Con un diámetro del ecuador de alrededor de 143.000 kilómetros, Júpiter es el planeta más grande del sistema solar y tiene 300 veces la masa de la Tierra. El mecanismo de formación de planetas gigantes como Júpiter ha sido un tema muy debatido durante varias décadas. Ahora,Astrofísicos del Centro Nacional Suizo de Competencia en Investigación NCCR PlanetS de las Universidades de Berna y Zúrich y ETH Zürich han unido fuerzas para explicar acertijos anteriores sobre cómo se formó Júpiter y nuevas mediciones. Los resultados de la investigación se publicaron en la revista Astronomía de la naturaleza .
"Podríamos mostrar que Júpiter creció en diferentes fases distintas", explica Julia Venturini, postdoctoral en la Universidad de Zúrich. "Especialmente interesante es que no es el mismo tipo de cuerpos los que aportan masa y energía", agrega Yann Alibert., Science Officer of PlanetS y primer autor del artículo. Primero, el embrión planetario acumuló rápidamente guijarros pequeños del tamaño de un centímetro y construyó rápidamente un núcleo durante el millón de años inicial. Los dos millones de años siguientes estuvieron dominados por una acumulación más lenta derocas del tamaño de un kilómetro llamadas planetesimales. Golpean el planeta en crecimiento con gran energía, liberando calor. "Durante la primera etapa, los guijarros trajeron la masa", explica Yann Alibert: "En la segunda fase, los planetesimales también agregaron un poco de masa,pero lo que es más importante, trajeron energía ". Después de tres millones de años, Júpiter había crecido a un cuerpo de 50 masas terrestres. Luego, la tercera fase de formación comenzó dominada por la acumulación de gas descontrolado que condujo al gigante gaseoso de hoycon más de 300 masas terrestres.
Sistema solar dividido en dos partes
El nuevo modelo para el nacimiento de Júpiter coincide con los datos de meteoritos que se presentaron en una conferencia en los EE. UU. El año pasado. Al principio, Julia Venturini y Yann Alibert estaban desconcertados cuando escucharon los resultados. Las mediciones de la composición de los meteoritos mostraron que enEn los tiempos primordiales del sistema solar, la nebulosa solar se dividió en dos regiones durante dos millones de años. Por lo tanto, se podría concluir que Júpiter actuó como una especie de barrera cuando creció de 20 a 50 masas terrestres. Durante este período, la formaciónEl planeta debió haber perturbado el disco de polvo, creando una sobredensidad que atrapó los guijarros fuera de su órbita, por lo que el material de las regiones exteriores no pudo mezclarse con el material de las interiores hasta que el planeta alcanzó la masa suficiente para perturbar y dispersar las rocas hacia el interior.
"¿Cómo pudieron haber tardado dos millones de años para que Júpiter creciera de 20 a 50 masas terrestres?", Preguntó Julia Venturini. "Eso parecía demasiado largo", explica: "Esa fue la pregunta desencadenante que motivó nuestro estudio".Se inició una discusión por correo electrónico entre los investigadores de NCCR PlanetS de las universidades de Berna y Zürich y ETH Zürich y la semana siguiente los expertos en los campos de la astrofísica, la cosmoquímica y la hidrodinámica organizaron una reunión en Berna. "En un par de horas supimos lo que queríamosTuvimos que calcular para nuestro estudio ", dice Yann Alibert:" Esto solo fue posible dentro del marco del NCCR, que vincula a científicos de varios campos ".
Explicación del retraso en el crecimiento
Con sus cálculos, los investigadores mostraron que el tiempo que el joven planeta pasó en el rango de masa de 15 a 50 masas terrestres fue mucho más largo de lo que se pensaba anteriormente. Durante esta fase de formación, las colisiones con las rocas del tamaño de un kilómetro proporcionaron suficiente energía paracalentar la atmósfera gaseosa del joven Júpiter y evitar un enfriamiento rápido, la contracción y una mayor acumulación de gas ". Los guijarros son importantes en las primeras etapas para construir un núcleo rápidamente, pero el calor proporcionado por los planetesimales es crucial para retrasar la acumulación de gas de modo que coincida con elescala de tiempo dada por los datos del meteorito ", resumen los astrofísicos. Están convencidos de que sus resultados proporcionan también elementos clave para resolver problemas de larga data de la formación de Urano y Neptuno y exoplanetas en este régimen de masas.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Universidad de Zurich . Nota: el contenido se puede editar por estilo y longitud.
Referencia de la revista :
cite esta página :