sábado, 31 de agosto de 2024

Las lluvias de meteoros arrojan luz sobre dónde se formaron los cometas en el sistema solar primitivo

 

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


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