Los primeros mundos sólidos ensamblados en el Sistema Solar exterior no se limitaron a recopilar una primicia representativa de todo lo que les rodeaba. Un nuevo análisis de meteoritos de hierro carbonoso indica que sus planetesimales originales contenían sólo entre un 8 y un 17 por ciento de una matriz fina y rica en volátiles. El resto, hasta un 92 por ciento en masa, estaba dominado por partículas rocosas de escala milimétrica llamadas cóndrulos que habían sido intensamente calentadas antes de enfriarse. El resultado, publicado en Nature Astronomy, lleva la evidencia de la formación selectiva de planetas aproximadamente al primer millón de años del Sistema Solar. Trabajos anteriores con meteoritos habían documentado una tendencia relacionada en los cuerpos carbonosos que se formaron entre dos y cuatro millones de años después de los primeros sólidos datados. “Mundos” necesita aquí un significado preciso. Se trataba de planetesimales, los predecesores a escala de asteroides a partir de los cuales surgieron planetas y lunas, en lugar de planetas exteriores completos. No sobrevive ningún ejemplo intacto de esta primera generación. En cambio, su composición perdida ha sido reconstruida a partir de los núcleos metálicos que llegaron a la Tierra en forma de meteoritos de hierro. El hallazgo tampoco significa que el disco exterior careciera de hielo. El material circundante era rico en polvo frío, hielo de agua y materia orgánica. La sorpresa es que tan poco de ese componente de grano fino entró en los primeros cuerpos conocidos. El 92 por ciento era roca rica en cóndrulos. Los meteoritos carbonosos primitivos conservan dos ingredientes visiblemente diferentes. Los cóndrulos son partículas de silicato compactas, generalmente redondeadas, que se forman cuando el polvo o sólidos anteriores experimentaron breves estallidos de alta temperatura. Algunos se derritieron en gotas; otros fueron sinterizados térmicamente. Más tarde se enfriaron y formaron las pequeñas cuentas rocosas que se encuentran en muchos meteoritos. Matrix es el material entre ellos. Se compone de polvo mucho más fino que evitó en gran medida un calentamiento comparable y retuvo más elementos volátiles, compuestos ricos en carbono y materiales que contienen agua. Por tanto, la fracción de matriz de una condrita es más que una descripción de su textura. Registra cuánto polvo frío y químicamente rico acompañó a la roca procesada térmicamente hasta llegar al cuerpo original. El nuevo estudio infirió fracciones de matriz de 0,08 a 0,17 para los primeros cuerpos progenitores de meteoritos de hierro carbonosos. Restar esos números del total da fracciones de cóndrulos de alrededor del 83 al 92 por ciento. La “roca forjada con calor” del título se refiere a esa parte superior del cóndrulo, no a una medición directa de un planeta en miniatura superviviente. Esa distinción es importante porque los meteoritos que se analizan son metálicos, no conglomerados prístinos en los que todavía se pueden contar los cóndrulos originales. La conclusión depende de la reconstrucción química. Las primeras rocas originales se fundieron. Los planetesimales ensamblados durante la época inaugural del Sistema Solar heredaron abundante aluminio-26. Este isótopo radiactivo tenía una vida media de unos 717.000 años, por lo que su desintegración proporcionó una fuente de calor interno poderosa pero que se desvanecía rápidamente. Los cuerpos que se formaron temprano recibieron suficiente aluminio-26 para fundirse ampliamente. El metal se separó del silicato y descendió a su interior formando núcleos. El proceso borró la textura visible de la mezcla inicial: los cóndrulos se disolvieron en magma, el hielo reaccionó o escapó y la fina matriz dejó de existir como componente reconocible. Colisiones posteriores rompieron algunos de esos mundos diferenciados. Los fragmentos de sus núcleos metálicos se convirtieron en los meteoritos de hierro carbonoso disponibles en la actualidad. Ya no se parecen a los planetesimales originales, pero algunos elementos y relaciones de oxidación sobrevivieron lo suficientemente bien como para llevar un registro de lo que pasó en ellos. Esto crea una investigación inusual. No hay ninguna roca primordial para inspeccionar bajo un microscopio ni un recuento directo de cuentas