Agencias/ Ciudad de México.- Planetas como la Tierra o Venus, que residen en el interior de sistemas solares, probablemente nacieron de repetidas colisiones de ‘golpe y fuga’, desafiando los modelos convencionales de formación.
La formación de planetas, el proceso mediante el cual se forman planetas distintos, redondos y prolijos a partir de una nube turbulenta y arremolinada de asteroides rugosos y mini planetas, probablemente fue incluso más desordenada y complicada de lo que la mayoría de los científicos querrían admitir, según una nueva investigación dirigida por investigadores de el Laboratorio Planetario y Lunar (LPL) de la Universidad de Arizona.
Los hallazgos desafían la visión convencional, en la que las colisiones entre bloques de construcción más pequeños hacen que se peguen y, con el tiempo, las colisiones repetidas acumulan nuevo material en el creciente planeta bebé.
En cambio, los autores proponen y demuestran evidencia de un escenario novedoso de “golpe y fuga”, en el que los cuerpos preplanetarios pasaron una buena parte de su viaje a través del sistema solar interior chocando y rebotando entre sí, antes de encontrándose de nuevo en un momento posterior. Habiendo sido ralentizados por su primera colisión, sería más probable que se mantuvieran juntos al siguiente encuentro.
La investigación se publica en dos estudios que aparecen en The Planetary Science Journal, uno que se centra en Venus y la Tierra y el otro en la luna de la Tierra. Un elemento central de ambas publicaciones, según el equipo de autores, que fue dirigido por el profesor de ciencias planetarias y LPL Erik Asphaug, es el punto en gran parte no reconocido de que los impactos gigantes no son las fusiones eficientes que los científicos creían que eran.
“Descubrimos que la mayoría de los impactos gigantes, incluso los relativamente ‘lentos’, son de golpe y fuga. Esto significa que para que dos planetas se fusionen, por lo general primero tienes que frenarlos en una colisión de golpe y fuga”, dijo Asphaug en un comunicado. “Pensar en los impactos gigantes, por ejemplo, la formación de la luna, como un evento singular probablemente sea incorrecto. Lo más probable es que hayan sido necesarias dos colisiones seguidas”.
Una implicación es que Venus y la Tierra habrían tenido experiencias muy diferentes en su crecimiento como planetas, a pesar de ser vecinos inmediatos en el sistema solar interior. En este artículo, dirigido por Alexandre Emsenhuber, quien hizo este trabajo durante una beca postdoctoral en el laboratorio de Asphaug y ahora se encuentra en la Universidad Ludwig Maximilian en Munich, la joven Tierra habría servido para ralentizar los cuerpos planetarios interrelacionados, haciéndolos finalmente más propensos a colisionar con Venus y unirse a él.
“Creemos que durante la formación del sistema solar, la Tierra primitiva actuó como una vanguardia para Venus”, dijo Emsenhuber.
El sistema solar es lo que los científicos llaman pozo de gravedad, el concepto detrás de una atracción popular en las exhibiciones científicas. Los visitantes lanzan una moneda a un pozo de gravedad en forma de embudo y luego ven cómo su dinero completa varias órbitas antes de caer en el agujero central. Cuanto más cerca está un planeta del sol, más fuerte es la gravitación experimentada por los planetas. Es por eso que los planetas internos del sistema solar en los que se enfocaron estos estudios (Mercurio, Venus, Tierra y Marte) orbitan alrededor del Sol más rápido que, digamos, Júpiter, Saturno y Neptuno. Como resultado, cuanto más se acerca un objeto al sol, es más probable que se quede allí.
Entonces, cuando un planeta intruso golpeaba la Tierra, era menos probable que se pegara a la Tierra y, en cambio, más probabilidades de terminar en Venus, explicó Asphaug.
“La Tierra actúa como un escudo, proporcionando una primera parada contra estos planetas impactantes”, dijo. “Lo más probable es que un planeta que rebota en la Tierra golpee a Venus y se fusione con él”.
Emsenhuber utiliza la analogía de una pelota que rebota por una escalera para ilustrar la idea de lo que impulsa el efecto de vanguardia: un cuerpo que viene del sistema solar exterior es como una pelota que rebota por unas escaleras, y cada rebote representa una colisión con otro cuerpo.
“En el camino, la pelota pierde energía y encontrarás que siempre rebota abajo, nunca arriba”, dijo. “Por eso, el cuerpo ya no puede salir del sistema solar interior. Por lo general, solo baja las escaleras, hacia Venus, y un impactador que choca con Venus está bastante feliz de quedarse en el sistema solar interior, por lo que en algún momento golpeará Venus de nuevo”.
La Tierra no tiene tal vanguardia para ralentizar sus planetas interrelacionados. Esto conduce a una diferencia entre los dos planetas de tamaño similar que las teorías convencionales no pueden explicar, argumentan los autores.
“La idea predominante ha sido que realmente no importa si los planetas chocan y no se fusionan de inmediato, porque se encontrarán de nuevo en algún momento y luego se fusionarán”, dijo Emsenhuber. “Pero eso no es lo que encontramos. Descubrimos que terminan convirtiéndose con más frecuencia en parte de Venus, en lugar de regresar a la Tierra. Es más fácil ir de la Tierra a Venus que al revés”.
Using machine learning and simulations of giant impacts, researchers at @UArizonaLPL found that the planets residing in the inner solar systems were likely born from repeated hit-and-run collisions, challenging conventional models of planet formation. https://t.co/FRRbvs5JUP pic.twitter.com/LVWRKU74gB
— University of Arizona (@uarizona) September 23, 2021
