¿Cómo es el interior de un planeta? Es algo que hemos estudiado en el colegio. La Tierra tiene una corteza fina en su superficie, un manto medio fundido y súper grueso bajo ella y, finalmente, en su centro un núcleo de hierro y níquel, fundido en su exterior y sólido en su interior. De hecho, tendemos a imaginar que todos los planetas son iguales o, al menos, la mayoría, los que no son gaseosos. Y eso es un error que no se limita a la población general. Los propios científicos han pensado así durante bastante tiempo, asumiendo que la estructura sería relativamente parecida y, a tenor de los últimos hallazgos, es posible que estuviéramos equivocados.

Sabemos que el agua de un planeta como el nuestro no solo está en la superficie, parte se encuentra hidratando las profundidades, hay agua en el manto y agua en el núcleo, la cuestión es la cantidad de ella que podemos encontrar. Pues bien, parece que si tenemos en cuenta lo que un nuevo modelo de la formación planetaria sugiere que podríamos estar infraestimando la cantidad de agua que hay en ellos. En resumen: podría haber 10 veces más de la que sospechábamos en algunos casos y, para sorpresa de muchos: podría encontrarse en su núcleo.

Llover para adentro

Podríamos decir que, en un momento de la formación planetaria, al agua le da por llover hacia el interior del planeta, muy para adentro, tanto que llega al núcleo. La lluvia, simplificándolo mucho, sucede cuando se acumulan suficientes gotitas de agua líquida en torno a una diminuta partícula en el aire, algo así como una montita de polvo. Cuando la gota pesa suficiente, empieza a caer y se precipita sobre la superficie terrestre. Pues bien, parece que, cuando los planetas están todavía fundidos, el hierro que terminará en su interior está todavía mezclado con los materiales que terminarán siendo el manto y ahí es donde ocurre una suerte de lluvia subterránea.

En palabras de una de las investigadoras principales, la profesora de Exoplanetas en la ETH de Zúrich Caroline Dorn, “El núcleo de hierro tarda en desarrollarse. Una gran parte del hierro está inicialmente contenida en la sopa de magma caliente en forma de gotas”. El agua atrapada en esta sopa se combina con estas gotas de hierro y se hunde con ellas hacia el núcleo. "Las gotas de hierro se comportan como un ascensor que es llevado hacia abajo por el agua". Dicho de otro modo: las gotas de hierro son como esas partículas en suspensión de la atmósfera y el agua hace lo propio, se une y las hace caer, en este caso, hasta el interior del planeta. El proceso no es el mismo, pero nos podemos hacer una idea. No obstante, esto ya se sabía en cierto modo, la verdadera novedad es que los planetas más grandes podrían ver potenciado este proceso y tener, proporcionalmente, mucha más agua en su interior.

Todo es lava

Es especialmente interesante comprender cómo se estructuran los planetas mientras todavía están fundidos porque la mayoría de los que conocemos están tan cerca de su estrella que su superficie todavía no se ha podido solidificar. Y es que, aunque conocemos más de 5600 exoplanetas, las dos principales técnicas que tenemos para detectar detectarlos funcionan especialmente bien cuando son grande y se encuentran cerca de su estrella. Dos de las características clave para entender el viaje del agua por su interior.

La técnica del tránsito consiste en ver la caída en el brillo de una estrella cada X horas porque un planeta pasa entre nosotros y la estrella. El método de la velocidad radial deduce la presencia de un planeta en función de las anomalías en el movimiento de una estrella asumiendo que estas se deben a un cuerpo muy masivo que gira a su alrededor. En cualquiera de los dos casos, ser grande y estar cerca hace más fácil la detección y, por lo tanto, muchos de ellos tienen las condiciones que han analizado estos investigadores en su estudio.

Y, por eso, Dorn explica que “cuanto más grande es el planeta y mayor es su masa, más tiende el agua a ir con las gotas de hierro e integrarse en el núcleo. En ciertas circunstancias, el hierro puede absorber hasta 70 veces más agua que los silicatos. Sin embargo, debido a la enorme presión en el núcleo, el agua ya no toma la forma de moléculas de H₂O, sino que se presenta en forma de hidrógeno y oxígeno”.

Del manto a la atmósfera

Ahora bien, cuando estos planetas se enfrían, el agua disuelta en el manto puede ascender a la superficie y liberarse a la atmósfera, aumentando la cantidad de vapor de agua en ella. Así pues, con un buen modelo, los investigadores podrían intuir la cantidad de agua que hay en el interior de un planeta a partir de la que se encuentra en su atmósfera, teniendo en cuenta (por supuesto) otra serie de características como el tamaño, la temperatura, etc. El problema, por desgracia, es que todavía no podemos medir la composición de la atmósfera superior de estos planetas, por lo que hará falta mejorar nuestros dispositivos y las técnicas de análisis antes de poner en práctica lo aprendido.

QUE NO TE LA CUELEN:

• El agua en grandes cantidades no siempre es buena para la vida. Se sospechaba la existencia de planetas como la Tierra, pero donde los mares cubrían toda su superficie y, en ellos, algunos tipos de hielo podrían acabar con la vida tal y como la conocemos. Sin embargo, si este estudio está en lo cierto y el agua en las profundidades se distribuye como sospecha, esto podría hacer más rara la existencia de planetas sin tierra firme y, por lo tanto, algo más probable la aparición de vida en el cosmos.

REFERENCIAS (MLA):

• Luo, Haiyang, Caroline Dorn, and Jie Deng. "The Interior as the Dominant Water Reservoir in Super-Earths and Sub-Neptunes." Nature Astronomy, 20 Aug. 2024, doi:10.1038/s41550-024-02347-z.