¿Qué edad tiene Júpiter?
>¿Qué edad tiene Júpiter?
Esta puede parecer una pregunta fácil de responder: tiene la misma edad que el sistema solar, 4.560 millones de años.
Pero ese no es realmente el caso. El sistema solar no surgió instantáneamente ; tomó algo de tiempo para formarse. La duración no está clara y depende de lo que uses para poner en marcha el reloj. ¿Es cuando la nube de gas y polvo de la que se formaron el Sol y los planetas comenzó a colapsar? O cuando el sol se encendió fusionando hidrógeno en su núcleo , convirtiéndose en una estrella de pleno derecho?
Un buen punto de partida es cuando el material sólido comenzó a condensarse fuera del disco de material que giraba alrededor del proto-sol, formando pequeños granos de minerales. Esto se ha fechado hace 4.568 millones de años. y es un buen lugar para poner en marcha el reloj.
Después de ese tiempo, el material comenzó a pegarse más, se hizo más y más grande y finalmente formó los planetas. ¡Pero los detalles cuentan!
Concepción artística de un disco protoplanetario. Como el nuestro cuando era joven, un gran planeta en proceso de formación abre una gran brecha en el disco. Crédito: Karen L. Teramura, UH IfA
Una idea es que Júpiter surgió a partir de protoplanetas más pequeños, objetos de más de unos 1000 kilómetros a través de los cuales ellos mismos crecieron a partir de rocas y guijarros mucho más pequeños. Las estimaciones de cuánto tiempo tomó esto varían, oscilando entre 1 y 10 millones de años desde el momento cero. ¡Pero esa es una amplia gama! Debido a que Júpiter es tan masivo, afecta a todo lo que lo rodea, por lo que saber cuánto tiempo eso tomó para llegar a su enorme tamaño es importante para comprender lo que demás estaba sucediendo en el sistema solar en ese momento.
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Se acaba de publicar un nuevo artículo afirmando que Júpiter creció muy rápidamente, más cerca de la marca de 1 millón de años. Y proviene de lo que parece una fuente extraña: meteoritos.
Los meteoritos provienen principalmente de asteroides, que tienden a orbitar el Sol entre Marte y Júpiter. Los asteroides son escombros sobrantes del sistema solar primitivo, material que nunca se convirtió en planeta. Tenemos mucha evidencia de que hubo asteroides que se hicieron bastante grandes y posteriormente fueron destruidos, presumiblemente destrozados por impactos gigantescos de otros asteroides. Cuando los asteroides chocan entre sí, crean escombros que también orbitan alrededor del Sol. A veces sus órbitas cruzan la de la Tierra y caen a la superficie de nuestro planeta, donde podemos recogerlos y estudiarlos: meteoritos.
Los meteoritos mismos vienen en muchos sabores diferentes. Algunos son más rocosos, algunos tienen un alto contenido de carbono, algunos son metálicos. Esto refleja su pasado: dónde se formaron en el disco del sistema solar (por ejemplo, más cerca del Sol que la órbita de Júpiter, o más lejos), si alguna vez fueron parte de un cuerpo más grande que se interrumpió, si ellos mismos se vieron afectados con el tiempo. , etcétera.
En el nuevo trabajo, los científicos planetarios examinaron la presencia de tungsteno y molibdeno en meteoritos. Eligieron estos metales porque son densos. En el sistema solar temprano, cuando un objeto crecía lo suficiente como para tener una gravedad apreciable (tal vez alrededor de 1000 km de tamaño), las cosas pesadas como el hierro, el tungsteno y el molibdeno se hundían hasta el núcleo. Si encontramos un meteorito con muchos elementos pesados, probablemente provenga de un cuerpo más grande que se hizo añicos; esto habría sucedido en la época en que se formaron los planetas gigantes, ya que su gravedad agitó las cosas y habría sido la causa de planetesimales destrozados.
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Sin embargo, no solo buscaron tungsteno y molibdeno; ellos miraron diferente isótopos . Estos son átomos que tienen la misma cantidad de protones en su núcleo pero diferente cantidad de neutrones. Hicieron esto porque se forman diferentes isótopos a partir de diferentes procesos radiactivos, y estos toman diferentes cantidades de tiempo. Midiendo las cantidades relativas de isótopos en una muestra, Pueden hacerse una buena idea de su edad y también en qué parte del disco protoplanetario se formó. .
