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¿Te gusta el clima y la superficie sólida terrestre? Agradécele a una estrella masiva

Universidad de Michigan
Los sistemas planetarios nacidos en regiones densas y masivas de formación de estrellas heredan cantidades sustanciales de Aluminio-26, que seca sus bloques de construcción antes de la acumulación (izquierda). Los planetas formados en regiones de baja formación de estrellas acumulan muchos cuerpos ricos en agua y emergen como mundos oceánicos (derecha). Imagen: Universidad de Michigan
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La superficie sólida de la Tierra y su moderado clima conducente a la vida como la conocemos, podrían deberse a la presencia de una estrella masiva durante la formación de nuestro Sol, según nuevas simulaciones computacionales de la formación de planetas.

El agua cubre más de dos terceras partes de la superficie de la Tierra, pero en términos astronómicos, los planetas internos de nuestro sistema solar aparecen muy secos, afortunadamente, porque muchas cosas buenas pueden hacer más daño que bien. Si el contenido de agua de un planeta rocoso es significativamente mayor que en la Tierra, el manto de silicato está cubierto por un océano global profundo y una capa impenetrable de hielo en el fondo del océano. Esto evita procesos geoquímicos, como el ciclo del carbono en la Tierra, que estabilizan el clima y crean condiciones de superficie que conducen a la vida tal como la conocemos.

“Entonces, parece que fuimos extraordinariamente afortunados. ¿Eramos nosotros? ¿O hay efectos sistemáticos en juego que distinguen a los sistemas planetarios similares a los del sistema solar de otros?”Tim Lichtenberg se lo preguntó cuando comenzó a trabajar en su tesis doctoral en los institutos de Astronomía y Geofísica de ETH Zurich.

Justo cuando se formó el proto-Sol, se produjo una supernova en el vecindario cósmico. Los elementos radiactivos, incluido el Aluminio-26 (Al-26), se fusionaron en esta estrella masiva y se inyectaron en nuestro joven sistema solar, ya sea por sus vientos estelares excesivos o por medio de la supernova ejecta después de la explosión.

El Al-26 en descomposición luego se calentó y se secó, entregando planetesimales desde el interior. En sus modelos de computadora, los investigadores pudieron demostrar que el calentamiento radiológico de niveles de Al-26 similares a los solares o en un sistema planetario en formación deshidrata sistemáticamente a los planetesimales antes de la acumulación en los protoplanetas (embriones planetarios).

Sin que estos elementos radiactivos fueran inyectados en el temprano sistema solar, nuestro planeta podría ser un mundo oceánico hostil cubierto de capas de hielo.

“Los resultados de nuestras simulaciones sugieren que existen dos tipos de sistemas planetarios cualitativamente diferentes”, dijo Tim Lichtenberg, del Centro Nacional de Competencia en Planetas de Investigación en Suiza. “Existen aquellos similares a nuestro sistema solar, cuyos planetas tienen poca agua y aquellos en los que se crearon principalmente mundos oceánicos porque no existía una estrella masiva cuando se formó su sistema huésped”.

El estudio, publicado en Nature Astronomy, fue elaborado en colaboración con investigadores de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich (ETH Zurich), Universidad de Michigan, Universidad de Bayreuth, y la Universidad de Berna.

“Es fantástico saber que los elementos radiactivos pueden ayudar a que el sistema húmedo se vuelva más seco y tener una explicación de por qué los planetas dentro del mismo sistema compartirían propiedades similares… Pero el calentamiento radioactivo puede no ser suficiente. ¿Cómo podemos explicar nuestra Tierra que es muy seca en comparación con los planetas formados en nuestros modelos? Quizás tener a Júpiter donde está también fue importante para mantener a la mayoría de los cuerpos helados fuera del sistema solar interior”, dijo Michael Meyer, profesor de astronomía de la Universidad de Michigan.

Los investigadores desarrollaron modelos informáticos para simular la formación de planetas a partir de sus bloques de construcción, llamados planetesimales, cuerpos rocosos helados de probablemente docenas de kilómetros de tamaño.

Esto pudo haber ocurrido poco después del nacimiento de nuestro sistema solar hace 4.6 mil millones de años y todavía puede estar en curso en numerosos lugares de la galaxia, como sugieren los rastros primitivos en los meteoritos.

Los investigadores dicen que las predicciones cuantitativas de este trabajo ayudarán a los telescopios espaciales del futuro cercano, dedicados a la caza de planetas extrasolares, a rastrear posibles rastros y diferencias en las composiciones planetarias, y refinar las implicaciones previstas del mecanismo de deshidratación Al-26.

Los investigadores están esperando ansiosamente el lanzamiento de las próximas misiones espaciales con las que se podrán observar exoplanetas del tamaño de la Tierra fuera de nuestro sistema solar.

 

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