La exploración de los centros planetarios es uno de los desafíos más difíciles de la astronomía. Aunque no podemos perforar hasta el núcleo de ningún planeta, los científicos han desarrollado diversas técnicas para deducir lo que hay en su interior basándose en observaciones y principios físicos. Veremos cómo se estudia el núcleo de un planeta y lo que sabemos de cada planeta en nuestro sistema solar sin estar en él.

Para entender lo que hay en el centro de un planeta, los astrónomos y geofísicos utilizan varios métodos:

Mecánica orbital y gravedad: La forma en que un planeta influye en las órbitas de las lunas cercanas o de otros planetas permite calcular su masa total. Conociendo el volumen y la masa de un planeta, se puede calcular su densidad promedio, lo cual da pistas sobre su composición interna. Por ejemplo, una densidad elevada sugiere un núcleo metálico.

Campos magnéticos: Los campos magnéticos se generan por el movimiento de materiales conductores en el núcleo, como el hierro y el níquel. Al medir la intensidad y orientación del campo magnético, los científicos pueden deducir la existencia y tamaño del núcleo metálico del planeta. La Tierra y varios planetas gigantes como Júpiter y Saturno tienen campos magnéticos fuertes, mientras que otros planetas tienen campos débiles o inexistentes, lo cual da pistas sobre su composición.

Ondas sísmicas: Aunque solo hemos registrado ondas sísmicas en la Tierra, esta técnica es clave para estudiar el interior de nuestro planeta. Las ondas sísmicas cambian de velocidad y dirección según el material que atraviesan. Al analizar estos cambios, los científicos pueden deducir las capas internas. Instalando sismómetros en un planeta, podemos aplicar esta técnica para entender sus núcleos con mayor precisión. Por ejemplo en el planeta Marte tenemos uno, se trata de la misión InSight. Esta ha colocado el primer sismómetro en la superficie del planeta para medir los terremotos marcianos y utilizar las ondas sísmicas para aprender más sobre el interior del planeta rojo.

El robot está profundizando bajo la superficie de Marte, detectando las huellas dactilares de los procesos de formación de los planetas rocosos, midiendo los signos vitales del planeta, como su “pulso” (sismología), “temperatura” (sonda de flujo de calor) y “reflejos” (seguimiento de precisión).

InSight también investigará la dinámica de la actividad tectónica marciana y los impactos de los meteoritos, que podrían ofrecer pistas sobre tales fenómenos en la Tierra. Estas y otras investigaciones de InSight mejorarán nuestra comprensión acerca de la formación y evolución de los planetas rocosos.

Modelado y experimentos de laboratorio: Los científicos también crean modelos de los interiores planetarios en función de los datos obtenidos y simulan en laboratorios las condiciones de presión y temperatura extremas que se espera encontrar en los núcleos planetarios. Esto ayuda a predecir qué materiales podrían encontrarse allí.

Los núcleos de los planetas del sistema solar

Veamos lo que sabemos sobre el interior de cada planeta en el sistema solar y cómo se ha llegado a estas conclusiones:

1. Mercurio

• Composición: Mercurio tiene un núcleo metálico muy grande en comparación con su tamaño total, lo que lo convierte en uno de los planetas más densos. Se estima que su núcleo ocupa aproximadamente el 85% del radio del planeta.
• Campo magnético: Mercurio tiene un campo magnético débil, lo que indica que, aunque su núcleo podría estar parcialmente fundido, no genera un campo tan fuerte como el de la Tierra.
• Curiosidad: Su núcleo grande podría haberse formado después de un impacto que eliminó gran parte de su manto, dejando el núcleo expuesto.

2. Venus

• Composición: Al igual que la Tierra, se cree que Venus tiene un núcleo de hierro y níquel rodeado por un manto de roca. Sin embargo, su campo magnético es casi inexistente.
• Campo magnético: La ausencia de un campo magnético sugiere que su núcleo podría ser sólido o no tener suficiente movimiento para generar uno.
• Curiosidad: La falta de un campo magnético fuerte en Venus es un misterio, ya que tiene una estructura similar a la de la Tierra y condiciones extremas de temperatura.

