Cuando en 1986 llegaron las imágenes de la Voyager 2, Urano parecía un planeta más bien anodino, sin ninguna característica especial. Al menos en cuanto a las características visibles que mostraba. Neptuno, por su parte, es el planeta (que no planetoide) más alejado entre nuestros vecinos. En su momento, probablemente debido a su lejanía, tampoco despertó toda la expectación que se merece. Pero, según sabemos ahora, en el interior de estos grandes y helados gaseosos se esconde un tesoro molecular. Y es que las propiedades de estos planetas forman una especie de "horno" perfecto donde "cocer" extraños compuestos.
Las sustancias "prohibidas"
De todos los elementos que se pueden formar en el universo, sólo ciertas combinaciones de los mismos son capaces de existir. Dichas combinaciones de átomos forman las sustancias. Las leyes químicas y físicas dirigen qué puede y qué no puede combinarse, así como la manera de hacerlo. Por ejemplo, el agua se forma con dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. El oxígeno sólo puede unir dos átomos de hidrógeno porque solo tiene dos electrones para enlazar. Pero, aunque las leyes especifican cuántos átomos de hidrógeno pueden unirse, también tienen sus "trucos". Así, el agua, cuando se encuentra en estado líquido, puede "deformarse" de manera que cambia su forma y el lugar donde dispone sus cargas. Esta sutil diferencia marca uno de los hechos fundamentales que han permitido que surja la vida tal y como la conocemos.
Algo parecido ocurre con miles de otras sustancias. Aunque las leyes químicas muestran la imposibilidad de que existan, bajo ciertas condiciones, y usando algunos trucos, estas sustancias prohibidas pueden aparecer. Algunos ejemplos los ponen ciertas sales y óxidos metálicos cuyos tamaños y formas los hacen imposibles. Pero esto no es habitual. Gracias a estas reglas, las cosas se comportan de una manera que podemos conocer, estudiar y predecir. En nuestro pequeño planeta, por ejemplo, las sustancias formadas a partir de la combinación de carbono, hidrógeno y oxígeno tienden a ser muy inestables energéticamente hablando. Así, sólo las más sencillas o las muy, muy complejas pueden existir de manera natural: el metano, el agua, el dióxido de carbono, las grandes moléculas orgánicas... Entre medias podemos imaginar cientos de nuevas sustancias que están prohibidas según las leyes químicas que conocemos. A no ser que movamos nuestro laboratorio de sitio.
En el interior de Urano y Neptuno
¿Cómo es el interior de un planeta helado? Tanto Urano como Neptuno se consideran gigantes gaseosos bajo cuya superficie hay un manto congelado sobre un núcleo rocoso. Esta configuración, que es bastante común en los planetas gaseosos más alejados de la estrella a la que orbitan, les proporciona una serie de características especiales. Propiedades que les permiten jugar con las leyes químicas de las que hablábamos para formar sustancias que deberían no existir. Así lo han comprobado los químicos del MIPT y el Skolkovo Institute of Science and Technology. Gracias al algoritmo químico universal más potente que conocemos, el USPEX (de Universal Structure Predictor: Evolutionary Xtallography), estos investigadores han cogido los datos que tenemos sobre estos planetas y han "cocinado" virtualmente los átomos que se encuentran en su interior para comprobar en qué estado se encontrarían.
El resultado indica que el interior de Urano y Neptuno, debido a las altas presiones y a su composición química, podría albergar numerosas de las sustancias prohibidas que comentábamos. Hablamos de 4 millones de atmósferas en una composición rica en oxígeno, carbono, hidrógeno y otros elementos como el nitrógeno. En comparación, la presión más alta que se da de forma natural, en nuestro planeta, es de poco más de cien atmósferas. La simulación, aunque no es una detección propiamente dicha, nos permite conocer a partir de datos reales qué podríamos encontrarnos dentro de estos planetas. De esta manera, podemos aprender más sobre la formación y dinámica de nuestros vecinos solares, lo que nos da nuevas pistas sobre la naturaleza del universo que nos rodea.
El ácido de Hitler y otras sustancias
El equipo de investigación se ha centrado en simular las sustancias que podrían surgir a partir del oxígeno, el carbono y el hidrógeno. ¿Por qué? Toda la química orgánica (y la vida) se basan en este trío atómico. Su combinación permite la rigidez pero el dinamismo exactos para que se pueda formar la ínfima maquinaria molecular necesaria. Pero también resulta importantísima en la formación planetaria y estelar. Entre las sustancias descubiertas, las verdaderas protagonistas de la investigación, se encuentran algunos compuestos sin nombre, todavía, o el curioso ácido ortocarbónico.
Este ácido, también llamado coloquialmente como el "ácido de Hitler", se compone de cuatro átomos de hidrógeno, uno de carbono y cuatro de oxígeno. Hasta la fecha es solo un ácido hipotético ya que necesita altísimas presiones (de al menos 3 millones de atmósferas, según los cálculos) para formarse. Su nombre se debe a que su representación molecular se parece a la cruz esvástica enarbolada por la Alemania Nazi. Esta sustancia es enormemente inestable en condiciones normales, desapareciendo al instante para convertirse en ácido carbónico. Otras sustancias encontradas forman estructuras cristalinas en forma de diamante a partir de los tres átomos. En definitiva, toda una sorpresa a nivel molecular. Y es que lo que pensamos que es imposible, en el interior lejano y frío de otro planeta tal vez sea lo más común.
