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Hace unos 4.567 millones de años, nuestro Sistema Solar albergaba una brecha dentro del disco protoplanetario, cerca de la ubicación donde reside hoy el cinturón principal de asteroides, y probablemente dio forma a la composición de los planetas, según un estudio dirigido por científicos del MIT.
"En la última década, las observaciones han demostrado que las cavidades, los huecos y los anillos son comunes en los discos alrededor de otras estrellas jóvenes", dijo el profesor Benjamin Weiss, investigador del Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT.
"Se trata de firmas importantes, pero poco conocidas de los procesos físicos por los que el gas y el polvo se transforman en el joven Sol y los planetas".
En la última década, los científicos planetarios han observado una curiosa división en la composición de los meteoritos.
Estas rocas espaciales se formaron originalmente en distintos momentos y lugares mientras el Sistema Solar tomaba forma.
Los que se han analizado presentan una de las dos combinaciones de isótopos. En raras ocasiones se ha encontrado que los meteoritos presenten ambas, un enigma conocido como dicotomía isotópica.
Los científicos han propuesto que esta dicotomía puede ser el resultado de una brecha en el disco del Sistema Solar primitivo, pero dicha brecha no se ha confirmado directamente.
El profesor Weiss y sus colegas analizan los meteoritos en busca de signos de antiguos campos magnéticos.
A medida que un sistema planetario joven va tomando forma, lleva consigo un campo magnético, cuya fuerza y dirección pueden cambiar dependiendo de varios procesos dentro del disco en evolución.
A medida que el antiguo polvo se reunía en granos conocidos como condrulos, los electrones dentro de los condrulos se alineaban con el campo magnético en el que se formaban.
Los condrulos pueden ser más pequeños que el diámetro de un cabello humano y se encuentran en los meteoritos actuales.
Los investigadores se especializan en la medición de condrulos para identificar los antiguos campos magnéticos en los que se formaron originalmente.
En trabajos anteriores, analizaron muestras de uno de los dos grupos isotópicos de meteoritos, conocidos como meteoritos no carbonosos.
Se cree que estas rocas se originaron en una reserva, o región del Sistema Solar primitivo, relativamente cercana al Sol.
Anteriormente identificaron el antiguo campo magnético en muestras procedentes de esta región cercana.
En el nuevo estudio, se preguntaron si el campo magnético sería el mismo en el segundo grupo isotópico, el de los meteoritos carbonosos, que, a juzgar por su composición isotópica, se cree que se originaron más lejos en el Sistema Solar.
Analizaron las condrillas, cada una de las cuales mide unas 100 micras, de dos meteoritos carbonáceos descubiertos en la Antártida.
Utilizando el dispositivo de interferencia cuántica superconductor (SQUID), determinaron el antiguo campo magnético original de cada condrulo.
Sorprendentemente, descubrieron que la intensidad de su campo era mayor que la de los meteoritos no carbonáceos más cercanos que habían medido anteriormente.
A medida que los sistemas planetarios jóvenes van tomando forma, los científicos esperan que la fuerza del campo magnético decaiga con la distancia al Sol.
En cambio, los autores descubrieron que las condrillas más alejadas tenían un campo magnético más fuerte, de unas 100 microteslas, en comparación con un campo de 50 microteslas en las condrillas más cercanas. Como referencia, el campo magnético actual de la Tierra es de unas 50 microteslas.
El campo magnético de un sistema planetario es una medida de su tasa de acreción, o de la cantidad de gas y polvo que puede atraer hacia su centro a lo largo del tiempo
Según el campo magnético de los condrillos carbonosos, la región exterior del Sistema Solar debe haber estado acreciendo mucha más masa que la región interior.
Utilizando modelos para simular varios escenarios, el equipo llegó a la conclusión de que la explicación más probable para el desajuste en las tasas de acreción es la existencia de una brecha entre las regiones interior y exterior, que podría haber reducido la cantidad de gas y polvo que fluye hacia el Sol desde las regiones exteriores.
"Los huecos son comunes en los sistemas protoplanetarios, y ahora demostramos que tuvimos uno en nuestro propio Sistema Solar", dijo Cauê Borlina, estudiante de posgrado en el Departamento de Ciencias de la Tierra, Atmosféricas y Planetarias del MIT.
"Esto da la respuesta a esta extraña dicotomía que vemos en los meteoritos, y proporciona pruebas de que las brechas afectan a la composición de los planetas".
Fuentes, créditos y referencias:
Paleomagnetic evidence for a disk substructure in the early Solar System. Science Advances 7 (42); doi: 10.1126/sciadv.abj6928
Imagen: Esta ilustración muestra una estrella rodeada por un disco protoplanetario. El material del grueso disco fluye a lo largo de las líneas del campo magnético de la estrella y se deposita en su superficie. Cuando el material choca con la estrella, se ilumina con fuerza.
La iluminación irregular de la estrella permite a los astrónomos medir la distancia entre el disco y la estrella mediante una técnica llamada "foto-reverberación" o "ecos de luz". En primer lugar, los astrónomos observan el tiempo que tarda la luz de la estrella en llegar a la Tierra. A continuación, lo comparan con el tiempo que tarda la luz de la estrella en rebotar en el borde interior del disco y llegar a la Tierra. Esa diferencia de tiempo se utiliza para medir la distancia, ya que la velocidad de la luz es constante.
Crédito de la imagen: NASA/JPL-Caltech