Has soñado alguna vez con viajar por el espacio y descubrir mundos tan extraños y maravillosos que parecen desafiar a la imaginación, imagínate un universo en el que los planetas no tienen una superficie sólida sobre la que posarse, gigantes gaseosos compuestos casi exclusivamente de gas, donde las tormentas rugen durante siglos y los vientos soplan a velocidades inimaginables para el ser humano. estos mundos gigantescos y misteriosos son los planetas gaseosos de nuestro sistema solar Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno cada uno de ellos es un universo en sí mismo con sus propios secretos su belleza y sus asombrosos fenómenos naturales que misterios se esconden en sus insondables profundidades, como pueden existir planetas compuestos exclusivamente de gas y qué maravillas inimaginables esconden sus tumultuosas atmósferas.
Querido viajero, muy buenas hoy emprenderemos un viaje épico por el espacio para descubrir gigantes gaseosos, nuestro Sistema Solar está formado por ocho planetas que orbitan alrededor del Sol. Plutón considerado durante mucho tiempo el noveno planeta no se clasifica como tal desde 2006. Los ocho planetas son Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Los cuatro primeros se denominan planetas teluricos, están formados principalmente por rocas y metales, tú te encuentras en uno de ellos, la Tierra. Júpiter Saturno Urano y Neptuno son planetas gaseosos, gigantes gaseosos o planetas jovianos el término joviano procede de Júpiter el mayor de estos planetas. Estos planetas están formados principalmente por gas, pero más adelante veremos que esta definición es un poco simplista. ¿Por qué los cuatro planetas más alejados del Sol no son sólidos? Precisamente porque están lejos del Sol la luminosidad del Sol ha definido dos zonas distintas en el Sistema Solar separadas por lo que se conoce como la línea de hielo esta demarcación imaginaria desempeña un papel crucial en la composición y formación de los planetas para entender por qué los cuatro planetas más alejados del Sol Júpiter Saturno Urano y Neptuno no son sólidos es esencial profundizar en los mecanismos de formación planetaria y en la influencia de la distancia al Sol.
La línea de hielo también conocida como línea de escarcha marca el límite en el disco protoplanetario se trata de un disco de gas y polvo que rodea una estrella joven durante la formación de un sistema solar. más allá de este límite la temperatura es lo suficientemente baja como para que compuestos volátiles como el agua, el metano, el amoniaco y el dióxido de carbono se condensen en hielo. Esta línea suele situarse a una distancia en la que la temperatura desciende por debajo de unos menos 123 grados centígrados, lo que permite que estos compuestos pasen del estado gaseoso al sólido, la posición exacta de la línea de hielo puede variar en función de la luminosidad de la estrella central y de otros factores locales dentro del disco protoplanetario, en nuestro sistema Solar se encuentra a unas cinco unidades astronómicas es decir cinco veces la distancia de la Tierra al Sol.
En el interior de la línea de hielo, las condiciones más cálidas impiden la formación de hielo limitando los materiales disponibles a compuestos refractarios como silicatos y metales. estos materiales forman granos que se agregan gradualmente para crear planetesimales y finalmente planetas telúricos con núcleos sólidos. La Tierra, Marte, Venus y Mercurio se formaron en esta zona, caracterizada por superficies rocosas y composiciones predominantemente sólidas. Sin embargo más allá de la línea de hielo, el importante descenso de la temperatura permite la condensación de compuestos volátiles, esta acumulación de hielo aumenta la cantidad de material disponible para la formación planetaria, facilitando el rápido crecimiento de los núcleos planetarios, estos núcleos pueden entonces atraer y retener enormes cantidades de gas del disco protoplanetario formando las envolturas masivas de los gigantes gaseosos.
