Mucho antes de que se formaran los planetas en el sistema solar, el Sol tenía anillos, similares a los de Saturno, y es posible que hayan impedido que la Tierra creciera más, afirma un estudio.
Estos anillos se han visto alrededor de varias estrellas jóvenes y distantes similares al Sol, según astrónomos de la Universidad Rice en Houston, Texas.
Compuestos por bandas de polvo y gas, probablemente orbitaron alrededor del Sol joven y desempeñaron un papel en la formación de la Tierra, lo que podría impedir que se convirtiera en un tipo de mundo conocido como “Súper Tierra” que se ha encontrado en un 30 por ciento. de sistemas estelares.
“En el sistema solar, sucedió algo que impidió que la Tierra creciera y se convirtiera en un tipo de planeta terrestre mucho más grande”, dijo el autor André Izidoro.
Izidoro y sus colegas utilizaron una supercomputadora para simular la formación del sistema solar cientos de veces, para comprender mejor cómo llegó a ser.
Su modelo produjo anillos y reprodujo fielmente varias características del sistema solar omitidas por muchos modelos anteriores, pero requirió anillos alrededor del joven sol.
La adición de color falso a una imagen capturada por el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, o ALMA, revela una serie de anillos alrededor de una estrella joven llamada HD163296
El estudio involucró a un equipo de astrónomos, astrofísicos y científicos planetarios, basándose en la últimas investigaciones sobre sistemas estelares infantiles.
El modelo que crearon asume que el sistema solar primitivo tenía tres bandas de alta presión dentro del disco.
Estas bombas de presión se han visto en discos estelares anillados alrededor de estrellas distantes.
Descubrieron que los golpes y anillos de presión pueden explicar la arquitectura del sistema solar que vemos hoy, incluida la ausencia de mundos de ‘Super Tierra’.
‘Si las supertierras son supercomunes, ¿por qué no tenemos una en el sistema solar?’ Dijo Izidoro.
“Proponemos que los golpes de presión produjeron depósitos desconectados de material de disco en el sistema solar interior y exterior y regularon la cantidad de material disponible para hacer crecer los planetas en el sistema solar interior”.
Los científicos han predicho durante las últimas décadas que el gas y el polvo en los discos protoplanetarios gradualmente se volvieron menos densos, cayendo suavemente en función de la distancia a la estrella.
Sin embargo, las simulaciones por computadora anteriores muestran que es poco probable que se formen planetas en esos escenarios.
“En un disco liso, todas las partículas sólidas (granos de polvo o rocas) deberían ser atraídas hacia adentro muy rápidamente y perderse en la estrella”, dijo la astrónoma y coautora del estudio Andrea Isella.
“Uno necesita algo que los detenga a fin de darles tiempo para convertirse en planetas”.
A medida que las partículas se mueven más rápido que el gas que las rodea, “sienten un viento en contra y se desplazan muy rápidamente hacia la estrella”, según Izidoro.
En los puntos de golpe de presión dentro del disco, la presión del gas aumenta, las moléculas se mueven más rápido y las partículas sólidas dejan de sentir el viento en contra.
“Eso es lo que permite que las partículas de polvo se acumulen en los golpes de presión”, dijo.
Isella dijo que los astrónomos observaron golpes de presión y anillos de discos protoplanetarios con el Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA).
Este es un enorme radiotelescopio de 66 platos que entró en funcionamiento en Chile en 2013.
Una ilustración de tres anillos distintos de formación planetesimal que podrían haber producido los planetas y otras características del sistema solar, según un modelo computacional de la Universidad de Rice.
“ALMA es capaz de tomar imágenes muy nítidas de sistemas planetarios jóvenes que aún se están formando, y hemos descubierto que muchos de los discos protoplanetarios en estos sistemas se caracterizan por anillos”, dijo Isella.
“El efecto del golpe de presión es que acumula partículas de polvo, y por eso vemos anillos. Estos anillos son regiones donde hay más partículas de polvo que en los espacios entre los anillos.’
Este nuevo modelo, creado por Izidoro y sus colegas, parte del supuesto de que se formaron baches de presión en el sistema solar primitivo en tres lugares.
Descubrieron que aquí es donde las partículas que caen hacia el sol habrían liberado grandes cantidades de gas vaporizado.
“Es solo una función de la distancia a la estrella, porque la temperatura aumenta a medida que te acercas a la estrella”, dijo el geoquímico y coautor del estudio Rajdeep Dasgupta, profesor Maurice Ewing de Ciencias de los Sistemas Terrestres en Rice.
