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¿Cómo se formó Júpiter?

Júpiter es el planeta más grande del sistema solar y el quinto más alejado del Sol. Su formación es un tema de debate entre los científicos, que han propuesto dos modelos principales: el de acreción del núcleo y el de inestabilidad del disco.


Júpiter. Crédito: JUNO/NASA
Júpiter. Crédito: JUNO/NASA

La teoría de la acreción sugiere que Júpiter se formó a partir de un núcleo sólido de elementos pesados que atrajo y retuvo el gas del disco protoplanetario.


Por otro lado, la teoría de la inestabilidad del disco sugiere que Júpiter se formó directamente a partir de una región más densa y fría del disco planetario, donde el gas se condensó y colapsó bajo su propia gravedad.


Ambos modelos tienen ventajas y desventajas para explicar la formación de Júpiter y de otros planetas similares, tanto en nuestro sistema solar como en otros sistemas planetarios. El modelo de acreción del núcleo es más compatible con la formación de planetas gigantes de hielo como Urano y Neptuno, que tienen una mayor proporción de elementos pesados que Júpiter y Saturno, pero tiene el problema de que requiere mucho tiempo para que el núcleo se forme y pueda capturar el gas, lo que podría ser incompatible con la vida del disco protoplanetario.


El modelo de inestabilidad del disco es más rápido y puede explicar la formación de planetas gigantes gaseosos tanto pobres como ricos en metales, e incluso de enanas marrones y planetas rocosos, pero tiene el inconveniente de que depende de las condiciones iniciales del disco, que son difíciles de conocer y de reproducir.


Para discriminar entre estos modelos, es necesario medir con precisión la masa, el tamaño, la forma y la composición del núcleo de Júpiter, así como la distribución de elementos pesados en su envoltura gaseosa. Estos parámetros nos permitirían saber si el núcleo se formó antes o después que el gas, y si ha sufrido algún proceso de erosión o mezcla a lo largo de la historia del planeta.


Sin embargo, obtener estos datos no es una tarea fácil, ya que el núcleo de Júpiter se encuentra a unos 70.000 km de profundidad, bajo una atmósfera extremadamente densa y turbulenta, y sometido a unas condiciones de presión y temperatura muy elevadas.


La nave espacial Juno intenta dar una respuesta


La misión Juno de la NASA, que orbita alrededor de Júpiter desde 2016, está estudiando su estructura, atmósfera, campo magnético y auroras.


La misión Juno utiliza una combinación de instrumentos científicos para intentar desvelar el misterio del núcleo de Júpiter. Uno de ellos es el magnetómetro, que mide el campo magnético del planeta, que se genera por el movimiento de un fluido conductor de electricidad en su interior.


Al analizar las variaciones del campo magnético con la profundidad, se puede inferir la estructura y la dinámica de las capas internas del planeta. Otro instrumento es el radiómetro de microondas, que mide la emisión térmica de la atmósfera de Júpiter en diferentes longitudes de onda, lo que permite determinar la abundancia de agua y de otros elementos volátiles en función de la altitud.


El agua es un indicador clave de la cantidad de elementos pesados que hay en el planeta, y su distribución nos puede dar pistas sobre la formación y la evolución del mismo. Además, Juno cuenta con una cámara de alta resolución, que toma imágenes espectaculares de las nubes y las tormentas de Júpiter, y con varios sensores de partículas y ondas, que estudian el entorno de radiación y las auroras del planeta.


El núcleo de Júpiter


Los primeros resultados de Juno han revelado que el núcleo de Júpiter no es tan sólido y compacto como se pensaba, sino que tiene una estructura difusa y heterogénea, que se extiende hasta el 60% del radio del planeta. Esto sugiere que el núcleo se formó por la acreción de planetesimales, pero que sufrió una colisión con otro cuerpo de gran tamaño hace unos 4.500 millones de años, que lo fragmentó y lo mezcló con el gas circundante.


Esta hipótesis explicaría también la alta concentración de elementos pesados que se ha detectado en la atmósfera de Júpiter, especialmente en el ecuador, donde el impacto habría sido más intenso. Sin embargo, esta interpretación no está exenta de incertidumbres y controversias, y se necesitan más datos y más análisis para confirmarla o descartarla.


El núcleo de Júpiter sigue siendo, por tanto, un enigma sin resolver, que nos plantea nuevos desafíos y nos obliga a revisar nuestros modelos y teorías.


 

Referencias:


(1) Así se formó Júpiter: a una distancia cuatro veces superior a la actual. https://www.xatakaciencia.com/astronomia/asi-se-formo-jupiter-a-distancia-cuatro-veces-superior-a-actual

(2) Júpiter (planeta) - Wikipedia, la enciclopedia libre. https://es.wikipedia.org/wiki/J%C3%BApiter_%28planeta%29

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