Júpiter y Saturno con una composición dominada por el hidrógeno y el helio se formaron relativamente cerca de la línea de hielo capturando eficazmente estos gases ligeros más alejados Urano y Neptuno a menudo denominados Gigantes de Hielo tienen composiciones que incluyen una mayor proporción de compuestos volátiles congelados. Nacieron casi al mismo tiempo que el Sol hace 4.550 millones de años dentro de la misma nube todo comenzó con una nube de casi polvo que colapsó por su propio peso formando un disco la mayor parte de la materia se concentró en el centro donde nació el Sol. El polvo y el gas restantes siguieron girando siguiendo patrones particulares. Los elementos más pesados permanecieron cerca del Sol en el centro del disco mientras que los más ligeros se desplazaron hacia la periferia como puede verse estos elementos ligeros son gas y polvo dos partículas de polvo se encontraron para formar una ligeramente mayor esto se repite por acreción en bola de nieve hasta que se forman planetas bebé llamados protoplanetas que pueden tener diez veces la masa de la Tierra, la masa de estos protoplanetas compuesta de rocas y a veces de hielo comienza a traer los desechos cercanos, estos desechos incluyen los gases circundantes, la acumulación de estos gases aumenta la masa, la masa crítica del núcleo sólido se alcanza al cabo de 8 millones de años y representa unas 15 masas terrestres, la acumulación de gases se hace entonces exponencial y el protoplaneta se convierte en un gigante gaseoso, es esta misma masa la que sigue permitiendo a los gigantes gaseosos retener el gas a su alrededor el núcleo sólido proporciona la fuerza gravitatoria necesaria para mantener la envoltura de gas en su lugar sin él los vientos solares habrían barrido el gas hace mucho tiempo esta explicación conocida como núcleo sólido es la que prevalece actualmente para la formación de los gigantes gaseosos pero el debate sobre la formación de los planetas gaseosos dista mucho de estar zanjado existe una segunda hipótesis la de la inestabilidad gravitatoria los planetas gigantes se forman del mismo modo que las estrellas el disco protoplanitario puede volverse gravitatoriamente inestable colapsar y fragmentarse en cuerpos con una masa típica del orden de Júpiter un mecanismo de este tipo podría producir un cuerpo de la masa de Júpiter en mil años este último escenario es poco probable pero no puede descartarse los planetas gigantes no solo tienen gas en común todos tienen un anillo aunque el de Saturno es el más prominente y famoso además todos tienen satélites la presencia de estos planetas en un sistema estelar tiene consecuencias importantes estabiliza las órbitas de todos los planetas y forman una pantalla eficaz contra los objetos estelares de este modo la presencia de vida en la Tierra se ha visto favorecida en gran medida por nuestros cuatro gigantes en particular el más cercano y de mayor tamaño Júpiter. Júpiter y Saturno están compuestos principalmente de hidrógeno y helio los dos elementos más abundantes del universo, esta composición es notablemente similar a la del Sol y otras estrellas que también se componen en gran parte de estos mismos elementos, el hidrógeno y el helio fueron los primeros elementos formados tras el Big Bang y constituyen la mayor parte de la materia bariónica del universo.
La fusión nuclear es el proceso por el que las estrellas incluido el Sol producen su energía se produce cuando las temperaturas y presiones en el núcleo de una estrella son lo suficientemente altas como para permitir que el hidrógeno se fusione en helio aunque Júpiter y Saturno están compuestos por los mismos elementos no cumplen los criterios necesarios en cuanto a masa interna y presión para iniciar y mantener reacciones de fusión nuclear para que se produzca la fusión nuclear una estrella debe tener una masa de al menos el 8% de la del Sol, lo que está muy por encima de la masa de Júpiter el más masivo de los planetas que representa alrededor del 0,1% de la masa solar. A pesar de su incapacidad para desencadenar la fusión nuclear Júpiter y Saturno son gigantes planetarios. júpiter es el mayor planeta del sistema solar con un diámetro más de once veces superior al de la Tierra mientras que Saturno no se queda atrás su gran tamaño y composición gaseosa hacen que tengan densidades relativamente bajas de hecho Saturno tiene una densidad media inferior a la del agua.
