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Mediante el estudio de las variaciones isotópicas de los elementos vanadio (V) y estroncio (Sr), un equipo internacional de investigadores, entre los que se encuentran científicos del Laboratorio Nacional Lawrence Livermore, descubrió que esas variaciones no están causadas por la irradiación del sol, sino que se producen por reacciones de condensación y evaporación en el sistema solar primitivo. La investigación aparece en la edición del 29 de septiembre de Science Advances.
"Resulta que algunos de los isótopos radiactivos de vida corta que los investigadores pensaban que eran productos de la irradiación del sol activo primitivo son, en cambio, muy probablemente heredados de nuestra nube molecular madre, lo que, a su vez, nos dice mucho sobre el vecindario cósmico en el que crecimos", dijo el cosmoquímico del LLNL Greg Brennecka, coautor del artículo.
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| Un trozo de condrita carbonosa A que contiene una gran inclusión rica en calcio y aluminio (CAI) similar a las utilizadas en este estudio. Crédito: Quinn Shollenberger/LLNL |
Las inclusiones ricas en calcio y aluminio (CAI) de los meteoritos son los sólidos más antiguos que se formaron en el sistema solar. Aportan información crucial sobre las condiciones ambientales de las primeras etapas del disco protoplanetario, antes de que se formara alguno de los planetas. Esta investigación también sugiere que los sólidos más antiguos de nuestro sistema solar podrían haberse formado más lejos del sol de lo que se creía, con implicaciones de gran alcance respecto a la estructura dinámica del sistema solar naciente.
"Nuestros hallazgos indican que la formación de CAI durante la caída de las nubes moleculares y la formación del disco probablemente ocurrió a distancias mayores del sol de lo que pensábamos antes, potencialmente hasta las regiones de formación de planetas del sistema solar", dijo el postdoc del LLNL Quinn Shollenberger, coautor del artículo.
Las observaciones astronómicas de objetos estelares jóvenes indican que los discos de acreción que los rodean están directamente expuestos a niveles de emisiones de rayos X y partículas de alta energía que son órdenes de magnitud superiores a los observados en la mayoría de las estrellas de la secuencia principal. Sin embargo, la duración y las características (erupciones graduales o impulsivas) de estas primeras etapas de alta actividad estelar siguen siendo poco conocidas.
Se ha sugerido que las abundancias anómalas de radionúclidos de vida corta en los CAI de los meteoritos condritos carbonosos son registros fósiles de la irradiación de polvo por los rayos cósmicos solares en el borde interior del disco protoplanetario. Pero la nueva investigación echa por tierra esa teoría. "Saber dónde se formaron los CAI es crucial para entender la distribución y evolución del polvo formador de planetas en el naciente sistema solar", según David Bekaert, primer autor del estudio.
Estas inclusiones refractarias están presentes en objetos que se formaron en diversas partes del sistema solar, e incluso se han encontrado en cometas que se formaron muy lejos del sol. Si los CAI se formaron originalmente muy cerca del sol, esto indica a los científicos que hubo una mezcla muy vigorosa y rápida en todo el disco protoplanetario. Sin embargo, si estos objetos sólo se formaron en regiones de formación de planetas más alejadas del sol, como sugiere el reciente trabajo de Bekaert y colaboradores, entonces se requiere que haya habido mucha menos mezcla radial.
"Básicamente, nos da una idea de hasta qué punto se encendió la batidora. La velocidad de esa batidora es importante para entender cómo se movía el material en el sistema solar primitivo y por qué el sistema solar está dispuesto de la forma en que lo está (gigantes gaseosos en el exterior, cuerpos terrestres en el interior)", dijo Brennecka. "Este estudio relaja mucho la zona en la que pudieron formarse los primeros sólidos del sistema solar".
Fuentes, créditos y referencias:
Fossil records of early solar irradiation and cosmolocation of the CAI factory: A reappraisal, Science Advances (2021). DOI: 10.1126/sciadv.abg8329