El sistema solar primitivo se parecía al arcade “asteroides”

Un viernes por la tarde de 1992, un meteorito terminó su viaje de más de 240 millones de kilómetros al estrellarse contra el maletero de un automóvil Chevrolet Malibú rojo en Peekskill, Nueva York. El dueño del coche informó que el resto de alrededor de 15 kg de los primeros días de nuestro sistema solar todavía estaba caliente y olía a azufre.

Casi 30 años después, un nuevo análisis de ese mismo meteorito, el Peekskill, y otros 17 por investigadores de la Universidad de Texas en Austin y la Universidad de Tennessee, Knoxville, ha llevado a una nueva hipótesis sobre cómo se formaron los asteroides durante los primeros años del sistema solar.

Los meteoritos estudiados en la investigación se originaron a partir de asteroides y sirven como muestras naturales de dichas rocas espaciales. Indican que los asteroides se formaron mediante un violento bombardeo y un posterior reensamblaje, un resultado que va en contra de la idea predominante de que el joven sistema solar era un lugar pacífico.

El estudio fue publicado en la revista Geochimica et Cosmochimica Acta.

La investigación comenzó cuando el co-autor Nick Dygert era becario de postdoctorado en la Escuela de Geociencias Jackson de la Universidad de Texas, y estudiaba rocas terrestres con un método que podía medir sus tasas de enfriamiento a partir de temperaturas muy altas, hasta 1.400 grados centígrados.

Dygert, ahora profesor asistente en la Universidad de Tennessee, se dio cuenta de que este método también podría funcionar para las rocas espaciales.

"Es una nueva técnica realmente poderosa que emplea la geoquímica para entender los procesos geofísicos, y nadie la había usado todavía para medir meteoritos", dijo Dygert.

Un mapa de rayos X de una porción del meteorito Peekskill. Los diferentes colores corresponden a diferentes elementos. (Foto: Michael Lucas)

Desde la década de 1970, los científicos han estado midiendo los minerales en los meteoritos para averiguar cómo se formaron. El trabajo sugiere que los meteoritos se enfriaron muy lentamente desde el exterior hacia el interior, en capas. Este "modelo de la cáscara de cebolla" es consistente con un joven sistema solar relativamente pacífico donde los trozos de roca orbitaban sin obstáculos. Pero esos estudios solo fueron capaces de medir las tasas de enfriamiento a partir de temperaturas cercanas a los 500 grados centígrados.

Cuando Dygert y Michael Lucas, de la Universidad de Tennessee, que dirigió el trabajo, aplicaron el nuevo método, con su sensibilidad mucho mayor a la temperatura máxima, encontraron resultados inesperados. Desde alrededor de 900 grados centígrados hasta 500 grados centígrados, las tasas de enfriamiento fueron de 1.000 a 1 millón de veces más rápidas que a temperaturas más bajas.

¿Cómo podrían reconciliarse estas dos velocidades de enfriamiento tan diferentes?

Los científicos propusieron que los asteroides se formaban en etapas. Si el primer sistema solar fue como el antiguo juego de Atari "Asteroides", con frecuentes bombardeos y choques, las grandes rocas se habrían hecho añicos. Esos pedazos más pequeños se habrían enfriado rápidamente. Después, cuando los pequeños trozos se volvieron a ensamblar en los asteroides más grandes que vemos hoy en día, las tasas de enfriamiento habrían disminuido.

Para probar esta hipótesis del montón de escombros, el profesor Marc Hesse de la Escuela Jackson y el estudiante de doctorado de primer año Jialong Ren construyeron por primera vez un modelo computacional de una historia térmica de dos etapas para los asteroides formados por escombros.

Debido al gran número de fragmentos en un montón de escombros -10¹⁵- y a la gran variedad de sus tamaños, Ren tuvo que desarrollar nuevas técnicas para explicar los cambios en la masa y la temperatura antes y después del bombardeo.

El modelo resultante apoya la hipótesis del montón de escombros y proporciona también otros conocimientos. Una implicación es que el enfriamiento se redujo tanto después del reensamblaje no porque la roca emitiera calor en capas. Más bien, fue que el montón de escombros contenía poros.

"La porosidad reduce la rapidez con la que se puede conducir el calor", dijo Hesse. "En realidad te enfrías más lentamente de lo que lo harías si no te hubieras fragmentado, porque todos los escombros son una especie de manta. Y eso es algo poco intuitivo".

La mayor implicación de la nueva hipótesis, dijo Dygert, es que estas colisiones caracterizaron los primeros días del sistema solar. "Fueron violentas, y comenzaron temprano", dijo. (Fuente: NCYT Amazings)