A diferencia de los planetas telúricos como la Tierra, que tienen superficies sólidas Júpiter y Saturno no tienen superficies sólidas claramente definidas, su superficie está formada por densas capas de gas que se vuelven progresivamente más calientes y densas a medida que descienden hacia el núcleo, una inmersión en estos planetas sería un descenso a través de capas de gas cada vez más densas, con temperaturas y presiones que alcanzarían niveles muy superiores a los de la Tierra. A medida que nos adentramos en los gigantes gaseosos nos encontramos con condiciones extremas, aunque estos planetas carecen de superficie sólida sus capas internas ejercen presiones y temperaturas colosales estas condiciones pueden dar lugar a la formación de masas de hidrógeno metálico, un estado del hidrógeno sometido a una presión tan intensa que adopta propiedades eléctricas y térmicas similares a las de los metales esta fase del hidrógeno contribuye al potente campo magnético de estos planetas en particular de Júpiter estos planetas han recibido muy pocas visitas solo ocho sondas han salido del Sistema Solar interior nos han enseñado mucho sobre estos gigantes gaseosos pero aún queda mucho por descubrir cada pequeño descubrimiento plantean nuevas preguntas los anillos de Saturno que parecen uniformes desde la Tierra son en realidad un mar de trozos de hielo danzando alrededor del planeta las ondas Voyager 1 y 2 permitieron observar este fenómeno la Voyager 2 fue la primera y única sonda que sobrevoló Urano y Neptuno lanzadas en 1977 se beneficiaron de la ayuda gravitatoria de Júpiter y Saturno probado en los años 70 el dominio de la asistencia gravitatoria despegó con las ondas Pioneer 10 y 11 seguidas de las Voyager 1 y 2 estas cuatro sondas permitieron descubrir los surcos de los anillos de Saturno, la turbulenta atmósfera de Júpiter y las primeras imágenes resueltas de Urano y Neptuno, la asistencia gravitatoria consiste en utilizar la atracción de un cuerpo celeste para modificar la dirección y la velocidad de la trayectoria de una nave espacial, los especialistas calculan la trayectoria de la sonda para que pase lo más cerca posible del planeta sin chocar con él, es como si los planetas sirvieran de trampolín para las sondas sin ellos las sondas tendrían que llevar una cantidad colosal de combustible lo que haría imposible cualquier misión.
El ejemplo más espectacular es Voyager 2 aprovechando una alineación óptima de los cuatro planetas exteriores, la sonda lanzada a la velocidad adecuada durante una ventana de lanzamiento, aprovechó la velocidad de rotación de la Tierra alrededor del Sol para llegar a Júpiter en 2 años y eso no es todo ya que alcanza la velocidad adecuada para acelerar y cambiar de dirección de modo que se encuentra en la trayectoria de Saturno 18 meses después, continuó hasta alcanzar la trayectoria de Urano 4 años y medio más tarde esto le dio impulso necesario para encontrarse en la trayectoria de Neptuno tres años y medio más tarde qué viaje tan largo y fascinante, los investigadores tuvieron suerte porque la alineación de los planetas que permitió semejante ballet solo se produce cada 176 años, las Voyager 1 y 2 continúan hoy su viaje hacia el infinito.
