el agua podría existir en el fondo del núcleo sólido de Neptuno, en un estado iónico, donde las temperaturas son de miles de grados Kelvin. Pero puede haber un lugar más arriba, donde las temperaturas son más frías (menos de 800 K) y las presiones son más razonables (menos de 20 kbar) que podrían formarse vastos océanos de agua líquida.
Pero es un equilibrio complicado. Si un océano puede formarse o no depende de la mezcla de agua a gas en la atmósfera a las temperaturas adecuadas. A medida que desciende a través de la atmósfera, aumenta la relación de agua a hidrógeno. Al mismo tiempo, el agua solo puede condensarse fuera de la atmósfera cuando las temperaturas son lo suficientemente frías. Si hace demasiado calor, o la proporción de agua es demasiado baja, obtendrás una base de nubes, algo así como niebla sobre el interior más sólido de Neptuno.
Pero si las temperaturas son lo suficientemente frías a las presiones correctas, y hay suficiente agua en la atmósfera, debería condensarse para formar una capa oceánica antes de que comiencen las nubes.
Los investigadores Sloane J. Wiktorowicz y Andrew P. Ingersoll del Instituto de Tecnología de California en Pasadena han realizado los cálculos para Neptuno en su nuevo documento, Océanos de agua líquida en gigantes de hielo.
Según los datos reunidos aquí en la Tierra y en la nave espacial Voyager, Neptuno probablemente esté demasiado seco y demasiado cálido para que se formen estos océanos. Wiktorowicz e Ingersoll calcularon que hay menos del 15% de posibilidades de océanos en Neptuno. Pero a medida que Neptuno se enfría con el tiempo, tal vez en mil millones de años más o menos, la probabilidad de que los océanos de agua aumente al 40%.
Neptuno podría no ser un gran candidato, pero los planetas extrasolares podrían cumplir con los requisitos. A medida que mejoran las técnicas para encontrar planetas extrasolares, los astrónomos deben estar atentos a los planetas de clase Neptuno con temperaturas superficiales más frías que Neptuno, pero una mayor proporción de agua en la atmósfera.
Y estos deberían ser más fáciles de detectar que los pequeños planetas rocosos cerca de sus estrellas madre.
