¿Sabíamos que los planetas gaseosos eran realmente gaseosos antes del Pioneer 10?

Estoy pidiendo conocimiento científico histórico de nuestra comprensión de los planetas exteriores, que parece difícil de conseguir.

Pioneer 10 fue la primera sonda a un planeta exterior (Júpiter). Antes de eso, ¿creíamos que los planetas exteriores eran rocosos con atmósferas enormes? Esta parecería ser la posición predeterminada.

¿O teníamos buenas razones para creer que eran realmente planetas gaseosos? Si es así, ¿por qué?

EDITAR: como edición, ¿alguien puede encontrar las mejores fotos que teníamos de Júpiter antes del Pioneer 10? Las fotos previas a la sonda de los otros planetas gaseosos también serían buenas.

¿No creemos todavía que los gigantes gaseosos tienen un núcleo rocoso? Es solo la relación de masa y tamaño de los sólidos frente a los gases lo que está en disputa. El núcleo de Júpiter es un núcleo de hierro y silicio similar a la Tierra que tiene de 14 a 18 veces la masa de la Tierra. Eso es demasiado para barrer debajo de la alfombra y fingir que no existe.

Respuestas (3)

Mi copia vintage de 1965 de Sourcebook On The Space Sciences dice lo siguiente:

El modelo desarrollado por DeMarcus en 1958 se considera actualmente como el más aceptable para el interior de Júpiter. Postula que el planeta consiste en un 78% en peso de moléculas de hidrógeno y el resto helio... los cálculos indican que a una distancia de alrededor de 0,8 veces el radio del planeta desde el centro, la presión se vuelve tan alta... que el hidrógeno molecular se convierte en una forma metálica ... la mayor parte del volumen interno (y la masa) de Júpiter parecería consistir en este hidrógeno sólido ... debe quedar claro que el modelo que se acaba de describir se usa en gran medida como base para el cálculo y es no pretende representar la condición exacta del interior de Júpiter.

...

No se sabe nada sobre la naturaleza de la superficie de Júpiter, pero probablemente se trate de un sistema extraño y complejo. Aunque gran parte del interior del planeta puede ser hidrógeno sólido (y helio), las presiones en las partes exteriores son demasiado bajas y las temperaturas probablemente demasiado altas para permitir que el hidrógeno se solidifique. Por lo tanto, puede haber algo de hidrógeno líquido (y posiblemente metano) cerca de la superficie de Júpiter. Entre éste y la atmósfera, se espera que haya una capa de transición que contenga amoníaco sólido o líquido (o ambos), metano y posiblemente hielo. Lo anterior es ciertamente especulación, ya que las distribuciones de temperatura en la atmósfera e interior del planeta son bastante desconocidas.

Esto parece estar de acuerdo hasta cierto punto con la imagen moderna de la estructura de Júpiter dada por Wikipedia:

Se cree que Júpiter consiste en un núcleo denso con una mezcla de elementos, una capa circundante de hidrógeno metálico líquido con algo de helio y una capa exterior predominantemente de hidrógeno molecular... El núcleo a menudo se describe como rocoso, pero su composición detallada es desconocido, al igual que las propiedades de los materiales a las temperaturas y presiones de esas profundidades ... La presencia de un núcleo durante al menos parte de la historia de Júpiter es sugerida por modelos de formación planetaria que requieren la formación de un núcleo rocoso o helado lo suficientemente masivo para recolectar su mayor parte de hidrógeno y helio de la nebulosa protosolar ... Un núcleo ahora puede estar completamente ausente, ya que las mediciones gravitacionales aún no son lo suficientemente precisas para descartar esa posibilidad por completo ... La región del núcleo está rodeada por hidrógeno metálico denso,que se extiende hacia el exterior hasta aproximadamente el 78% del radio del planeta.

Es decir, tanto entonces como ahora, la creencia es que Júpiter y los otros planetas gigantes tienen interiores densos y no gaseosos.

Desde la década de 1960, la comprensión del comportamiento del hidrógeno bajo presiones extremadamente altas ha cambiado, y se cree que la mayor parte de los volúmenes de Júpiter y Saturno consisten en hidrógeno líquido metálico.

No estoy seguro de que el núcleo de Júpiter sea exactamente "Rocoso", pero me gusta su cita. Al estudiar las órbitas de la luna de Júpiter (y Saturno), la masa podría calcularse con precisión y, junto con eso, la densidad. La baja densidad implicaría un planeta que era principalmente gas. No estoy seguro de cuándo se reconoció, pero sospecho que mucho antes de que Pioneer lo hiciera.
Votaría esto si no fuera por su última oración, ya que parece no estar de acuerdo con la cita y todo lo demás disponible en wikipedia, los sitios web de la NASA, etc.
Si por rocoso quiere decir que consiste en trozos de material mineral sólido, entonces creo que la última oración es técnicamente precisa
Revisé un poco la conclusión.
¿Mejor ahora? Me estaba enfocando erróneamente en "denso" y "metálico".
@RussellBorogove gracias, esto es útil. Como añadido, ¿alguien sabe cuáles son las mejores fotos de Júpiter antes de la Pioneer 10? Los otros planetas gaseosos también serían buenos.
Aquí hay una foto de 1950 de Mt. Wilson & Palomar: anamorfose.be/night-photography/solar-system-and-comets/… -- hay una foto de calidad comparable en mi libro de mediados de los 60.

Según recuerdo, a menudo se describía a Saturno como menos denso que el agua y, por lo tanto, capaz de flotar en un océano gigante, mucho antes que las sondas. Los satélites naturales en órbita se utilizaron para medir las masas totales y, por lo tanto, las densidades de los planetas gaseosos.

James Blish acuñó el término "gigante gaseoso" para describir los planetas exteriores alrededor de 1952 en una historia de ciencia ficción, por lo que para entonces se aceptaba que tenían atmósferas muy densas y de baja densidad por encima de cualquier "superficie" que pudieran tener.

El período orbital de un satélite te dice la masa del objeto que está orbitando. Así pudimos pesar los gigantes gaseosos y saber que eran tan ligeros que tenían que ser casi todo gas.