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8 de Septiembre de 2019
Planetas

El inmenso choque que destrozó el núcleo de Júpiter

Es posible que en los principios del sistema solar el joven Júpiter chocase con un objeto de gran masa que reventó su núcleo y lo diluyó en la cubierta gaseosa del gran planeta. Llevan a pensar en ello los datos de la sonda espacial Juno y las simulaciones por ordenador.

Una corriente en chorro de Júpiter con un vórtice que tiene un centro muy oscuro, tal y como lo captó la sonda Juno [imagen intensificada por Gerald Eichstädt y Sean Doran (CC BY-NC-SA) basada en imágenes ofrecidas por cortesía de NASA/JPL-Caltech/SwRI/MSSS].

La sonda Juno, de la NASA, investiga desde 2016, entre otras cosas, el campo gravitatorio y la estructura interna de Júpiter. De sus datos se sigue que no hay en su interior una frontera definida entre un núcleo compacto y una cubierta gaseosa: se detectan elementos pesados también en esta, en cantidades de traza hasta en la atmósfera superior, y es sobre todo en las profundidades de la cubierta del planeta donde existe claramente una mezcla con el material del núcleo.

Según la mayoría de los modelos de la formación de los planetas, sin embargo, los gigantes gaseosos, tras alcanzar una masa unas 30 veces la de la Tierra, crecieron mediante la rápida acumulación de hidrógeno y gas. Las partículas de polvo serían apartadas de sus órbitras como consecuencia de las interacciones gravitatorias. Un crecimiento simultáneo por medio de partículas y gases parece por ello improbable.

Para explicar los elementos pesados presentes en la cubierta gaseosa, Shang-Fei Lui, de la universidad china Sun-Yat-sen, y su grupo de investigadores han propuesto en Nature que Júpiter chocó con un objeto con una masa de al menos diez veces la terrestre, más o menos la de Urano; habría ocurrido además una vez que la cubierta gaseosa de Júpiter había alcanzado ya casi sus dimensiones actuales. Con una masa algo menor, las fuerzas de marea de Júpiter lo habrían destrozado; su único efecto habría sido el de contribuir al crecimiento del planeta. Los núcleos de los dos astros se habrían fusionado, y diluido en parte en la cubierta gaseosa de Júpiter.

Las simulaciones muestran que el gigante gaseoso, tras su fase de crecimiento rápido, habría sacado a pequeños planetesimales de sus órbitas originales y que estos habrían colisionado entonces entre sí. De esa forma se habrían creado objetos del tamaño del que se supone que impactó con Júpiter. Para adecuarse a los datos de la sonda Juno, el impacto tuvo que calentar el núcleo de Júpiter hasta unos 30.000 grados de temperatura y haber sido casi frontal. En caso contrario, no habría transportado hasta el núcleo energía suficiente para destruirlo. Un golpe directo contra el núcleo es, sin embargo, a causa del enfoque gravitatorio de Júpiter, bien probable.

A favor de que es posible una colisión de esa magnitud habla también lo inclinados que están los ejes de rotación de los otros planetas gaseosos: de los 27 grados de Saturno a los 98 de Urano. Ello se debería también a grandes colisiones ocurridas durante los primeros tiempos del sistema solar. Júpiter exhibe en cambio una inclinación muy pequeña, de unos tres grados. El gigante gaseoso debía de tener en el momento de la colisión que fragmentó su núcleo ya demasiada masa para que se «voltease»: las huellas del impacto están hoy enterradas en sus profundidades.

Ellen Leister

Referencia: «The formation of Jupiter’s diluted core by a giant impact», de Shang-Fei-Liu et al. en Nature 572, pages 355–357 (2019).

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