Cinturones de asteroides de apenas el tamaño correcto son bienvenidos a la Vida
Sistemas solares con planetas con vida podrían ser poco frecuentes, si son dependientes de la presencia de los cinturones de asteroides de sólo la masa correcta, de acuerdo con un estudio realizado por Rebecca Martin, Sagan NASA Fellow de la Universidad de Colorado en Boulder, y el astrónomo Mario Livio del Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial en Baltimore, Md.
Ellos sugieren que el tamaño y la ubicación de un cinturón de asteroides, formado por la evolución del disco protoplanetario del sol y por la influencia gravitacional de un gigante cerca de Júpiter-como el planeta, puede determinar si la vida compleja se desarrollará en un planeta parecido a la Tierra.
Esto puede parecer sorprendente, ya que los asteroides son considerados una molestia debido a su potencial para afectar las extinciones en masa la Tierra y el gatillo. Sin embargo, un punto de vista emergente propone que las colisiones de asteroides con planetas pueden dar un impulso al nacimiento y evolución de la vida compleja.
Los asteroides pudieron haber entregado agua y compuestos orgánicos a la Tierra primitiva. De acuerdo con la teoría del equilibrio puntuado, impactos de asteroides ocasionales podrían acelerar el ritmo de la evolución biológica mediante la interrupción de medio ambiente de un planeta hasta el punto que las especies deben probar nuevas estrategias de adaptación.
Los astrónomos basaron su conclusión en un análisis de los modelos teóricos y observaciones de archivo de planetas extrasolares del tamaño de Júpiter y los discos de polvo alrededor de las estrellas jóvenes. "Nuestro estudio muestra que sólo una pequeña fracción de los sistemas planetarios observado hasta la fecha parecen tener planetas gigantes en el lugar adecuado para producir un cinturón de asteroides del tamaño adecuado, ofreciendo la posibilidad de la vida en un planeta rocoso cercano", dijo Martin, autor principal del estudio. "Nuestro estudio sugiere que nuestro sistema solar puede ser muy especial."
Los resultados aparecen hoy en la revista Monthly Notices de la Royal Astronomical Society.
Esta ilustración muestra tres posibles escenarios para la evolución de los cinturones de asteroides. En el panel superior, un planeta del tamaño de Júpiter migra a través del cinturón de asteroides, el material y la inhibición de la formación de la vida en los planetas esparciendo. El segundo escenario muestra el modelo del sistema solar: un planeta del tamaño de Júpiter que se mueve ligeramente hacia el interior, pero está justo fuera del cinturón de asteroides. En el tercer ejemplo, un gran planeta no migra en absoluto, la creación de un cinturón de asteroides masiva. El material del cinturón de asteroides fuerte sería bombardear planetas, posiblemente, prevenir la vida de evolución.
(Crédito:. NASA / ESA / A Feild, STScI)
(Crédito:. NASA / ESA / A Feild, STScI)
Martin y Livio sugieren que la ubicación de un cinturón de asteroides en relación con un planeta similar a Júpiter no es un accidente. El cinturón de asteroides en nuestro sistema solar, situado entre Marte y Júpiter, es una región de millones de rocas espaciales que se sienta cerca de la "línea de nieve", que marca la frontera de una región fría donde el material volátil como el hielo de agua son lo suficientemente lejos de el sol se mantenga intacta. En el momento en que los planetas gigantes de nuestro sistema solar se formaron, la región más allá de la línea de nieve contenía una mezcla densa de hielos, rocas y metales que proporcionan suficiente material para construir los planetas gigantes como Júpiter.
Cuando Júpiter se formó más allá de la línea de nieve, su poderosa gravedad impide el material cercana dentro de la órbita de la coalescencia y la construcción de planetas. En cambio, la influencia de Júpiter causado el material a chocar y romperse. Estas rocas fragmentadas se instalaron en un cinturón de asteroides alrededor del sol.
"Tener estas condiciones ideales que necesita un planeta gigante como Júpiter, que está justo fuera del cinturón de asteroides
que emigraron un poco, pero no a través de la cinta", explica Livio. "Si un planeta grande como Júpiter migra a través de la cinta , que se dispersaría el material. Si, por otra parte, un gran planeta no migró en absoluto, que, también, no es buena debido a que el cinturón de asteroides sería demasiado grande. Habría tanto bombardeo de asteroides que la vida nunca puede evolucionar ".
De hecho, durante la infancia del sistema solar, el cinturón de asteroides probablemente tenía suficiente material para hacer otra Tierra, pero la presencia de Júpiter y su pequeña migración hacia el sol causado algunos de los materiales para esparcir. Hoy en día, el cinturón de asteroides contiene menos de uno por ciento de su masa original. Usando nuestro sistema solar como modelo, Martin y Livio propusieron que los cinturones de asteroides de otros sistemas solares siempre se encuentran aproximadamente en el límite de las nieves. Para probar su propuesta, Martin y Livio crearon modelos de discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes y calculan la ubicación de la línea de nieve en esos discos basados en la masa de la estrella central.
Entonces, observaron todas las observaciones infrarrojas espaciales existentes desde el Telescopio Espacial Spitzer de la NASA, de 90 estrellas que tienen polvo caliente, lo que podría indicar la presencia de un cinturón de asteroides-como la estructura. La temperatura del polvo caliente fue consistente con el de la línea de nieve. "El polvo caliente cae a la derecha en nuestras líneas de nieve calculados, por lo que las observaciones son consistentes con nuestras previsiones", dijo Martin.
El dúo entonces estudió las observaciones de los 520 planetas gigantes encontrados fuera de nuestro sistema solar. Sólo 19 de ellos residen fuera de la línea de nieve, lo que sugiere que la mayoría de los planetas gigantes que pueden haberse formado fuera de la línea de nieve han emigrado demasiado hacia adentro para preservar la especie de cinturón de asteroides ligeramente dispersos necesario para fomentar una mayor evolución de la vida en una Tierra -como el planeta cerca de la correa. Al parecer, menos del cuatro por ciento de los sistemas observados en realidad puede albergar un cinturón de asteroides tan compacto.
"Basado en nuestro escenario, debemos concentrar nuestros esfuerzos para buscar la vida compleja en los sistemas que tienen un planeta gigante fuera de la línea de nieve", dijo Livio.
El Telescopio Espacial Hubble es un proyecto de cooperación internacional entre la NASA y la Agencia Espacial Europea. Goddard Space Flight Center de la NASA en Greenbelt, Maryland, dirige el telescopio. El Instituto de Ciencia del Telescopio Espacial (STScI) en Baltimore, Maryland, lleva a cabo las operaciones científicas del Hubble. STScI es operado por la Asociación de Universidades para la Investigación en Astronomía, Inc., en Washington, DC