Publicado 12/04/2021 16:44CET

La física fundamental moldeó el tamaño de los asteroides originales

En este esquema, la secuencia de formación planetesimal comienza con partículas que crecen hasta el tamaño de un guijarro.
En este esquema, la secuencia de formación planetesimal comienza con partículas que crecen hasta el tamaño de un guijarro. - HUBERT KLAHR, ANDREAS SCHREIBER, MPIA

   MADRID, 12 Abr. (EUROPA PRESS) -

   Astrónomos han podido mostrar cómo la física fundamental determinó el tamaño de los asteroides originales, una escala de longitud fundamental dentro del sistema solar primitivo.

   El resultado de una nueva investigación a cargo del Instituto Max Planck de Astronomía reescribe un capítulo de la formación de planetas alrededor del Sol, hace predicciones específicas que podrían ser probadas por sondas espaciales en los sistemas solares exteriores y está configurado para brindar a los astrónomos información clave a medida que interpretan la diversidad de exoplanetas, informa este organismo en un comunicado.

   Tanto los asteroides como los cometas son lo que queda de los llamados planetesimales: objetos sólidos, lo suficientemente grandes como para estar sujetos por su propia gravedad, que se formaron hace aproximadamente 4.500 millones de años, cuando el Sol todavía estaba rodeado por un disco de gas y polvo. Muchos planetesimales pasaron a formar eventualmente los planetas actuales.

   Pero en el cinturón de asteroides, la influencia gravitacional del cercano Júpiter impedía que los planetesimales se agruparan, y en el sistema solar exterior, más allá de Neptuno, los planetesimales simplemente no se encontraban entre sí con la frecuencia suficiente para unirse. Es por eso que, en esas regiones, todavía tenemos estos objetos alrededor, que nos dan una idea de cómo era el sistema solar primitivo. Sin embargo, no llamamos planetesimales a estos objetos, los llamamos asteroides.

   Los 4.500 millones de años transcurridos no dejaron, por supuesto, a los asteroides completamente sin cambios. Si bien el cinturón de asteroides está mucho más vacío de lo que las películas de ciencia ficción hacen parecer, y las colisiones son raras, las colisiones ocurrieron durante los últimos miles de millones de años, y cada una dejó numerosos fragmentos más pequeños. Luego, esos fragmentos se mueven en órbitas bastante similares, extendiéndose con el tiempo. Aproximadamente una cuarta parte de todos los asteroides conocidos se pueden asignar a una familia, un grupo que se originó a partir de la misma colisión.

   Al trazar los parámetros orbitales de asteroides conocidos, los astrónomos pueden estimar cuáles de los objetos pertenecen a una nube de fragmentos. Tomemos el asteroide 101955 Bennu, de 500 mETROS de tamaño, que actualmente está siendo visitado por la nave espacial de la NASA OSIRIS-Rex (Kevin Walsh), con el objetivo de traer parte de su material de regreso a la Tierra. Se cree que Bennu es un fragmento de un asteroide mucho más grande, y posiblemente sea un miembro de la familia de asteroides Polana o Eulalia.

   Pero cuando los investigadores de Marco Delbo, en el Observatoire de la Côte d'Azur, realizaron un análisis exhaustivo del árbol genealógico de los asteroides en 2017, pudieron identificar 17 asteroides que aparentemente no habían sufrido ninguna colisión y todavía estaban en el mismo estado primordial en el que habrían estado cuando se formaron.

   Los asteroides primordiales y, por tanto, presumiblemente los planetesimales originales, tienen una distribución de tamaño muy estrecha. Los objetos con un diámetro de alrededor de 100 kilómetros son mucho más comunes que los objetos más grandes o más pequeños, siguiendo una distribución denominada gaussiana o normal. Pero, ¿por qué los 100 kilómetros? ¿Qué tiene de especial esta escala?

   Aquí es donde entra en juego la investigación de Hubert Klahr, director del Grupo de Teoría de la Formación de Planetas y Estrellas en el Instituto Max Planck de Astronomía. Con su equipo ha pasado la última década tratando de comprender cómo se forman los planetas. Recientemente, Klahr, junto con su estudiante de doctorado y posteriormente investigador postdoctoral, Andreas Schreiber, pudo hacer un progreso significativo y resolver la cuestión de la escala preferida de 100 km al mismo tiempo.

   Explican que para los planetas de nacimiento y precursores de planetas en nuestro sistema solar hace 4.500 millones de años, la turbulencia jugó un papel clave, ayudando a unir objetos similares a guijarros para formar agregaciones más grandes conocidas como planetesimales.

   La presencia de turbulencia también establece una masa mínima y, por lo tanto, un tamaño mínimo para los objetos resultantes. A partir de este modelo, los dos investigadores pueden predecir la distribución de tamaño de los objetos restantes de este tipo en el sistema solar actual, a saber, los asteroides.