Gigante de hielo (también encontrado Neptuno frío ) - una clase de planetas gigantes , que consisten principalmente en elementos más pesados que el hidrógeno y el helio . Se conocen dos gigantes de hielo en el sistema solar: Urano y Neptuno .
En astrofísica, las sustancias con temperaturas de congelación superiores o del orden de 100 K , en particular, agua , metano y amoníaco , se denominan "hielos". Por esta razón, el nombre de los gigantes de hielo también se ha unido a los planetas, a pesar de que estos elementos se encuentran allí en un estado de fluido supercrítico [1] .
Los gigantes de hielo son un subtipo de planetas gigantes junto con los gigantes gaseosos . Los gigantes de hielo y gas difieren principalmente en su composición química .
Respecto a la formación de los planetas terrestres y los gigantes gaseosos, se ha desarrollado en la comunidad científica un punto de vista más o menos unificado. El origen de los planetas terrestres se explica por la acreción de planetesimales en el disco protoplanetario , y de los gigantes gaseosos por el mismo proceso con la formación de un núcleo con una masa de 10 masas terrestres, tras lo cual se acrecionó el gas circundante.
Con los gigantes de hielo, la situación es mucho más complicada: es imposible explicar su formación por un proceso similar, en particular, debido a la distancia del Sol y la influencia de Júpiter, y aún no se ha creado otro modelo completo. Entonces, según una de las hipótesis, Urano y Neptuno nacieron entre las órbitas de Júpiter y Saturno, luego de lo cual fueron arrojados por su gravedad a órbitas más distantes. Según otro, el disco protoplanetario inicialmente no era homogéneo y, a grandes distancias del Sol , no se producía acreción, sino un colapso gravitacional de cúmulos de materia más densos [2] .
Los gigantes de hielo tienden a ser menos masivos y más pequeños que los gigantes gaseosos. La temperatura en su superficie no supera los -200 °C [3] .
A diferencia de los gigantes gaseosos, los gigantes de hielo, como Urano y Neptuno en el sistema solar, tienen una fracción de masa de hidrógeno y helio del 15-20% [3] , mientras que Júpiter y Saturno (gigantes gaseosos) tienen más del 90% [4] . En los gigantes de hielo, el manto está predominantemente compuesto de metano y amoníaco , y el hidrógeno puro está presente solo más cerca de la superficie.
Dentro de los gigantes de hielo, la presión alcanza varios cientos de GPa y la temperatura alcanza varios miles de °K .
Los campos magnéticos son perceptibles e inclinados. Su intensidad es menor que la de los campos magnéticos de los gigantes gaseosos, y los campos de Urano y Neptuno son 50 y 25 veces más fuertes que los de la Tierra, respectivamente. Se cree que los campos magnéticos de tales planetas son causados por el movimiento convectivo de la materia en el manto [5] .
Las capas exteriores de los gigantes de hielo tienen mucho en común con las de los gigantes gaseosos. Hay fuertes vientos de larga duración en el ecuador, células polares y otros fenómenos. Por ejemplo, en Neptuno, el fenómeno atmosférico más visible fue la Gran Mancha Oscura .
La presencia de tales planetas fuera del sistema solar sugiere que este es un tipo de objeto bastante común en la Galaxia . Un ejemplo de un exoplaneta gigante de hielo es el exoplaneta OGLE-2008-BLG-092L b [6] .