Un equipo internacional de investigadores de la Universidad de Oxford, LMU Múnich, ETH Zúrich, BGI Bayreuth, y la Universidad de Zurich descubrió que un proceso de formación de dos pasos del Sistema Solar temprano puede explicar la cronología y dividir el contenido de isótopos y volátiles del Sistema Solar interno y externo.

Sus hallazgos se publicarán en Ciencias .

El artículo presenta un nuevo marco teórico para la formación y estructura del Sistema Solar que puede explicar varias características clave de los planetas terrestres (como la Tierra, Venus, y Marte), Sistema Solar exterior (como Júpiter), y composición de asteroides y familias de meteoritos. El trabajo del equipo se basa en y conecta los avances recientes en astronomía (es decir, observaciones de otros sistemas solares durante su formación) y meteoritos:experimentos de laboratorio y análisis del isótopo, planchar, y contenido de agua en meteoritos.

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 Sistema Solar interior son pequeños y secos con poca agua en masa. mientras que los planetas exteriores del Sistema Solar son más grandes y están mojados con mucha agua. Explica el registro de meteoritos formando planetas en dos pasos distintos. Los protoplanetas terrestres internos se acumularon temprano y se calentaron internamente por una fuerte desintegración radiactiva; esto los secó y partió el interior, seco desde el exterior, población planetaria húmeda. Esto tiene varias implicaciones para la distribución y las condiciones de formación necesarias de planetas como la Tierra en sistemas planetarios extrasolares.

Los experimentos numéricos realizados por el equipo interdisciplinario mostraron que las cronologías relativas del inicio temprano y el final prolongado de la acumulación en el Sistema Solar interior, y un inicio tardío y una acreción más rápida de los planetas exteriores del Sistema Solar puede explicarse por dos épocas de formación distintas de planetesimales, los bloques de construcción de los planetas. Observaciones recientes de discos formadores de planetas mostraron que los planos medios del disco, donde se forman los planetas, puede tener niveles relativamente bajos de turbulencia. En tales condiciones, las interacciones entre los granos de polvo incrustados en el gas del disco y el agua alrededor de la ubicación orbital donde pasa de la fase de gas a la de hielo (la línea de nieve) pueden desencadenar una explosión de formación temprana de planetesimales en el Sistema Solar interior y otra más tarde. y más allá.

Los dos episodios de formación distintos de las poblaciones planetesimales, que acumulan más material del disco circundante y a través de colisiones mutuas, dan lugar a diferentes modos geofísicos de evolución interna para los protoplanetas en formación. Dr. Tim Lichtenberg del Departamento de Atmosférico, La física oceánica y planetaria de la Universidad de Oxford y autor principal del estudio señala:"Los diferentes intervalos de tiempo de formación de estas poblaciones planetesimales significan que su motor térmico interno de la desintegración radiactiva difería sustancialmente. Los planetesimales del Sistema Solar Interior se calentaron mucho, océanos de magma internos desarrollados, núcleos de hierro formados rápidamente, y desgasificaron su contenido volátil inicial, que eventualmente resultó en composiciones de planetas secos. En comparación, Los planetesimales exteriores del Sistema Solar se formaron más tarde y, por lo tanto, experimentaron un calentamiento interno sustancialmente menor y, por lo tanto, una formación de núcleo de hierro limitada. y liberación volátil.

"El sistema solar interior seco y de formación temprana y el sistema solar exterior húmedo y formado posteriormente se establecieron en dos caminos evolutivos diferentes muy temprano en su historia. Esto abre nuevas vías para comprender los orígenes de las primeras atmósferas de la Tierra. como planetas y el lugar del Sistema Solar dentro del contexto del censo exoplanetario en toda la galaxia ".

Esta investigación fue apoyada por fondos de Simons Collaboration on the Origins of Life, la Fundación Nacional de Ciencias de Suiza, y el Consejo Europeo de Investigación.

El estudio completo, "Bifurcación de bloques de construcción planetarios durante la formación del Sistema Solar, "se publicará el 22 de enero de 2021 en Ciencias , 371, 6527.