Urano y Neptuno podrían no ser gigantes helados: nuevos modelos sugiere que se trata de titanes rocosos
Un estudio de la Universidad de Zúrich cuestiona la idea tradicional de que los dos planetas exteriores del Sistema Solar estén dominados por hielo y abre la puerta a que sean gigantes rocosos, con profundas implicaciones para la ciencia planetaria y los exoplanetas.
Por Enrique Coperías
Según los nuevos modelos científicos, Urano podría ser un gigante helado o un gigante rocoso, dependiendo de las suposiciones de partida utilizadas en cada simulación. Esta dualidad, que ilustra la imagen, refleja la gran incertidumbre que aún existe sobre la verdadera naturaleza de su interior, tal como se explica en el reportaje. Cortesía: Keck Institute for Space Studies / Chuck Carter
Urano y Neptuno han ocupado una categoría aparentemente clara en los manuales de astronomía: la de los gigantes helados. Situados más allá de Saturno y con masas intermedias entre los planetas rocosos y los gigantes gaseosos, se asumía que su interior estaba dominado por grandes cantidades de agua, amoníaco y metano, mezclados con hidrógeno y helio.
Sin embargo, esa imagen, repetida casi como un mantra, empieza a resquebrajarse. Un nuevo estudio propone que estos mundos lejanos podrían ser algo muy distinto: planetas con interiores dominados por roca, más cercanos a gigantes rocosos que a bolas colosales de hielo.
La investigación, liderada por Luca Morf y Ravit Helled, de la Universidad de Zúrich, en Suiza, no presenta una respuesta única, sino algo quizá más inquietante: con los datos actuales, no sabemos realmente de qué están hechos Urano y Neptuno. Y eso pone en cuestión no solo su clasificación tradicional, sino también nuestra comprensión de cómo se forman y evolucionan los planetas en el sistema solar y más allá.
🗣️ «La clasificación de Urano y Neptuno como gigantes helados es demasiado simplista, ya que aún se sabe poco sobre Urano y Neptuno —explica Morf en un comunicado de la Universidad de Zúrich. Y añade—: Los modelos basados en la física se cimentaban en demasiadas suposiciones, mientras que los modelos empíricos eran demasiado simplistas. Combinamos ambos enfoques para obtener modelos interiores que son agnósticos o imparciales y, sin embargo, físicamente coherentes».
El problema de mirar sin ver
Urano y Neptuno son, paradójicamente, algunos de los planetas más cercanos y a la vez más desconocidos. Solo una nave, la Voyager 2, de la NASA y lanzada en 1977, los visitó brevemente en los años ochenta. Desde entonces, la información sobre su interior procede de medidas indirectas: su masa, su tamaño, su campo gravitatorio y su campo magnético. A partir de esos datos, los científicos construyen modelos que intentan reconstruir qué hay bajo sus atmósferas azuladas.
El problema es que esos modelos dependen mucho de los supuestos iniciales. Tradicionalmente, los llamados modelos físicos parten de hipótesis concretas sobre la composición y la estructura interna del planeta. Son coherentes desde el punto de vista termodinámico, pero pueden ser muy restrictivos.
En el extremo opuesto, los modelos empíricos hacen menos suposiciones, pero a menudo sacrifican consistencia física. El resultado es que distintas investigaciones llegan a conclusiones muy diferentes… todas aparentemente compatibles con los datos observados.
Un enfoque menos dogmático
El trabajo de Morf y Helled, publicado en la revista Astronomy & Astrophysics, propone una vía intermedia. En lugar de imponer de entrada cómo debe ser el interior de Urano o Neptuno, el equipo genera miles de perfiles de densidad al azar y los somete a un proceso iterativo.
En cada paso, el modelo se ajusta para cumplir tres condiciones básicas: que el planeta esté en equilibrio hidrostático, que reproduzca con precisión el campo gravitatorio medido y que sea compatible con las leyes de la física de los materiales a presiones y temperaturas extremas.
El método no busca una mejor solución, sino todas las soluciones posibles que encajan con los datos. Y el abanico que emerge es sorprendentemente amplio.
🗣️ «Es algo que sugerimos por primera vez hace casi quince años, y ahora contamos con el marco numérico necesario para demostrarlo», señala Helled, impulsora del proyecto.
Urano: hielo… o roca
En el caso de Urano, los Morf y Helled encuentran modelos que encajan con la imagen clásica de un planeta rico en agua, con muy poca roca en su interior. Pero también aparecen soluciones igualmente válidas en las que la roca domina claramente sobre el agua, hasta casi cuadruplicarla en masa.
En otras palabras, Urano podría ser un planeta helado… o uno esencialmente rocoso envuelto en capas profundas de fluidos calientes.
Las diferencias no se limitan a la composición. Algunos modelos muestran interiores casi completamente convectivos, donde el calor fluye con facilidad. Otros incluyen grandes regiones estables, donde el transporte de energía es ineficiente. Este detalle no es menor: Urano emite muy poco calor interno al espacio, un rasgo que lo hace único entre los gigantes del Sistema Solar. Los modelos con capas estables podrían explicar ese comportamiento sin necesidad de recurrir a hipótesis más exóticas.
