Astronomía sin telescopio: la buena manera de construir un sistema solar

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Cuando se considera cómo se formó el sistema solar, hay una serie de problemas con la idea de que los planetas se agrupen en un disco de acreción giratorio. El modelo de Niza (y bueno, se pronuncia "sobrina", como en la ciudad francesa) ofrece una mejor solución.

En el modelo tradicional de nebulosa solar de Kant / Laplace, tiene un disco protoplanetario giratorio dentro del cual los objetos libremente asociados se acumulan en planetesimales, que luego se convierten en centros de masa gravitacionalmente poderosos capaces de despejar su órbita y voila planet!

En general, ahora se acepta que esto simplemente no puede funcionar, ya que un planetesimal en crecimiento, en el proceso de interactuar constantemente con el material del disco protoplanetario, tendrá su órbita progresivamente decaída para que se desplace en espiral hacia adentro, potencialmente chocando con el Sol a menos que pueda despejar un órbita antes de que haya perdido demasiado impulso angular.

La solución de Niza es aceptar que la mayoría de los planetas probablemente se formaron en diferentes regiones donde orbitan ahora. Es probable que los planetas rocosos actuales de nuestro sistema solar se hayan formado un poco más lejos y se hayan movido hacia adentro debido a las interacciones con el material del disco protoplanetario en las primeras etapas de la formación del sistema solar.

Es probable que dentro de los 100 millones de años de la ignición del Sol, una gran cantidad de protoplanetas rocosos, en órbitas excéntricas y caóticas, se involucren en colisiones, seguidas de la migración hacia el interior de los últimos cuatro planetas que quedaron en pie al perder impulso angular a la persistencia gas y polvo del disco interno. Esta última fase puede haberlos estabilizado en las órbitas casi circulares, y solo marginalmente excéntricas que vemos hoy.

Mientras tanto, los gigantes gaseosos se estaban formando más allá de la "línea de escarcha", donde era lo suficientemente fría como para que se formaran helados. Desde agua, metano y CO2 eran mucho más abundantes que el hierro, el níquel o el silicio; los núcleos planetarios helados crecieron rápidamente y se hicieron grandes, alcanzando una escala donde su gravedad era lo suficientemente poderosa como para retener el hidrógeno y el helio que también estaban presentes en abundancia en el disco protoplanetario. Esto permitió que estos planetas crecieran a un tamaño enorme.

Júpiter probablemente comenzó a formarse dentro de solo 3 millones de años de ignición solar, despejando rápidamente su órbita, lo que le impidió migrar más hacia adentro. El núcleo de hielo de Saturno atrapó los gases que Júpiter no pudo, y Urano y Neptuno absorbieron las heces. Se cree que Urano y Neptuno se han formado mucho más cerca del Sol de lo que están ahora, y en orden inverso, con Neptuno más cerca que Urano.

Y luego, alrededor de 500 millones de años después de la ignición solar, sucedió algo notable. Júpiter y Saturno se establecieron en una resonancia orbital 2: 1, lo que significa que se alinearon en los mismos puntos dos veces por cada órbita de Saturno. Esto creó un pulso gravitacional que expulsó a Neptuno más allá de Urano, de modo que se estrelló contra lo que entonces era un Cinturón de Kuiper más cercano y más denso.

El resultado fue una ráfaga caótica de objetos del Cinturón de Kuiper, muchos de los cuales fueron arrojados hacia la nube de Oort o hacia el sistema solar interior. Estos, junto con una lluvia de asteroides de un cinturón de asteroides interrumpido gravitacionalmente, lanzaron el bombardeo pesado tardío que golpeó el sistema solar interno durante varios cientos de millones de años, cuya devastación todavía es evidente en las superficies de la Luna y Mercurio en la actualidad.

Luego, cuando el polvo finalmente se asentó hace unos 3.800 millones de años y un nuevo día amaneció en la tercera roca desde el Sol: voila vida!

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