Hay algunas cosas que podemos hacer.
En las capas superiores de los gigantes gaseosos, esto es bastante simple. Podemos observar los espectros de un planeta. La ubicación de las líneas nos dice con qué gases estamos lidiando, y la forma de estas líneas nos dice qué tan profundo están ocurriendo en las capas de gas.
Para un cuerpo terrestre (rocoso), si somos capaces de realizar sismología para el planeta, podemos determinar la estructura interior, como el tamaño del núcleo. Esto se debe a que las vibraciones se moverán de manera diferente a través de materiales con diferentes densidades. Hemos podido hacer esto para la Luna y la Tierra.
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Otra pista nos llega del modelado de la formación del sistema solar. Asumiendo que la teoría del disco de acreción es correcta (y ciertamente parece ser de lo que vemos de otros sistemas jóvenes … otra razón por la que la investigación de exoplanetas es importante) esperamos que los volúmenes de hielo se unan principalmente a distancias más allá de Júpiter, por ejemplo. Comprender dónde debemos esperar encontrar ciertos materiales y cómo estos materiales formaron planetesimales nos da una gran visión de los interiores de los planetas.
Podemos combinar ese modelado con lo que es observable (tanto de los planetas como de sus lunas) para distinguir las tendencias. Consideramos no solo de qué están hechos los cuerpos, sino también los movimientos de las lunas, los anillos y las naves espaciales que pasan. La masa y el radio de un planeta cuando se consideran juntos también pueden darnos una indicación de su composición. Me gusta esto:
Finalmente, para comprender la estructura de un planeta en detalle, los modelamos. Matemáticamente, y con la ayuda de las computadoras junto con los parámetros que podemos observar, podemos modelar e inferir cosas como el hidrógeno metálico en el interior de Júpiter, o cuánto radio de un planeta es su núcleo. Una buena discusión de las matemáticas que ilumina estas imágenes más detalladas está disponible en “Una Introducción a la Astrofísica Moderna” (Carroll & Ostlie), o como me gusta llamarla, la “gran biblia naranja”, en el capítulo 21.