Noticias del Sistema Solar (4/7): arquitecturas planetarias
Capítulo 4: arquitecturas planetarias
Arrancamos la cuarta entrega de las Noticias del Sistema Solar con uno de los mayores desafíos de la ciencia planetaria, y de mi campo en particular: ¿cómo se formó el Sistema Solar? Del punto de vista espacial es lo que más cerca nos queda ya que el Sol y los astros que orbitan a su alrededor constituyen nuestro vecindario planetario. En este caso la palabra "astros" abarca una amplia variedad de objetos astrofísicos (no sólo planetas) de los cuales hablaremos en este artículo.
En la escuela, la riqueza de nuestro Sistema Solar se suele omitir por simplicidad... ¡y es una lástima! Hoy revelaremos algunos de sus misterios para tratar de entender (aunque sea de manera parcial) su agitada historia. Empecemos con una simple enumeración de los astros del Sistema Solar que se ven en la imagen de acá arriba. Además de la estrella central llamada Sol y los 8 famosos planetas (M-V-T-M-J-S-U-N) hay una multitud de cuerpos celestes en él: satélites naturales o lunas, asteroides, polvo exozodiacal, planetas enanos (como Plutón), cometas, anillos planetarios, etc.
Por ende podemos preguntarnos lo siguiente: ¿Cómo se llegó a la estructura compleja que observamos hoy? ¿Qué pasó durante la fase de formación del Sistema Solar? ¿Por qué los planetas son tan diferentes/parecidos entre sí? Por qué los planetas internos son rocosos y pequeños mientras que los planetas externos son gigantes? ¿Por qué hay gigantes gaseosos y de hielo? ¿Por qué hay cinturones de asteroides y lunas? ¿Qué va a pasar en el futuro? Como verán, se trata de un verdadero trabajo de detective científico y para ser sincero hay más preguntas que respuestas... ¡Y justamente por eso es interesante!
En un principio, la mayoría de los astrónomos pensaba que los astros mentados se formaban in situ. Esto permitió establecer las bases de la disciplina. De hecho, uno de los modelos de formación del Sistema Solar más usados (aunque probablemente esté totalmente equivocado) consiste en desparramar el material sólido que constituye hoy los planetas para formar un disco alrededor del Sol. A través de este experimento intelectual (modelo de Nebulosa Solar de Masa Mínima), se puede construir un disco de gas y de polvo que contiene todo el material que luego se transformará en planetas. Esto nos da una buena idea de cuáles eran las condiciones primordiales del Sistema Solar hace más de 4.500 millones de años. El problema fundamental de este modelo es que supone que los sólidos se forman de manera local (in situ)... Sin embargo, hoy estamos seguros (o por lo menos hay grandes indicios) de que no fue así: ¡los planetas migran! (artículo en inglés) Esto significa que sus órbitas cambian con el tiempo.
Esto complica mucho la situación ya que resulta mucho más difícil "adivinar" cuáles fueron entonces las condiciones primordiales del Sistema Solar. Por ejemplo, si los planetas (internos) rocosos se forman antes o después que los planetas gigantes, la evolución del Sistema Solar cambia radicalmente. Los modelos actuales estipulan que es probable que primero se hayan formado los gigantes Júpiter y Saturno y que éstos hayan empezado un viaje conjunto hacia las regiones internas del Sistema Solar (sus órbitas eran cada vez más pequeñas). Esto siguió así hasta que ambos entraron en resonancia y empezaron a agrandar sus órbitas nuevamente. Se piensa que esta pequeña excursión planetaria tuvo consecuencias muy importantes para el resto de los planetas que estaban formándose para ese entonces. De hecho, muchos estudios recientes vinculan la dispersión de elementos químicos durante ese período con las composiciones químicas de los planetas hoy en día. En particular, entender de dónde proviene el agua de la Tierra es un tema de estudio muy debatido y apasionante.
