¿De qué está hecho Júpiter por dentro si no tiene suelo?

1. Cómo se estudia el interior de Júpiter si no se puede bajar: midiendo su gravedad

Júpiter es un planeta gigante, mucho más grande que la Tierra: con un radio medio de unos 69.900 kilómetros, es unas 11 veces más ancho que nuestro planeta, y la NASA calcula que, si fuera una cáscara hueca, cabrían dentro unas mil Tierras[1]. Su composición se parece a la del Sol: casi todo es hidrógeno y helio[1]. No hay suelo sobre el que aterrizar, y la NASA advierte de que la presión y la temperatura aplastarían, fundirían y vaporizarían cualquier nave que intentara atravesarlo[1].

Lo que sí se puede hacer es pasar cerca y medir cómo tira el planeta de la nave. La sonda Juno, que da vueltas alrededor de Júpiter, midió con una precisión sin precedentes unos números que describen su campo de gravedad (los llamados J2 a J8)[2]. Una forma de imaginarlo: la gravedad de un planeta que gira y está un poco achatado «recuerda» cómo está repartida la masa por dentro. Entonces se construyen modelos del interior con programas de simulación y se comprueba cuáles reproducen los números medidos.

Aquí hay una trampa que conviene conocer desde el principio. Varios modelos distintos pueden acercarse a los mismos datos, y los resultados dependen mucho de cómo se describe el comportamiento del hidrógeno a presiones enormes[2]. Por eso las otras pistas, como la sonda que sí entró en la atmósfera o los experimentos de laboratorio, ayudan a descartar modelos.

2. Debajo de las nubes, el hidrógeno se vuelve un océano líquido y después una especie de metal

La respuesta corta a la pregunta del título es esta. Al bajar, la presión y la temperatura aumentan y comprimen el hidrógeno hasta convertirlo en líquido. Según la NASA, eso da a Júpiter el océano más grande del sistema solar, un océano de hidrógeno en lugar de agua[1].

Más abajo, quizá a la mitad del camino hacia el centro, la presión es tan grande que a los átomos de hidrógeno se les arrancan los electrones, y el líquido conduce la electricidad como un metal[1]. Es el llamado hidrógeno metálico. Se piensa que, con la rotación rápida del planeta, ese metal líquido en movimiento funciona como una dinamo y genera el potente campo magnético de Júpiter[1]. Dicho con cuidado: es la explicación que se considera más probable, no algo observado directamente.

Quedan dos preguntas. Si el helio forma parte de esa mezcla, ¿qué le pasa al bajar? Y ¿qué hay en el centro? Para la primera, la pista vino de la única sonda que ha entrado en la atmósfera de Júpiter.

3. La sonda Galileo descendió unos 180 km y encontró menos helio y neón de lo esperado

La nave Galileo soltó una pequeña sonda el 13 de julio de 1995. Entró en la atmósfera de Júpiter el 7 de diciembre de ese año, y fue la primera nave que lo hizo[3]. Mandó datos durante 58 minutos. Su transmisor dejó de funcionar a unos 180 kilómetros (112 millas) por debajo del punto de entrada, a una presión de unas 22,7 atmósferas, probablemente por la presión enorme[3].

Conviene poner esa cifra en su sitio: 180 kilómetros equivalen a alrededor del 0,25 % del radio de Júpiter. La sonda midió el aire de las capas más altas; no llegó cerca de ningún océano de hidrógeno ni de ningún núcleo.

Y aun así trajo una sorpresa. Según la NASA, encontró menos relámpagos, menos vapor de agua y la mitad del helio que se esperaba en la atmósfera superior[3]. Además, el neón resultó ser unas diez veces menos abundante que en el Sol[4]. Si Júpiter se formó con ingredientes parecidos a los del Sol, ¿adónde fueron a parar el helio y el neón que faltan?

4. Una explicación propuesta: el helio y el neón que faltan habrían caído como una «lluvia» hacia el interior

Dos investigadores de la Universidad de California en Berkeley propusieron una idea: en el interior de Júpiter, el helio no se mezcla con el hidrógeno metálico y se junta en gotas que caen hacia el interior, como gotas de aceite en agua. El neón se disuelve fácilmente en el helio, así que cae con él, y las capas altas se quedan con menos de los dos[4]. Es lo que ellos llaman una «lluvia» de helio, aunque advierten de que «lluvia» es una comparación imperfecta, porque allí todo es fluido: son gotas de helio fluido mezclado con neón cayendo a través de hidrógeno metálico fluido[4].

