En los últimos años, los astrónomos han estado buscando perfeccionar nuestra comprensión de cómo se formó el Sistema Solar. Por un lado, tiene la Hipótesis Nebular tradicional que argumenta que el Sol, los planetas y todos los demás objetos del Sistema Solar se formaron a partir de material nebuloso hace miles de millones de años. Sin embargo, los astrónomos tradicionalmente asumieron que los planetas se formaron en sus órbitas actuales, lo que desde entonces ha sido cuestionado.
Esto ha sido cuestionado por teorías como el modelo Grand Tack. Esta teoría afirma que Júpiter migró desde su órbita original después de su formación, lo que tuvo un gran impacto en el Sistema Solar interior. Y en un estudio más reciente, un equipo internacional de científicos ha llevado las cosas un paso más allá, proponiendo que Marte realmente se formó en lo que hoy es el Cinturón de Asteroides y migró más cerca del Sol con el tiempo.
El estudio, titulado "La formación fría y distante de Marte", apareció recientemente en la revista. Letras de la Tierra y la Ciencia Planetaria. El estudio fue dirigido por Ramon Brasser, del Earth Life Science Institute del Tokyo Institute of Technology, e incluyó miembros de la Universidad de Colorado, la Academia de Ciencias de Hungría y la Universidad de Dundee en el Reino Unido.
En aras de su estudio, el equipo abordó uno de los problemas más evidentes con los modelos tradicionales de formación del Sistema Solar. Esta es la suposición de que Marte, la Tierra y Venus se formaron muy juntos y que Marte emigró a su órbita actual. Además, la teoría sostiene que Marte, aproximadamente un 53% tan grande como la Tierra y solo un 15% tan masivo, es esencialmente un embrión planetario que nunca se convirtió en un planeta lleno de rocas.
Sin embargo, esto se contradice con los estudios elementales e isotópicos a granel realizados en meteoritos marcianos, que han notado diferencias clave en la composición entre Marte y la Tierra. Como Brasser y su equipo indicaron en su estudio:
“Esto sugiere que Marte se formó fuera de la zona de alimentación terrestre durante la acumulación primaria. Por lo tanto, es probable que Marte siempre se haya mantenido significativamente más alejado del Sol que la Tierra; su crecimiento se retrasó temprano y su masa permaneció relativamente baja ".
Para probar esta hipótesis, el equipo realizó simulaciones dinámicas que eran consistentes con el modelo Grand Tack. En estas simulaciones, Júpiter movió una gran concentración de masa hacia el Sol cuando migró hacia el Sistema Solar interno, lo que tuvo una profunda influencia en la formación y las características orbitales de los planetas terrestres (Mercurio, Venus, Tierra y Marte).
La teoría también sostiene que esta migración alejó el material de Marte, lo que explica las diferencias de composición y el tamaño y la masa más pequeños del planeta en relación con Venus y la Tierra. Lo que encontraron fue que en un pequeño porcentaje de sus simulaciones, Marte se formó más lejos del Sol y que la atracción gravitacional de Júpiter empujó a Marte a su órbita actual.
A partir de esto, el equipo concluyó que los científicos carecen de los mecanismos necesarios para explicar la formación de Marte o que, de todas las posibilidades, este escenario estadísticamente raro es el correcto. Como Stephen Mojzsis, profesor de ciencias geológicas en la Universidad de Colorado y coautor del estudio, indicó en una entrevista reciente con Revista Astrobiología, El hecho de que el escenario sea raro no lo hace menos plausible:
“Con el tiempo suficiente, podemos esperar estos eventos. Por ejemplo, eventualmente obtendrás el doble de seises si lanzas los dados suficientes veces. La probabilidad es 1/36 o aproximadamente la misma que obtenemos para nuestras simulaciones de la formación de Marte ".
En verdad, una probabilidad del 2% (que es lo que obtuvieron de las simulaciones) no es una probabilidad pobre cuando se considera en términos cosmológicos. Y cuando se considera que tal posibilidad permitiría las diferencias clave entre Marte y sus primos terrestres (es decir, la Tierra y Venus), esta probabilidad reducida parece bastante posible. Sin embargo, la idea de que Marte migró hacia el interior durante el curso de su historia también conlleva algunas implicaciones serias.
