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La luna ha orbitado la tierra desde el comienzo del sistema solar.Cualquiera que haya pasado un tiempo en el mar no notará la influencia de la luna.La luna expulsa las mareas incluso de las bahías y bahías más remotas del mundo.Y las mareas pueden ser esenciales para el surgimiento de la vida.

Pero si la Tierra hubiera sido más pesada, la Luna no habría sido como es hoy.En cambio, será mucho más pequeño.La marea habría sido mucho más débil y la vida no habría aparecido como antes.

ampliamente conocidahipótesis del choque giganteDescribe la formación de la luna.Un protoplaneta del tamaño de Marte llamado Theia chocó con la joven Tierra, enviando materia fundida al espacio.El material formó un disco alrededor de la Tierra que finalmente se fusionó con la Luna.

Un nuevo estudio examina el proceso presentado en la Hipótesis del Impacto Gigante y muestra que los planetas rocosos más pesados ​​que la Tierra pueden no formar grandes satélites que permitan la vida como la Luna de la Tierra.

Según la popular Hipótesis del Impacto Gigante, la Luna se formó por una colisión entre la Tierra y un protoplaneta.  Crédito: NASA/GSFC

la tesis esEs posible que los planetas grandes no formen, en parte, satélites grandes.El autor principal es Miki Nakajima, profesor asistente de Ciencias Ambientales y de la Tierra en la Universidad de Rochester.Comunicaciones de la naturalezapublicó una tesis.

La luna es muy importante para la vida en la Tierra.La marea que provoca es importante porque la vida puede haber comenzado en la zona intermareal.La zona intermareal es una de las regiones biológicamente más diversas y ricas en nutrientes de la Tierra. Esto se debe en parte a que las mareas aportan cantidades regulares de nutrientes marinos a la zona.Hace 4 mil millones de años, la Tierra ya tenía océanos y la Luna podría haber estado a mitad de camino.Así que la marea habría sido mucho más extrema.

Las fuertes mareas crean entornos extremos para que las criaturas se adapten.Esta presión ayudó a conducir.especiación, para desarrollar una población en una nueva especie.La luna también actúa como estabilizador al estabilizar el eje de rotación de la Tierra.Esa estabilización ayuda a regular el clima de la Tierra, permitiendo que la vida evolucione hacia formas cada vez más complejas.La luna, sin duda, ha moldeado el curso de la vida en la Tierra, de la que somos las representaciones más complejas.Gracias, Luna.

Quizás la propia Tierra debería estar agradecida por el hecho de tener una luna de un tamaño adecuado.Nuestra Luna es relativamente grande en comparación con la Tierra y en el contexto de otras relaciones planeta-luna en el sistema solar.Otros planetas del sistema solar tienen lunas mucho más pequeñas que su masa.Según los autores del nuevo artículo, solo ciertos tipos de planetas y ciertos tamaños pueden formar una luna del tamaño de la luna de la Tierra.Y tiene implicaciones claras para el surgimiento de vida en otras partes del universo como lo hace en la Tierra.

“Al comprender la formación de la luna, tenemos mejores restricciones sobre qué buscar cuando buscamos planetas como la Tierra”.

Miki Nakajima, autor principal, Universidad de Rochester

“Al comprender la formación de la luna, tenemos mejores restricciones sobre qué buscar cuando buscamos un planeta similar a la Tierra”, dijo el autor principal Nakajima.presione soltar.“Esperamos que las exolunas (satélites que orbitan planetas fuera de nuestro sistema solar) sean omnipresentes, pero hasta ahora no se ha confirmado nada.Nuestra restricción será útil para futuras observaciones”.

La luna de la Tierra es grande, pero no la más grande.El sistema solar tiene 4 lunas más grandes que nuestra luna.Pero orbitan alrededor de Júpiter y Saturno, que son mucho más pesados ​​que la Tierra.Por lo tanto, la relación Tierra-Luna es única porque la Luna es en parte grande.¿Por qué la luna es parcialmente grande?

