Comprender la evolución temprana de Júpiter ayuda a comprender la historia más amplia de cómo nuestro sistema solar desarrolló su distintiva estructura. La gravedad de Júpiter, a menudo llamada el “arquitecto” de nuestro sistema solar, desempeñó un papel crucial en la configuración de las trayectorias orbitales de otros planetas y en la formación del disco de gas y polvo del que se formaron.
En un nuevo estudio publicado en la revista Nature Astronomy, Konstantin Batygin, profesor de ciencias planetarias en Caltech, y Fred C. Adams, profesor de física y astronomía en la Universidad de Michigan, ofrecen una visión detallada del estado primordial de Júpiter. Sus cálculos revelan que aproximadamente 3,8 millones de años después de que se formaran los primeros sólidos del sistema solar (un momento clave cuando el disco de material alrededor del Sol, conocido como nebulosa protoplanetaria, se estaba disipando), Júpiter era significativamente más grande y tenía un campo magnético aún más potente.
«Nuestro objetivo final es comprender nuestro origen, y determinar las primeras fases de la formación planetaria es esencial para resolver el enigma», afirma Batygin. «Esto nos acerca a comprender cómo se formó no solo Júpiter, sino todo el sistema solar».
Batygin y Adams abordaron esta cuestión estudiando las diminutas lunas de Júpiter, Amaltea y Teba, que orbitan incluso más cerca de Júpiter que Ío, la más pequeña y cercana de las cuatro grandes lunas galileanas del planeta. Debido a que Amaltea y Teba tienen órbitas ligeramente inclinadas, Batygin y Adams analizaron estas pequeñas discrepancias orbitales para calcular el tamaño original de Júpiter: aproximadamente el doble de su radio actual, con un volumen previsto equivalente a más de 2000 Tierras. Los investigadores también determinaron que el campo magnético de Júpiter en ese momento era aproximadamente 50 veces más intenso que el actual.
Adams destaca la notable huella que el pasado ha dejado en el sistema solar actual: “Es asombroso que, incluso después de 4.500 millones de años, queden suficientes pistas para permitirnos reconstruir el estado físico de Júpiter en los albores de su existencia”.
Es importante destacar que estos hallazgos se obtuvieron mediante restricciones independientes que superan las incertidumbres tradicionales de los modelos de formación planetaria, que a menudo se basan en suposiciones sobre la opacidad del gas, la tasa de acreción o la masa del núcleo de elementos pesados. En su lugar, el equipo se centró en la dinámica orbital de las lunas de Júpiter y la conservación del momento angular del planeta, magnitudes directamente medibles. Su análisis establece una instantánea clara de Júpiter en el momento en que la nebulosa solar circundante se evaporó, un punto de transición fundamental cuando los materiales de construcción para la formación del planeta desaparecieron y la arquitectura primordial del sistema solar quedó fijada.
Los resultados añaden detalles cruciales a las teorías existentes sobre la formación de planetas, que sugieren que Júpiter y otros planetas gigantes alrededor de otras estrellas se formaron mediante acreción del núcleo, un proceso por el cual un núcleo rocoso y helado acumula gas rápidamente. Estos modelos fundamentales fueron desarrollados a lo largo de décadas por numerosos investigadores, entre ellos Dave Stevenson, de Caltech y profesor emérito de Ciencias Planetarias Marvin L. Goldberger. Este nuevo estudio amplía esta base al proporcionar mediciones más precisas del tamaño, la velocidad de rotación y las condiciones magnéticas de Júpiter en un momento temprano y crucial.
Batygin enfatiza que, si bien los primeros momentos de Júpiter permanecen ensombrecidos por la incertidumbre, la investigación actual aclara significativamente nuestra visión de las etapas críticas del desarrollo del planeta. «Lo que hemos establecido aquí es un valioso punto de referencia», afirma. «Un punto a partir del cual podemos reconstruir con mayor seguridad la evolución de nuestro sistema solar».
Fuente: Phys.org.