Vista alienígena de nuestro Sistema Solar

Unas nuevas simulaciones estan dando a los científico una idea de como puede ver un astrónomo alienígena nuestro Sistema Solar. El estudio podría ayudar a los astrónomos en su busqueda de sistemas planetarios habitables que orbitan estrellas distantes.

Simulaciones realizadas en nuevos superordenadores siguiendo las interacciones de miles de granos de polvo muestran lo que debe parecer el Sistema Solar a astrónomos alienígenas que busquen planetas. Los modelos también proporcionan un vistazo de como esta vista puede haber cambiado a medida que nuestro sistema planetario maduraba.

"Los planetas deben demasiado débiles para detectarlos directamente, pero los aliens que estudian el Sistema Solar pueden con facilidad determinar la presencia de Neptuno, pues su gravedad cava un pequeño agujero en el polvo", dijo Marc Kuchner, astrofísico en el Centro de Vuelos Espaciales Goddard de la NASA en Greenbelt, Md, que lidera el estudio. "Esperamos que nuestros modelos nos conduzcan a detectar mundos del tamaño de Neptuno orbitando otras estrellas".

El polvo originado en el Cinturón de Kuiper, una zona de almacenamiento frio más allá de Neptuno, donde millones de cuerpos helados, incluido Plutón, orbitan el Sol. Los científicos creen que la región es una versión más antigua y delgada del disco de detritos que han visto alrededor de estrellas como Vega y Formalhaut.

"Nuestras nuevas simulaciones también nos permiten ver como el polvo del Citurón de Kuiper se habrá visto cuando el Sistema Solar era mucho más joven", dijo Cristopher Stark, que trabajo con Kuchner en el Goddard y ahora está en la Institución Carnegie para la Ciencia en Washington, D.C. "En efecto, podemos ir atrás en el tiempo y ver como la vista remota de nuestro Sistema Solar puede haber cambiado".

Incrementando gradualmente la tasa de colisiónes, la simulación muestra como la vista distante de nuestro sistema solar puede haber cambiado a los largo de su historia. Crédito: NASA/Goddard/Marc Kuchner y Christopher Stark.

Los objetos del Cinturón de Kuiper chocan de vez en cuando entre si, y este incesante choque produce una agitación de granos helados. Pero seguir el viaje de estas partículas a través del Sistema Solar no es sencillo porque están sujetas a una variedad de fuerzas además del tirón gravitacional del Sol y los Planetas.

Los granos se ven afectados por el viento solar, que hace que el polvo se acerque al Sol, y la luz solar, que puede tanto atraer el polvo hacia dentro como empujarlo hacia fuera. Lo que ocurre exactamente depende del tamaño del grano.

Las partículas también chocan unas con otras, y estas colisiones pueden destruir los granos. Un artículo sobre los nuevos modelos, que son los primeros en incluir colisiones entre granos, apareció en la entrega del 7 de septiembre del The Astronomical Journal.

El corazón del Centro de la NASA para Simulación Climática (NASA Centre for Climate Simulation, NCCS) es el super ordenador "Discover". En 2009, NCCS añadió más del 8 000 procesadores a Discover, para un total de casi 15 000 con una capacidad máxima de casi 160 billones de operaciones por segundo. Las simulaciones llevadas a cabo por Descover abarcan escalas temporales desde días (predicciones del tiempo actual) a estaciones y años (predicción climática cercana) y a décadas y siglos (proyecciones de cambio climático).

"La gente cree que el cálculo de colisiones no puede hacerse puesto que hay demasiados de esos pequeños granos para seguirlos", dice Kuchner. "Encontramos una forma de hacerlo lo que nos ha abierto un nuevo panorama".

Con la ayuda del super ordenador Discover de la NASA los investigadores vigilan 75 000 partículas de polvo a medida que interaccionan con los planetas exteriores, la luz solar, el viento solar y entre ellas.

El tamaño del polvo del modelo oscila de entre el ancho del ojo de una aguja (0,05 pulgadas, 1,2 mm) hasta más de mil veces menos, similar en talla a las partículas de humo.

Durante la simulación los granos se situan en uno de los tres tipos de órbitas que se encuentran hoy en el cinturón de Kuiper a un régimen basado en las ideas actuales de cuan rapidamente se produce el polvo.

De los datos resultantes los investigadores crearon imágenes sintéticas que representan vistas infrarrojas del Sistema Solar visto desde lejos.

Mediante efectos gravitacionales llamados resonancias, Neptuno reparte las particulas cercanas en órbitas preferidas. Esto es lo que crea la zona limpia cerca del planeta asi como las acumulaciones que lo preceden y siguen alrededor del Sol.

"Una cosa que hemos aprendido es que, incluso en el Sistema Solar actual, las colisiones jjuegan un papel importante en la estructura del cinturón de Kuiper", explica Stark. Esto es porque las colisiones tienden a destruir las partículas grandes antes de que puedan alejarse de donde se produjeron. Esto resulta en un anillo de polvo relativamente denso que cabalga la órbita de Neptuno.

Para apreciar lo que parecerían unas versiones más jovenes y robustas del cinturón de Kuiper, el equipo aceleró el régimen de producción de polvo. En el pasado, el cinturón de Kuiper contenía muchos más objetos que chocaban entre si más frecuentemente, generando polvo a un ritmo mayor. Con más patículas de polvo las colisiones ocurren más frecuentemente.

El cinturón de Kuiper es un anillo de material helado localizado fuera de las órbitas de los planetas en nuestro Sistema Solar. Crédito: NASA

Utilizando  modelos separados que emplean regímenes de colisiones progresivamente mayores, el equipo produjo imágenes que correspondían mas o menos a generaciones de polvo que eran 10, 100 y 1 000 veces más intensas que en el modelo original. Los científicos estiman que el incremento de polvo refleja condiciones de cuando el cinturón de Kuiper tenía, respectivamente, 700 millones, 100 millones y 15 millones de años.

"Estabamos atónitos de lo que vimos", dijo Kuchner.

A medida que las colisiones se hacen progresivamente más importantes, la probabilidad de que los granos de polvos más grandes sobrevivan para alejarse del cinturón de Kuiper disminuye drásticamente. Saltando atrás en el tiempo, el extenso disco pulverulento de hoy se colapsa en un  anillo denso y brillante que tiene un más que pasajero parecido con los anillos vistos alrededor de otras estrellas, especialmetne Fomalhaut.

"Lo emocionante es que ya hemos visto estos estrechos anillos alrededor de otras estrellas", dijo Stark. "Uno de los siguientes pasos será simular los discos de desechos alrededor de Fomalhaut y otras estrellas, para ver que nos dice la distribución del polvo sobre la presencia de planetas".

Los investigadores también planean desarrollar un cuadro más completo del disco de polvo del Sistema Solar modelando fuentes adicionales más cercanas al Sol, incluyendo el cinturón principal de asteroides y los miles denominados asteroides Troyanos atrapados por la gravedad de Jupiter.

Fuente: Alien View of Our Solar System.

Fuente: David – astroseti.org / Basado en una noticia del Goddard de la NASA