Según sus cálculos de 2010, las gotas se formarían a unos 10.000–13.000 kilómetros por debajo de la cima de las nubes, a unos 5.000 °C y con una presión de 1 a 2 millones de veces la atmosférica de la Tierra[4]. Esos números salen de simulaciones numéricas, no de una medición: no se pueden reproducir todavía esas condiciones en un laboratorio[4].

Las fuentes no coinciden del todo en la profundidad. El cálculo de Berkeley sitúa el paso a hidrógeno metálico a unos 10.000–13.000 km (entre un 14 % y un 19 % del radio), mientras que la NASA habla de «quizá a la mitad del camino hacia el centro»[1][4]. La NASA lo presenta como una estimación general y el cálculo de Berkeley es de un modelo concreto; ninguna de las dos cifras es una medida directa. Por eso conviene leer esas profundidades como órdenes de magnitud, no como datos exactos.

Más tarde, en 2021, la revista Nature publicó un estudio de laboratorio titulado «Evidence of hydrogen–helium immiscibility at Jupiter-interior conditions» (pruebas de que el hidrógeno y el helio no se mezclan en condiciones como las del interior de Júpiter)[5]. Es un paso hacia comprobar la idea con un experimento y no solo con cálculos, pero de ese artículo solo pude ver el título y un extracto, así que no detallo sus resultados. Nadie ha visto llover helio: la idea sigue siendo una hipótesis respaldada por varias vías.

5. El centro de Júpiter quizá no es una bola de roca, sino un núcleo «difuso» que se mezcla con lo de alrededor

Durante mucho tiempo se imaginó que, bajo tanto gas, Júpiter tenía un núcleo pequeño y sólido de hielo, roca y metal[1]. Los datos de gravedad y de campo magnético de Juno apuntan a otra cosa: un núcleo mucho más grande de lo esperado y no sólido, parcialmente disuelto, sin una frontera clara con el hidrógeno metálico que lo rodea. Por eso los investigadores lo describen como «diluido» o «difuso»[1].

El estudio de 2017 que propuso esta idea (Wahl y colaboradores) comparó modelos con las medidas de gravedad de Juno y concluyó que un núcleo diluido, extendido hasta una parte considerable del radio del planeta, ayuda a que los cálculos cuadren con las observaciones[2]. Estimaron que la cantidad de elementos pesados estaría entre 7 y 25 veces la masa de la Tierra[2].

Importa leer esa cifra con cuidado. Es un rango que sale de modelos, y los propios autores recuerdan que sus predicciones dependen mucho de la ecuación de estado elegida y que aún es difícil conciliar todo con la teoría de cómo se formó el planeta[2]. La gravedad, además, informa de cómo se reparte la densidad, no de qué sustancias hay exactamente. Así que «núcleo difuso» es, hoy, una descripción muy apoyada, pero no una certeza.

6. Qué se midió y qué se calculó: una forma de leer las afirmaciones sobre Júpiter

Si juntamos todo, el interior de Júpiter tiene capas de certeza muy distintas. Lo que se midió: el tamaño del planeta, su campo de gravedad, y la composición del aire hasta unos 180 km de profundidad. Lo que se calculó con modelos: dónde se vuelve metálico el hidrógeno, a qué profundidad se formarían las gotas de helio y cuánta masa pesada tiene el núcleo.

Una buena costumbre al leer noticias sobre planetas es preguntarse, ante cada número: ¿esto lo midió alguien o lo calculó un modelo? Ese hábito sirve también cuando leas las fuentes originales de abajo.

7. Para hacer en casa: ver cómo se separan dos líquidos que no se mezclan

Haz esta actividad siempre con una persona adulta. Pon agua hasta la mitad en un frasco transparente con tapa, añade un poco de aceite de cocina, cierra bien y agita. El aceite se reparte en gotitas pequeñas; déjalo reposar y verás cómo vuelve a juntarse y a separarse del agua. Así se imagina que se separan el hidrógeno y el helio en el interior de Júpiter.

Ojo con el parecido: es solo una imagen. En Júpiter se piensa que las gotas de helio se hunden, mientras que el aceite flota porque pesa menos que el agua. Y no pruebes ni bebas lo que hay en el frasco.

Si te quedó curiosidad, busca el apartado de estructura en la página de datos de Júpiter de la NASA[1] y el resumen del artículo de Wahl y colaboradores[2]. Están en inglés, pero con el diccionario a mano se puede seguir la idea. Mientras lees, intenta marcar cada afirmación como «medida» o «calculada».

Fuentes

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