3. La Tierra

• Composición: La Tierra tiene un núcleo externo líquido de hierro y níquel y un núcleo interno sólido de hierro. Este núcleo genera el campo magnético que protege nuestro planeta.
• Campo magnético: El movimiento del hierro líquido en el núcleo externo produce un campo magnético fuerte.
• Curiosidad: La Tierra es el único planeta en el sistema solar con un núcleo de hierro sólido y líquido, lo que es clave para su campo magnético protector. El campo magnético de la Tierra es generado por corrientes eléctricas debidas al movimiento de las corrientes de convección de una mezcla de hierro fundido y níquel en el núcleo externo de la Tierra. El enfriamiento lento de nuestro planeta hace que el hierro fundido en el núcleo externo fluya y gire rápidamente a medida que el calor se transporta al manto, y esto le da a la Tierra su campo magnético. Estas corrientes de convección son causadas por el calor que escapa del núcleo, un proceso llamado geodinamo. Algo así como la dinamo de una bicicleta que por el giro con las ruedas genera electricidad y de ahí por la enorme dinamo de la Tierra un tremendo campo magnético.
  
  En los últimos 200 años, el campo magnético ha perdido alrededor del 9% de su fuerza. Sobre todo la perdida de intensidad magnética se ha desarrollado en la Anomalía del Atlántico Sur.

4. Marte

• Composición: Se cree que Marte tiene un núcleo de hierro, níquel y azufre, aunque probablemente esté parcialmente o completamente sólido.
• Campo magnético: Marte no tiene un campo magnético global, aunque tiene regiones magnetizadas en su corteza, lo que sugiere que en el pasado pudo tener un núcleo activo.
• Curiosidad: La pérdida de su campo magnético pudo contribuir a la desaparición de la atmósfera de Marte, haciéndolo menos habitable.

5. Júpiter

• Composición: Como planeta gaseoso, Júpiter no tiene una superficie sólida, pero se cree que tiene un núcleo rocoso o helado rodeado por una capa de hidrógeno metálico.
• Campo magnético: Júpiter tiene un campo magnético muy fuerte, generado por el hidrógeno metálico en su interior.
• Curiosidad: El núcleo de Júpiter podría ser mucho más grande de lo que se pensaba o incluso no existir como tal, ya que el hidrógeno metálico actúa de manera similar a un núcleo metálico.

6. Saturno

• Composición: Se cree que Saturno tiene un núcleo pequeño de roca y hielo, rodeado por hidrógeno metálico, aunque en menor cantidad que en Júpiter.
• Campo magnético: Saturno también tiene un campo magnético fuerte, pero no tan intenso como el de Júpiter.
• Curiosidad: El campo magnético de Saturno es muy simétrico, lo que lo hace único entre los planetas gigantes.

7. Urano y Neptuno

• Composición: Ambos planetas son conocidos como «gigantes de hielo» y se cree que tienen núcleos de roca y metal rodeados de una capa de «hielos» (agua, amoníaco y metano) en estado sólido o líquido.
• Campo magnético: Ambos tienen campos magnéticos inusuales y asimétricos que no están alineados con su eje de rotación.
• Curiosidad: Los campos magnéticos asimétricos podrían ser resultado de núcleos inusuales o de capas de materiales conductores en sus mantos en lugar de un núcleo central conductor.

Cada misión espacial, como el uso de sondas y telescopios avanzados, está ayudando a revelar más sobre el interior de los planetas del sistema solar. Los estudios de los núcleos planetarios no solo nos informan sobre el pasado de nuestro sistema solar, sino también sobre la formación de planetas en otros sistemas. La composición y el comportamiento de los núcleos son fundamentales para comprender los campos magnéticos, la tectónica de placas, y hasta la posible habitabilidad de mundos lejanos.