Otro aspecto de gran interés es la localización del cinturón de asteroides (que se encuentra entre Marte y Júpiter), así como la gran colección de objetos trans-neptunianos (más allá de Neptuno). Todos estos cuerpos son grandes bloques de piedra y/o hielo, denominados comúnmente planetesimales. Se trata de fragmentos que han quedado dando vueltas luego de colisiones planetarias, o bien de embriones planetarios que no lograron convertirse en planetas. Sea como fuere, entender por qué esos cuerpos se encuentran en esos lugares particulares de nuestro sistema planetario es una gran incógnita. No deseo sin embargo entrar en detalles, simplemente quería demostrar que seguimos sin entender del todo bien cómo fueron los primeros instantes de nuestro Sistema Solar y que aún queda mucho por explorar.
A falta de respuestas, los dejo con dos preguntas más: ¿pudo haber habido más planetas en el Sistema Solar primordial? ¿Cómo se puede aplicar lo que sabemos de nuestro entorno planetario a los sistemas planetarios descubiertos alrededor de otras estrellas? TRAPPIST-1 es un ejemplo reciente que ha tenido gran repercusión mediática. Piénsenlo bien y dejen sus preguntas y/o opiniones al respecto.
¡Saludos planetarios!
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En la escuela, la riqueza de nuestro Sistema Solar se suele omitir por simplicidad... ¡y es una lástima! Hoy revelaremos algunos de sus misterios para tratar de entender (aunque sea de manera parcial) su agitada historia. Empecemos con una simple enumeración de los astros del Sistema Solar que se ven en la imagen de acá arriba. Además de la estrella central llamada Sol y los 8 famosos planetas (M-V-T-M-J-S-U-N) hay una multitud de cuerpos celestes en él: satélites naturales o lunas, asteroides, polvo exozodiacal, planetas enanos (como Plutón), cometas, anillos planetarios, etc.
En un principio, la mayoría de los astrónomos pensaba que los astros mentados se formaban in situ. Esto permitió establecer las bases de la disciplina. De hecho, uno de los modelos de formación del Sistema Solar más usados (aunque probablemente esté totalmente equivocado) consiste en desparramar el material sólido que constituye hoy los planetas para formar un disco alrededor del Sol. A través de este experimento intelectual (modelo de Nebulosa Solar de Masa Mínima), se puede construir un disco de gas y de polvo que contiene todo el material que luego se transformará en planetas. Esto nos da una buena idea de cuáles eran las condiciones primordiales del Sistema Solar hace más de 4.500 millones de años. El problema fundamental de este modelo es que supone que los sólidos se forman de manera local (in situ)... Sin embargo, hoy estamos seguros (o por lo menos hay grandes indicios) de que no fue así: ¡los planetas migran! (artículo en inglés) Esto significa que sus órbitas cambian con el tiempo.
Otro aspecto de gran interés es la localización del cinturón de asteroides (que se encuentra entre Marte y Júpiter), así como la gran colección de objetos trans-neptunianos (más allá de Neptuno). Todos estos cuerpos son grandes bloques de piedra y/o hielo, denominados comúnmente planetesimales. Se trata de fragmentos que han quedado dando vueltas luego de colisiones planetarias, o bien de embriones planetarios que no lograron convertirse en planetas. Sea como fuere, entender por qué esos cuerpos se encuentran en esos lugares particulares de nuestro sistema planetario es una gran incógnita. No deseo sin embargo entrar en detalles, simplemente quería demostrar que seguimos sin entender del todo bien cómo fueron los primeros instantes de nuestro Sistema Solar y que aún queda mucho por explorar.
A falta de respuestas, los dejo con dos preguntas más: ¿pudo haber habido más planetas en el Sistema Solar primordial? ¿Cómo se puede aplicar lo que sabemos de nuestro entorno planetario a los sistemas planetarios descubiertos alrededor de otras estrellas? TRAPPIST-1 es un ejemplo reciente que ha tenido gran repercusión mediática. Piénsenlo bien y dejen sus preguntas y/o opiniones al respecto.
¡Saludos planetarios!
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Figura 1: Objetos del Sistema Solar: planetas, lunas, cometas, asteroides, etc.
Figura 3: Planeta en formación en un disco. La estrella (no representada) se encuentra en el centro. Algo parecido pasó con Júpiter alrededor del Sol. Crédito: Matías Montesinos
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