El modo en que se forman los planetas controla los elementos esenciales para la vida
11/5/2021 de Rice University / Nature Geoscience
Los planetas similares a la Tierra que contienen nitrógeno se pueden formar si su materia prima crece rápidamente, convirtiéndose en embriones planetarios del tamaño de la Luna y Marte, antes de separarse en núcleo-manto-corteza-atmósfera. Si la diferenciación metal-silicatos es más rápida que el crecimiento de los cuerpos embrionarios, entonces las reservas sólidas no consiguen retener mucho nitrógeno y los planetas que crezcan a partir de ellos serán extremadamente pobres en nitrógeno. Ilustración de Amrita P. Vyas.
Las posibilidades de la vida en un planeta dependen, no solo de dónde se forme (zona alrededor de su estrella donde pueda albergar agua líquida estable en la superficie) sino también de cómo se forme. La competición entre el tiempo que tarda el material en ser incorporado a un protoplaneta y el tiempo que el protoplaneta tarda en conseguir tener capas distintas (un núcleo metálico, un manto y corteza de silicatos y una atmósfera) es un elemento crítico que determina cuáles son los elementos volátiles que el planeta rocoso retiene.
Usando el nitrógeno como representante de los volátiles, esta investigación demuestra que la mayor parte del nitrógeno escapa a la atmósfera de los protoplanetas durante el proceso de diferenciación en capas. Este nitrógeno se pierde posteriormente hacia el espacio mientras el protoplaneta se enfría o choca con otros protoplanetas o cuerpos cósmicos durante la fase siguiente de su crecimiento. Este proceso elimina el nitrógeno de la atmósfera y del manto de los planetas rocosos, pero si el núcleo metálico retiene la cantidad suficiente, todavía podría ser una fuente significativa de nitrógeno durante la formación de los planetas similares a la Tierra.
La teoría sugiere que la materia prima de la Tierra la constituyeron embriones planetarios que alcanzaron rápidamente tamaños similares a los de la Luna y Marte, antes de que completaran el proceso de diferenciación en metal-silicatos-gas. «Nuestros cálculos demuestran que la formación de un planeta del tamaño de la Tierra via embriones planetarios que crecieron extremadamente rápido antes de sufrir la diferenciación en metal-silicatos crea un camino único para explicar el contenido en nitrógeno de la Tierra», explica Rajdeep Dasgupta (Rice University).
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