25 de julio de 2012
CIW
Los cometas y los asteroides preservan los restos primigenios del Sistema Solar y debería ayudar a explicar su origen. Pero hay enigmas sin resolver. Por ejemplo, ¿cómo obtuvieron los cometas el hielo partículas que se formaron a altas temperaturas y cómo estas partículas refractarias adquirieron bordes con diferentes composiciones? Alan Boss, astrofísico teórico y el cosmoquímico Conel Alexander, ambos del Instituto Cargnegie, en Washington DC, Estados Unidos, junto a Morris Podolak, de la Universidad de Tel Aviv, Israel, son los primeros en modelar las trayectorias de esas partículas en el disco inestable de gas y polvo que formó el Sistema Solar. Ellos descubrieron que estas partículas refractarias podrían haber sido procesadas en el disco interior caliente y luego viajaron a las regiones exteriores frías para terminar en los cometas de hielo. Sus viajes meandros de ida y vuelta podrían ayudar a explicar las diferentes composiciones de sus bordes. La investigación se publica en la revista científica Earth and Planetary Science Letters.
Se piensa que el joven Sol experimentó una serie de explosiones causadas por la caída rápida del gas del disco en el Sol. El principal mecanismo para explicar estas explosiones es una fase de inestabilidad del disco. Los investigadores modelaron las trayectorias de varios cientos de partículas de centímetros de tamaño de melilita mineral durante una fase de inestabilidad del disco. Estas partículas son similares a las inclusiones ricas en calcio y aluminio, conocidas como CAIs, que son las partículas refractarias encontradas, a menudo, en meteoritos bien conservados, así como en el cometa Wild 2.
Su modelo supone un disco gravitacionalmente inestable, completamente tridimensional, con una masa de aproximadamente 5% la del Sol de hoy y temperaturas que van desde unos fríos 60 K, en las regiones exteriores, a unos muy calientes 1500 K, cerca del centro. Sus cálculos permitieron a los CAIs orbitar en el disco mientras se les sometía a la fricción del gas y la gravedad tanto del disco y como del Sol.
Las partículas comenzaron a orbitar al unísono, pero después de unos 20 años, sus trayectorias comenzaron a divergir de manera significativa. La mayoría golpeó el borde interior del disco a 1 UA (la distancia de la Tierra al Sol), mientras que otras fueron a la frontera exterior a 10 UA, donde podrían ser barridas por un cometa cada vez mayor. Aproximadamente el 10% migró hacia atrás y adelante en el disco antes de llegar a una u otra frontera.
Luego, los investigadores modelaron los procesos de evaporación y condensación que experimentaron las partículas durante sus migraciones y encontraron que estas partículas eran propensas a adquirir bordes exteriores con variadas composiciones isotópicas demostrado que recientemente mostraron que caracterizan las CAIs.
“Se piensa que las CAIs se formaron en el comienzo del Sistema Solar. Nuestros resultados muestran que deben haber experimentado historias muy complejas, ya que fueron trasladados caóticamente por todo el disco”, comentó Alexander.
Estas migraciones podrían explicar los diferentes isótopos de oxígeno que se han encontrado en las partículas de meteoritos. Se trata de variedades de átomos de oxígeno con distinto número de neutrones, que apuntan a diferentes condiciones de procesamiento de los bordes de las partículas.
Los trabajos anteriores de Boss han demostrado que la abundancia de isótopos de oxígeno puede variar en un disco inestable en el rango encontrado en los meteoritos. Junto con los nuevos resultados, estos modelos muestran que varios enigmas podrían haber sido resueltos: un disco inestable puede explicar tanto el transporte a gran escala hacia el exterior de partículas refractarias, así como las composiciones peculiares de sus bordes, adquiridas durante sus viajes.
“Es bueno resolver dos problemas a la vez”, dijo Boss. “Pero todavía hay muchos enigmas más acerca de los meteoritos en que debemos trabajar”.
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Etiquetas: cometas, discos planetarios, Sistema Solar
