11: Los planetas gigantes

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“¿Qué aprendemos de la Tierra al estudiar los planetas? La humildad”. —Andrew Ingersoll discutiendo los resultados de la misión Voyager en 1986.

Más allá de Marte y del cinturón de asteroides, nos encontramos con una nueva región del sistema solar: el reino de los gigantes. Las temperaturas aquí son más bajas, lo que permite que el agua y otros volátiles se condensen como hielo. Los planetas son mucho mayores, las distancias entre ellos son mucho mayores, y cada mundo gigante va acompañado de un extenso sistema de lunas y anillos.

Desde muchas perspectivas, el sistema solar exterior es donde está la acción, y los planetas gigantes son los miembros más importantes de la familia del Sol. En comparación con estos gigantes exteriores, las pequeñas cemento de roca y metal que orbitan más cerca del Sol pueden parecer insignificantes. Estos cuatro mundos gigantes —Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno— son los temas de este capítulo. Sus anillos, lunas y el planeta enano Plutón se discuten en un capítulo posterior.

11.1: Explorando los Planetas Exteriores
El sistema solar exterior contiene los cuatro planetas gigantes: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Los gigantes gaseosos Júpiter y Saturno tienen composiciones generales similares a la del Sol y han sido explorados por las naves espaciales Pioneer, Voyager, Galileo y Cassini. La Voyager 2 exploró Júpiter (1979), Saturno (1981), Urano (1986) y Neptuno (1989) —una gran gira por los planetas gigantes— y estos sobrevuelos han sido las únicas exploraciones hasta la fecha de los gigantes de hielo Urano y Neptuno.
11.2: Los planetas gigantes
Júpiter es 318 veces más masivo que la Tierra. Saturno es aproximadamente 25% tan masivo como Júpiter, y Urano y Neptuno son solo 5% tan masivos. Los cuatro tienen atmósferas profundas y nubes opacas, y todos giran rápidamente con periodos de 10 a 17 horas. Júpiter y Saturno tienen extensos mantos de hidrógeno líquido. Urano y Neptuno están agotados en hidrógeno y helio en relación con Júpiter y Saturno (y el Sol). Cada planeta gigante tiene un núcleo de “hielo” y “roca” de unas 10 masas terrestres.
11.3: Atmósfera de los Planetas Gigantes
Los cuatro planetas gigantes tienen generalmente atmósferas similares, compuestas principalmente por hidrógeno y helio. Sus atmósferas contienen pequeñas cantidades de gas metano y amoníaco, los cuales también se condensan para formar nubes. Las capas de nubes más profundas (invisibles) consisten en agua y posiblemente hidrosulfuro de amonio (Júpiter y Saturno) y sulfuro de hidrógeno (Neptuno). En las atmósferas superiores, los hidrocarburos y otros compuestos traza son producidos por la fotoquímica. Desconocemos el origen de los colores nubosos de Júpiter.
11.E: Los Planetas Gigantes (Ejercicios)

Miniatura: Los cuatro planetas gigantes de nuestro sistema solar tienen atmósferas de hidrógeno, pero los gigantes gaseosos cálidos, Júpiter y Saturno, tienen nubes bronceadas, beige, rojas y blancas que se cree que están compuestas por partículas de hielo de amoníaco con diversos colorantes llamados “cromóforos”. Los gigantes de hielo teñidos de azul, Urano y Neptuno, son mucho más fríos y cubiertos de nubes de hielo de metano. (crédito: modificación de obra por el Instituto Lunar y Planetario, NASA)