Nuevo Modelo De Protoplanetas Arroja Luz Sobre La Actividad Solar Temprana

Protoplanetas similares a Marte arrojan luz sobre la actividad solar temprana

Crédito: Nikolai Erkaev

Un científico de la Universidad Federal de Siberia (SFU) y sus colegas de Austria y Alemania construyeron un modelo físico y matemático de Marte – y Venus formación de planetas de gran tamaño. El equipo concluyó que Marte no tenía posibilidades de desarrollar una atmósfera y una biosfera densas. En el caso de Venus dependía de la actividad solar: según los científicos, logró mantener su atmósfera debido a que el joven Sol no era muy activo. El estudio fue publicado en Icarus.

Según el modelo, Marte y Venus surgieron de protoplanetas (y ellos, a su vez, de nubes de gas y polvo). Los “embriones” planetarios chocan, formando así protoplanetas. Se calientan y se forman océanos de magma. Durante su solidificación, los volátiles de los mantos forman una atmósfera espesa y caliente que consiste predominantemente en agua y dióxido de carbono. Sin embargo, debido a la baja gravedad de los planetas del tamaño de Marte y la alta luminosidad estelar EUV de las estrellas jóvenes, sus atmósferas tienden a escapar. El hidrógeno es bastante ligero y va primero, arrastrando elementos más pesados ​​(oxígeno, dióxido de carbono y gases nobles). El viento de hidrógeno que se forma en las capas superiores de la atmósfera es capaz de recoger partículas más pesadas de las inferiores, como una tormenta en la atmósfera terrestre puede llevarse polvo, aerosoles, etc.

Los investigadores consideraron una amplia gama de posibles escenarios que describen cambios en la actividad solar. Utilizaron todos los modelos empíricos conocidos de dependencia de EUV desde la edad de las estrellas jóvenes (en millones de años). También limitan los casos realistas al comparar las proporciones de isótopos de gases nobles modelados con las observaciones actuales. Sin embargo, cualquiera que sea el escenario, los planetas similares a Marte perdieron sus atmósferas y, por lo tanto, también estaban destinados a perder agua. A una atmósfera le toma solo decenas de millones de años escapar, que es un período muy corto en la escala de tiempo del Sistema Solar.

“Los datos disponibles sobre la composición de la atmósfera de Venus nos permitieron mirar hacia el pasado y comprender cómo solía actuar el Sol. Parece que la actividad solar fue bastante baja inicialmente ”, señaló Nikolai Erkaev, coautor del artículo, doctor en física y matemáticas, profesor del departamento de mecánica aplicada del Instituto Politécnico (SFU) y científico asociado jefe de la Instituto de Modelado Computacional (FRC KSC de la Rama Siberiana de la Academia de Ciencias de Rusia).

En algunos escenarios (con alta actividad solar) Venus habría perdido su atmósfera, mientras que en otros (radiación moderada) la habría mantenido como lo hace ahora. En general, los resultados de la modelización están a favor del escenario en el que la actividad solar era baja y la atmósfera con una pequeña cantidad de hidrógeno residual se formó a partir de una nebulosa protoplanetaria en las primeras etapas de acreción. En otros casos, se pierde demasiado CO2 durante la evolución planetaria, lo que no se corresponde con el estado actual de la atmósfera de Venus. Según el modelo, para que Venus sea como lo conocemos hoy, el Sol debería haber estado relativamente inactivo durante las primeras etapas del desarrollo del sistema solar.

Publicación: P.Odert, et al., “Escape y fraccionamiento de gases nobles y volátiles de embriones planetarios del tamaño de Marte y protoplanetas en crecimiento”, Icarus, 2017; doi: 10.1016 / j.icarus.2017.10.031

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