Es posible que sea necesario actualizar los modelos de formación planetaria existentes, según un par de artículos nuevos.
incrementarActualmente es una palabra clave en la teoría de la formación de planetas.La idea es que los planetas se formaron a partir de la nebulosa solar, el material que quedó después de que se formó el sol.Hicieron esto a través de la acreción, donde las partículas pequeñas se acumulan en objetos más grandes.Llamados planetesimales, estos objetos masivos del tamaño de una roca continuaron fusionándose en otros más grandes a través de colisiones.Eventualmente, a través de fusiones y colisiones repetidas, el sistema solar interior se llenó con cuatro planetas rocosos.
Sin embargo, una nueva investigación muestra que las colisiones fueron muy diferentes de lo esperado, y los objetos chocaron entre sí varias veces en una serie de golpes y fugas antes de fusionarse.Este estudio llena algunos agujeros obstinados en nuestra comprensión actual.
Se han publicado dos nuevos artículos en Planetary Science Journal.El primero analiza el golpe y la fuga en las últimas etapas de la formación de la Tierra y Venus.bajo el título “Una cadena de colisiones entre los planetas de la Tierra.II.Asimetría entre la Tierra y Venus.El autor principal es Alexandre Emsenhuber, quien estaba en el Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona en el momento en que se completó este trabajo.
Los investigadores se basaron en simulaciones 3D de choques masivos y aprendizaje automático basado en esos choques.Descubrieron que las cadenas de golpe y fuga o impacto eran tan comunes como los eventos de acreción en etapas posteriores de la formación de planetas, al menos para Venus y la Tierra.Y también descubrieron que la Tierra actuó como una especie de vanguardia de Venus, ayudando a guiar al impactador hacia Venus.
Los autores proponen un modelo de atropello y fuga para el planeta Tierra y tienen pruebas que lo respaldan.Dicen que los cuerpos preplanetarios debieron pasar mucho tiempo chocando entre sí, rebotando y volviendo a chocar de nuevo.Dado que la colisión inicial los ha ralentizado, es más probable que permanezcan juntos en colisiones posteriores.Aunque el modelo de acumulación a menudo se compara con un muñeco de nieve con bolas de nieve individuales adheridas, este modelo se parece más al billar.Hay choques sucesivos con cada choque a un ritmo reducido hasta que la situación se calma.
La clave de este estudio es que los impactos masivos no son eventos eficientes de formación de planetas.
“Encontramos que la mayoría de los choques grandes, incluso los choques relativamente ‘lentos’, se golpean y se dan a la fuga.Esto significa que para que dos planetas se fusionen, por lo general tienen que reducir la velocidad primero en una colisión de golpe y fuga”, dijo Erik Asphaug, coautor de la Universidad de Arizona LPL.“Probablemente sea incorrecto pensar en impactos masivos, como la formación de la luna, como un solo evento.Es más probable que se haya estrellado dos veces seguidas”.
El primero de los dos documentos se centra en Venus y la Tierra, a menudo denominados “planetas hermanos”.Sin embargo, en cuanto al planeta hermano, existen algunas diferencias desconcertantes entre los dos planetas con respecto a la composición, la geología y la formación de satélites.Los investigadores creen que saben por qué.
“Creemos que la Tierra primitiva actuó como la dislocación de Venus durante la formación del sistema solar”.
Alexandre Emsenhuber, autor principal.
El sistema solar primitivo fue una época caótica en la que los objetos chocaban entre sí.Nuevos modelos muestran que la Tierra y Venus tienen una relación inusual.Dicen que la Tierra actuó como una especie de dislocación de Venus.Muchos objetos fueron enviados hacia Venus a velocidades más bajas cuando los objetos chocaron y rebotaron en la Tierra.De esta forma, Venus ha unido más objetos del sistema solar exterior.
“La Tierra actúa como un escudo que proporciona la primera parada para estos planetas en colisión”, dijo Asphaug.“Quizás un planeta que sale de la Tierra chocará con Venus”.Parte de la razón es que el sistema solar es similar a un pozo gravitatorio.Cuanto más cerca está un objeto del sol, más probable es que permanezca en el sol.Debido a que Venus está más cerca, más objetos se adhieren a Venus después de que golpea y rebota en la Tierra.“… Los colisionadores que colisionan con Venus están muy contentos de permanecer en nuestro sistema solar interior. Entonces, en algún momento vamos a volver a golpear a Venus”, explicó Asphaug.
Sin embargo, no hay potencial en la Tierra.Nada ralentiza los objetos que interfieren en el sistema solar exterior.Como resultado, muchos objetos rebotaron.Y dado que los objetos son atraídos por el centro de gravedad, no hay posibilidad de volver a encontrarse con la Tierra.En cambio, conocen a Venus.Esta discrepancia podría explicar la diferencia entre Venus y la Tierra.En un atropello y fuga a baja velocidad, “… Un corredor es un remanente identificable de un proyectil (por ejemplo, un núcleo con un manto desnudo, a veces raramente)… ”, escribe el autor.
“La idea predominante era que no importa si los planetas chocan y no se fusionan de inmediato”, dice Emsenhuber. Porque los planetas volverán a chocar entre sí en algún momento y luego se fusionarán”.“Pero eso no es lo que encontramos.Descubrimos que con mayor frecuencia se vuelven parte de Venus en lugar de regresar a la Tierra.Es mucho más fácil llegar de la Tierra a Venus que en la dirección opuesta”.
En la mayoría de los golpes y fugas, la mayoría de los proyectiles resisten el impacto.Sin embargo, puede reducir significativamente la velocidad y cambiar la trayectoria.Si la velocidad del corredor se reduce lo suficiente, los dos cuerpos pueden permanecer acoplados gravitacionalmente entre sí.En este caso, los investigadores lo llaman pastar y fusionarse.
