El agua «extraña» podría explicar el campo magnético de Urano y Neptuno
Un experimento de laboratorio ha revelado que una forma intrigante de agua podría explicar los misteriosos campos magnéticos de Neptuno y Urano. El ingrediente en cuestión es aquodiium, una ionización poco común que puede ocurrir con las moléculas de agua.
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Urano y Neptuno tienen campos magnéticos caóticos, inclinados y descentralizados con relación a sus ejes de rotación. A diferencia del mecanismo conocido como dinamo (responsable del campo magnético de la Tierra, por ejemplo), estos mundos producen sus magnetosferas de alguna manera exótica e inexplicable.
Además, campos magnéticos como estos no se encuentran en ningún otro planeta del Sistema Solar, lo que hace que estos planetas sean aún más misteriosos. Los científicos ya han desarrollado hipótesis que podrían resolver el problema, pero ninguna de ellas ha sido probada aún.
Una nueva investigación dirigida por científicos de China y Rusia ofrece ahora una nueva propuesta: si en lo profundo de estos planetas existe una forma de agua llamada aquodiium, las cargas positivas del líquido podrían generar un campo magnético planetario.
El aquodiium se forma cuando una molécula de agua normal recibe dos protones adicionales, lo que la carga positivamente. Como resultado, la carga eléctrica de las partículas en movimiento sería capaz de crear un campo magnético.
En este caso, los iones ocupan el papel de los electrones, que normalmente son responsables de la formación de campos magnéticos. Es decir, el hidrógeno ionizado en grandes cantidades y en condiciones de presión extrema se convertiría en conductor eléctrico y, por tanto, produciría campos magnéticos en estos planetas.
Para el experimento, el equipo probó técnicas de hibridación química, que consiste en mezclar o combinar los elementos orbitales de un átomo para permitir nuevas formas de enlace. En el caso del aquodiium se observa una hibridación SP³, común en los átomos de carbono.
En la hibridación SP³, cuatro capas de orbitales atómicos forman una disposición tetraédrica alrededor del núcleo central, de modo que cada punto tiene un electrón solitario «disponible» para unirse a otro átomo.
A su vez, el hidrógeno en una molécula de agua sin su electrón puede unirse con un par de electrones, formando el ion hidronio. Si fuera posible añadir un protón más, el resultado sería una molécula de acuodio (H4O2).
En la Tierra, esto no puede ocurrir por medios naturales, ya que es una configuración energéticamente desfavorable, pero ¿y si hablamos de ambientes de alta presión y temperatura, como el interior de planetas gigantes?
Los autores de la investigación llevaron a cabo un experimento que simulaba estas condiciones en un laboratorio, utilizando temperaturas de alrededor de 3.000 grados Celsius y presiones de 1,5 millones de atmósferas terrestres. Como resultado, los protones en realidad se unieron con el hidronio al aquodiium.
Esto no significa que esta molécula exista dentro de Neptuno y Urano, pero sugiere que es una posibilidad. Además, el aquodiium tiene las propiedades necesarias para producir un campo magnético planetario, si existe en cantidad suficiente en los núcleos de estos mundos.
La investigación fue publicada en la revista científica. Revisión física B.
Fuente: Skoltech, Revisión física B
