Utilizando un nuevo proceso en el modelado de formación planetaria, donde los planetas crecen a partir de pequeños cuerpos llamados "guijarros", los científicos del Instituto de Investigación del Sudoeste pueden explicar por qué Marte es mucho más pequeño que la Tierra. Este mismo proceso también explica la rápida formación de los gigantes gaseosos Júpitery Saturno, como se informó a principios de este año.
"Esta simulación numérica en realidad reproduce la estructura del sistema solar interior, con la Tierra, Venus y un Marte más pequeño", dijo Hal Levison, científico del Instituto en la Dirección de Ciencia Planetaria SwRI. Es el primer autor de un nuevo artículopublicado en el Actas de la Academia Nacional de Ciencias PNAS Edición temprana.
El hecho de que Marte tenga solo el 10 por ciento de la masa de la Tierra ha sido un rompecabezas de larga data para los teóricos del sistema solar. En el modelo estándar de formación de planetas, los objetos de tamaño similar se acumulan y asimilan a través de un proceso llamado acreción; rocas incorporadasotras rocas, creando montañas, luego montañas se fusionaron para formar objetos del tamaño de una ciudad, y así sucesivamente., estos modelos también sobreestiman la masa total del cinturón de asteroides.
"Entender por qué Marte es más pequeño de lo esperado ha sido un problema importante que ha frustrado nuestros esfuerzos de modelado durante varias décadas", dijo Levison. "Aquí, tenemos una solución que surge directamente del proceso de formación del planeta".
Nuevos cálculos de Levison y coautores Katherine Kretke, Kevin Walsh y Bill Bottke, todos de la Dirección de Ciencia Planetaria de SwRI siguen el crecimiento y la evolución de un sistema de planetas. Demuestran que la estructura del sistema solar interno es en realidad lo naturalresultado de un nuevo modo de crecimiento planetario conocido como Acreción de guijarros agitados de manera viscosa VSPA. Con VSPA, el polvo crece fácilmente a "guijarros", objetos de unas pocas pulgadas de diámetro, algunos de los cuales colapsan gravitacionalmente para formar objetos del tamaño de un asteroide.En las condiciones adecuadas, estos asteroides primordiales pueden alimentarse eficientemente de los guijarros restantes, ya que la resistencia aerodinámica empuja los guijarros a la órbita, donde descienden en espiral y se fusionan con el creciente cuerpo planetario. Esto permite que ciertos asteroides se conviertan en planetas en escalas de tiempo relativamente cortas.
Sin embargo, estos nuevos modelos encuentran que no todos los asteroides primordiales están igualmente bien posicionados para acumular piedras y crecer. Por ejemplo, un objeto del tamaño de Ceres aproximadamente 600 millas de ancho, que es el asteroide más grande del asteroide.cinturón, habría crecido muy rápidamente cerca de la ubicación actual de la Tierra. Pero no habría podido crecer efectivamente cerca de la ubicación actual de Marte, o más allá, porque la resistencia aerodinámica es demasiado débil para que ocurra la captura de guijarros.
"Esto significa que muy pocos guijarros chocan con objetos cerca de la ubicación actual de Marte. Eso proporciona una explicación natural de por qué es tan pequeño", dijo Kretke. "Del mismo modo, incluso menos objetos golpeados en el cinturón de asteroides, manteniendo su redmasa pequeña también. El único lugar donde el crecimiento fue eficiente fue cerca de la ubicación actual de la Tierra y Venus ".
"Este modelo tiene enormes implicaciones para la historia del cinturón de asteroides", dijo Bottke. Los modelos anteriores predijeron que el cinturón contenía originalmente un par de material de masas de tierra, lo que significa que los planetas comenzaron a crecer allí.el modelo predice que el cinturón de asteroides nunca contuvo mucha masa en cuerpos como el asteroide observado actualmente.
"Esto presenta a la comunidad científica planetaria una predicción comprobable entre este modelo y modelos anteriores que puede explorarse utilizando datos de meteoritos, sensores remotos y misiones de naves espaciales", dijo Bottke.
Este trabajo complementa el reciente estudio publicado en Naturaleza por Levison, Kretke y Martin Duncan Queen's University, que demostró que los guijarros pueden formar los núcleos de los planetas gigantes y explicar la estructura del sistema solar exterior. Combinados, las dos obras presentan los medios para producir todo el solarsistema de un solo proceso unificador.
"Hasta donde yo sé, este es el primer modelo que reproduce la estructura del sistema solar: la Tierra y Venus, un pequeño Marte, un cinturón de asteroides de baja masa, dos gigantes gaseosos, dos gigantes de hielo Urano y Neptuno y un prístino Cinturón de Kuiper ", dijo Levison. El artículo," Cultivando los planetas terrestres a partir de la acumulación gradual de objetos de tamaño inferior al metro ", se publica en línea por PNAS . Autores HF Levison, KA Kretke, K. Walsh y W. Bottke son todos de la División de Ciencia e Ingeniería Espacial del Southwest Research Institute. Este trabajo fue apoyado por el Instituto Virtual de Investigación de Exploración del Sistema Solar de la NASA SSERVI a través del número de subvención del institutoNNA14AB03A.
Fuente de la historia :
Materiales proporcionado por Instituto de Investigación del Sudoeste . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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