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| Los desechos de las colisiones de formación de planetas pueden ser desde materiales sólidos hasta gases. El trabajo de Gabriel & Allen-Sutter (2021) sugiere que las grandes colisiones forman predominantemente gas, dejando poco rastro en el sistema solar actual. Crédito: NASA/JPL-Caltech |
Se cree que los planetas terrestres como Mercurio, Venus, la Tierra y Marte se formaron a partir de planetesimales, pequeños planetas primitivos. Estos primeros planetas crecieron con el tiempo, mediante colisiones y fusiones, hasta alcanzar el tamaño actual.
Se cree que el material liberado de estas violentas colisiones escapó y orbitó alrededor del sol, bombardeando los planetas en crecimiento y alterando la composición del cinturón de asteroides. Pero el cinturón de asteroides no parece contener un registro de estos restos de impacto, lo que constituye un misterio que lleva décadas dejando perplejos a astrónomos y astrofísicos.
Dos investigadores de la Escuela de Exploración Terrestre y Espacial de la Universidad Estatal de Arizona, el ex becario postdoctoral de NewSpace Travis Gabriel y el estudiante de doctorado Harrison Allen-Sutter, sintieron curiosidad por esta discrepancia y se pusieron a crear simulaciones informáticas de alta gama de las colisiones, con resultados sorprendentes.
"La mayoría de los investigadores se centran en los efectos directos de los impactos, pero la naturaleza de los escombros ha sido poco explorada", dijo Allen-Sutter.
En lugar de crear escombros rocosos, las simulaciones mostraron que las grandes colisiones entre planetas vaporizan las rocas en gas. A diferencia de los desechos sólidos y fundidos, este gas escapa más fácilmente del sistema solar, dejando pocos rastros de estos eventos de choque de planetas.
Su trabajo, que se ha publicado en la revista Astrophysical Journal Letters, proporciona una posible solución a esta paradoja de hace décadas, apodada el "Problema del Manto Perdido" o la "Gran Escasez de Dunita".
"Hace tiempo que se sabe que son necesarias numerosas y grandes colisiones para formar Mercurio, Venus, la Tierra, la Luna y quizás Marte", afirma Gabriel, que es el investigador principal de este proyecto. "Pero la tremenda cantidad de restos de impacto que se espera de este proceso no se observa en el cinturón de asteroides, por lo que siempre ha sido una situación paradójica".
Sus resultados también pueden ayudarnos a entender mejor cómo se formó la Luna, que se cree que nació de las secuelas de una colisión que liberó escombros en el sistema solar.
"Después de formarse a partir de escombros ligados a la Tierra, la luna también habría sido bombardeada por el material expulsado que orbita alrededor del sol durante los primeros cien millones de años, más o menos, de la existencia de la luna", dijo Gabriel. "Si estos restos eran sólidos, podrían comprometer o influir fuertemente en la formación temprana de la luna, especialmente si la colisión fue violenta. Sin embargo, si el material estaba en forma de gas, los restos podrían no haber influido en absoluto en la luna primitiva."
Gabriel y Allen-Sutter esperan continuar esta línea de investigación para aprender más sobre no sólo nuestros propios planetas, sino también la gran población de planetas observados fuera de nuestro sistema solar.
"Cada vez hay más pruebas de que ciertas observaciones de telescopios pueden haber obtenido imágenes directas de restos de impactos gigantes alrededor de otras estrellas", dijo Gabriel. "Como no podemos retroceder en el tiempo para observar las colisiones en nuestro sistema solar, estas observaciones astrofísicas de otros mundos son un laboratorio natural para que podamos probar y explorar nuestra teoría".
Fuentes, créditos y referencias:
Travis S. J. Gabriel et al, Dependencies of Mantle Shock Heating in Pairwise Accretion, The Astrophysical Journal Letters (2021). DOI: 10.3847/2041-8213/abffd1