Después de leer el artículo "Las composiciones medidas de Urano y Neptuno a partir de su formación en la línea de hielo CO" , me quedé con dudas que me gustaría aclarar.
En primer lugar, el artículo propone que Urano y Neptuno se crearon en la línea de hielo de CO del Sistema Solar, lo que explica varias de sus características inusuales (carbono abundante, nitrógeno empobrecido, etc.).
En el artículo, se propone una explicación para la baja relación D/H de Urano y Neptuno, que no es consistente con la de los cometas en su vecindad, lo que sugiere que el agua dentro de ellos no fue acumulada desde la nebulosa protosolar:
Finalmente, acoplar las observaciones de D/H en Urano y Neptuno con nuestro modelo donde solo una pequeña fracción del agua presente en el interior de los planetas es de origen nebular, y el resto se origina de la transformación de CO en H2O, conduce a una mayor D Relación /H para los proto-hielos que formaron los planetas. El valor encontrado es compatible con los modelos de estructura interna y la ubicación de formación de los planetas en la misma región que los cometas.
En cambio, el agua se crearía haciendo reaccionar el CO acumulado con el H2 en sus atmósferas. En otras palabras, se crearía agua dentro de ellos.
Según el documento, la composición de la línea de hielo de CO después de 100.000 años fue principalmente CO, mientras que el agua representó el 1,9% de la composición total. Esto me hace preguntarme, ¿por qué escaseaba el agua en la línea de hielo de CO? ¿El agotamiento del agua en la línea de hielo de CO está relacionado con la gran abundancia de carbono en esa zona?
Por otro lado, los autores mencionan que la gran cantidad de sólidos ricos en carbono permitió la creación de los núcleos de estos planetas:
Dado que el CO es el principal volátil portador de C en la PSN [nebulosa protosolar], su línea de hielo debería ser muy rica en sólidos, lo que explica el origen de la alta densidad volumétrica de los sólidos necesaria para formar los planetas. La alta abundancia de CO en los componentes básicos implica que los planetas que se forman en esta región deberían ser muy ricos en carbono a granel.
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En este artículo mostramos cómo la formación de Urano y Neptuno en la línea de hielo CO resuelve muchos problemas relacionados con estos planetas. La redistribución difusiva de vapor a través de las líneas de hielo aumenta la densidad de sólidos locales, lo que permite la formación de estos planetas a partir de sólidos ricos en carbono pero gas pobre en nitrógeno, y conduce a interiores planetarios consistentes con mediciones recientes de D/H.
Pero, ¿qué quieren decir los autores cuando dicen "sólidos ricos en carbono"? ¿Significa esto que los núcleos de Urano y Neptuno son pobres en silicatos?
Todo esto me hace pensar que los núcleos de estos planetas son similares a los planetas de carbono, los cuales se cree que están formados por carburos, ¿será este el caso de los núcleos de Urano y Neptuno?
Sin embargo, los autores consideraron un ambiente con C/O ~ 1, pero se espera que se formen planetas de carbono en ambientes con C/O > 1. De todos modos, no puedo pensar en otra cosa que no sea carburo cuando los autores mencionan "planetas ricos en carbono". sólidos"...
Hay algunas cosas que uno tiene que considerar cuando se habla de composición:
Es habitual hablar de abundancias relativas , y normalmente se toma como medida la composición solar en el supuesto de que su composición es mayoritariamente prístina con algunas excepciones. Ahora puede comparar observaciones de diferentes cuerpos y ver proporciones de diferentes materiales, por ejemplo, nitrógeno frente a carbono.
Ahora, los materiales tienen una temperatura de condensación diferente, y ese es uno de los puntos principales del artículo. En el sol, todo está en fase gaseosa y, por lo tanto, tiene una proporción prístina.
Los planetas, por otro lado, se forman a partir de sólidos. Por lo tanto, suponiendo que un planeta se forma a una distancia R del sol, se forma solo a partir de los materiales que ya se solidifican a la temperatura a la distancia dada. (Esto se simplifica debido a la mezcla radial en el PPD y la migración planetaria, pero el punto sigue siendo válido). Si bien la composición química general del PPD es la misma, la composición química de los sólidos es diferente, los condensados de alta (más) temperatura se enriquecen, por lo que también se enriquecen en los planetas que se forman allí.
El dióxido de carbono se condensa a partir de la fase gaseosa a una temperatura ligeramente superior a la del nitrógeno. Eso significa que enriqueces la fase sólida del PPD en carbono y oxígeno. Los planetas se forman a partir de sólidos y solo acumulan gas cuando han crecido lo suficiente, un umbral que Urano y Neptuno apenas alcanzaron. Al mismo tiempo, el gas del PPD debe estar en equilibrio de presión, por lo que existe un flujo hacia la zona de condensación, lo que conduce a un enriquecimiento ligeramente mayor de la materia condensada en la fracción sólida, que solo se equilibra parcialmente por la deriva radial de la sólidos hacia adentro donde se evaporan nuevamente.
En esencia, debido a las diferentes temperaturas de condensación y la región que formaron los dos planetas gaseosos exteriores, están enriquecidos en carbono en comparación con el nitrógeno debido al hielo de dióxido de carbono que se condensa en la nebulosa solar. No significa que nadie haya quitado la sílice ni el hielo de agua de la formación, como tal.
No encuentro ningún apoyo en el documento de que la proporción de C/O pueda mejorarse más allá de 1: los sólidos más abundantes son sílice, hielo de agua, y el punto del papel a esa distancia CO que aumenta cada vez más durante el proceso de formación debido a los procesos de transporte de sólidos y gas y condensación en las cercanías de la línea de nieve de CO (ver figura 4 en el mismo).
ProfRob