Las capas más externas de Urano, captadas por el telescopio espacial Hubble, muestran un planeta aparentemente tranquilo y dominado por gases fríos. Sin embargo, como explica el reportaje, bajo esa atmósfera azulada podrían esconderse interiores mucho más complejos y rocosos de lo que se pensaba, según nuevos modelos planetarios. Crédito: NASA/ESA y Erich Karkoschka (Universidad de Arizona)
Los cuatro titanes de nuestro sistema solar
Recordemos que en el Sistema Solar, los cuatro planetas gigantes se suelen dividir en dos subgrupos según su composición:
✅ Gigantes gaseosos
Júpiter: el planeta más grande de nuestro sistema solar, compuesto principalmente por hidrógeno y helio.
Saturno: similar a Júpiter en composición, famoso por su sistema de anillos.
✅ Gigantes helados
Urano: tradicionalmente clasificado como gigante helado por su alto contenido en compuestos volátiles (agua, amoníaco, metano).
Neptuno: también considerado un gigante de hielo, algo más pequeño pero más denso que Urano.
Neptuno: un gemelo menos parecido
Neptuno, tradicionalmente considerado el gemelo de Urano, también resulta ser mucho menos simple de lo que se pensaba. El estudio encuentra, de nuevo, soluciones dominadas por agua, pero también otras en las que más de la mitad de la masa del planeta estaría compuesta por roca.
Además, los modelos neptúneos permiten temperaturas internas mucho más altas que las estimadas en trabajos clásicos. En algunos casos, el centro del planeta alcanzaría decenas de miles de grados. Esto podría estar relacionado con el hecho de que Neptuno sí emite una cantidad considerable de calor interno, a diferencia de Urano.
Pese a estas diferencias, los autores son prudentes: con los datos actuales, no hay base sólida para afirmar que uno sea claramente más rocoso que el otro. Ambos admiten una enorme variedad de estructuras internas.
«Este nuevo abanico de composiciones internas muestra que ambos planetas pueden ser ricos en agua o ricos en roca», subraya Helled.
El misterio de los campos magnéticos
Uno de los aspectos más intrigantes de Urano y Neptuno es su campo magnético. A diferencia del de la Tierra o Júpiter, no es aproximadamente dipolar ni está alineado con el eje de rotación. Es caótico, inclinado y multipolar. Desde hace años se sospecha que se genera en una capa relativamente superficial, rica en agua en estado iónico, un fluido exótico que conduce la electricidad.
Los nuevos modelos confirman que todos los escenarios compatibles con los datos incluyen regiones convectivas donde el agua alcanza ese estado. Sin embargo, la profundidad exacta de la región donde se genera el campo magnético varía. En general, el campo de Urano parece originarse más profundamente que el de Neptuno, un matiz que refuerza la idea de que, aunque parecidos, no son planetas gemelos.
🗣️ «Nuestros modelos incluyen las llamadas capas de agua iónica, que generan dinamos magnéticas en ubicaciones que explican los campos magnéticos no dipolares observados. También hemos encontrado que el campo magnético de Urano se origina a mayor profundidad que el de Neptuno», explica Helled.
Neptuno aparece con un detalle sin precedentes en esta imagen del telescopio espacial James Webb, donde sus anillos se observan con claridad por primera vez en más de tres décadas. Bajo esta apariencia externa, su interior podría ser mucho menos helado de lo que se creía, y estar dominado por grandes cantidades de roca, según nuevos modelos científicos. Cortesía: NASA/ESA/CSA and STScI
¿Gigantes helados o una etiqueta obsoleta?
Quizá la conclusión más provocadora del estudio es conceptual. Si Urano y Neptuno pueden ser tanto ricos en agua como ricos en roca, ¿tiene sentido seguir llamándolos gigantes helados? Para los autores, esa etiqueta parece más un legado histórico que una clasificación física robusta.
La cuestión va más allá de una discusión semántica. Los planetas de tamaño intermedio entre la Tierra y Neptuno son los más comunes en la galaxia.
Entender bien qué tipo de mundos son Urano y Neptuno es clave para interpretar las observaciones de exoplanetas y para reconstruir los procesos de formación planetaria.
La necesidad de volver
El trabajo deja claro que el principal obstáculo no es la falta de teoría, sino la escasez de datos. Con mejores medidas del campo gravitatorio, del campo magnético o de la composición atmosférica, muchas de las soluciones podrían descartarse. Las futuras misiones a Urano y Neptuno, largamente discutidas pero aún pendientes, serían decisivas.
«Uno de los principales problemas es que los físicos todavía apenas comprenden cómo se comportan los materiales bajo las condiciones exóticas de presión y temperatura que se dan en el corazón de un planeta, y esto podría afectar a nuestros resultados», advierte Morf.
Hasta entonces, la imagen que emerge es la de dos planetas profundamente enigmáticos. No porque sean inaccesibles, sino porque los observamos con instrumentos todavía demasiado toscos para desvelar sus secretos internos. Urano y Neptuno podrían ser gigantes de hielo, gigantes de roca o algo intermedio. Y esa ambigüedad, lejos de ser una debilidad, es hoy una de las claves para entender cuán diversa puede ser la arquitectura de los planetas en el universo.
«Tanto Urano como Neptuno podrían ser gigantes rocosos o gigantes helados, dependiendo de las suposiciones del modelo. Los datos actuales no son suficientes para distinguir entre ambas posibilidades y, por tanto, necesitamos misiones dedicadas a Urano y Neptuno que revelen su verdadera naturaleza», concluye Helled.▪️
Información facilitada por la Universidad de Zúrich
Fuente: Luca Morf and Ravit Helled. Icy or rocky? Convective or stable? New interior models of Uranus and Neptune. Astronomy & Astrophysics (2025). DOI: https://doi.org/10.1051/0004-6361/202556911
