Pero indagando un poco más profundo, te encuentras con problemas serios con ese punto de vista simplista. Por ejemplo, Urano y Neptuno deberían haber terminado mucho más pequeño y menos masivos, porque a miles de millones de kilómetros del Sol recién nacido el material para formar protoplanetas era escaso y el proceso de acrecentamiento demasiado lento. Por el contrario, Marte se formó en lo ancho del disco y debería haber terminado por lo menos con 10 veces más masa de la que tiene hoy. Y nadie realmente entiende la existencia del cinturón de asteroides - sobre todo por qué está crudamente dividido en cuerpos rocosos (llamados tipos S) más cerca del Sol y cuerpos oscuros, constituidos en su mayor parte de carbono (tipo C) afuera más lejos.
nuestro sistema solar con su ordenado arreglo de planetas orbitándo el Sol.
El dilema de Urano-Neptuno fue resuelto hace varios años al postular que los cuatro planetas gigantes estuvieron inicialmente en una mucho más cercana familia unida, reuniéndose en una zona acogedora que va de 5 a 12 unidades astronómicas del sol.
Los Cuatro Grandes coexistieron pacíficamente al principio, pero después de un par de millones de años las cosas se pusieron feas. La gravedad de Júpiter, empujó a Saturno a una órbita inestable, y de gran oscilación, lo que provocó una reacción en cadena de encuentros cercanos que en última instancia lanzó a Neptuno y Urano a las profundidades lejanas del espacio interplanetario que ahora ocupan.
modelos de computadora sugieren que los planetas más externos se formaron dentro de un estrecho rango de distancias que van desde 5 a 12 UA(ver escala vertical parte baja izquierda).Después de 2 millones de años de la formación,la órbita de Saturno entro en resonancia orbital con Júpiter y convirtió más excéntrico a Neptuno el cual se formó más cerca del Sol que Urano repetidos encuentros cercanos con los otros planetas gigantes catapultaron a Neptuno hasta su actual localización.Crédito .A. Morbidelli & others / Astronomical Journal
Los teóricos tienen ahora modelos de computadora que reproducen más o menos correctamente el sistema solar exterior, pero siguen siendo perturbados por los planetas interiores. El problema espinoso de un demasiado pequeño Marte y un cinturón de asteroides con una composición estratificada permanecen.
Peor aún, los descubrimientos de otros sistemas solares están revelando radicales diferencias en la arquitecturas de los planetas más internos: "Júpiter calientes" girando tan de cerca de sus soles que un año para ellos tiene sólo días de duración, y planetas masivos en órbitas no circulares que cualquier planeta menor que se encontrara en su camino sería expulsado. Teniendo en cuenta todo el desorden tan común entre los exoplanetas, es notable que el Sol haya finalizado con cualquier planeta pequeño, en sus cercanías .
Pero ha habido un gran avance en los modelos sobre la formación de nuestro sistema solar, los detalles surgieron en la reunión de la semana pasada de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Americana. En donde se sacó a relucir que obtener cuatro planetas del tipo terrestres y el tipo de cinturón de asteroides del sistema solar es muy fácil - pero se requiere de un nuevo pensamiento dramático sobre la trayectorias que Júpiter (y Saturno) tomaron para llegar a sus ubicaciones actuales.
Solución para Marte
El año pasado Brad Hansen (Universidad de California en Los Ángeles) intentó modelar el sistema solar interior de una forma completamente nueva.El tomó como ejemplo otros cuerpos conocidos por tener de cerca, planetas del tamaño de la Tierra: como el sistema que rodea al pulsar milisegundos B1257 +12. Descubierto en 1991, estos pulsares planetas son a menudo ignorados debido a que su estrella anfitriona es muy extrema.
Anteriores simulaciones por ordenador asumieron que los planetas interiores se formaron de un denso y masivo cinturón de planetesimales de kilómetros de ancho que se extendía casi hasta la órbita de Júpiter. Pero, invariablemente, el resultado siempre era un muy masivo-Marte y un revuelto lío en el cinturón de asteroides. Sin embargo, Hansen se dio cuenta de que los planetas de PSR B1257 +12' s debieron haberse formado de un disco limitado de material caliente que rodea de cerca al pulsar.
Cuando el trató de compararlo con nuestro sistema solar, comenzando con un disco limitado a sólo (0,7 a 1,0) unidades astronómicas del Sol, “sorpresa” - su ordenador se ejecutó normalmente dando como resultado, que los planetas más grandes (la Tierra" y Venus ) se colocaban en el medio y los más pequeños (Mercurio y Marte) cerca de los bordes interno y externo.
nadie realmente sabe como el sistema de planetas orbitándo el pulsar B1257+12 luciría si se visualizara de cerca pero la imágen artística muestra una posible descripción con tres planetas de masas terrestres orbitándo el pulsar en sus cercanías.Crédito.Robert Hurt.
