Se piensa que Júpiter y Saturno comenzaron su andadura como mundos rocosos con la masa de unas pocas Tierras. Su gravedad fue entonces absorbiendo gas de la nebulosa de nacimiento, confiriéndoles atmósferas densas.
Todos los gigantes de gas pueden tener núcleos de aproximadamente el mismo tamaño. Sin embargo, las mediciones de la gravedad basadas en las observaciones de las naves espaciales, sugieren que el núcleo de Júpiter pesa tan sólo de 2 a 10 masas el de la Tierra, mientras que Saturno de 15 a 30.Las nuevas simulaciones de Shu Lin Li, de la Universidad de Pekín, en China, y sus colegas, explican el por qué. Han calculado lo que pasaría cuando una súper-tierra de unas 10 veces la masa de nuestro planeta, se estrellara contra un gigante gaseoso. Al chocar contra la atmósfera del gigante gaseoso, su cuerpo rocoso quedaría aplastado, y media hora más tarde llegaría hasta el núcleo del gigante. La energía de la colisión vaporizaría gran parte del núcleo.
Al vaporizarse estos elementos pesados, se mezclarían con el hidrógeno y el helio de la atmósfera del gigante gaseoso, dejando sólo una fracción del antiguo núcleo del gigante de gas. Esto podría explicar no sólo por qué el núcleo de Júpiter es tan pequeño, sino también por qué su atmósfera es tan rica en elementos pesados, en comparación con el sol, cuya composición se piensa que refleja la nebulosa que dio origen a los planetas del sistema solar.
La súper-tierra pudo haber crecido hasta convertirse en un gigante de gas sí un día no hubiera chocado contra Júpiter, señala el coautor del estudio Douglas Lin, de la Universidad de Santa Cruz en California. "Pudo muy bien haber estado en camino de convertirse en un gigante gaseoso, pero perdió la carrera y fue engullido."
Saturno tiene en su atmósfera una sobreabundancia de elementos pesados similar. El equipo sostiene que esto podría deberse a impactos de objetos rocosos más pequeños que la Tierra que se desintegraron antes de llegar al núcleo de Saturno. Las simulaciones del equipo sugieren que esto habría dejado intacto el núcleo, o incluso añadirse a su masa en forma de fragmentos que llovieron sobre él.
"Es una interesante explicación de la diversidad de masas nucleares en los planetas gigantes", apunta William Hubbard, de la Universidad de Arizona, en Tucson. "Es una contribución muy útil."
David Stevenson, del Instituto de Tecnología de California, en Pasadena, dice que es "una disposición favorable" que puede explicar la diferencia de tamaños de los núcleos. Sin embargo, añade, que no es necesaria para explicar el enriquecimiento de elementos pesados de Júpiter, que, como el de Saturno, podrían deberse a numerosos impactos de muchos pequeños objetos rocosos.
El nuevo trabajo se suma a la evidencia de que el nacimiento del sistema solar fue un asunto violento y caótico, quizá con cinco de sus ocho planetas existentes que habrían sufrido impactos por otros objetos del tamaño de planetas y del resto de objetos no mucho más pequeños. Se cree que unas colisiones gigantes dieron origen a la Luna, que hicieron estallar las capas exteriores de Mercurio, que modificaron el hemisferio norte de Marte y otras que desbalancearon hacia un lado a Urano. Estas colisiones también pudieron hacer que Neptuno adquiriera una luna (New Scientist, 20 de marzo de 2010, p 14) y redujera el tiempo de rotación de Venus.
El nuevo trabajo también refuerza la idea de que estos choques desempeñan un papel importante en la determinación de propiedades de un planeta. Los planetas que se forman en condiciones similares, como Júpiter y Saturno, pueden acabar con propiedades muy distintas, dice Hubbard.
Las colisiones gigantes pueden explicar en parte, esa diversidad que se observa no sólo en nuestro sistema solar, sino en los sistemas planetarios alrededor de otras estrellas. "Creo que esto debe ser muy común", apuntó Lin.
Impactos extraterrestres
Dichas colisiones gigantes en otras estrellas, podrían explicar algunos de los más extraños planetas que se han visto hasta ahora.
La medición del tamaño y la masa de algunos exoplanetas indican que, tienen atmósferas relativamente endebles, pero de núcleos extremadamente masivos. El corazón del recientemente descubierto Corot-13b, por ejemplo, parece poseer la masa de al menos 140 Tierras.
En 2006, Masahiro Ikoma, del Instituto de Tecnología de Tokio, en Japón, y sus colegas, sugieren que un choque violento entre gigantes de gas podría explosionar gran parte del gas, mientras que fusionan sus núcleos. Este proceso pudo haber creado el Corot-13b, así como otros planetas de núcleos pesados, como el HD 149026b.
Estas colisiones pueden haber afectado también a otras propiedades de los exoplanetas, como sus órbitas: Se cree que los planetas siguen trayectorias circulares en su nacimiento, pero algunos tienen órbitas muy elongadas. "Se está empezando a considerar esto", señaló Douglas Lin, de la Universidad de California, en Santa Cruz.
- - Referencia: Sott.net, por David Shiga, vía New Scientist
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