Logran poner fecha a la etapa más violenta de la historia del Sistema Solar

Ahora, y con una precisión sin precedentes, un equipo de investigadores de cinco países y bajo la dirección de Alison Hunt , del Instituto de Geoquímica y Petrología de la Escuela Politécnica Federal de Zúrich, en Suiza (ETH Zürich), acaba de poner algo de orden en ese caos determinando en qué momentos y en qué orden se produjeron algunas de esas colisiones. El trabajo, publicado esta misma semana en ' Nature Astronomy ', se basa en el estudio de fragmentos de asteroides que se estrellaron contra la Tierra.

Esencialmente, los asteroides han cambiado muy poco desde que se formaron en los albores de nuestro Sistema Solar. De hecho, se los considera como una suerte de 'cápsulas de tiempo' en cuyo interior se guardan muchos de los secretos del nacimiento de nuestro sistema planetario. Sin embargo, no todos ellos han permanecido de una pieza.

Muy al contrario, y con el paso del tiempo, numerosas colisiones han despojado a un gran número de asteroides de sus mantos, las capas externas de roca que protegían sus núcleos de hierro, e incluso llegaron a romper esos núcleos en pedazos. Y algunos de ellos llegaron a la Tierra. Especialmente valiosos debido a la información que contienen, esos meteoritos de hierro, pedazos de núcleos de asteroides mucho mayores, son especialmente codiciados por los científicos. Y sobre ellos trata el estudio de 'Nature'.

Durante su trabajo, los investigadores se centraron en medir las cantidades de isótopos del paladio, la plata y el platino. Y ese análisis les permitió estimar el momento en que tuvieron lugar algunos de los episodios más violentos del Sistema Solar primitivo.

«Estudios científicos anteriores -explica Alison Hunt- ya mostraron que los asteroides en el Sistema Solar se han mantenido relativamente sin cambios desde su formación, hace miles de millones de años. Son, por lo tanto, un archivo en el que se conservan las condiciones del Sistema Solar primitivo». De este modo, y estudiando cómo los elementos analizados se han ido descomponiendo, algo que sucede en periodos de tiempo conocidos, los investigadores consiguieron 'dar marcha atrás' en el tiempo y determinar en qué momentos se produjeron las colisiones.

En concreto, una de esas cadenas de desintegración ocupa la mayor parte del trabajo: el sistema de desintegración de corta duración 107Pd-107Ag , que tarda unos 6,5 millones de años en producirse. Hunt y su equipo obtuvieron muestras de 18 meteoritos de hierro que, en su día, formaron parte de los núcleos de asteroides más grandes. Después aislaron el paladio, la plata y el platino y utilizaron un espectrómetro de masas para medir las concentraciones de los diferentes isótopos de esos tres elementos.

Durante los primeros millones de años de la historia del Sistema Solar, los isótopos radiactivos en descomposición calentaron los núcleos metálicos de los asteroides. Pero a medida que se enfriaban y se descomponían más y más isótopos, en los núcleos se fue acumulando uno en particular, el isótopo de plata 107Ag. Los investigadores midieron la proporción de 107Ag con respecto a otros isótopos y así determinaron lo rápido que se enfriaron los núcleos de los asteroides. Y también cuándo.

No es la primera vez que se estudian núcleos de asteroides de esta forma, Pero según los autores del artículo, los estudios anteriores no tuvieron en cuenta los efectos de los rayos cósmicos galácticos (GCR) en las proporciones de isótopos. De hecho, los rayos cósmicos pueden interrumpir el proceso de captura de neutrones durante la descomposición, disminuyendo así la cantidad de 107Ag, y también la de los isótopos del platino.

«Nuestras mediciones adicionales de la abundancia de isótopos de platino -prosigue Hunt- nos permitieron corregir las distorsiones en las mediciones de isótopos de plata causadas por la radiación cósmica sobre las muestras en el espacio. De este modo, logramos fechar el momento de las colisiones con más precisión que nunca. Y para nuestra sorpresa, todos los núcleos de asteroides que examinamos habían quedado expuestos casi simultáneamente, en un período de tiempo que va de 7,8 a 11,7 millones de años después de la formación del Sistema Solar».

En otras palabras, en apenas 4 millones de años (casi al mismo tiempo, en Astronomía) todos y cada uno de los 18 meteoritos analizados habían sufrido colisiones lo suficientemente fuertes como para privar a los asteroides de sus mantos rocosos y dejar expuestos sus núcleos, que se enfriaron casi simultáneamente. «Todo parecía estar chocando con todo justo en ese momento -dice Hunt-. Y queremos saber por qué».

En su estudio, los investigadores proponen dos posibles escenarios. En el primero, la 'migración' o inestabilidad de los planetas gigantes en aquellos momentos podría haber desestabilizado el Sistema Solar interno y empujado a los cuerpos más pequeños, como los asteroides, a un periodo de intensas colisiones. Este escenario se denomina ' modelo de Niza '.

La otra posibilidad es que los asteroides fueron 'arrastrados' por los gases de la nebulosa solar, la nube de gas y polvo en forma de disco que rodea a las estrellas en proceso de formación. Tras el nacimiento de la estrella, el material 'sobrante' de ese anillo da origen a los planetas. Según los investigadores, el disco pudo cambiar en los primeros millones de años tras la formación del Sol. Denso al principio, lo que ralentizaba el movimiento de los objetos en su interior, los propios vientos procedentes del Sol recién nacido fueron disipando la nebulosa, haciéndola menos densa y permitiendo que los objetos se movieran más deprisa. Sin el efecto amortiguador del gas denso, los asteroides se acercaron y chocaron entre sí con mucha más frecuencia.

«Nuestro trabajo -explica por su parte Maria Schönbächler, coautora del estudio- ilustra cómo las mejoras en las técnicas de medición de laboratorio nos permiten inferir procesos clave que tuvieron lugar en el Sistema Solar primitivo, como el tiempo probable en el que se disolvió la nebulosa solar. Planetas como la Tierra todavía estaban en proceso de nacer en ese momento. En última instancia, esto puede ayudarnos a comprender mejor cómo nacieron nuestros propios planetas, pero también nos brinda información sobre otros fuera de nuestro Sistema Solar».