Una nueva investigación de la Universidad Rice sugiere que el planeta gigante Júpiter transformó drásticamente el sistema solar primitivo, creando anillos y brechas que, en última instancia, explican uno de los enigmas más antiguos de la ciencia planetaria: por qué se formaron muchos meteoritos primitivos millones de años después de los primeros cuerpos sólidos.
El estudio, que combinó modelos hidrodinámicos del crecimiento de Júpiter con simulaciones de la evolución del polvo y la formación de planetas, se publica en Science Advances.
Mediante simulaciones informáticas de vanguardia, los científicos planetarios André Izidoro y Baibhav Srivastava descubrieron que el rápido crecimiento inicial de Júpiter desestabilizó el disco de gas y polvo que rodeaba al Sol. La inmensa gravedad del planeta envió ondas a través del disco del recién nacido sistema solar, creando «atascos cósmicos» que impidieron que pequeñas partículas se desplazaran en espiral hacia el Sol. En cambio, estas partículas se acumularon en densas bandas donde pudieron agruparse formando planetesimales: las semillas rocosas de los planetas.
El giro sorprendente es que los planetesimales formados en estas bandas no fueron los componentes originales del sistema solar. En cambio, representan una segunda generación, nacida posteriormente en la historia del sistema. Su nacimiento coincide con el de muchas condritas, una familia de meteoritos pétreos que conservan pistas químicas y cronológicas de la infancia del sistema solar.
«Las condritas son como cápsulas del tiempo de los albores del sistema solar», afirmó Izidoro, profesor adjunto de Ciencias de la Tierra, Ambientales y Planetarias en Rice. «Han caído en la Tierra durante miles de millones de años, donde los científicos las recolectan y estudian para descubrir pistas sobre nuestros orígenes cósmicos. El misterio siempre ha sido: ¿por qué algunos de estos meteoritos se formaron tan tarde, dos o tres millones de años después de los primeros sólidos? Nuestros resultados muestran que el propio Júpiter creó las condiciones para su tardío nacimiento».
Las condritas son especialmente significativas porque se encuentran entre los materiales más primitivos disponibles para la ciencia. A diferencia de los meteoritos de la primera generación de bloques de construcción —que se fundieron, se diferenciaron y perdieron su carácter original—, las condritas conservan polvo prístino del sistema solar y diminutas gotas fundidas llamadas cóndrulos. Su formación tardía ha desconcertado a los científicos durante décadas.
«Nuestro modelo vincula dos aspectos que antes no parecían encajar: las huellas isotópicas de los meteoritos, que se presentan en dos tipos, y la dinámica de la formación planetaria», afirmó Srivastava, estudiante de posgrado que trabaja en el laboratorio de Izidoro. «Júpiter creció tempranamente, abrió una brecha en el disco de gas, y ese proceso protegió la separación entre el material del sistema solar interior y exterior, preservando sus distintivas firmas isotópicas. También creó nuevas regiones donde los planetesimales pudieron formarse mucho más tarde».
El estudio también ayuda a explicar otro misterio del sistema solar: por qué la Tierra, Venus y Marte se agrupan alrededor de una unidad astronómica del Sol en lugar de girar en espiral hacia el interior, como ocurre en muchos sistemas planetarios extrasolares. Júpiter interrumpe el flujo de material gaseoso hacia el sistema solar interior, suprimiendo la migración de planetas jóvenes hacia el interior. En lugar de precipitarse hacia el Sol, estos mundos en crecimiento permanecieron atrapados en la región terrestre, donde finalmente se formaron la Tierra y sus vecinos.
«Júpiter no solo se convirtió en el planeta más grande, sino que sentó las bases de todo el sistema solar interior», afirmó Izidoro. «Sin él, la Tierra tal como la conocemos no existiría».
Los hallazgos son consistentes con las sorprendentes estructuras de anillos y hendiduras que los astrónomos observan actualmente en sistemas estelares jóvenes con el telescopio ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), el observatorio astronómico más complejo jamás construido en la Tierra, ubicado en el norte de Chile.
«Al observar esos discos jóvenes, vemos el comienzo de la formación de planetas gigantes y la remodelación de su entorno natal», afirmó Izidoro. «Nuestro propio sistema solar no fue la excepción. El crecimiento inicial de Júpiter dejó una huella que aún podemos leer hoy, encerrada en los meteoritos que caen a la Tierra».
Con información de Science
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