ASTRONOMÍA. El Sol nació cuando una densa nube de gas colapsó hace 4.600 millones de años

El Sol nació cuando una densa nube de gas colapsó hace 4.600 millones de años.

 

La región de los Acantilados Cósmicos del universo se considera un foco de formación de nuevas estrellas. Fuente: NASA/Telescopio espacial James Webb

Si bien el próximo eclipse solar total es un momento especial para reflexionar sobre nuestro lugar en el universo, los científicos han estado estudiando el nacimiento del sol y la formación de nuestro sistema solar durante mucho tiempo.

08 abril 2024.- Nuestro sistema solar actual está compuesto principalmente por una estrella central (el Sol), junto con un sistema solar interior con planetas rocosos y un sistema solar exterior con planetas gigantes de gas y hielo. Sin embargo, no siempre ha sido así.

¿Cómo se formó el sol?

Nuestro sistema solar se formó a partir del colapso gravitacional de una nube molecular gigante "densa" de gas y polvo, compuesta principalmente de hidrógeno, un poco de helio y aproximadamente el uno por ciento de elementos más pesados. Después de que la nube colapsara, la mayor parte de la masa se concentró en el centro, creando nuestro sol.

La estrella continuó contrayéndose hasta alcanzar su tamaño y densidad finales. La fusión de hidrógeno encendió el núcleo del Sol, provocando que la estrella emitiera luz y calor.

Alrededor del Sol, los restos (entre el 0,5 y el 1 por ciento de la masa del Sol) crearon un disco protoplanetario, donde posteriormente se formaron los planetas.

Los discos protoplanetarios en proceso de formación de planetas no son sólo teoría: en realidad se han observado, como el disco alrededor de HL Tauri , una estrella joven con anillos y espacios que probablemente sean signos de formación de planetas.

Tenemos una idea bastante clara de cuándo tuvo lugar ese colapso en nuestro sistema solar porque podemos analizar los primeros (o más antiguos) sólidos que se condensaron a partir del gas del disco protoplanetario. Este análisis detallado sólo es posible en nuestro sistema solar, ya que no podemos recolectar material directamente de otros sistemas solares.

Estos fragmentos sólidos, llamados inclusiones ricas en calcio y aluminio (CAI), se han encontrado en algunos de los meteoritos más antiguos y tienen una antigüedad de 4.567,3 millones de años . Fue entonces cuando nuestro sistema solar nació y proporciona la edad para el nacimiento de nuestro sol.

Fábricas de elementos

Las nubes moleculares muy densas pueden colapsar debido a su propia gravedad . Sin embargo, el colapso de nuestra nebulosa protosolar probablemente fue provocado por la perturbación de la onda de choque pasajera de una estrella masiva en explosión, llamada supernova . Esta onda de choque comprimió lo suficiente de la nube molecular como para comenzar a colapsarla y formar una estrella central y un disco planetario a su alrededor.

Los análisis de inclusiones ricas en calcio y aluminio indican que el Sol tiene 4.567,3 millones de años. Fuente: NASA/JPL-Caltech/GSFC/JAXA

La evidencia de esta hipótesis se encuentra en la composición isotópica de algunos elementos químicos en los granos presolares. Los granos presolares son pequeños minerales de carburo de silicio (de menos de un micrómetro de tamaño) y se pueden encontrar en cantidades de partes por millón en algunos meteoritos. Estos granos presolares tienen composiciones isotópicas que no pueden explicarse mediante procesos químicos o físicos que ocurren en nuestro sistema solar, y se explican mejor si estos granos se forman en otros lugares .

La composición isotópica de los granos presolares implica que, después de la supernova, estos granos viajaron al espacio y quedaron atrapados en nuestra nube molecular, que luego colapsó, manteniendo esos granos dentro de los meteoritos que estudiamos hoy.

¿Cuánto más viejo es el sol que la Tierra?

La edad de 4.567 millones de años encontrada para los CAI se utiliza a menudo como la edad de la Tierra. Sin embargo, después de la formación de los CAI, es probable que la Tierra tardara entre decenas y algunos cientos de millones de años en formarse. Aunque hemos determinado con mucha precisión la edad de nuestro sistema solar, aún persisten debates sobre la edad de nuestro propio planeta Tierra.

El desafío surge del hecho de que la Tierra es un planeta activo, y es muy eficiente a la hora de reciclar y reelaborar sus rocas más antiguas, restableciendo su información geocronológica.

Es posible que más del 98 por ciento de la masa de la protoTierra ya se haya fusionado cuando un impacto gigante golpeó la protoTierra. Ese impacto gigante añadió el dos por ciento restante a la Tierra y también condujo a la formación de nuestra Luna .

El impacto gigante, que ocurrió entre 70 y 120 millones de años después de la formación de los CAI, podría proporcionar la mejor determinación de la edad de la Tierra. También se pueden obtener estimaciones de edad independientes estimando el momento de la solidificación del océano de magma de la Tierra, una consecuencia del impacto gigante que formó la luna.

Los estudios que intentan determinar el momento de la solidificación del océano de magma indican edades entre 100 y 150 millones de años después del nacimiento del sol .

El próximo eclipse solar total es una oportunidad para que todos aprecien las maravillas de nuestro sistema solar, que tardó unos 4.600 millones de años en evolucionar. Es verdaderamente una coincidencia cósmica que se puedan ver eclipses solares totales en la Tierra: el Sol resulta ser unas 400 veces más grande que la Luna, que está 400 veces más cerca que el Sol.

Fuente: Johanna Teske, científica del Carnegie Institution for Science. Investiga la composición de exoplanetas.

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