Los hermanos mayores no siempre son los más gentiles con sus hermanos y hermanas pequeños. Pero un poco de amor duro desde el principio podría prepararte para sobrevivir hasta la edad adulta, al menos eso es lo que los investigadores están encontrando cuando se trata de nuestro sistema solar, donde Júpiter puede haber asegurado un futuro seguro para la Tierra y otros mundos rocosos al desempeñar el papel de bullicioso. hermano mayor.
contenido relacionado
- Cómo Júpiter pudo haber dotado a la Tierra primitiva con agua
"Las teorías anteriores decían que Júpiter era amigo de la Tierra, porque la protegía de todos estos impactos tardíos", dice Elisa Quintana, científica investigadora del Centro de Investigación Ames de la NASA. "Estamos descubriendo que ese no es necesariamente el caso, al menos no para nuestro sistema solar".
Si bien Júpiter es protector hoy, en el pasado pudo haber jugado un poco más enérgicamente. Al principio, el gigante gaseoso era un tirano, arrojando escombros hacia el sistema solar interior cuando la Tierra todavía se estaba formando. Pero a largo plazo su enfoque brusco resultó beneficioso: todas esas colisiones aceleraron la construcción de mundos rocosos y evitaron que ocurrieran peores colisiones más adelante, como sucedió con los planetas rocosos sin gigantes vecinos.
Quintana trabajó con el investigador principal Thomas Barclay, también de la NASA Ames, para modelar cómo les fue a los sistemas planetarios múltiples con y sin mundos de gas masivos. Para mundos rocosos como el nuestro, descubrieron que los gigantes gaseosos similares a Júpiter desempeñaban un papel más complicado de lo que se pensaba. Barclay presentó los resultados de la pareja el mes pasado en la 228ª reunión de la Sociedad Astronómica Americana en San Diego, California; Parte de su investigación en curso también se publicó en el Astrophysical Journal en abril.
Los mundos del tamaño de Júpiter pueden tener efectos aparentemente dispares en los planetas a su alrededor. Por ejemplo, la gravedad de los gigantes gaseosos no solo atrae material hacia ellos, sino que también puede enviarlo a velocidades más rápidas. Cuando se trata de construir planetas, eso puede ser algo bueno. Quintana descubrió que un joven Júpiter envió material volando hacia los núcleos de planetas rocosos en crecimiento, lo que los ayudó a crecer más rápido que aquellos sin vecinos grandes.
Los gigantes gaseosos también afectan la cantidad de planetas rocosos que se pueden formar. Esto se debe a que, como un hermano mayor, tienden a acaparar todos los juguetes, en este caso, el polvo y el gas necesarios para construir planetas. Los investigadores encontraron que los mundos del tamaño de Júpiter generalmente tenían solo 3 a 6 vecinos terrestres, mientras que los sistemas sin planeta gigante construían el doble de mundos rocosos en las regiones internas y externas.
En el escenario sin Júpiter, no había un gigante gaseoso para engullir gas y polvo, lo que significa que estos escombros formaron lo que Quintana llama una "mortaja, algo así como una nube de pequeño material rocoso". Los escombros permanecieron por más de 2 mil millones de años, arrojando los mundos terrestres restantes con impactos constantes. Las colisiones no fueron lo suficientemente grandes como para despojar a los planetas de su corteza, pero, al igual que el asteroide que ayudó a eliminar a los dinosaurios, tenían el potencial de destruir parte de la vida en el planeta.
Cuando Júpiter estuvo presente, por el contrario, la peligrosa nube de escombros desapareció en una décima parte del tiempo. Los gigantes gaseosos enviaron material al espacio a gran velocidad y expulsaron parte del sistema solar por completo. Eso no significaba que los planetas estuvieran fuera del bosque todavía: al mismo tiempo, los mundos gigantes también arrojaron desechos hacia los planetas rocosos, viajando más rápido que el material en las colecciones sin Júpiter.
Los objetos voladores más rápidos significaron colisiones más potentes: estamos hablando de colisiones lo suficientemente fuertes como para despojar a un mundo de sus océanos y atmósferas, esterilizar la superficie y destruir cualquier vida que pudiera haber evolucionado. Cada mundo rocoso recibió de 3 a 4 de estos brutales impactos a lo largo de su vida, pero ocurrieron lo suficientemente temprano como para que el mundo pudiera recuperarse. Los planetas terrestres con vecinos masivos sintieron la última de sus colisiones destructoras de la superficie después de 200 millones de años, un parpadeo en los 4.500 millones de años de vida de la Tierra.
Los primeros impactos le dan tiempo a un planeta para reabastecer sus océanos y atmósfera de la nube de gas antes de que Júpiter lo arroje fuera del sistema. Las simulaciones mostraron que el último gran accidente ocurrió aproximadamente en 50 millones de años para la mayoría de los planetas terrestres con amigos gigantes, tiempo suficiente para reunir más material de este disco. Esto se alinea con las estimaciones que colocan la colisión de formación de la Luna en la Tierra entre 30 y 110 millones de años.
Para la Tierra, Júpiter ciertamente jugó un papel bienvenido, ayudando al planeta y a sus vecinos rocosos a crecer rápidamente mientras lo protegía de los ataques más violentos mientras evolucionaba la vida temprana. Ahora los científicos están tratando de descubrir qué significa eso cuando se trata de buscar otros mundos habitables. Si un mundo del tamaño de Júpiter puede mantener a sus homólogos rocosos, ¿deberíamos buscar sistemas rocosos con un gigante gaseoso en los bordes exteriores?
"Parece que el período tranquilo del sistema solar es más largo si hay planetas del tamaño de Júpiter", dice Jessie Christiansen, una cazadora de exoplanetas del Instituto de Tecnología de California que no formó parte de la investigación. Ese período tranquilo es "el período de descanso en el que puedes dejar que las cosas evolucionen en la Tierra, como la vida, sin ser constantemente destruidas", dice ella.
En la búsqueda de planetas potencialmente habitables, podría no ser una mala idea vigilar mundos rocosos con amigos gigantes distantes, agrega. Desafortunadamente, eso podría significar malas noticias para la vida en el universo: menos del 10 por ciento de las estrellas similares al sol tienen gigantes gaseosos en sus órbitas exteriores. "No creemos que los análogos de Júpiter sean comunes", dice Quintana.
