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12/12/07 - DJ:

Urano y Neptuno habrían cambiado de lugar

Según un nuevo estudio, hace 4 mil millones de años, estos dos planetas gaseosos exteriores, habrían intercambiado posiciones en el Sistema Solar.
disco protoplanetario

Rápido:¿Cuál es el orden de los planetas del sistema solar? ¿Necesita ayuda? Quizás esta regla mnemotécnica le suene:"Muchas Veces Te Miro Julieta,Sos Una Nena Paqueta". Es útil para recordar los planetas hoy (a pesar de que ahora a Plutón se lo considere planeta enano), pero no habría servido en el pasado porque los planetas no estuvieron siempre en el orden actual. Cuatro mil millones de años atrás, Urano y Neptuno cambiaron lugares.

Este es el resultado del reciente trabajo de Steve Desch, profesor asistente en la Escuela de Exploración de la Tierra y el Espacio en la Universidad de Arizona. El trabajo aparece esta semana en Astrophysical Journal.

Desch basó sus conclusiones en sus cálculos de la densidad de superficie de la nebulosa solar. La Nebulosa Solar es el disco de gas y polvo del cual se formaron todos los planetas. Esta densidad de superficie -o masa por área- del disco protoplanetario es una cantidad fundamental necesaria para calcular todo, como cuán rápido crecen los planetas hasta los tipos de químicos que contienen.

Es muy difícil observar la densidad de superficie en discos protoplanetarios formando sistemas solares actualmente, porque están muy lejos y porque la mayoría de las observaciones sólo detectan polvo. Por lo que durante los últimos 30 años la mayoría de los investigadores ha recaído en un estimado de la densidad de superficie llamado Masa Mínima de la Nebulosa Solar. La idea es simple: tomar el componente rocoso de cada planeta, sumarle hidrógeno y helio hasta coincidir con la composición en el Sol y extender la masa en el área de órbita de cada planeta. Esta Masa Mínima predice discos de masa no muy diferente de lo que podemos observar en los sistemas solares en formación. Pero también predice una baja densidad, con la masa demasiado extendida como para formar planetas rápidamente.

"Estaba pensando acerca de la formación planetaria y noté que los modelos actuales fallan en predecir cómo Júpiter pudo crecer a su tamaño actual en el tiemp de vida de la nebulosa solar. Dada la composición y tamaño de Júpiter, los modelos predicen que tomaría varios millones de años en formarse y miles de millones de años para Urano y Neptuno - pero nuestro sistema solar no es tan viejo" dice Desch.

Otro modelo es el que se conoce como Nice por el nombre de la ciudad en Francia donde fue desarrollado. Está basado en sofisticados cálculos numéricos de las órbitas planetarias a través de millones de años. Explica varios aspectos acerca de las órbitas de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, así como los cometas del cinturón de Kuiper, asumiendo que los planetas gigantes se formaron mucho más cerca de lo que están hoy. Neptuno, por ejemplo, se habría formado a menos de la mitad de la distancia del Sol de lo que orbita hoy. Y en un 50% de las simulaciones, Urano y Neptuno cambiaron lugares.


Desch notó que el modelo Nice implica que la masa del sistema solar estaba más empaquetada que lo que la Masa Mínima de la nebulosa solar asumía. Al extender las masas de los planetas a través de sus órbitas originales, como predice el modelo Nice, encontró una muy suave variación de la densidad de superficie con la distancia al Sol, aunque sólo si Urano y Neptuno hubieran cambiado efectivamente de lugar.

Los descubrimientos tienen otras implicaciones. "La densidad de superficie de la nebulosa solar no es lo que pensábamos originalmente, es mucho mayor, y tiene implicaciones sobre dónde se forman y cúan rápido crecen los planetas. Una densidad mayor significa que Urano y Neptuno se formaron más cerca y más rápido, en sólo 10 millones de años. Eso es importante porque esos planetas contienen una cantidad de hidrógeno y helio y las observaciones de otros discos protoplanetarios muestran que esos gases no durarían más de 10 millones de años".

Además de demostrar por primera vez que todos los planetas gigantes pueden crecer en el término de vida de la nebulosa solar, Desch también descubrió la razón detrás de la pronunciada variación con la distancia desde el Sol. "La distribución de masa cae muy escalonadamente porque el límite exterior está siendo constantemente hervidos a través del proceso de fotoevaporación, por la radiación ultravioleta de estrellas masivas cercanas".

Por lo que parece que 4 mil millones de años atrás, la regla para acordarse debería haber sido "Muchas Veces Te Miro Julieta,Sos Nena una Paqueta."

"Esto nos recuerda que el sistema solar es un lugar dinámico. Por los primeros 650 millones de años del sistema solar, Neptuno estuvo más cerca del Sol que Urano - eso es 15% de la historia del sistema. Se ve completamente diferente al verlo hoy", finaliza diciendo Desch.




Links relacionadosFuentes y links relacionados


  • Solving solar system quandaries is simple: Just flip-flop the position of Uranus and Neptune

  • Mass Distribution and Planet Formation in the Solar Nebula

  • Formación y evolución del Sistema Solar



  • Sobre las imágenes


    Concepción artística de un disco protoplanetario. Wikipedia.


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