La colisión entre la Tierra y Theia creó un disco giratorio de materia alrededor de la Tierra.La mayoría finalmente se unió a la luna, pero parte del material volvió a caer a la Tierra.Si la Tierra hubiera sido más pesada, la Luna se habría visto muy diferente o no se habría formado en absoluto.Mucho de esto tiene que ver con el contenido de vapor del disco de material.

El disco de escombros creado por el devastador impacto depende de la naturaleza del planeta.Diferentes planetas con diferentes masas y composiciones producen discos con diferentes cantidades de vapor.Y el contenido de vapor puede tener un efecto poderoso en el destino del disco fragmentado.

Cuanto más vapor, más arrastre hay en el disco.A medida que comienzan a formarse pequeños dallets a partir del disco giratorio, la atracción gaseosa del vapor los arrastra hacia abajo y choca contra la Tierra.No tendrán la oportunidad de unirse en una luna más grande y, en cambio, convertirse en parte de la Tierra.

Si no hay demasiado vapor, la resistencia se debilitará y las pequeñas lunas eventualmente pueden hacer lunas como la nuestra.Pero, ¿cuáles son los rangos de masa y otras propiedades que conducen a la formación de grandes lunas?Conocemos miles de exoplanetas, muchos de los cuales se supone que tienen lunas.Pero la luna es mucho más difícil de ver.Comprender el tamaño de los planetas que producen lunas más grandes beneficiosas para la vida aumenta las posibilidades de identificar exoplanetas que puedan tener vida.

Dibujo artístico del sistema Kepler 1625.  La estrella distante se llama Kepler 1625.  El gigante gaseoso es Kepler 1625B y la Exomuna que orbita esta estrella no tiene nombre.  La luna en cuestión es similar a Neptuno pero es una luna gaseosa.  Los astrónomos encontraron evidencia de la existencia de la luna en 2017, pero los primeros descubridores dicen que es probable que la detección sea un error.  Hasta ahora, no sabemos con certeza acerca de EXO-Moon.  Imagen: NASA, ESA y L. Hustak (STScI)

Los científicos creen que las colisiones masivas, como las que ocurren entre la Tierra y Tia, son comunes en los sistemas solares jóvenes.El joven sistema solar es despiadado y hay muchos objetos en movimiento.Las órbitas aún no están establecidas, y los planetas más grandes pueden moverse hacia las estrellas o alejándose de ellas, interrumpiendo los protoplanetas y provocando que colisionen entre sí.Para descubrir qué tipos de colisiones podrían crear satélites más grandes en un sistema solar joven, el equipo de investigadores recurrió a simulaciones por computadora.

La cantidad de vapor en el disco que forma la luna es un factor importante.Esto se llama la fracción de masa de vapor (VMF). Un VMF de 1,0 significa que los discos de restos son todo vapor, mientras que un VMF de 0,0 significa que no hay vapor.estudio previoEl análisis del VMF del disco mostró que el disco que forma una luna con demasiado vapor puede ser demasiado inestable para formar una luna porque pierde demasiada masa en poco tiempo.Sin embargo, este es el primer estudio que examina en detalle el arrastre de gas del disco rico en vapor que forma la luna.

Los autores simularon colisiones entre planetas de roca y colisionadores, y planetas de hielo y colisionadores.No simularon una colisión entre un planeta de roca y un colisionador de hielo o entre un planeta de hielo y un colisionador de roca. Porque este tipo de colisiones son mucho menores.Los autores señalan que aunque la dinámica de colisión es similar en las dos colisiones, la termodinámica es muy diferente.VMF difiere en colisiones entre planetas de roca y colisionadores de roca en comparación con colisiones entre planetas de hielo y colisionadores.

Esta figura del estudio muestra algunos resultados de simulación.  Las dos líneas superiores muestran la colisión entre el planeta rocoso y el impactador.  Los dos siguientes muestran una colisión entre un planeta helado y un colisionador.  Los autores encontraron que la dinámica del impacto era similar en ambos casos, pero la termodinámica era diferente.  Crédito de la imagen: Nakajima et al.  2022.

