Los planetas rocosos más cercanos al sol están hechos de materiales muy diferentes a los gigantes gaseosos del sistema solar exterior. Eso es porque hace miles de millones de años, nuestro sistema solar para bebés estaba dividido en dos por un guardián cósmico que evitaba que los materiales en las regiones interna y externa se mezclaran.
Resulta que el portero era un anillo de polvo y gas, según un nuevo estudio. La cerca, o "Gran división", un término acuñado por los autores, ahora es principalmente un espacio vacío justo dentro de la órbita de Júpiter.
Hace aproximadamente dos décadas, los químicos se dieron cuenta de que los bloques de construcción de los planetas, planetesimales del tamaño de asteroides o "guijarros" mucho más pequeños, tenían composiciones muy diferentes dependiendo de su distancia del sol. Los guijarros que construyeron los planetas exteriores, o "jovianos", contenían concentraciones más altas de moléculas orgánicas como carbono y volátiles, o helados y gases, que los que construyeron los planetas "terrestres" más cercanos al sol, como la Tierra y Marte.
Pero eso fue desconcertante, porque la teoría predijo que los guijarros del sistema solar exterior deberían haber girado en espiral hacia el sistema solar interno, debido a lo que se llama "arrastre de gas", o la atracción gravitacional del gas que rodea al joven sol.
Antes de este estudio, los científicos pensaban que "la pared gravitacional que impedía la mezcla entre el disco interno y externo de nuestro sistema solar naciente era Júpiter", dijo el autor principal Stephen Mojzsis, profesor de geoquímica en la Universidad de Colorado Boulder. La idea era que Júpiter era tan grande y su fuerza gravitacional tan fuerte que engullía pequeñas piedras antes de que pudieran alcanzar el sistema solar interior.
Para probar esta teoría, Mojzsis y el autor principal Ramon Brasser, investigador del Earth-Life Science Institute en el Tokyo Institute of Technology en Japón, crearon simulaciones por computadora que recrearon el crecimiento del sistema solar temprano y los planetas dentro de él.
La simulación reveló que Júpiter no podía crecer lo suficientemente rápido como para evitar que todas las piedras ricas en carbono fluyan hacia el sistema solar interior. De hecho, la mayoría de los guijarros del sistema solar exterior pasaron directamente por el creciente Júpiter.
"Júpiter es un guardián muy ineficiente", dijo Mojzsis a Live Science. "Es como si una frontera porosa de inmigrantes del sistema solar exterior hubiera inundado el sistema solar interior". Júpiter por sí solo habría dejado pasar muchas piedras, lo que significa que los planetas en el sistema solar exterior e interior habrían resultado tener composiciones similares, agregó.
En cambio, los dos científicos propusieron otra teoría: al principio de la historia del sistema solar, podría haber existido un anillo, o múltiples anillos de bandas alternas de gas y polvo de alta y baja presión que rodeaban el sol. Esos anillos habrían evitado que las piedras se movieran hacia adentro. Basaron su hipótesis en observaciones del Atacama Large Millimeter / Submillimeter Array (ALMA) en Chile, que mostró que alrededor de 2 de cada 5 estrellas jóvenes tenían estos discos en forma de ojo de buey a su alrededor.
Estos discos de alta presión podrían haber atrapado polvo y hacer que se agregara en grupos distintos, uno que formaría Júpiter y Saturno y otro Tierra y Marte, por ejemplo. Uno de estos sumideros podría haber evitado que las piedras externas se movieran hacia el sol, creando la Gran Divisoria, dijo Mojzsis. Aun así, este anillo no habría sido sellado por completo. Eso habría permitido que los guijarros carbonosos fluyan hacia el sistema solar interno, creando las semillas para la vida en la Tierra, agregó.
Es una "idea interesante", dijo Michiel Lambrechts, un becario postdoctoral en el Observatorio de Lund en Suecia que no formó parte del estudio. "Sin embargo, aunque los autores presentan un trabajo que ilustra el desafío de dividir los depósitos sólidos internos y externos con un Júpiter en crecimiento, no hacen un modelo de anillo similarmente detallado".
Este modelo de anillo necesita demostrar cómo están atrapados los guijarros y cómo los planetas terminan creciendo en tales trampas de guijarros, agregó. Hasta entonces, "sigue siendo difícil favorecer fuertemente este modelo de anillo sobre otras posibles explicaciones".
Los hallazgos fueron publicados hoy (13 de enero) en la revista Nature Astronomy.
