Hace cuatro mil quinientos millones de años, nuestro sistema solar era una nube de gas y polvo que se arremolinaba alrededor del sol, hasta que el gas comenzó a condensarse y acumularse junto con el polvo para formar asteroides y planetas. ¿Cómo era este vivero cósmico, conocido como disco protoplanetario, y cómo estaba estructurado?
Los astrónomos pueden usar telescopios para «ver» discos protoplanetarios muy lejos de nuestro sistema solar, mucho más maduro, pero es imposible observar cómo podría haber sido el nuestro en su infancia: sólo un extraterrestre a miles de millones de años luz de distancia podría verlo. como alguna vez fue.
Afortunadamente, el espacio ha dejado algunas pistas: fragmentos de objetos que se formaron temprano en la historia del sistema solar y atravesaron la atmósfera de la Tierra, llamados meteoritos. La composición de los meteoritos cuenta historias del nacimiento del sistema solar, pero estas historias a menudo plantean más preguntas que respuestas.
En un artículo publicado en Proceedings of the National Academy of Sciences, un equipo de científicos planetarios de UCLA y el Laboratorio de Física Aplicada de la Universidad Johns Hopkins informa que los metales refractarios, que se condensan a altas temperaturas, como el iridio y el platino, eran más abundantes en los meteoritos formados. en el disco exterior, que era frío y estaba lejos del sol. Estos metales deberían haberse formado cerca del sol, donde la temperatura era mucho más alta. ¿Hubo algún camino que moviera estos metales desde el disco interior al exterior?
La mayoría de los meteoritos se formaron dentro de los primeros millones de años de la historia del sistema solar. Algunos meteoritos, llamados condritas, son conglomerados no fundidos de granos y polvo que quedan de la formación de planetas. Otros meteoritos experimentaron suficiente calor como para derretirse mientras se formaban sus asteroides padres. Cuando estos asteroides se derritieron, la parte de silicato y la parte metálica se separaron debido a su diferencia de densidad, de forma similar a cómo el agua y el petróleo no se mezclan.
Hoy en día, la mayoría de los asteroides se encuentran en un grueso cinturón entre Marte y Júpiter. Los científicos creen que la gravedad de Júpiter interrumpió el curso de estos asteroides, provocando que muchos de ellos chocaran entre sí y se rompieran. Cuando trozos de estos asteroides caen a la Tierra y se recuperan, se les llama meteoritos.
Los meteoritos de hierro provienen de los núcleos metálicos de los primeros asteroides, más antiguos que cualquier otra roca u objeto celeste de nuestro sistema solar. El hierro contiene isótopos de molibdeno que apuntan hacia muchos lugares diferentes del disco protoplanetario en el que se formaron estos meteoritos. Eso permite a los científicos aprender cómo era la composición química del disco en su infancia.
Investigaciones anteriores utilizando el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array en Chile han encontrado muchos discos alrededor de otras estrellas que se asemejan a anillos concéntricos, como una diana. Los anillos de estos discos planetarios, como HL Tau, están separados por espacios físicos, por lo que este tipo de disco no podría proporcionar una ruta para transportar estos metales refractarios desde el disco interior al exterior.
El nuevo artículo sostiene que nuestro disco solar probablemente no tenía una estructura de anillo al principio. En cambio, nuestro disco planetario se parecía más a un donut, y los asteroides con granos metálicos ricos en iridio y platino migraron al disco exterior a medida que se expandía rápidamente.
Pero eso enfrentó a los investigadores con otro enigma. Después de la expansión del disco, la gravedad debería haber atraído estos metales de regreso al sol. Pero eso no sucedió.
«Una vez que Júpiter se formó, muy probablemente abrió una brecha física que atrapó los metales de iridio y platino en el disco exterior y les impidió caer hacia el sol», dijo el primer autor Bidong Zhang, científico planetario de la UCLA.
«Estos metales se incorporaron más tarde a los asteroides que se formaron en el disco exterior. Esto explica por qué los meteoritos formados en el disco exterior (condritas carbonosas y meteoritos de hierro de tipo carbonoso) tienen contenidos mucho más altos de iridio y platino que sus pares del disco interior».
Zhang y sus colaboradores utilizaron previamente meteoritos de hierro para reconstruir cómo se distribuía el agua en el disco protoplanetario.
«Los meteoritos de hierro son gemas ocultas. Cuanto más aprendemos sobre los meteoritos de hierro, más desentrañan el misterio del nacimiento de nuestro sistema solar», dijo Zhang.
Con información de Proceedings of the National Academy of Sciences (2024)
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