Solo Júpiter y Saturno han sido objeto de misiones específicas con tres sondas Galileo, Juno y Cassini Huygens puestas en órbita. Estas tres sondas nos han proporcionado abundante información sobre los planetas gaseosos. Galileo se desintegró en la atmósfera de Júpiter el 21 de septiembre de 2003, este final programado por la NASA impide que contamine la luna Europa que queremos estudiar. Cassini se sumergió en la atmósfera de Saturno y se desintegró allí en septiembre de 2017 por falta de combustible, Huygens dejó de transmitir datos tras aterrizar en Titán, solo hay uno que sigue orbitando Júpiter en la actualidad la sonda llegó en 2017 revelando el aspecto detallado de Júpiter exploremos este primer planeta gaseoso. Júpiter es el mayor de los planetas gaseosos y el más cercano al Sol se encuentra aproximadamente a 778 millones de kilometros del sol, la Tierra en comparación está a 150 millones de kilometros del Sol su período de revolución alrededor del Sol es de casi 12 años es el mayor de los planetas pero también pesa el doble que todos los demás planetas del sistema solar juntos por si solo representa más del 70% de la masa que orbita en torno al Sol. En la mitología romana júpiter es el amo de los dioses y gobierna el cielo, la luz, el rayo y el trueno. Júpiter es enorme con un diámetro de 142.800 km podría tener 1.300 veces el tamaño de la Tierra. Galileo fue el primero en observarlo con detalle en 1610, observadas desde el espacio solo se ven bandas de nubes blancas sobre un fondo de atmósfera naranja, roja o beige paralelas al ecuador del planeta, se trata de masas gaseosas arrastradas por la rotación del planeta, las bandas de nubes de Júpiter visibles como franjas paralelas al ecuador, son el resultado de la circulación atmosférica del planeta. Estas bandas se clasifican en zonas, las bandas claras y cinturones, las bandas oscuras, las zonas representan regiones de ascenso de gases más calientes y los cinturones indican el descenso de gases más fríos, esta alternancia es consecuencia directa de la rápida rotación de Júpiter que completa una revolución sobre sí mismo en unas diez horas creando enormes fuerzas de Coriolis que modelan la circulación atmosférica.
La composición química de la atmósfera de Júpiter desempeña un papel crucial en su coloración aunque está compuesta principalmente por hidrógeno entorno al 90% y helio entorno al 10%. son trazas de compuestos como el metano, el amoniaco así como diversos compuestos que contienen azufre y fósforo los que contribuyen a sus variados colores el metano por ejemplo absorbe la luz en el rojo y el infrarrojo contribuyendo a las tonalidades azules y verdes las variaciones de color entre bandas también pueden atribuirse a diferencias en la composición química el tamaño de las partículas de las nubes y su altitud la atmósfera de Júpiter de unos impresionantes 5.000 kilómetros de espesor es extremadamente profunda en comparación con la de la Tierra esta profundidad permite la existencia de varias capas de nubes compuestas principalmente de amoniaco, sulfuro de amonio y agua situadas a diferentes altitudes la presión y la temperatura aumentan con la profundidad lo que conduce a la formación de hidrógeno metálico en las capas más profundas de la atmósfera un componente clave del fuerte campo magnético de Júpiter. la atmósfera de Júpiter escenario de fenómenos meteorológicos extremos el más famoso de los cuales es la Gran Mancha Roja un gigantesco anticiclón tres veces mayor que la tierra que se observa desde hace más de 300 años. Las tormentas en Júpiter pueden alcanzar velocidades de varios centenares de kilómetros por hora lo que da fe de la energía dinámica y los complejos procesos que actúan en su atmósfera la Gran Mancha Roja lleva girando al menos 100.000 años actualmente mide 15.000 metros de largo y 13.000 km de ancho en Júpiter las bandas ecuatoriales circulan horizontalmente mientras que la materia lo hace verticalmente esto genera vientos de hasta 600 km hora y crea gigantescos vórtices sí por arte de magia un observador penetrara en la atmósfera de este planeta los científicos planetarios creen que se hundiría sin encontrar ningún límite a través de una gruesa capa de gas principalmente hidrógeno luego sin transición atravesaría capas fluidas como si el aire se transformara poco a poco en agua, en realidad se trata de hidrógeno y helio líquidos, nuestro visitante alcanzaría finalmente a 57.000 kilómetros de profundidad una capa dura el núcleo del planeta una minúscula semilla en el corazón de este gigante, este núcleo tendría casi el doble de diámetro que el de la Tierra sería al menos diez veces más masivo y sobre todo extremadamente caliente alcanzaría los 30.000 grados centígrados como todos los planetas gaseosos Júpiter posee un sistema de anillos, revelados por la sonda Pioneer 10 en 1974 son tan tenues que solo son visibles a contraluz, como resultado de la influencia gravitatoria del planeta todas las partículas se han unido para formar un disco muy delgado este sistema de anillos fotografiado por las Voyager parece estar alimentado por polvo procedente de los satélites mas cercanos a Júpiter, pero de dónde proceden. Estos anillos son muy delgados de grano muy fino y están muy cerca del planeta la hipótesis más probable sobre su origen sugiere que están formados por material que no se utilizó para formar el núcleo duro del planeta como estos bloques de roca están demasiado cerca del planeta se encuentran bajo su influencia y no han podido aglomerarse para formar un satélite estos anillos parecen ser totalmente estables es poco probable que cambien en los próximos miles de años júpiter tiene una procesión de satélites de los que existen al menos 95, 57 de los cuales han recibido nombres oficiales el astrónomo Galileo Galilei descubrió cuatro de ellos visibles a través de un telescopio astronómico por lo que se les conoce como galileanos.
