Crédito de imagen: NASA
Investigadores del Southwest Research Institute creen que tienen una teoría que podría ayudar a explicar por qué hay tan pocos objetos en el cinturón de Kuiper: una banda de objetos fuera de la órbita de Neptuno. Según las teorías de cómo se forman los sistemas planetarios, debería haber 100 veces más material en el cinturón de Kuiper de lo que los astrónomos han observado. Los investigadores creen que los gigantes gaseosos, incluido Neptuno, se formaron más cerca del Sol y con el tiempo se alejaron lentamente. Cuando Neptuno emigró, podría haber expulsado a los objetos de Kuiper del sistema solar.
Un nuevo estudio realizado por investigadores del Southwest Research Institute (SwRI) y el Observatoire de la Côte d’Azur proporciona una explicación de uno de los aspectos más misteriosos de la población de objetos más allá de Neptuno. Al hacerlo, proporciona una visión única del disco protoplanetario a partir del cual se formaron los planetas del Sistema Solar. Los resultados se publicarán en la edición del 27 de noviembre de Nature.
El cinturón de Kuiper es una región del Sistema Solar que se extiende hacia afuera desde la órbita de Neptuno, que contiene miles de millones de objetos helados de kilómetros a miles de kilómetros de diámetro. Fue descubierto en 1992 y, desde entonces, se han catalogado cerca de 1,000 objetos. Algunos de estos objetos son muy grandes, los más grandes tienen un diámetro de más de 1,000 kilómetros.
A medida que los astrónomos han estudiado esta estructura, se ha desarrollado un misterio. Como la mayoría de los planetas del Sistema Solar, se cree que los grandes objetos del cinturón de Kuiper se formaron a partir de objetos más pequeños que se unieron cuando colisionaron. Para que este proceso haya funcionado en las regiones distantes más allá de Neptuno, el cinturón de Kuiper tendría que contener más de 10 veces la cantidad de material que hay en la Tierra. Sin embargo, los estudios telescópicos de esta región muestran que actualmente contiene aproximadamente una décima parte de la masa de la Tierra, o menos.
Para resolver el rompecabezas, los investigadores han estado buscando durante varios años una forma de eliminar más del 99 por ciento del material del cinturón de Kuiper. Sin embargo, el Dr. Harold Levison (SwRI) y el Dr. Alessandro Morbidelli (Observatoire de la Côte d'Azur de Niza, Francia) describen en su artículo, "Formación del cinturón de Kuiper por el transporte exterior de objetos durante la migración de Neptuno". que el cinturón de Kuiper puede no haber perdido mucha masa en absoluto.
"El problema del agotamiento masivo ha estado atrapado en nuestra garganta por algún tiempo", dice Levison, un científico del personal del Departamento de Estudios Espaciales de SwRI. "Parece que finalmente tendremos una posible respuesta".
Levison y Morbidelli argumentan que el disco protoplanetario del que se formaron los planetas, asteroides y cometas tenía un borde hasta ahora no anticipado en la ubicación actual de Neptuno, que está a 30 unidades astronómicas (UA, la distancia promedio entre el Sol y la Tierra) , y que la región ahora ocupada por el cinturón de Kuiper estaba vacía. Todos los objetos del cinturón de Kuiper que vemos más allá de Neptuno se formaron mucho más cerca del Sol y fueron transportados hacia el exterior durante las etapas finales de la formación del planeta.
Los investigadores han sabido durante 20 años que las órbitas de los planetas gigantes se movían a medida que se formaban. En particular, Urano y Neptuno se formaron más cerca del Sol y emigraron hacia afuera. Levison y Morbidelli muestran que Neptuno podría haber empujado todos los objetos del cinturón de Kuiper observados hacia afuera mientras migraba.
"Realmente no resolvimos el problema del agotamiento masivo, lo eludimos", dice Levison. "Según nuestro trabajo, el vacío más allá de Neptuno probablemente carecía de objetos".
Sin embargo, en este modelo, la región interior de 30 UA contenía suficiente material para que se formaran los objetos del cinturón de Kuiper. Los mecanismos empleados por Neptuno para empujar el cinturón de Kuiper solo afectaron una pequeña fracción de los objetos. Estos se convirtieron en los objetos vistos por los astrónomos; El resto fue dispersado fuera del Sistema Solar por Neptuno. Esta nueva teoría explica muchas de las características observables del Sistema Solar exterior, incluidas las características de las órbitas de los objetos del cinturón de Kuiper y la ubicación de Neptuno.
"Uno de los aspectos desconcertantes de la migración de Neptuno es por qué se detuvo donde lo hizo", dice Morbidelli. “Nuestro nuevo modelo explica esto también. Neptuno migró hasta que tocó el borde del disco protoplanetario, momento en el que se detuvo abruptamente.
La NASA, la National Science Foundation y el Centre National de la Recherche Scientifique en París financiaron esta investigación.
Fuente original: Comunicado de prensa de SwRI
