La nueva teoría para explicar por qué la Tierra es rocosa y Júpiter un gigante gaseoso

El estudio, elaborado por científicos de las universidades de Oxford, LMU Munich, ETH Zurich, BGI Bayreuth y la Universidad de Zurich, intentó probar y conectar en una sola teoría los más recientes avances en astronomía -sobre todo los referidos a observaciones de otros sistemas estelares en formación a los que la tecnología humana lleva accediendo apenas unos años- y los análisis de meteoritos en la Tierra -experimentos de laboratorio y análisis sobre el contenido de isótopos, hierro o agua en estos «viajeros» llegados a nuestro mundo desde el espacio-. De esta manera llegaron a la conclusión de que la formación del Sistema Solar en dos pasos podría explicar no solo la cronología que apuntaban los análisis de los meteoritos, sino también la diferente composición de los cuerpos estelares del sistema interior y el sistema exterior.

«La combinación sugerida de fenómenos astrofísicos y geofísicos durante la fase de formación más temprana del Sol y el propio Sistema Solar puede explicar por qué los planetas del interior son pequeños y secos, mientras que los planetas exteriores son más grandes y húmedos», explican los investigadores.

Justo a la vez que se formaba nuestro protosol, en la nebulosa solar se comenzaban a unificar también los primeros granos de polvo estelar, una suerte de « ladrillos primigenios » o bloques de construcción de los planetas. En este primer momento es cuando se crean los protoplanetas rocosos del Sistema Solar interior, que heredan una gran cantidad de aluminio-26 ( Al26 ), un isótopo radiactivo relacionado con la actividad de las estrellas masivas que calienta los materiales de los protoplanetas hasta fundirlos. Como consecuencia, estos planetas desarrollan núcleos de hierro y se produce una desgasificación de los volátiles (como el hielo de agua) que provoca que desaparezca la mayor parte líquida de su composición.

«La desgasificación es importante, porque sin ella, la masa de agua que habría hoy en la Tierra podría ser tan alta que no existiera tierra seca en nuestro planeta. Y esto, obviamente, no ha sucedido», afirma a ABC Tim Lichtenberg , autor principal del estudio e investigador del Departamento de Física Atmosférica, Oceánica y Planetaria de la Universidad de Oxford. «La trayectoria de formación definida y el calentamiento de los protoplanetas jóvenes influyen en si pueden formar núcleos de hierro, lo que influye en la composición de sus atmósferas, y si los volátiles en los planetas precursores se desgasifican o no».

En resumen: el abundante agua que contenían los bloques de construcción de los protoplanetas desapareció por la acción del isótopo radiactivo Al26, que además los fundió y creó los núcleos de hierro de los pequeños planetas rocosos del interior del Sistema Solar. Primer paso de nuestro Sistema Solar completado.

«Poco» tiempo después -alrededor de medio millón de años -, las condiciones cambiaron. Por un lado, el isótopo radiactivo Al26, cuya vida media es de unos 700.000 años, empezó a perder su poder para calentar y desgasificar a los protoplanetas. Por otro, la línea de nieve , o punto de la nebulosa solar tras el cual los compuestos de hidrógeno, como el agua, el amoníaco y el metano, se condensan en granos de hielo sólido, se desplazó hacia el exterior al crecer más nuestro protosol. «La línea de nieve es importante porque cambia el comportamiento de adherencia de los granos de polvo . Los granos ricos en agua helada son más esponjosos y se vuelven más grandes que los granos secos».

Es decir, la línea perfecta en la que «nacían» los planetas se trasladó hacia el exterior en apena s 500.000 años (y permaneció allí durante mucho tiempo más) y la concentración de actividad del Al26 había disminuido sustancialmente. Así es como surgieron planetas mucho más grandes y mucho más húmedos que sus predecesores rocosos. Así nacieron los planetas jovianos.

«Como la línea de nieve se movió durante la acreción de la propia estrella y durante la evolución del disco protoplanetario, y debido a las diferentes cantidades de Al-26 radiactivo, esto creó dos familias planetesimales muy diferentes», resume Lichtenberg.

Los investigadores señalan que esta teoría no solo explica la formación del Sistema Solar, sino que puede extrapolarse a otros sistemas estelares. «El Sistema Solar interior seco y el exterior húmedo se establecieron en dos caminos evolutivos diferentes muy temprano en su historia. Esto abre nuevas vías para comprender los orígenes de las atmósferas planetas similares a la Tierra y el lugar del Sistema Solar en el contexto del censo exoplanetario en toda la galaxia», afirma el autor del estudio. El lugar de nuestro vecindario cósmico en todo el cosmos.