Este descubrimiento demostró que no todos los cuerpos giraban alrededor de la Tierra y contribuyó a situar al sol en el lugar que le corresponde en el centro del universo los observó detenidamente cuando descubrió Júpiter utilizando un telescopio astronómico que se había hecho construir permitidme que os lo presente la luna de Galileo más cercana a Júpiter es Io su diámetro es de 3.642 km su distancia Júpiter es de 422,000 km su periodo de revolución en torno a Júpiter es de 1769 días de lejos parece una canica blanca amarilla y naranja algunos astrónomos lo llaman pizza su vulcanismo es muy activo las imágenes tomadas por las ondas Voyager y Galileo muestran un gran número de erupciones sulfurosas se han registrado hasta 300 chimeneas volcánicas una imagen de Io muestra el géiser pele escupiendo chorros de ácido sulfúrico las llanuras circundantes están marcadas por flujos de azufre amarillo rojo naranja o negro dependiendo de la temperatura a la que se solidificó el azufre se cree que esto se debe a la fuerte influencia de Júpiter y Europa los dos cuerpos vecinos provocan intensas fuerzas de marea y perturban el equilibrio del satélite su superficie es muy joven como demuestra la ausencia de cráteres de meteoritos en el fondo su materia está fundida llegará el día en creído cruce el límite de las rocas de Júpiter esta es la zona en la que la atracción gravitatoria del planeta lo rompe todo entonces Io se destruirá y sus escombros formarán anillos similares a los de Saturno.
A continuación viene Europa su diámetro es de tres mil ciento treinta km su distancia al planeta es de 671,000 km su periodo de revolución en torno a Júpiter es de 3,5 días Europa es el cuerpo más liso del Sistema Solar este satélite joviano tiene una superficie tan lisa como una bola de billar cuando los meteoritos chocan contra su superficie helada liberan una lava de agua que se solidifica borrando todas las huellas del impacto está totalmente cubierto de hielo bajo el cual podría existir un océano.
A continuación viene Ganímedes con un diámetro de 5.260 km es el mayor satélite del Sistema Solar su distancia al planeta es de 1.070.000 km su periodo de revolución es de 7.155 días, el análisis de su suelo revela una actividad geológica muy compleja con terrenos de diferentes edades.
Por último Calisto su diámetro es de 4.806 km su distancia al planeta es de 1.883,000 km su periodo de revolución es de 16.689 días, este cuerpo helado presenta numerosos cráteres de impacto entre ellos una gigantesca estructura circular de 600 km llamada Valhalla, apareció tras la colisión de un asteroide se cree que contiene un océano de agua salada los avances tecnológicos han permitido detectar objetos cada vez más pequeños y contabilizar al menos 95 compañeros jovianos pero la situación no deja de cambiar con cada nuevo avance tecnológico en la precisión y el alcance de las herramientas se avistan nuevos objetos aún más pequeños la sonda Galileo se sumergió 160 km en el interior de homeos del 0,2% de su radio
30.50