“El punto donde la temperatura es lo suficientemente alta como para que el hielo se vaporice, por ejemplo, es una línea de sublimación que llamamos línea de nieve”.
En las simulaciones, los golpes de presión en las líneas de sublimación de silicato, agua y monóxido de carbono produjeron tres anillos distintos.
El ingrediente básico de la arena y el vidrio, el dióxido de silicio, se convirtió en vapor en la línea de silicato.
Esto produjo el anillo más cercano al Sol donde se formaron Mercurio, Venus, la Tierra y Marte.
El anillo del medio está en la línea de nieve y la línea más lejana está en la línea de monóxido de carbono, encontraron.
Los discos protoplanetarios se enfrían con la edad, por lo que las líneas de sublimación habrían migrado hacia el sol, sugiere el modelo.
El estudio mostró que este proceso podría permitir que el polvo se acumule en objetos del tamaño de un asteroide llamados planetesimales.
Con el tiempo, a través de la fuerza de la gravedad y la colisión, estas pequeñas rocas podrían unirse para formar planetas.
Izidoro dijo que los estudios anteriores se basaron en la suposición de que estos planetesimales podrían formarse si el polvo estuviera lo suficientemente concentrado.
Sin embargo, ningún modelo ofreció una explicación teórica convincente de cómo podría acumularse el polvo, mientras que este modelo muestra que los golpes pueden concentrar el polvo y los golpes de presión en movimiento pueden actuar como “fábricas planetesimales”.
“Simulamos la formación de planetas comenzando con granos de polvo y cubriendo muchas etapas diferentes, desde pequeños granos de tamaño milimétrico hasta planetesimales y luego planetas”.
Mucho antes de que se formaran los planetas en el sistema solar, el Sol tenía anillos, similares a los que rodean a Saturno, y es posible que hayan impedido que la Tierra creciera más, afirma un estudio.
Simulaciones anteriores del sistema solar produjeron un Marte diez veces más masivo que la Tierra: una Súper Tierra.
Sin embargo, la simulación de Rice pone a Marte en el 10 por ciento de la masa de la Tierra, nacido en una ‘región de baja masa del disco’.
Su modelo también resuelve un misterio de larga data en la química del sistema solar, según el equipo.
Es decir, la diferencia en la composición química de los objetos del sistema solar interno y externo.
Pero también por qué ambos aparecen en el cinturón de asteroides después de Marte.
Las simulaciones de Izidoro mostraron que el anillo del medio podría explicar la dicotomía química al evitar que el material del sistema externo ingrese al sistema interno.
Las simulaciones también produjeron el cinturón de asteroides en su ubicación correcta y mostraron que recibió objetos de las regiones internas y externas.
“El tipo más común de meteoritos que obtenemos del cinturón de asteroides es isotópicamente similar a Marte”, dijo Dasgupta.
Andre explica por qué Marte y estos meteoritos ordinarios deberían tener una composición similar. Ha proporcionado una respuesta matizada a esta pregunta ‘.
Izidoro dijo que la aparición tardía del anillo medio del sol en algunas simulaciones condujo a la formación de super-Tierras, lo que apunta a la importancia de la sincronización del golpe de presión.
“En el momento en que se formó el golpe de presión en esos casos, una gran cantidad de masa ya había invadido el sistema interno y estaba disponible para hacer super-Tierras”, dijo.
“Así que el momento en que se formó este golpe de presión media podría ser un aspecto clave del sistema solar”.
Los hallazgos han sido publicados en la revista Nature Astronomy.
¿QUÉ ES ALMA?
En lo profundo del desierto chileno, Atacama Large Millimeter Array, o ALMA, se encuentra en uno de los lugares más secos de la Tierra.
A una altitud de 16,400 pies, aproximadamente la mitad de la altura de crucero de un jumbo jet y casi cuatro veces la altura de Ben Nevis, los trabajadores tuvieron que llevar tanques de oxígeno para completar su construcción.
Encendida en marzo de 2013, es el telescopio terrestre más potente del mundo.
También es el más alto del planeta y, con casi £ 1 mil millones ($ 1,2 mil millones), uno de los más caros de su tipo.
En lo profundo del desierto chileno, Atacama Large Millimeter Array, o ALMA, se encuentra en uno de los lugares más secos de la Tierra. Encendido en marzo de 2013, es el telescopio terrestre más poderoso del mundo.
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