Cuando Júpiter se encontraba en el lugar de Marte

Un nuevo escenario que describe un paso clave en la formación del sistema solar ha sido propuesto por una colaboración franco-estadounidense con participación de investigadores del CNRS, las universidades de Niza y Burdeos 1 (1). En este modelo, Júpiter habría emigrado hacia el Sol para la posición de Marte hoy antes de incorporarse a su puesto actual, mucho más distante. Los investigadores explican la formación del cinturón de asteroides y las diferencias de tamaño entre los planetas terrestres (Mercurio, Venus, Tierra y Marte). Los científicos ahora están tratando de integrar en este escenario que Urano y Neptuno son los planetas del sistema solar lejano. Sus resultados acaban de ser publicados en línea en el sitio web de la Naturaleza (próximo artículo programado a partir de julio de 2011).

¿Por qué Marte, el vecino planetario de la Tierra, es diez veces menos masiva que esta? La pregunta quedó sin respuesta durante tanto tiempo que era difícil de reproducir la masa de Marte en las simulaciones. Con los recientes avances en este ámbito, un investigador americano llamado Brad Hansen en 2009 propuso un modelo de reproducción de las condiciones iniciales de la formación de planetas terrestres. Estos nacería de un disco de material fuera de 0,3 unidades astronómicas (1 UA es la distancia Tierra-Sol) que se extienden a 0,7 a 1 UA. El centro del disco, donde la materia es concentrado, contiene los elementos básicos para Venus y la Tierra, los planetas terrestres más grandes del sistema solar. Los bordes interiores y exteriores, respectivamente, han generado Mercurio y Marte. Pero este modelo no toma en cuenta la existencia, dentro del sistema solar, material planetario más allá de Marte, donde el cinturón de asteroides (entre 2 y 4 UA) y los cuatro planetas gigantes (Júpiter , Saturno, Urano y Neptuno entre el 5 y UA 30).

El estudio de los exoplanetas encontrado que algunos planetas gigantes pueden migrar cerca de sus estrellas. Basándose en esta observación, Alessandro Morbidelli y sus colegas la hipótesis de que los planetas gigantes de nuestro sistema solar (Júpiter y Saturno) se había movido dentro del sistema solar, antes de la formación de planetas terrestres. Los investigadores se han basado en el trabajo de Hansen para construir el siguiente escenario: antes de la formación de Saturno, Júpiter habría migrado al Sol a la posición actual de Marte (1.5 UA del Sol). Le hubiera empujado o expulsado de cualquier asunto en su camino, de crear el disco de la materia «truncado» de ancho por 0,3 UA, con un borde exterior a 1 UA (de acuerdo con el trabajo de Hansen). Entonces, Saturno, una vez formado, a su vez, se trasladó al sol. Bajo su «influencia», Júpiter habría «pegado» a emigrar para alcanzar su posición actual (en torno al 5 UA del Sol), más allá del cinturón de asteroides.

A través de simulaciones numéricas, los científicos demostraron que la migración de Júpiter y Saturno fueron consistentes con la formación del cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter. Por otra parte, se las arreglaron para explicar la coexistencia de dos tipos de asteroides en el cinturón de objetos: algunos son muy secas, más rico en agua. De acuerdo con el escenario de la «gran viaje a bordo», Júpiter habría interceptado dos poblaciones de pequeños cuerpos durante la migración. Los que actualmente se encuentra en la parte interior del cinturón de asteroides que proceden de la zona comprendida entre 1 y 3 UA del Sol, mientras que los ubicados en la parte exterior sería a partir de una región distinta situada más allá de 5 UA.

» Este modelo implica que los planetas gigantes de nuestro sistema solar han cambiado significativamente a medida que los planetas observados alrededor de otros soles «, dijo Sean Raymond. Igualmente importante, este nuevo modelo ayuda a explicar los primeros pocos millones de años de nuestro sistema solar, una historia que incluye un gran número de enigmas sin respuesta hasta ahora. Los científicos están tratando de incluir en este escenario la formación de Urano y Neptuno.

Notas:

(1) En Francia, los laboratorios que participan son: Laboratorio de «Casiopea Astrofísica, Ciencias de la Mecánica y Análisis de Datos» (CNRS / Universidad de Niza) en el Observatorio de la Costa Azul y el Laboratorio de Astrofísica de Burdeos ( CNRS / Université Bordeaux 1) Aquitania en el Observatorio de Ciencias del Universo.

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