El documento llegó a cuatro conclusiones relevantes.
- Los planetas terrestres no estaban aislados unos de otros en etapas posteriores de formación planetaria.Un corredor que escapa de un golpe y se da a la fuga en un planeta tiene más probabilidades de chocar con otro planeta.
- Debido a que los proyectiles requieren altas velocidades iniciales, las cadenas de colisión largas son menos probables y los corredores de alta velocidad tienen menos probabilidades de regresar.
- La Tierra actúa como la vanguardia de Venus, ralentizando los últimos proyectiles y enviándolos hacia Venus.La Tierra ha unido como máximo la mitad de los proyectiles con los que chocó.
- Los corredores de la Tierra tienen casi las mismas probabilidades de colisionar con Venus que cuando regresan a la Tierra.Sin embargo, Venus conserva la mayoría de sus corredores.
luna
El segundo artículo trata sobre la luna y su formación.Su título es “Una cadena de colisiones entre los planetas de la Tierra.terceroFormación de la Luna.”También ha sido publicado en Planetary Science Journal.El autor principal es Erik Asphaug de la Universidad de Arizona LPL.
De acuerdo con la teoría prevaleciente, la tierra joventheiahace unos 4.500 millones de años.La Tierra tiene un núcleo más grande para su tamaño y proviene de Theia.El impacto destruyó a Theia y la mayor parte de su masa fue enviada a la órbita alrededor de la Tierra.Eventualmente se fusionó con la luna.
Sin embargo, hay algunos problemas sin resolver con este escenario.La velocidad de colisión debe ser muy baja y la composición isotópica de la Tierra y la Luna debe ser casi idéntica.Un solo horno de colisión lenta no se mezcla lo suficientemente bien como para que todos los materiales sean tan similares en composición isotópica.
“El modelo estándar de la luna requiere colisiones relativamente muy lentas”, dijo Asphaug. Y dado que se crea la luna, la luna se compone principalmente de planetas en colisión, no de la Tierra primordial, que es el mayor problema. La química isotópica es casi idéntica a la de la Tierra”.
Los autores escriben en el artículo que una colisión de “roce y fusión” hace que parte del manto de Theia gire en órbita, mientras que la Tierra absorbe la mayor parte de Theia y su impulso.”Sin embargo, la Luna, que se deriva principalmente del manto de Theia, como dicta el momento angular, se ve desafiada por el hecho de que el O, el Ti, el Cr, el W radiactivo y otros elementos son indistinguibles de la Tierra y las rocas lunares”.
El nuevo modelo del equipo tiene dos colisiones en lugar de una.Cuando Theia choca con la Tierra, se mueve un poco más rápido y rebota en la Tierra en un golpe y fuga.Vuelven después de un millón de años.Vuelve a chocar contra la Tierra con un gran impacto similar al del modelo anterior.
“Una doble colisión mezcla mucho más que un solo evento”, dijo Asphaug. Esto podría explicar las similitudes isotópicas entre la Tierra y la Luna y cómo ocurrió la segunda colisión de fusión lenta en primer lugar”.
Este nuevo modelo de colisiones de choque y fuga y cadenas de colisión tiene el potencial de explicar algunos misterios sobre el planeta Tierra.Si el modelo de acreción estándar es correcto, ¿por qué los planetas interiores son tan diferentes?¿Por qué Venus no tiene su propia luna?¿Por qué la Tierra tiene un fuerte escudo magnético y Venus tiene un escudo magnético tan débil?
Asphaug dice que su estudio ayuda a explicar cómo ocurrieron estas diferencias.
“Nuestra opinión es que la Tierra habría tenido la mayor parte del material adherido, ya sea por una colisión frontal o por una colisión más lenta que la experimentada por Venus”, dijo.“Un impacto en la Tierra más oblicuo y más rápido habría terminado preferentemente en Venus”.
El sentido común sugiere que la Tierra tendrá más materia en el sistema solar exterior porque está más cerca del sistema solar que Venus.Sin embargo, este estudio sugiere lo contrario.Es probable que los proyectiles del sistema solar exterior viajen más rápido, por lo que rebotarán en la Tierra en un golpe y una fuga.Muchos de esos proyectiles habrían llegado a Venus y se habrían convertido en parte de ese planeta.Por lo tanto, las diferencias entre Venus se pueden resumir como un componente más grande de la materia del sistema solar exterior.
“Debido a que la Tierra está más cerca del exterior del sistema solar que Venus, uno pensaría que la Tierra está formada por más material del sistema exterior.Pero en realidad, si la Tierra actúa como esta dislocación, es más probable que Venus acumule material extrasolar”, dijo Asphaug.
El estudio también podría explicar por qué Venus no tiene luna. Aunque esta hipótesis hace más probable que el planeta tenga una luna.Los autores escriben: “Nuestra hipótesis es que es más probable que Venus haya ganado una luna masiva que la Tierra, pero también puede haber perdido una”.”Por la misma razón que Venus reforma más corredores que la Tierra, Venus también reforma más de sus fragmentos de impacto masivo, generando más para un proyectil dado”.Debido a que la órbita de Venus es más pequeña que la de la Tierra, los escombros chocan más rápido.Cualquier escombro que regrese puede erosionar o incluso destruir las lunas naturales que Venus ha adquirido.
En general, el estudio sugiere una mayor interconexión entre los planetas de la Tierra.Una comprensión más profunda de la geología, la estratificación y la solidificación de la Luna podría ayudar a identificar nuevos modelos.Lo mismo es cierto para las muestras de la superficie de Venus.
Pero ese es el camino del futuro.
más:
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