La masa de los planetas y los colisionadores también afecta a los discos que forman la luna.En general, los investigadores encontraron que tanto los planetas rocosos mayores que la masa terrestre 6 como los planetas de hielo mayores que la masa terrestre 1 produjeron discos con un VMF de 1.0.La colisión entre estos cuerpos más grandes genera más calor, vaporizando más material en el disco.Como resultado, un VMF alto puede descalificarlos para formar satélites.

Esta figura del estudio muestra el disco VMF de un impacto de roca.  La masa planetaria está en el eje vertical izquierdo.  El eje horizontal inferior es la relación entre el impactador y la masa total.  Marrón indica VMF alto y azul indica VMF bajo.  Crédito de la imagen: Nakajima et al.  2022.

“Descubrimos que cuando los planetas son demasiado grandes, las colisiones entre planetas gigantes suelen ser más poderosas que las colisiones entre planetas pequeños, por lo que estas colisiones crean completamente discos de vapor”, dijo Nakajima.

Para que se forme la luna, los vapores en el disco de escombros deben enfriarse y condensarse en lunas líquidas.Sin embargo, si el VMF es demasiado alto, la resistencia del vapor será tan fuerte que el material potencialmente formador de lunas se caerá antes de que el planeta se enfríe y se condense.Esto corresponde a un satélite más pequeño.Sin embargo, cuanto más pequeño es el VMF, más débil es la resistencia y más material está disponible para formar la luna.

Esta figura del estudio muestra el VMF producido por una colisión entre un planeta helado y un colisionador.  Crédito de la imagen: Nakajima et al.  2022.

Como resultado, hemos concluido que un disco de vapor completo no puede formar parcialmente un gran satélite”, dijo Nakajima.“La masa del planeta debe ser menor que el umbral que hemos identificado para producir un satélite de este tipo”.

Este gráfico del estudio muestra los resultados.  El eje vertical representa la masa del planeta y el eje horizontal representa la composición del manto.  Los planetas de roca de menos de 6 m y los planetas de hielo de menos de 1 m pueden formar lunas parcialmente grandes, sombreadas en naranja.  Las simulaciones de los investigadores son consistentes con el sistema planeta-luna del sistema solar.  Crédito de la imagen: Nakajima et al.  2022.

La formación de la luna es un proceso complejo con muchas variables.Las simulaciones como las de este estudio incluyen algunas suposiciones, pero las suposiciones se basan en evidencia e investigaciones previas.Los resultados de la simulación son consistentes con lo que vemos en nuestro propio sistema solar dando peso.Entonces, ¿qué nos dicen estos resultados?

La vida en la Tierra depende de una miríada de factores, algunos de los cuales solo comprendemos parcialmente.La luna juega un papel importante, pero también lo hacen otros factores.

El escudo magnético de la Tierra protege la vida de la fuerte radiación del sol.Sin el escudo, la Tierra sería yerma y yerma, como la mayor parte del mundo.Tenemos un núcleo diferenciado en nuestro planeta que apreciamos por eso.

La tectónica de placas es:necesario para la vida, Grado.Ayudan a regular la temperatura del planeta durante miles de millones de años.Ese tipo de estabilidad favorece la vida.

Pero no vemos placas tectónicas en otro mundo, al menos todavía.astrónomosmagnetosfera del primer exoplanetaY solo ahora estamos explorando formas de detectar la exo-luna.

Sin embargo, podemos medir la masa y la densidad de los exoplanetas y, por lo tanto, su composición.Con esos datos y simulaciones como en este estudio, podemos comenzar a comprender qué planetas tienen satélites naturales que permiten la vida.

Este podría ser un gran paso adelante en la evaluación de la habitabilidad de los exoplanetas.

“Las búsquedas de exoplanetas generalmente se han centrado en planetas con una masa superior a 6 veces la Tierra”, dijo Nakajima.”Estoy sugiriendo que deberíamos mirar planetas más pequeños en su lugar, en parte porque los planetas más pequeños pueden ser mejores candidatos para albergar satélites más grandes”.

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