Disco
protoplanetario. Figura de una simulación por computadora que visualiza la
formación de planetas (https://svs.gsfc.nasa.gov/12278). Crédito:
NASA/JPL-Caltech
Un
equipo internacional de 45 investigadores que estudian las lluvias de
meteoritos ha descubierto que no todos los cometas pierden masa de la misma
manera cuando se acercan al sol. En un artículo publicado en la revista Icarus,
atribuyen las diferencias a las condiciones del disco protoplanetario donde se
formaron los cometas hace 4.500 millones de años.
"Los
meteoroides que vemos como meteoros en el cielo nocturno son del tamaño de
pequeñas piedras", dijo el autor principal y astrónomo de meteoritos del
Instituto SETI y la NASA Ames, Peter Jenniskens. "De hecho, son del mismo
tamaño que las piedras que colapsaron y se convirtieron en cometas durante la
formación de nuestro sistema solar".
A
medida que se formaba nuestro sistema solar, las diminutas partículas del disco
que rodeaba al joven sol fueron creciendo gradualmente hasta alcanzar el tamaño
de pequeñas piedras.
"Una
vez que las piedras crecen lo suficiente como para no viajar más junto con el
gas, se destruyen por colisiones mutuas antes de que puedan crecer mucho
más", dijo el científico planetario de la NASA Ames y coautor Paul
Estrada. "Los cometas y asteroides primitivos se formaron cuando nubes de
estas piedras colapsaron localmente en cuerpos de tamaño kilométrico y más
grandes".
Avanzamos
4.500 millones de años: cuando los cometas se acercan al sol hoy, se
desintegran lentamente en pedazos más pequeños llamados meteoroides. Esos
meteoroides co-orbitan con el cometa durante un tiempo y luego pueden crear
lluvias de meteoritos cuando golpean la atmósfera de la Tierra.
"Planteamos
la hipótesis de que los cometas se demenuzan hasta alcanzar el tamaño de las
piedras de las que están hechos", dijo Jenniskens. "En ese caso, la
distribución del tamaño y las propiedades físicas y químicas de las corrientes
de meteoroides jóvenes aún contienen información sobre las condiciones en el
disco protoplanetario durante este colapso".
Jenniskens
y su equipo de astrónomos profesionales y aficionados utilizan cámaras de vídeo
especiales para condiciones de poca luz en redes de todo el mundo para rastrear
meteoritos en un proyecto patrocinado por la NASA llamado "CAMS"
(Cámaras para la Vigilancia de Meteoritos de Todo el Cielo)
(http://cams.seti.org).
Tres
fases en la evolución del sistema solar exterior. (A) En el momento en que los
guijarros colapsaron y se convirtieron en cometas, lo que indica la probable
región de origen de los asteroides (AST), los cometas de la familia de Júpiter
(JFC) y los cometas de período largo (LPC); (B) En el momento en que Neptuno
dispersó los cometas en un Disco Disperso del Cinturón de Kuiper; (C) Después
de que el Sol abandonara el cúmulo estelar de nacimiento y una inestabilidad
planetaria creara la Nube de Oort exterior. Crédito: Jenniskens et al. (2024)
Icarus
"Estas
cámaras miden las trayectorias de los meteoroides, qué tan altos están cuando
se iluminan por primera vez y cómo se desaceleran en la atmósfera de la
Tierra", dijo Jenniskens. "Unos equipos especializados midieron la
composición de algunos de estos meteoroides".
El
equipo estudió 47 lluvias de meteoritos jóvenes. La mayoría son meteoros de dos
tipos de cometas: los cometas de la familia Júpiter del Disco Disperso del
Cinturón de Kuiper, más allá de Neptuno, y los cometas de período largo de la
Nube de Oort que rodea nuestro sistema solar. Los cometas de período largo se
mueven en órbitas mucho más amplias que los cometas de la familia Júpiter y
están mucho más sujetos por la gravedad del Sol.
"Descubrimos
que los cometas de período largo (Nube de Oort) a menudo se desmenuzan en
tamaños indicativos de condiciones de acreción suaves", dijo Jenniskens.
"Sus meteoroides tienen una densidad baja. Las corrientes de meteoroides
contienen un 4% bastante constante de un tipo de meteoroides sólidos que se
calentaron en el pasado y ahora solo brillan más profundamente en la atmósfera
de la Tierra y, por lo general, son pobres en el elemento sodio".
Por
otro lado, los cometas de la familia Júpiter generalmente se desmenuzan en
meteoroides más pequeños y densos. También tienen un 8% más de materiales
sólidos en promedio y muestran una mayor diversidad en ese contenido.
"Llegamos
a la conclusión de que estos cometas de la familia Júpiter están compuestos de
guijarros que habían alcanzado el punto en el que la fragmentación se volvió
importante en la evolución de su tamaño", dijo Estrada. "La mayor
mezcla de materiales que se calentaron en el pasado se espera más cerca del
sol".
Los
asteroides primitivos se formaron incluso más cerca del sol, aunque todavía
fuera de la órbita de Júpiter. Estos asteroides producen lluvias de meteoros
con partículas aún más pequeñas, lo que demuestra que sus bloques de
construcción de guijarros experimentaron una fragmentación aún más agresiva.
"Si
bien hay excepciones en ambos grupos, la implicación es que la mayoría de los
cometas de período largo se formaron en condiciones de crecimiento de
partículas más suaves, posiblemente cerca del borde de 30 UA del Disco
Transneptuniano", dijo Estrada. "La mayoría de los cometas de la
familia Júpiter se formaron más cerca del sol donde los guijarros alcanzaron o
pasaron la barrera de fragmentación, mientras que los asteroides primitivos se
formaron en la región donde se formaron los núcleos de los planetas
gigantes".
¿Cómo
es posible? Mientras los planetas gigantes estaban creciendo, Neptuno se movió
hacia afuera y dispersó cometas y asteroides fuera del disco protoplanetario
restante. Este movimiento hacia afuera probablemente creó tanto el Disco
Disperso del Cinturón de Kuiper como la Nube de Oort. Eso predeciría que tanto
los cometas de período largo como los de la familia Júpiter tienen las mismas
propiedades, pero el equipo descubrió lo contrario.
"Es
posible que las estrellas y las nubes moleculares en la región de nacimiento
del Sol perturbaran las amplias órbitas de los cometas de la Nube de Oort al
principio, y que los cometas de período largo que vemos hoy se dispersaran en
tales órbitas solo en un momento en que el Sol ya había salido de esta
región", dijo Jenniskens. "En contraste, los cometas de la familia
Júpiter siempre han estado en órbitas más cortas y muestrean todos los objetos
dispersados por Neptuno en su camino de salida".
Traducción
de:
https://phys.org/news/2024-08-meteor-showers-comets-early-solar.html
