Un nuevo trabajo dirigido por Matt Clement de Carnegie revela las posibles ubicaciones originales de Saturno y Júpiter. Créditos: NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute
¿Dónde nacieron Júpiter y Saturno?
Un nuevo trabajo dirigido por Matt Clement de Carnegie revela las probables ubicaciones originales de Saturno y Júpiter. Estos hallazgos refinan nuestra comprensión de las fuerzas que determinaron la arquitectura inusual de nuestro Sistema Solar, incluida la expulsión de un planeta adicional entre Saturno y Urano, asegurando que solo pequeños planetas rocosos, como la Tierra, se formaran dentro de Júpiter.
En su juventud, nuestro Sol estaba rodeado por un disco giratorio de gas y polvo del que nacieron los planetas. Se pensó que las órbitas de los planetas formados temprano inicialmente estaban compactas y circulares, pero las interacciones gravitacionales entre los objetos más grandes perturbaron la disposición y causaron que los planetas gigantes bebés se reorganizaran rápidamente, creando la configuración que vemos hoy.
“Ahora sabemos que hay miles de sistemas planetarios en nuestro Vía láctea galaxia sola ”, dijo Clement. “Pero resulta que la disposición de los planetas en nuestro propio Sistema Solar es muy inusual, por lo que estamos usando modelos para realizar ingeniería inversa y replicar sus procesos formativos. Esto es un poco como tratar de averiguar qué sucedió en un accidente automovilístico después del hecho: qué tan rápido iban los autos, en qué direcciones, etc. ”
Se pensaba que Júpiter en su infancia orbitaba al Sol tres veces por cada dos órbitas que completaba Saturno. Pero esta disposición no es capaz de explicar satisfactoriamente la configuración de los planetas gigantes que vemos hoy. Matt Clement y sus coautores demostraron que una proporción de dos órbitas de Júpiter a una órbita de Saturno produce resultados de manera más consistente que se parecen a nuestra arquitectura planetaria familiar. Créditos: NASA / JPL Caltech / SwRI / MSSS / Gerald Eichstädt / Seán Doran
Clement y sus coautores, John Chambers de Carnegie, Sean Raymond de la Universidad de Burdeos, Nathan Kaib de la Universidad de Oklahoma, Rogerio Deienno del Southwest Research Institute y André Izidoro de la Universidad de Rice, llevaron a cabo 6.000 simulaciones de la evolución de nuestro Sistema Solar. revelando un detalle inesperado sobre la relación original de Júpiter y Saturno.
Se pensaba que Júpiter en su infancia orbitaba al Sol tres veces por cada dos órbitas que completaba Saturno. Pero esta disposición no es capaz de explicar satisfactoriamente la configuración de los planetas gigantes que vemos hoy. Los modelos del equipo mostraron que una proporción de dos órbitas de Júpiter a una órbita de Saturno producía resultados de manera más consistente que se parecen a nuestra arquitectura planetaria familiar.
“Esto indica que si bien nuestro Sistema Solar es un poco extraño, no siempre fue así”, explicó Clement, quien presenta el trabajo del equipo en la reunión virtual de la División de Ciencias Planetarias de la Sociedad Astronómica Estadounidense hoy. “Es más, ahora que hemos establecido la efectividad de este modelo, podemos usarlo para ayudarnos a observar la formación de los planetas terrestres, incluido el nuestro, y quizás para informar nuestra capacidad de buscar sistemas similares en otros lugares que podrían tienen el potencial de albergar vida “.
El modelo también mostró que las posiciones de Urano y Neptuno fueron formados por la masa del cinturón de Kuiper, una región helada en los bordes del Sistema Solar compuesta por planetas enanos y planetoides de los cuales Plutón es el miembro más grande, y por un planeta gigante de hielo que fue expulsado en la infancia del Sistema Solar.
Referencia: “Nacido excéntrico: Restricciones en las órbitas de preinestabilidad de Júpiter y Saturno” por Matthew S. Clement, Sean N. Raymond, Nathan A. Kai, Rogerio Deienno, John E. Chambers y André Izidoro, 6 de octubre de 2020, ÍCARO.
DOI: 10.1016 / j.icarus.2020.114122
Este trabajo fue apoyado por la Fundación Nacional de Ciencias de EE. UU., El premio CAREER de la NSF, el programa PNP de CNRS, NASA El equipo líder del laboratorio planetario virtual del Instituto de Astrobiología, el programa SSW de la NASA y la NASA.
La mayor parte de la informática para este proyecto se realizó en el Centro de Supercomputación para la Educación y la Investigación de OU en la Universidad de Oklahoma. Parte de la computación para este proyecto se realizó en el clúster Memex de Carnegie. Los autores agradecen a la Carnegie Institution for Science y al Carnegie Sci-Comp Committee por proporcionar recursos computacionales y apoyo que contribuyeron a estos resultados de investigación. Los autores agradecen al Centro de Computación Avanzada de Texas de la Universidad de Texas en Austin por proporcionar recursos de HPC, visualización, base de datos o cuadrículas que han contribuido a los resultados de la investigación informados en este documento.