Para empezar, se presionó a los investigadores para que explicaran cómo Marte podría haber poseído una atmósfera más gruesa y cálida que habría permitido la existencia de agua líquida en la superficie. Si Marte realmente se formó en el Cinturón de Asteroides moderno, habría estado sujeto a un flujo solar mucho menor, y las temperaturas de la superficie habrían sido significativamente más bajas que si se hubiera formado en su ubicación actual.
Sin embargo, como indican, si Marte tenía suficiente dióxido de carbono en su atmósfera temprana, es posible que los impactos durante el bombardeo pesado tardío hayan permitido períodos intermitentes en los que podría existir agua líquida en la superficie. O como lo explican:
“A menos que, como lo muestra nuestro modelo, un Marte rico intrínsecamente volátil poseía una atmósfera de invernadero fuerte y sostenible, su temperatura superficial promedio era incesantemente inferior a 0 ° C. Un ambiente de superficie tan fría habría sido afectado regularmente por los primeros bombardeos de impacto que reiniciaron un ciclo hidrológico moribundo y proporcionaron un refugio para una posible vida temprana en la corteza marciana ”.
Básicamente, si bien Marte habría estado sujeto a menos energía solar durante su vida útil temprana, es posible que aún haya sido lo suficientemente cálido como para soportar agua líquida en su superficie. Y como Mojzsis declaró en un documento que fue coautor el año pasado, los numerosos bombardeos que recibió (como lo atestiguan sus numerosos cráteres) habrían sido suficientes para derretir el hielo superficial, espesar la atmósfera y desencadenar un ciclo hidrológico periódico.
Otra cosa interesante sobre este estudio es cómo predice que Venus probablemente tenga una composición masiva (incluidos sus isótopos de oxígeno) que es similar a la del sistema Tierra-Luna. Según sus simulaciones, esto se debe al hecho de que Venus y la Tierra siempre compartieron los mismos bloques de construcción, mientras que la Tierra y Marte no. Estos hallazgos fueron consistentes con las recientes observaciones infrarrojas terrestres de Venus y su atmósfera.
Pero, por supuesto, no se pueden sacar conclusiones definitivas sobre eso hasta que se puedan obtener muestras de la corteza de Venus. Esto podría lograrse si la misión propuesta Venera-Dolgozhivuschaya (Venera-D), un plan conjunto de NASA / Roscomos para enviar un orbitador y un módulo de aterrizaje a Venus, se lanza en la próxima década. Mientras tanto, hay otros problemas pendientes en el modelo Grand Tack y la Hipótesis Nebular que deben abordarse.
Según Mojzsis, estos incluyen cómo los gigantes de gas / hielo del Sistema Solar podrían haberse formado en sus ubicaciones actuales. La idea de que se formaron en sus órbitas actuales más allá del Cinturón de Asteroides parece inconsistente con los modelos del Sistema Solar temprano, que muestran que no había suficiente material necesario tan lejos del Sol. Una alternativa es que se formaron más cerca del Sol y también emigraron hacia afuera.
Como explicó Mojzsis, esta posibilidad se ve reforzada por estudios recientes de sistemas planetarios extrasolares, donde se ha encontrado que los gigantes gaseosos orbitan muy cerca de sus estrellas (es decir, "Júpiter caliente") y más lejos:
“Entendemos por observaciones directas a través del telescopio espacial Kepler y estudios anteriores que la migración de planetas gigantes es una característica normal de los sistemas planetarios. La formación de planetas gigantes induce la migración, y la migración tiene que ver con la gravedad, y estos mundos afectaron las órbitas de los demás desde el principio ".
Si hay un beneficio de poder mirar más lejos en el Universo, es la forma en que ha permitido a los astrónomos elaborar teorías mejores y más completas sobre cómo surgió el Sistema Solar. Y a medida que nuestra exploración del Sistema Solar continúa creciendo, estamos seguros de aprender muchas cosas que también ayudarán a avanzar en nuestra comprensión de otros sistemas estelares.