Así que ¿por qué la Tierra y sus vecinos inmediatos se han formado de tal disco limitado? Hansen no tenía ni idea cuandopublicó sus resultados el año pasado. "En mi trabajo yo admito que la elección fue ad hoc". Pero funcionó - mucho mejor, de hecho, que ninguno de los ensayos anteriores”.
Mientras tanto, con respecto a los planetas exteriores la gente se había preguntado cómo Júpiter había logrado evitar convertirse en un cautivo cercano del Sol, como ocurrió con otros tantos exoplanetas del tipo joviano. En teoría, lasinteracciones de marea entre el Rey de los Planetas y el disco protoplanetario del Sol deberían haber arrastrado a Júpiter hacia el interior en su destino.
Ya en 1999, sin embargo, los teóricos Frederic Masset y Mark Snellgrove (entonces en el Queen Mary College) mostraron que Júpiter de hecho habría migrado hacia el interior - pero sólo hasta que se vinculó con Saturno en una resonancia 3:2, es decir, con los dos situados de modo que Júpiter completó tres órbitas por cada dos de Saturno. En ese momento la pareja habría invertido su dirección y se dirigieron hacia el exterior. (La mecánica de esta migración en pareja es un poco complicada ; para obtener los detalles ver AQUÍ.)
Las simulaciones de Hansen, junto con la constatación de que los gigantes gaseosos podrían haber migrado hacia dentro o hacia fuera, dió a los modeladores del sistema solar, un momento de júbilo.¿Qué hubiera pasado, se preguntaban, si el joven Júpiter se hubiera acercado más al Sol de lo que finalmente hizo?
Las respuestas sorprendentes salieron a la luz en la reunión de la semana pasada. Kevin Walsh, quien había trabajado en este problema con Alessandro Morbidelli, en el observatorio Côte d'Azur en Francia, corrió simulaciones por ordenador que colocaban a Júpiter inicialmente a 3 ½ UA del Sol y le permitian deslizarse hacia el interior a 1 ½ UA (alrededor de donde la órbita de Marte, está ahora). Los resultados fueron notables en su amplitud e importancia.
En primer lugar, la gravedad de Júpiter habría arrastrado a los cuerpos pequeños en su camino hacia el interior creando una perturbación tipo “barredora de nieve “que apilaba a todos los planetesimales rocosos en un mini-disco con un borde externo a 1 UA del sol. De acuerdo con el presentador David O'Brien(Planetary Science Institute), un miembro del equipo de Walsh, a Júpiter le tomó sólo 100.000 años para trasladarse hacia el interior a 1 ½ UA y otros 500.000 años en llegar a su órbita actual, 5.2 UA del sol.
En segundo lugar, una nueva corrida por computadora confirma lo que Hansen había mostrado: un mini-disco de material rocoso extendiéndose a sólo 1 UA suministrando lo que se necesitaba para formar cuatro planetas terrestres - y un Marte que no es demasiado grande.
trás formarse los planetas terrestres desde un estrecho y confinado disco(banda gris en la imágen),las simulaciones producen una distribución de los planetas más internos(circulos abiertos obtenidos a partir de los resultados de 23 computadoras) los cuales se acercan bastante a las posiciones actuales de los planetas (puntos coloreados) el valor más alto de densidad de Mercurio asume que el planeta se formó con la misma abundancia de hierro que otros planetas terrestres.Crédito.Brad Hansen / Astrophysical Journal.
En la reunión, David Minton y Hal Levison (Southwest Research Institute) describieron sus propias simulaciones utilizando un mini-disco truncado, y obtuvieron conclusiones muy parecidas. Una variación importante es que, en la corrida de Minton-Levison, Marte se forma dentro del disco y migra hacia el borde exterior y más allá.
Esto podría ser una buena cosa, ya que un movimiento de Marte proporcionaría las perturbaciones gravitacionales necesarias para poner los planetesimales ricos en hierro fuera del disco y en la parte más interna del cinturón de asteroides, donde son comúnmente encontrados en la actualidad. "La ubicación original de Marte en el [disco] que yo calculé era muy variable", comenta Hansen. "La migración hacia el exterior fue impulsada por la dispersión, por lo que hay que sacudir las cosas un poco."