Lo que encontraron es que las proporciones de isótopos dividen a los meteoritos en dos grupos distintos que coexistieron en el tiempo pero estaban separados en el espacio. comenzando aproximadamente 1 millón de años después de que los planetas comenzaran a formarse . Además, estos dos grupos se pueden separar en otros más cercanos al Sol que Júpiter y otros más alejados.
Algo debe haber separado el material que los formó, y el culpable más probable es el propio Júpiter; su gravedad literalmente dividió el disco en dos, abriendo un espacio en él. Los meteoritos que se formaron más lejos eran distintos a los que estaban más cerca. Esto significa que Júpiter ya debe haber sido lo suficientemente masivo como para afectar su entorno apenas 1 millón de años después de que comenzara la formación planetaria.
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Concluyen que el núcleo de Júpiter creció rápidamente y ya estaba cerca de 20 veces la masa de la Tierra después de un millón de años. Luego creció más lentamente hasta aproximadamente 50 veces la masa de la Tierra después de aproximadamente 4 millones de años. Finalmente, consumió suficiente gas a su alrededor para crecer hasta su monstruosa masa actual de más de 300 Tierras.
Entonces, caso cerrado, ¿verdad? Bueno no. Hay otra idea que Júpiter no creció de abajo hacia arriba, por la acumulación de cuerpos más pequeños en otros más grandes. En cambio, puede haberse formado de arriba hacia abajo, condensándose directamente del disco, debido a una inestabilidad gravitacional que básicamente colapsó una gran parte del disco rápidamente. Si ese es el caso, ¡Júpiter no tendría un núcleo en absoluto!
Ser capaz de averiguar si Júpiter tiene un núcleo o no ayudaría a distinguir las dos hipótesis. Esa es una de las principales razones por las que la maravillosa sonda Juno fue enviada a Júpiter, de hecho. Aún están llegando datos, pero los resultados preliminares son que Júpiter tiene un núcleo. Un poco. Enloquecedor, el núcleo parece pulposo y más grande de lo esperado. Estos resultados están entre las dos hipótesis, ¡y no descartan ninguna de las dos! Así que todavía no lo sabemos. Con suerte, más datos de la sonda a medida que continúa orbitando el planeta gigante ayudarán a determinar qué es qué.
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Entonces, si bien este nuevo estudio es muy interesante y muy inteligente, diría que no es una prueba irrefutable.
Todo este esfuerzo científico de tratar de averiguar qué sucedió en el sistema solar primitivo es interesante para mí. Por supuesto, la ciencia es interesante, ¡pero los intentos de comprenderla son en sí mismos realmente interesantes! Los científicos han estado trabajando en ello durante años, pero apenas estamos empezando a ser capaces de aplicar sofisticados modelos computacionales de la física para ver cómo se comportaban los objetos en ese entonces. Así que no se trata de una idea completamente nueva, ni está completamente establecida. Eso significa que los datos generalmente llegan poco a poco, se lanzan muchas ideas, se ejecutan simulaciones por computadora, algunas cosas se descartan, otras todavía están en marcha. Por todo esto veo artículos que van y vienen con hipótesis que se contradicen, porque nadie tiene esa evidencia definitiva.
Eso sí, eso no es una debilidad. ¡Es una fuerza! La ciencia no suele ser un proceso eureka; se necesita tiempo para resolverlo, y cuando hay muchas personas con ideas diferentes, ese proceso es complicado. Pero el arco de la ciencia se inclina hacia la verdad. Con el tiempo, a medida que hacemos mejores instrumentos de observación (en este caso, telescopios y naves espaciales), realizamos más experimentos y usamos modelos más avanzados, entendemos mejor las cosas.
Estos nuevos resultados indican que Júpiter se formó rápidamente y es el planeta más antiguo del sistema solar; por lo que podemos decir, la Tierra se formó en el transcurso de 10 a 100 millones de años después de que las primeras partículas comenzaron a ensamblarse. Eso puede ser correcto. Puede que no sea. Pero de cualquier manera, Júpiter es un objeto de intenso interés y digno de nuestro estudio.
Diablos, de cualquier manera es nuestro hermano mayor. Creo que es una buena idea conocerlo mejor.
Crédito de la imagen: Thought Cafe y Crash Course Astronomy