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    ¿Júpiter empujó a Venus a un invernadero desbocado?

    mago que muestra las excentricidades de los planetas y asteroides más internos. Crédito:NASA / JPL-Caltech

    Venus ha atraído mucha atención últimamente, aunque principalmente en la comunidad científica, ya que la última película de Hollywood sobre el planeta se estrenó en la década de 1960. Esto se debe en parte a su dramática diferencia con la Tierra, y lo que esa diferencia podría significar para el estudio de exoplanetas. Si podemos comprender mejor lo que sucedió durante la formación de Venus para convertirlo en el infierno que es hoy, tal vez podamos comprender mejor qué constituye realmente la zona habitable alrededor de otras estrellas.

    Numerosos científicos planetarios se han centrado en la formación de Venus y el desarrollo atmosférico en el pasado reciente. Ahora, un nuevo artículo postula que Venus podría haber tenido agua líquida en su superficie tan recientemente como hace mil millones de años. Y un contribuyente a la desaparición de esa agua podría ser un culpable improbable:Júpiter.

    Hay indicios de que Júpiter en realidad migró a su órbita actual desde el sistema solar interior. Teorías como la teoría Grand Tack o el modelo de Niza muestran caminos potenciales para esta migración. Lo que el Dr. Stephen Kane, un científico planetario en UC Riverside, y sus coautores estaban interesados ​​en qué efecto podría haber tenido la migración en Venus.

    Por lo tanto, simularon cientos de miles de trayectorias migratorias de Júpiter durante la formación del sistema solar temprano. Hubo muchos escenarios de simulación en los que Venus o uno de los otros planetas terrestres fueron arrojados fuera del sistema solar, y esas carreras fueron descartadas. Sin embargo, También hubo numerosos escenarios en los que la órbita de Venus se vio gravemente afectada. Una medida de una órbita se llama excentricidad, que es esencialmente lo elíptica que es una órbita. Algunos de los modelos de migración de Júpiter hicieron que Venus tuviera una excentricidad 44 veces mayor que su órbita real.

    Característica del Science Channel sobre la diferencia entre la evolución planetaria de Venus y la de la Tierra. Crédito:Science Channel Youtube

    Eso es importante porque Venus tiene actualmente una órbita extremadamente circular con baja excentricidad. Si los modelos de la migración de Júpiter a través del sistema solar temprano hicieron que Venus tuviera una alta excentricidad, ¿A dónde se fue esa excentricidad?

    La respuesta más intrigante a esa pregunta es que se humedeció con agua líquida. El agua líquida puede amortiguar las excentricidades orbitales durante largos períodos de tiempo, a medida que su movimiento alrededor de la superficie del planeta lo empuja a un patrón más regular a través de un proceso llamado disipación de las mareas.

    Una consecuencia interesante de la disipación de las mareas es que potencialmente puede causar un efecto invernadero desbocado en un planeta, sin embargo, los autores calcularon que lo más probable es que este no fuera el caso de una Venus joven. También descartaron otra fuente potencial de un efecto invernadero descontrolado:la luz solar incidente en un planeta. Pero los modelos mostraron que, si bien la luz solar incidente máxima aumentaría significativamente en el caso de una órbita altamente elíptica para Venus, probablemente no fue suficiente para causar un mundo de invernadero por sí solo.

    Sin embargo, las excentricidades muy orbitales tienen otro efecto sobre el agua líquida. Lo hacen desaparecer. Este es un proceso de dos pasos. Primero, Las órbitas muy excéntricas provocan cambios estacionales significativos. y puede congelar el agua en nieve o formaciones de hielo cuando el planeta está más lejos de la estrella o evaporarla en nubes cuando el planeta se acerca a la estrella. Mientras el planeta está cerca de la estrella, también está sujeto a cantidades significativamente mayores de luz ultravioleta. Esta luz ultravioleta tiene el efecto adicional de dividir las moléculas de agua, dejando solo hidrógeno y oxígeno elementales. El hidrógeno más ligero puede ser fácilmente despojado de la atmósfera del planeta por el viento solar, nunca volver a combinarse en agua.

    Representación del artista de Venus evolucionando desde un mundo acuático potencialmente habitable hasta el cálido desierto que es hoy. Crédito:NASA Goddard

    El vapor de agua que se evaporó a la atmósfera es en realidad un gas de efecto invernadero más eficaz que el dióxido de carbono que está presente en la atmósfera de Venus ahora. Antes de que fuera despojado de la combinación de luz ultravioleta y viento solar, potencialmente podría haber causado un período conocido como "invernadero húmedo" en el planeta. También podría haber contribuido al aumento de CO 2 en la atmósfera venusiana, dado que la precipitación es un componente clave del ciclo de carbonato-silicato, que mantiene el dióxido de carbono atrapado en las placas tectónicas de la Tierra.

    Hay algunas preguntas adicionales que surgen con estas teorías propuestas sobre la evolución de Venus. Por ejemplo, si hubiera tanta agua en Venus, ¿A dónde fue todo el oxígeno cuando fue despojado de las moléculas de agua? El Dr. Kane también forma parte de un equipo científico que espera responder a esa pregunta enviando un módulo de aterrizaje a Venus en un futuro cercano para probar si hay óxidos presentes en la superficie a los que el oxígeno de los radicales libres podría haberse unido.

    También hay otras posibles razones para la amortiguación de las excentricidades orbitales de Venus además del agua. Una influencia potencial es la propia Tierra. Para probar si este es el caso, Los investigadores esperan comprender más sobre lo que se conoce como ciclos de Milankovitch, que son un modelo de los cambios periódicos de los parámetros orbitales de la Tierra. Si la Tierra tuviera un efecto amortiguador sobre Venus, la energía cinética que se habría eliminado del patrón orbital de Venus habría sido absorbida por la Tierra. Este cambio dramático en la energía de la órbita de la Tierra se habría mostrado en ciclos de Milankovitch completamente sesgados alrededor de la época en que ocurrió esta transferencia de impulso. Si bien hasta ahora no ha habido datos que respalden esta teoría, Los futuros estudios del paleoclima podrían arrojar luz sobre si la propia Tierra eliminó parte de la excentricidad de su vecino más cercano.

    Pero la mejor estimación de la causa original de esa excentricidad sigue siendo la migración de Júpiter. Y si la migración del gigante gaseoso empujara a Venus al estado de efecto invernadero descontrolado que sufría, eso tiene implicaciones significativas para cualquier análogo de Venus que podamos encontrar orbitando otras estrellas. A medida que nuestros instrumentos para la detección de esos exoplanetas se vuelven aún más precisos, es probable que encontremos muchos más planetas como Venus. Entendiendo que, exactamente, sucedido con el único modelo para ese tipo de planeta en nuestro sistema solar se vuelve mucho más importante para comprender las zonas habitables de las estrellas. Con todo el interés renovado, Venus podría incluso llamar la atención de Hollywood en un futuro no muy lejano.


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