En tercer lugar, Júpiter probablemente habría llegado incluso más cerca , tal vez deslizándose todo el camino hacia el Sol, si todavía no se hubiese formado Saturno (para remolcar a través de la resonancia 3:2) creciendo lo bastante masivo para contrarestrar las fuerzas de marea e invirtiendo el movimiento de ambos planetas. En este sentido, la formación y la supervivencia de los planetas terrestres no dependía de la existencia de Júpiter, sino de Saturno.
En cuarto lugar, el viaje hacia el interior de Júpiter habría barrido totalmente la región asteroidal que va de 2-4 UA .La mayoría de los objetos allí se perderían por completo, pero aproximadamente el 15% terminarían dispersos en un disco más allá de Saturno. Después de dar marcha atrás y moverse hacia fuera, los dos planetas dispersarían algunos de los objetos desplazados anteriormente de nuevo, esta vez hacia el interior, volviendo a lo que ahora es la parte interna del cinturón de asteroides.
En quinto lugar, como Saturno y Júpiter continuaron hacia el exterior para alcanzar su órbita final, ellos se encontraron con otro grupo de asteroides. A diferencia de los cuerpos rocosos que se habían ido al exterior y regresaron, estos eran objetos ricos en carbono y agua que se habrían formado entre 6-9 UA del sol. Arrojados hacia el interior por las perturbaciones del dúo dinámico, formarían la mayor parte de lo que ahora es la zona exterior del cinturón de asteroides.
esta secuencia simplificada muestra como fué la migración hacia adentro y hacia afuera de Júpiter y Saturno en la temprana historia del sistema solar creando un disco truncado de material desde el cual los planetas interiores se formaron.Sus movimientos a si mismo crearon zonas en común donde se localizan rocas tipo S y cuerpos carbonatados tipo C en el cinturón de asteroides.Crédito.Kevin Walsh / SWRI.
Un nuevo paradigma?.
En resumen: estas teorías proponen soluciones para ambos casos un pequeño Marte y un cinturón de asteroides estratificado con una región interna rica en rocas y un cinturón externo contituido básicamente de, agua y carbono. Como extra, el nuevo modo de pensar nos lleva naturalmente a la colocación de los cuatro planetas interiores (tamaños correctos, con las órbitas correctas) que se formaron en la escala de tiempo correcta(unos 30 millones de años desde la formación del Sol). Incluso proporciona una fuente de agua para la Tierra (asteroides del tipo C) y un entorno cercano a la Tierra propicio para el impacto gigante que se presume formó la Luna.
Este escenario radical representa "un cambio de paradigma en nuestra comprensión de la evolución del sistema solar interior", dice Walsh.
"El Gran cambio de Rumbo de Júpiter " (como lo denomina Morbidelli) soportará un examen más detallado? Walsh y su equipo han presentado un estudio más completo a la revista Nature para su publicación, pero otros científicos ya están sacando conclusiones sobre la base de las presentaciones escuchadas la semana pasada. "Muchos aspectos de su modelo se ven bien para mí", señala William Bottke ", pero un montón de cosas de primer orden tienen que ser probadas antes de poder declarar la victoria en todos los frentes."
si las recientes simulaciones de computadora son correctas los planetas mas internos del sol se formaron a partir de un disco estrecho que tenía un ancho de aproximadamente 30 millones de millas este estrecho disco produjo un Marte no demasiado grande una falla que tenían antiguos modelos.Crédito.NASA / JPL / T. Pyle (SSC).
Por ejemplo, ahora es ampliamente aceptada que la mayor parte de agua de la Tierra fue importada de la parte exterior del cinturón de asteroides. Sin embargo, Bottke cree que el escenario previsto por Walsh, Morbidelli, O'Brien, y otros requiere de una gran reserva de cuerpos ricos en agua (tipo C), con un total de cientos de veces la masa del cinturón de asteroides actual. "Necesitamos estos modelos con más física y más cosmoquímica", dice. Además, la profunda penetración hacia el interior de Júpiter y Saturno, habría dependido fundamentalmente de la rapidez con la cual Saturno creció a su tamaño y cuando. Cuanto más amplia sea el rango de condiciones iniciales que " trabajen", más confianza habrá de que este escenario es el correcto.
Morbidelli está convencido de que están en algo profundo. "Nos consideramos geólogos celestes", bromea. "Estamos ahora en condiciones de" leer el actual ordenamiento del sistema solar lo suficientemente bien como para saber lo que los primeros planetas hicieron."
fuente de la información:
http://www.skyandtelescope.com/news/105108519.html
