¿Qué pasaría si nuestro Sistema Solar tuviera otra generación de planetas que se formaron antes o junto a los planetas que tenemos hoy? Un nuevo estudio publicado en Nature Communications el 17 de abril de 2018 presenta evidencia que dice que eso es lo que sucedió. Los planetas de primera generación, o planeta, habrían sido destruidos durante las colisiones en los primeros días del Sistema Solar y gran parte de los escombros barridos en la formación de nuevos cuerpos.
Esta no es una teoría nueva, pero un nuevo estudio aporta nueva evidencia para respaldarla.
La evidencia tiene la forma de un meteorito que se estrelló contra el desierto de Nubia en Sudán en 2008. El meteorito se conoce como 2008 TC3, o el meteorito Almahata Sitta. Dentro del meteorito hay pequeños cristales llamados nanodiamantes que, según este estudio, solo podrían haberse formado en condiciones de alta presión durante el crecimiento de un planeta. Esto contrasta el pensamiento anterior sobre estos meteoritos que sugiere que se formaron como resultado de poderosas ondas de choque creadas en colisiones entre cuerpos parentales.
"Demostramos que estos diamantes grandes no pueden ser el resultado de un shock, sino más bien del crecimiento que ha tenido lugar dentro de un planeta". - coautor del estudio Philippe Gillet
Los modelos de formación planetaria muestran que los planetas terrestres se forman por la acumulación de cuerpos más pequeños en cuerpos cada vez más grandes. Sigue el proceso el tiempo suficiente y terminarás con planetas como la Tierra. Los cuerpos más pequeños que se unen están típicamente entre el tamaño de la Luna y Marte. Pero la evidencia de estos cuerpos más pequeños es difícil de encontrar.
Un tipo de meteorito único y raro, llamado ureilita, podría proporcionar la evidencia para respaldar los modelos, y eso es lo que cayó a la Tierra en el desierto de Nubia en 2008. Se cree que las ureilitas son los restos de un planeta perdido que se formó en los primeros 10 millones de años del Sistema Solar, y luego fue destruido en una colisión.
Las ureilitas son diferentes a otros meteoritos pedregosos. Tienen un mayor componente de carbono que otros meteoritos, principalmente en forma de los nanodiamantes antes mencionados. Investigadores de Suiza, Francia y Alemania examinaron los diamantes en 2008 TC3 y determinaron que probablemente se formaron en un pequeño proto-planeta hace unos 4.550 millones de años.
Philippe Gillet, uno de los coautores del estudio, dijo esto en una entrevista con Associated Press: "Demostramos que estos diamantes grandes no pueden ser el resultado de un shock, sino más bien del crecimiento que ha tenido lugar dentro de un planeta".
Según la investigación presentada en este documento, estos nanodiamantes se formaron bajo presiones de 200,000 bar (2.9 millones de psi). Esto significa que el misterioso planeta padre tendría que haber sido tan grande como Mercurio, o incluso Marte.
La clave del estudio es el tamaño de los nanodiamantes. Los resultados del equipo muestran la presencia de cristales de diamante de hasta 100 micrómetros. Aunque los nanodiamantes han sido segmentados desde entonces por un proceso llamado grafitización, el equipo confía en que estos cristales más grandes estén allí. Y solo podrían haberse formado por un crecimiento estático de alta presión en el interior de un planeta. Una onda de choque de colisión no podría haberlo hecho.
Pero el cuerpo padre del meteorito de ureilita en el estudio tendría que haber estado sujeto a colisiones, de lo contrario, ¿dónde está? En el caso de este meteorito, una colisión y la onda de choque resultante todavía jugaron un papel importante.
El estudio continúa diciendo que una colisión tuvo lugar algún tiempo después de la formación del cuerpo de los padres. Y esta colisión habría producido la onda de choque que causó la grafitización de los nanodiamantes.
La evidencia clave está en lo que se llama imágenes de microscopía electrónica de transmisión de barrido anular de alto ángulo (HAADF), como se ve arriba. La imagen es dos imágenes en una, y la de la derecha es una ampliación de una parte de la imagen de la izquierda. A la izquierda, las líneas amarillas punteadas indican áreas de cristales de diamante separadas de las áreas de grafito. A la derecha hay una ampliación del cuadrado verde.
Los senderos de inclusión son lo importante aquí. A la derecha, los senderos de inclusión se resaltan con las líneas naranjas. Indican claramente las líneas de inclusión que coinciden entre segmentos de diamantes adyacentes. Pero las líneas de inclusión no están presentes en el grafito intermedio. En el estudio, los investigadores dicen que esto es "evidencia morfológica innegable de que las inclusiones existían en el diamante antes de que fueran divididas en pedazos más pequeños por grafitización".
En resumen, esto apoya la idea de que se formó un pequeño planeta entre el tamaño de Mercurio y Marte en los primeros 10 millones de años del Sistema Solar. Dentro de ese cuerpo, los nanodiamantes grandes se formaron por el crecimiento a alta presión. Finalmente, ese cuerpo de padres estuvo involucrado en una colisión, que produjo una onda de choque. La onda expansiva causó la grafitización de los nanodiamantes.
Es una evidencia intrigante y encaja con lo que sabemos sobre la formación y evolución de nuestro Sistema Solar.
Fuentes:
- Un gran cuerpo planetario inferido de inclusiones de diamantes en un meteorito de ureilita
- Estudio: el diamante del cielo puede haber venido del "planeta perdido"
