La NASA ha buscado el agua y componentes químicos que forman la vida en el transcurso de la exploración espacial. Pero la mayoría de simulaciones por ordenador que ayudan a los científicos a comprender como los sistemas planetarios se forman, suelen pasar por alto la química de los planetas. Al menos hasta ahora.
Un nuevo estudio ha examinado por primera vez en la dinámica y la química de la formación de planetas similares a la Tierra. Este enfoque muestra cómo se forman los planetas rocosos de la espiral de gas y polvo en los sistemas planetarios mas jóvenes, y también qué elementos químicos existentes en los planetas que surgen de este caos.
“Si estamos en busca de planetas como la Tierra, estaría bien saber qué tipo de química buscamos”, dijo Jade Bond, científico planetario en la Universidad de Arizona en Tucson, y principal autora del estudio.
Este primer paso sólo ha evaluado la química del sistema solar de la Tierra, y todavía necesita pruebas a través de modelos más dinámicos. Pero, finalmente, Bond y sus colegas esperan también evaluar la composición química de los exoplanetas en órbita alrededor de otras estrellas.
Luz verde a planetas húmedos
Los modelos dinámicos se centran generalmente en lainteracciones físicas que conducen a la formación de esos planetas rocosos, y no examinan la química que los forman. A lo sumo, algunos modelos han simulado cómo los meteoritos podrían llevar agua a los planetas.
El grupo de Bond quería ver si los modelos dinámicos también pueden predecir con éxito los componentes químicos que componen los planetas similares a los del sistema solar de la Tierra. Con ese fin, utiliza un software comercial para analizar los elementos que componen los planetas, utilizando un modelo dinámico de 2006 hecho por David O’Brien del Instituto de Ciencias Planetarias en Tucson, Arizona, y sus colegas.
El software averiguó la química inicial de diferentes planetas mediante el cálculo del equilibrio de condensación de las temperaturas dentro de la nube primigenia de polvo y gas que eventualmente formó el sistema solar. Los científicos han encontrado que ciertos perfiles de temperatura encajan con determinados perfiles químicos, después de haber estudiado el material de meteoritos caídos en la Tierra.
Algunos meteoritos todavía tienen perfiles químicos de los comienzos del sistema solar, y pueden ser muy útiles como comparaciones reales en las simulaciones.
Los resultados del modelo muestran que la Tierra y otros planetas rocosos del sistema solar se formaron con “humedad”, quizá con agua suficiente para sostener la vida. Sin embargo, elementos importantes como el nitrógeno y el carbono no se acumularon en la formación del planeta durante la simulación, lo que sugiere que tuvieron que llegar por otros medios para poner en marcha el desarrollo de la vida en la Tierra.
Los gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno parecen influir en la acumulación de agua en los planetas terrestres. Pero la evolución de gigantes gaseosos tiene menos efecto sobre los elementos que forman las capas rocosas de estos planetas más pequeños, al menos después de que los gigantes de gas se hubieron formado y se mudaron a sus órbitas actuales.
Haciendo mejores mundos
Estos hallazgos preliminares parecen prometedores. Pero los investigadores quieren extender su análisis químico a través de modelos más dinámicos antes de que se sientan seguros al sacar conclusiones sobre la manera exacta de como el sistema solar de la Tierra se formo.
“Básicamente estamos tratando de obtener una idea mejor de cómo se forman los planetas terrestres, y los procesos que podemos esperar ver”, explica Bond. “Y no sólo estamos centrados en nuestro sistema solar, también lo estamos en otros sistemas planetarios”.
Bond quiere incluir muchos más factores que juegan un papel importante en cómo el equilibrio químico de un planeta toma forma, como las migraciones de planetas gigantes en el mismo sistema estelar, pero sabe que los ordenadores hoy en día aún tienen sus límites.
“Esencialmente, conseguir cada aspecto de esto, ver el modo en el que va la dinámica, seguir cada partícula y su salida de cada colisión, sumándola en la química, cruzando las líneas de hielo … la potencia de cálculo de los computadores es ridículo para eso”, dijo Bond.
Acotando la búsqueda
Sin embargo, los investigadores han comenzado a hacer el perfil químico de los sistemas de exoplanetas conocidos con las actuales simulaciones. Para saber si planetas rocosos se forman con un equilibrio determinado de agua y otros componentes químicos, aun queda mucho por recorrer en la comprensión de si las condiciones necesarias para la vida son comunes o no.
Mejores modelos podrían incluso ayudar a centrar la búsqueda del telescopio espacial Kepler de la NASA y otras misiones, una vez que los perfiles químicos de dichos planetas terrestres se hayan establecido firmemente. Pero la certeza científica sólo puede venir cuando los investigadores pueden verificar sus perfiles químicos de los planetas en otros modelos dinámicos.
Fuente: Space.com
