Una mirada más cercana a la historia del origen de Júpiter

La historia del origen de Júpiter es una de las preguntas abiertas más importantes en la teoría de la formación planetaria. Mediante el uso de sofisticados modelos informáticos, los investigadores de la Universidad de Zúrich (UZH) y el Centro Nacional de Investigación (NCCR) PlanetS ahora arrojan nueva luz sobre la historia de la formación de Júpiter. Sus resultados fueron publicados en Cartas del Diario Astrofísico.

Un curioso enriquecimiento de elementos pesados

Cuando la nave espacial Galileo lanzó una sonda que se lanzó en paracaídas a la atmósfera de Júpiter en 1995, mostró, entre otras cosas, que elementos pesados (elementos más pesados ​​que el helio) se enriquecen allí. Mientras tanto, modelos estructurales recientes de Júpiter basados ​​en mediciones del campo de gravedad por la nave espacial Juno sugieren que el interior de Júpiter no es uniforme sino que tiene una estructura compleja.

“Dado que ahora sabemos que el interior de Júpiter no está completamente mezclado, esperaríamos que se encontraran elementos pesados ​​en el interior profundo de un planeta gigante gaseoso, ya que los elementos pesados ​​se acumulan principalmente durante las primeras etapas de la formación planetaria”, dijo el coautor del estudio. , Profesor de la Universidad de Zurich y miembro de PRN PlanetS, Ravit Helled comienza a explicar. “Solo en etapas posteriores, cuando el planeta en crecimiento es lo suficientemente masivo, puede atraer efectivamente grandes cantidades de gases de elementos ligeros como el hidrógeno y el helio. Encontrar un escenario para la formación de Júpiter que sea consistente con la estructura interior predicha, así como con la medida. la atmósfera, por lo que el enriquecimiento es difícil pero esencial para nuestra comprensión de los planetas gigantes”, dice Helled. De las muchas teorías que se han propuesto hasta ahora, ninguna pudo proporcionar una respuesta satisfactoria.

Una larga migración

“Nuestra idea era que Júpiter había recolectado estos elementos pesados ​​en las últimas etapas de su formación al migrar. Al hacerlo, se habría movido a través de regiones llenas de los llamados planetesimales, pequeños bloques de construcción planetarios compuestos de materiales de elementos pesados, y los acumuló en su atmósfera”, dice el autor principal del estudio, Sho Shibata, investigador postdoctoral en la Universidad de Zúrich y miembro de NCCR PlanetS.

Sin embargo, la migración en sí no garantiza la acumulación del hardware necesario. “Debido a interacciones dinámicas complejas, el planeta migratorio no necesariamente acumula planetesimales a lo largo de su camino. En muchos casos, el planeta los dispersa, como un perro pastor que dispersa ovejas”, señala Shibata. Por lo tanto, el equipo tuvo que ejecutar innumerables simulaciones para determinar si las rutas de migración estaban impulsando una acumulación de material suficiente.

“Lo que descubrimos es que se podrían capturar suficientes planetesimales si Júpiter se formara en las regiones exteriores del sistema solar, unas cuatro veces más lejos del Sol que donde está ahora, y luego migrara hacia su ubicación actual. En este escenario, se movió en una región donde las condiciones favorecían la acumulación de material, un punto óptimo de acumulación, como lo llamamos”, informa Sho.

Una nueva era en la ciencia planetaria

Al combinar las restricciones introducidas por la sonda Galileo y los datos de Juno, los investigadores finalmente encontraron una explicación satisfactoria. “Esto muestra cuán complejos son los planetas gigantes gaseosos y cuán difícil es replicar sus características de manera realista”, dice Ravit Helled.

“Nos llevó mucho tiempo ciencia planetaria para llegar a una etapa en la que finalmente podamos explorar esos detalles con actualizaciones modelos teóricos y simulaciones numéricas. Nos ayuda a llenar los vacíos en nuestra comprensión no solo de Júpiter y nuestro sistema solar, sino también de los muchos gigantes observados. planetas orbitando estrellas distantes”, concluye Helled.

Proporcionado por PRN PlanetS