Cómo se formaron los gigantes gaseosos y si existe el Planeta Nueve: intentamos responder estas preguntas
¿De qué trata el nuevo estudio?
Según los autores, este estudio ayudaráentender cómo se formaron planetas como la Tierra. Y sus hallazgos también sugieren que existe un quinto gigante gaseoso, escondido a una distancia de 80,5 mil millones de kilómetros de nuestro planeta.
¿Cómo exploran los científicos los planetas?
Las estrellas emergen de enormes nubes arremolinadasgas espacial y polvo. Después de que se iluminó nuestro Sol, el sistema solar primitivo todavía estaba lleno de un disco gaseoso primordial que desempeñó un papel importante en la formación y evolución de los planetas, incluidos los gigantes gaseosos.
A finales del siglo XX, los científicos creían que los gigantes gaseosos Júpiter y Saturno originalmente giraban alrededor del Sol en órbitas pequeñas y suaves. Pero no estaba claro por qué las órbitas tenían esta forma particular.
En 2005, un equipo internacional de científicosofrecieron una respuesta a esta pregunta: desarrollaron el modelo de Niza. Según ella, había inestabilidad entre estos planetas, un conjunto caótico de interacciones gravitatorias, como resultado de lo cual se formaron tales órbitas.
El modelo de Niza sigue siendo relevanteteoría, pero en los últimos 17 años, los científicos tienen nuevas preguntas. Por ejemplo, originalmente se pensó que la inestabilidad del gigante gaseoso había ocurrido cientos de millones de años después de la dispersión del disco gaseoso primordial que dio origen al sistema solar. Pero hay nueva evidencia de que sucedió antes. También plantea nuevas preguntas sobre cómo evolucionó el sistema solar interior, que contiene la Tierra.
¿Qué decidieron hacer los autores de la nueva obra?
Los autores del nuevo trabajo sugirieron previamente queLos gigantes gaseosos del sistema solar tienen órbitas tan suaves porque el disco de gas primordial se evaporó. Esto podría explicar por qué los planetas se distribuyeron en órbitas mucho antes de lo que sugirió originalmente el modelo de Niza, y quizás incluso sin la inestabilidad que los empujó allí.
“Se nos ocurrió la idea de que los planetas gigantes,Quizás podrían moverse y propagarse debido al efecto “rebote”. a medida que el disco se disipa. Puede que nunca hayan sido inestables”, dijo Sean Raymond, de la Universidad de Burdeos en Francia. A continuación, los autores propusieron por primera vez la idea del efecto "rebote" y crearon una simulación de todos los discos gaseosos y grandes exoplanetas.
“La situación en nuestro sistema solar es un poco diferente,porque Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno están ubicados en órbitas más amplias, dijo Beibei Liu, investigador de la Universidad de Zhejiang en China. "Nos dimos cuenta de que este fenómeno podría explicarse si el disco de gas se dispersara de adentro hacia afuera".
El equipo descubrió que esta dispersión de adentro hacia afuera era una causa natural de inestabilidad en el modelo de Niza. Como resultado, los autores quedaron convencidos de la relevancia del modelo de Niza.
¿Cómo cambiaron los autores el modelo establecido?
La situación que se encontraba al inicio de la inestabilidad, enEl modelo de los autores tiene el mismo aspecto. Todavía contiene el Sol naciente, rodeado por una nube de gas y polvo. Y varios gigantes gaseosos jóvenes que orbitan alrededor de la estrella en esta nube.
Los investigadores señalan que todos los sistemas solaresformado en un disco de gas y polvo. Este es un subproducto natural de cómo se forman las estrellas. Pero cuando el Sol estalló, comenzó a quemar su combustible nuclear y a generar luz solar, calentando el disco y expulsándolo desde el interior.
Esto creó un agujero cada vez mayor en la nube de gas alrededorSol. A medida que el agujero crecía, su borde atravesaba las órbitas de cada uno de los gigantes gaseosos. Según las simulaciones por computadora del equipo, esta transición con una probabilidad muy alta condujo a la inestabilidad misma del planeta gigante. El proceso de mover estos grandes planetas a sus órbitas actuales también es anterior a la línea de tiempo del modelo Niza original de cientos de millones de años.
“La inestabilidad ocurre antes, cuando el disco gaseoso del Sol se disipa. Debería ocurrir desde unos pocos millones de años hasta 10 millones de años después del nacimiento del sistema solar”, dijo Liu.
El nuevo modelo también lleva a mezclarmaterial de los sistemas solares exterior e interior. La geoquímica de la Tierra sugiere que tal mezcla debió ocurrir mientras nuestro planeta aún estaba en proceso de formación.
“Este proceso realmente agitará el interiorel sistema solar, y la Tierra puede provenir solo de él”, dijo Jacobson, “esto es bastante consistente con las observaciones”. Según el equipo, su próximo objetivo es estudiar la conexión entre la inestabilidad y la formación de la Tierra.
¿Cómo surgió el planeta no descubierto?
Jacobson dijo que su trabajo aborda una de las preguntas más populares sobre nuestro sistema solar: cuántos planetas hay. Actualmente la respuesta es ocho.
Los autores señalan que el modelo de Niza funcionó un pocomejor, dado que había cinco gigantes gaseosos en el sistema solar primitivo en lugar de cuatro. Este es un indicio del Planeta Nueve, sobre el cual los científicos han estado discutiendo activamente en los últimos años. Según el modelo, este planeta adicional fue expulsado de nuestro sistema solar durante la inestabilidad.
Pero en 2015, los investigadores de CaliforniaEl Instituto de Tecnología ha encontrado evidencia de que aún puede existir un planeta no descubierto en las afueras del sistema solar, a unos 80.500 millones de kilómetros del Sol.
Todavía no hay evidencia concreta de queeste hipotético planeta, apodado Planeta X o Planeta Nueve, o el planeta adicional del modelo de Niza, realmente existe. Sin embargo, todos estos objetos pueden ser la misma cosa.
Jacobson y sus colegas no pudieron responder esta pregunta directamente con sus simulaciones, pero probarán si su modelo funciona mejor para cuatro o cinco gigantes gaseosos.
En cualquier caso, la humanidad pronto debería recibirla respuesta a esta pregunta. El Observatorio Vera Rubin, cuya entrada en funcionamiento está prevista para finales de 2023, debería detectar el Planeta Nueve, si existe. Está previsto que el instrumento estudie las microlentes débiles en el espacio profundo, así como los cuerpos pequeños del Sistema Solar.
Los astrónomos realizaron cálculos que demostraron queEl telescopio podrá detectar al menos varias de estas llamaradas al año. En este caso, los científicos podrán confirmar que el Planeta Nueve es un agujero negro y determinar con más detalle sus parámetros orbitales.
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