Por qué no nos pegamos al suelo con la barriga – o por qué nuestra tierra no es una supertierra

Durante la búsqueda de exoplanetas, los astrónomos observan una y otra vez que nuestro sistema solar parece estar claramente apartado. No hay ni «Júpiter calientes» (gigantes gaseosos en la proximidad de la estrella central) ni supertierras (mundos rocosos con más de tres veces la masa terrestre). Al principio se pensó que esto podía deberse al modo de búsqueda. Las técnicas utilizadas funcionan especialmente bien con cuerpos celestes muy grandes y que orbitan cerca de su estrella. Sin embargo, mientras tanto, la lista de exoplanetas es claramente de cuatro dígitos, y las supertierras siguen siendo mayoría. Entonces, ¿a qué se debe el hecho de que no tengamos que arrastrarnos por la superficie con la barriga en el suelo y con gran esfuerzo bajo múltiples gravedades terrestres, sino que nuestros antepasados fueran capaces de aprender a caminar erguidos?

Probablemente se deba a cómo se desarrolló el disco protoplanetario del sol. Incluso antes de que hubiera planetas en el sistema solar, se habían formado anillos alrededor del sol, bandas de polvo y gas que se asemejan a los anillos de Saturno, según un nuevo trabajo. «Algo estaba ocurriendo en el sistema solar que impedía que la Tierra evolucionara hacia un tipo de planeta terrestre mucho más grande, llamado supertierra», dice el astrofísico André Izidoro, de la Universidad de Rice. Izidoro y sus colegas han simulado cientos de veces la formación del sistema solar utilizando un superordenador. Su modelo produce anillos como los que se ven alrededor de muchas estrellas jóvenes y lejanas. También han reproducido fielmente varias características del sistema solar no incluidas en modelos anteriores, entre ellas

  • Un cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, que contiene objetos del sistema solar interior y exterior.
  • Las posiciones y órbitas estables y casi circulares de la Tierra, Marte, Venus y Mercurio.
  • Las masas de los planetas interiores, incluido Marte, que están sobreestimadas por muchos modelos del sistema solar.
  • La diferencia entre la composición química de los objetos del sistema solar interior y exterior.
  • Una región del Cinturón de Kuiper con cometas, asteroides y cuerpos pequeños más allá de la órbita de Neptuno.

El modelo supone que dentro del disco de gas y polvo del joven Sol se crearon tres bandas de alta presión, como se observa en los discos estelares anulares alrededor de estrellas lejanas. Éstas crearon depósitos separados de material del disco en los sistemas solares interior y exterior, controlando la cantidad de material disponible para el crecimiento de los planetas en el sistema solar interior. Muchas simulaciones anteriores del sistema solar produjeron versiones de Marte que eran hasta 10 veces más masivas que la Tierra. El modelo predice correctamente que Marte tiene alrededor del 10% de la masa de la Tierra porque «Marte nació en una región de baja masa del disco», explica Izidoro. El modelo también proporciona una explicación convincente para dos rompecabezas cosmoquímicos del sistema solar: la marcada diferencia entre las composiciones químicas de los objetos del sistema solar interior y exterior, y la presencia de cada uno de ellos en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Las simulaciones de Izidoro muestran que el anillo central podría explicar esta dicotomía al impedir que el material del sistema exterior entre en el sistema interior. Las simulaciones también revelan que el cinturón de asteroides se encuentra exactamente en el lugar adecuado, con objetos procedentes tanto de la región interior como de la exterior fluyendo hacia él.

Ilustración de tres anillos diferentes que pueden haber formado los planetas y otras características del sistema solar, según un modelo computacional de la Universidad de Rice. La evaporación de los silicatos sólidos, el agua y el monóxido de carbono en las líneas de sublimación (arriba) provocó cúspides de presión en el disco protoplanetario del Sol que atraparon el polvo en tres anillos distintos. Cuando el Sol se enfrió, las cúspides de presión migraron hacia el Sol, permitiendo que el polvo atrapado se acumulara en planetesimales del tamaño de un asteroide. La composición química de los objetos del anillo interior (NC) difiere de la de los objetos de los anillos medio y exterior (CC). Los planetesimales del anillo interior dieron lugar a los planetas del sistema solar interior (abajo), y los planetesimales del anillo medio y exterior dieron lugar a los planetas del sistema solar exterior y al cinturón de Kuiper (no se muestra). El cinturón de asteroides (arriba en el centro) se formó a partir de objetos NC del anillo interior (flechas rojas) y CC del anillo medio (flechas blancas). (Imagen: Rajdeep Dasgupta)
Esta imagen del observatorio Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) muestra un disco alrededor de una estrella joven como una estructura anidada de anillos. (Imagen: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO))

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BrandonQMorris
  • BrandonQMorris
  • Brandon Q. Morris es físico y especialista en el espacio. Lleva mucho tiempo preocupado por las cuestiones espaciales, tanto a nivel profesional como privado, y aunque quería ser astronauta, tuvo que quedarse en la Tierra por diversas razones. Le fascina especialmente el "qué pasaría si" y a través de sus libros pretende compartir historias convincentes de ciencia ficción dura que podrían suceder realmente, y que algún día podrían suceder. Morris es autor de varias novelas de ciencia ficción de gran éxito de ventas, como la serie Enceladus.

    Brandon es un orgulloso miembro de la Science Fiction and Fantasy Writers of America y de la Mars Society.