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¿Sabemos realmente cómo se forman los planetas? | Actualidad

¿Sabemos realmente cómo se forman los planetas? | Actualidad

Tal vez sorprenda lo poco que sabemos todavía sobre los mecanismos y los tiempos que rigen los procesos de formación planetaria. A fin de cuentas, la exploración de nuestro propio sistema solar y el descubrimiento de miles de mundos alrededor otras estrellas nos han aportado una notable visión general del funcionamiento de los sistemas planetarios y sus posibles orígenes.

No obstante, la imagen comúnmente aceptada sobre la manera en que el material interestelar se acumula y se procesa para formar nuevas estrellas y mundos sigue basándose en hipótesis formuladas en el siglo XVIII por pensadores como Emanuel Swedenborg, Immanuel Kant y Pierre-Simon Laplace. Y si bien las características generales de los sistemas planetarios parecen encajar con tales ideas —según las cuales los planetas se condensan a partir del gas y el polvo de un disco circunestelar rico en elementos químicos—, numerosos detalles han demostrado ser terriblemente difíciles de averiguar.

Por ejemplo, todavía sigue sin estar claro cómo el material sólido acaba aglomerándose en objetos de tamaño planetario. Buena parte de dicho proceso podría ser jerárquico, en el que los granos de polvo iniciales comienzan a unirse entre sí para dar lugar a agregados mayores, los cuales continúan chocando y fusionándose. Sin embargo, otra posibilidad es que haya procesos que omitan las fases intermedias y en los que trozos menores (polvo u objetos del tamaño de una piedra) se junten en masa, atraídos o arrastrados hacia atmósferas recién formadas, por ejemplo. Tampoco se conoce con certeza con qué frecuencia colisiona consigo mismo el material rocoso de un disco protoplanetario, ya sea para fusionarse o para astillarse en fragmentos menores.

En los últimos días se han publicado varios trabajos que podrían ofrecer valiosas pistas sobre estas y otras incógnitas. El primero procede del sistema solar exterior; en concreto, de la misión New Horizons y su paso por el objeto del cinturón de Kuiper ahora conocido como Arrokoth (una palabra relacionada con el término «cielo» en la lengua de los powhatan). Tres artículos publicados en Science refieren que este lejano cuerpo, con forma de mancuerna y de unos 35 kilómetros de largo, se habría formado como resultado de una fusión suave de sus dos lóbulos principales, los cuales se componen de material muy similar. En otras palabras: Arrokoth sería producto de una agregación bastante localizada de partículas de material nebular, y no tanto el resultado de un ensamblaje jerárquico de material de todo tipo repartido a lo largo de su órbita.

El segundo hallazgo proviene de un análisis del contenido de agua de la atmósfera de Júpiter efectuado por la misión Juno. Usando mediciones de microondas para atisbar lo que ocurre a unos 150 de profundidad bajo la envoltura del gigante gaseoso, la sonda de la NASA ha encontrado que, en torno al ecuador, la composición molecular del planeta parece constar de un 0,25 por ciento de agua. Dicho resultado es mayor que las mediciones previas, obtenidas cuando la sonda Galileo se zambulló en la atmósfera del planeta en 1995, y sugiere que en la atmósfera de Júpiter el agua no estaría mezclada de manera uniforme.

No obstante, si el nuevo dato refleja el contenido global de agua del gigante gaseoso, ello indicaría que los fragmentos protoplanetarios que lo formaron no estaban compuestos por los materiales ricos en agua que uno esperaría encontrar a esa distancia del Sol; es decir, más allá de la llamada «línea de nieve», o «de congelación», donde la temperatura favorece la formación de hielo de agua.

Por último, la tercera pieza del puzle la ha aportado un análisis de material meteorítico. En un trabajo publicado en Science Advances, los investigadores midieron la abundancia de un isótopo muy concreto del hierro, el hierro-54, en una variedad de meteoritos. Todos ellos procedían de cuerpos primitivos que se remontan a la época de formación del sistema solar, hace unos 4500 millones de años.

De todas las muestras analizadas, solo un conjunto mostró la abundancia de hierro-54 observada en la Tierra. Sumado a otros hallazgos, este descubrimiento indica que nuestro planeta pudo haberse formado muy rápido, en apenas unos 5 millones de años. En aquel momento, una parte muy específica del disco protoplanetario estaba cayendo hacia el proto-Sol, y habría sido dicha parte la que proporcionó la mayor parte del material que dio lugar a la Tierra. Dicha conclusión se debe a que, si nuestro planeta hubiese tardado más tiempo en formarse, debería mostrar una mayor variedad de material y de abundancias isotópicas de hierro-54, entre otras diferencias.

Esto también parece ser compatible con la idea de que nuestro planeta se creó a partir de un proceso de «acreción de guijarros», caracterizado por una rápida aglomeración de pequeñas partículas en «semillas» asteroidales de algún tipo. Y también apoya la idea de que las sustancias volátiles de la Tierra, como el agua, se acumularon durante esas primeras etapas, y no tanto durante adiciones posteriores de material procedente de otras regiones del sistema solar.

Por último, estos hallazgos tienen también implicaciones para el estudio de exoplanetas. Podría ocurrir que los núcleos planetarios se formasen con rapidez y que los mundos rocosos adquieran su agua durante las primeras etapas de su formación, sin depender de escenarios más tardíos y mucho más variables. En otras palabras: los mundos ricos en agua podrían ser más comunes de lo que pensamos.

Caleb Scharf

Referencias: «The geology and geophysics of Kuiper Belt object (486958) Arrokoth», J. R. Spencer et al. en Science, aay3999, 13 de febrero de 2020; «Color, composition, and thermal environment of Kuiper Belt object (486958) Arrokoth», W. M. Grundy et al. en Science, eaay3705, 13 de febrero de 2020; «The solar nebula origin of (486958) Arrokoth, a primordial contact binary in the Kuiper Belt», W. B. McKinnon et al. en Science, eaay6620, 13 de febrero de 2020; «The water abundance in Jupiter’s equatorial zone», Cheng Li et al. en Nature Astronomy, 10 de febrero de 2020; «Iron isotope evidence for very rapid accretion and differentiation of the proto-Earth», Martin Schiller, Martin Bizzarro y Julien Siebert en Science Advances, vol. 6, n.o 7, eaay7604, 12 de febrero de 2020.

Fuente de TenemosNoticias.com: www.investigacionyciencia.es /

Publicado el: 2020-02-24 19:00:00
En la sección: Investigación y Ciencia: Actualidad científica

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Publicado en Ciencia

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