Una mirada más cercana a la historia de Júpiter        

 

 

Por NCCR PlanetS

04 de abril de 2022.

Júpiter, visto por la nave espacial Juno. Crédito: NASA/JPL.

 

Una de las preguntas abiertas más importantes en la teoría de la formación planetaria es la historia del origen de Júpiter. Mediante el uso de  sofisticados modelos informáticos, los investigadores de la Universidad de Zúrich (UZH) y el Centro Nacional de Competencia en Investigación (NCCR) PlanetS ahora arrojan nueva luz sobre la historia de la formación de Júpiter. Sus resultados fueron publicados en la revista The Astrophysical Journal Letters.

 

Un curioso enriquecimiento de elementos pesados.

 

Cuando la nave espacial Galileo lanzó una sonda que se precipitó en paracaídas a la atmósfera de Júpiter en 1995, mostró, entre otras cosas, que los elementos pesados ​​(elementos más pesados ​​que el helio) están enriquecidos allí. Al mismo tiempo, los modelos de estructura recientes de Júpiter que se basan en las mediciones del campo de gravedad realizadas por la nave espacial Juno sugieren que el interior de Júpiter no es uniforme sino que tiene una estructura compleja.

 

"Dado que ahora sabemos que el interior de Júpiter no está completamente mezclado, esperaríamos que haya elementos pesados ​​en el  interior profundo de un planeta gaseoso gigante, ya que los elementos pesados ​​se acumulan principalmente durante las primeras etapas de la formación planetaria", dijo el coautor del estudio, profesor de la Universidad de Zurich y miembro del NCCR PlanetS, Ravit Helled comienza a explicar, "Solo en etapas posteriores, cuando el planeta en crecimiento es lo suficientemente masivo, puede atraer efectivamente grandes cantidades de gases de elementos ligeros como el hidrógeno y el helio. Encontrar un escenario de formación de Júpiter que sea consistente con la estructura interior predicha, así como con la atmósfera medida por lo tanto, el enriquecimiento es un desafío crítico para nuestra comprensión de los planetas gigantes", dice Helled.

 

Una larga migración.

 

"Nuestra idea era que Júpiter había recolectado estos elementos pesados ​​en las últimas etapas de su formación al migrar. Al hacerlo, se  habría movido a través de regiones llenas de los llamados planetesimales, pequeños bloques de construcción planetarios que están compuestos de materiales de elementos pesados y los acumuló en su atmósfera", explica el autor principal del estudio, Sho Shibata, investigador postdoctoral en la Universidad de Zúrich y miembro de NCCR PlanetS.

 

Sin embargo, la migración por sí sola no es garantía de acumular el material necesario. "Debido a las interacciones dinámicas complejas, el  planeta migratorio no necesariamente acrecienta los planetesimales en su camino. En muchos casos, el planeta en realidad los dispersa, como un perro pastor que dispersa ovejas", señala Shibata. Por lo tanto, el equipo tuvo que ejecutar innumerables simulaciones para determinar si alguna ruta de migración resultó en una acumulación de material suficiente.

 

"Lo que descubrimos fue que se podría capturar una cantidad suficiente de planetesimales si Júpiter se formara en las regiones exteriores del  Sistema Solar, unas cuatro veces más lejos del Sol que donde se encuentra ahora, y luego emigró a su posición actual. En este escenario, se movió a través de una región donde las condiciones favorecían la acumulación de material, un punto óptimo de acumulación, como lo llamamos", informa Sho.

 

Una nueva era en la ciencia planetaria.

 

Combinando las restricciones introducidas por la sonda Galileo y los datos de Juno, los investigadores finalmente han llegado a una explicación satisfactoria. "Esto muestra cuán complejos son los planetas gaseosos gigantes y cuán difícil es reproducir sus características de manera realista", señala Ravit Helled.

 

"Nos tomó mucho tiempo en la ciencia planetaria llegar a una etapa en la que finalmente podamos explorar estos detalles con modelos  teóricos actualizados y simulaciones numéricas. Esto nos ayuda a cerrar las brechas en nuestra comprensión no solo de Júpiter y nuestro Sistema Solar, sino también de los muchos planetas gigantes observados que orbitan estrellas lejanas", concluye Helled.

 

Fuente:

https://phys.org/news/2022-04-closer-jupiter-story.html