El científico de SwRI estudió el asteroide binario Patroclus-Menoetius, mostrado en la concepción de este artista, para determinar que una sacudida de los planetas gigantes probablemente ocurrió temprano en la historia del sistema solar, dentro de los primeros 100 millones de años. Crédito:W.M. Observatorio Keck / Lynette Cook
Los científicos del Southwest Research Institute estudiaron un par inusual de asteroides y descubrieron que su existencia apunta a un reordenamiento planetario temprano en nuestro sistema solar.
Estos cuerpos, llamado Patroclo y Menoetius, son objetivos de la próxima misión Lucy de la NASA. Tienen alrededor de 70 millas de ancho y orbitan entre sí mientras giran colectivamente alrededor del Sol. Son el único binario grande conocido en la población de cuerpos antiguos denominados asteroides troyanos. Los dos enjambres de troyanos orbitan aproximadamente a la misma distancia del Sol que Júpiter, un enjambre orbitando por delante, y el otro al final, el gigante gaseoso.
"Los troyanos probablemente fueron capturados durante un período dramático de inestabilidad dinámica cuando una escaramuza entre los planetas gigantes del sistema solar:Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno — ocurrieron, ", dijo el Dr. David Nesvorny, científico del Instituto SwRI. Él es el autor principal del artículo, "Evidencia de una migración muy temprana de los planetas del sistema solar a partir del troyano binario Júpiter Patroclus-Menoetius, " publicado en Astronomía de la naturaleza . Esta sacudida empujó a Urano y Neptuno hacia afuera, donde se encontraron con una gran población primordial de pequeños cuerpos que se cree que son la fuente de los objetos actuales del Cinturón de Kuiper, que orbitan en el borde del sistema solar. "Muchos cuerpos pequeños de este cinturón de Kuiper primordial estaban esparcidos hacia adentro, y algunos de ellos quedaron atrapados como asteroides troyanos ".
Un problema clave con este modelo de evolución del sistema solar, sin embargo, ha sido cuando tuvo lugar. En este papel, Los científicos demuestran que la existencia misma del par Patroclus-Menoetius indica que la inestabilidad dinámica entre los planetas gigantes debe haber ocurrido dentro de los primeros 100 millones de años de la formación del sistema solar.
Este GIF animado muestra cómo la pareja Patroclus-Menoetius orbitan entre sí mientras giran alrededor del Sol en tándem con Júpiter. Los científicos de SwRI postulan que una sacudida planetaria gigante debe haber ocurrido temprano en la historia del sistema solar, porque el binario quedó atrapado intacto por los enjambres de asteroides troyanos. Crédito:Durda / Marchi / SwRI
Los modelos recientes de formación de cuerpos pequeños sugieren que este tipo de binarios son restos de los primeros tiempos de nuestro sistema solar. cuando se pueden formar pares de cuerpos pequeños directamente a partir de una nube de "guijarros" que se derrumba.
"Las observaciones del Cinturón de Kuiper actual muestran que los binarios como estos eran bastante comunes en la antigüedad, "dijo el Dr. William Bottke, director del Departamento de Estudios Espaciales de SwRI, quien fue coautor del artículo. "Sólo algunos de ellos existen ahora dentro de la órbita de Neptuno. La cuestión es cómo interpretar a los supervivientes".
Si la inestabilidad se hubiera retrasado muchos cientos de millones de años, como lo sugieren algunos modelos de evolución del sistema solar, colisiones dentro del disco primordial de cuerpo pequeño habrían interrumpido estos binarios relativamente frágiles, sin dejar ninguno para ser capturado en la población troyana. Las inestabilidades dinámicas anteriores habrían dejado más binarios intactos, aumentando la probabilidad de que al menos uno hubiera sido capturado en la población troyana. El equipo creó nuevos modelos que muestran que la existencia del binario Patroclus-Menoetius indica claramente una inestabilidad anterior.
Este modelo de inestabilidad dinámica temprana tiene importantes consecuencias para los planetas terrestres, particularmente en lo que respecta al origen de los grandes cráteres de impacto en la Luna, Mercurio y Marte que se formaron hace aproximadamente 4 mil millones de años. Es menos probable que los impactadores que produjeron estos cráteres hayan sido arrojados desde las regiones exteriores del Sistema Solar. Esto podría implicar que fueron hechos por restos de cuerpos pequeños del proceso de formación de planetas terrestres.
Este trabajo subraya la importancia de los asteroides troyanos para iluminar la historia de nuestro sistema solar. Se aprenderá mucho más sobre el binario Patroclus-Menoetius cuando la misión Lucy de la NASA, dirigido por el científico de SwRI y coautor del artículo, el Dr. Hal Levison, encuesta a la pareja en 2033, culminando una misión de 12 años para recorrer ambos enjambres de troyanos.