y polvo. En cambio, los investigadores preguntaron qué mezcla inicial podría producir la química retenida por los núcleos después de la fusión y la diferenciación. Como señala la descripción general de la NASA de los primeros sistemas planetarios, los planetesimales comenzaron a aparecer extraordinariamente rápido en la nebulosa exterior. El momento explica por qué esta primera generación es científicamente valiosa y por qué su tejido original fue destruido tan completamente. El azufre se convirtió en una medida de la matriz faltante. Damanveer Grewal de la Universidad de Yale, Zhongtian Zhang de la Universidad de Princeton y Joanna Drążkowska del Instituto Max Planck para la Investigación del Sistema Solar utilizaron dos sustitutos químicos independientes. El primero fue el azufre a granel. En el material carbonoso, el azufre está mucho más concentrado en la matriz fina que en los cóndrulos. Si un planetesimal original incorporaba una gran fracción de matriz, el inventario total de azufre del cuerpo debería haber sido correspondientemente alto. Posteriormente, parte de ese azufre seguiría al metal hasta el núcleo, donde los meteoritos de hierro podrían preservar evidencia de ello. El equipo reconstruyó el contenido total de azufre de cada cuerpo principal a partir de la química central y estimaciones de la proporción del núcleo en el cuerpo. Los inventarios resultantes eran demasiado bajos para el material de partida rico en matriz. En los grupos de meteoritos de hierro carbonoso muestreados, el azufre apuntaba a una mezcla original dominada abrumadoramente por cóndrulos. El relato de Yale sobre la investigación explica por qué hubo que acercarse al material más antiguo a través de estas firmas residuales: los cuerpos originales ricos en aluminio 26 se derritieron por completo, destruyendo las texturas que de otro modo revelarían directamente sus ingredientes. No hay ninguna observación directa de una antigua corriente de gas que “rechaza” un grano de hielo. El lenguaje de filtrado describe el proceso inferido del patrón de composición. Sulphur proporciona una estimación cuantitativa del resultado una vez finalizado ese proceso. El hierro proporcionó una prueba separada. El segundo indicador fue el estado de valencia del hierro fuera de los sulfuros. En términos simples, mide qué tan oxidado estaba el hierro antes de que el cuerpo original se diferenciara. La matriz fina transportaba hielo de agua y precursores de silicato oxidado. Un planetesimal que acumulaba más matriz ganaba, por tanto, más material capaz de oxidar el hierro. El material inicial rico en cóndrulos debería dejar una firma más reducida. Los investigadores utilizaron el equilibrio de masa entre el núcleo y el manto para retroceder desde las mediciones de meteoritos hasta ese estado original. El cálculo del hierro arrojó fracciones de matriz en el mismo intervalo de 8 a 17 por ciento que el cálculo del azufre. Ese acuerdo es más importante que cualquiera de los números por sí solos. La abundancia de azufre y la oxidación del hierro responden a diferentes aspectos de la matriz y requieren diferentes cálculos. Su convergencia hace que sea más difícil explicar el resultado como una peculiaridad del comportamiento de un elemento durante la fusión. No elimina todas las suposiciones. La reconstrucción utiliza las composiciones de cóndrulos y matrices de condritas supervivientes más jóvenes como miembros finales de material que ya no existe intacto. Las estimaciones del tamaño original del núcleo y la distribución del azufre también conllevan incertidumbre. El rango es una estimación de población defendible, no una receta precisa hasta el último punto porcentual para cada cuerpo primitivo. El gas separó los sólidos sin conocer su química. ¿Por qué un disco exterior frío construiría sus primeros planetesimales principalmente a partir de material que ya había sido calentado? La respuesta propuesta comienza con arrastre. Pequeños granos de matriz estaban fuertemente acoplados al gas nebular. A medida que el gas se movía a través del disco, estas partículas tendían a viajar con él. Los cóndrulos de escala milimétrica tenían mayor inercia y respondían de manera diferente. Podrían desplazarse, asentarse hacia el plano medio del disco o concentrarse en presiones máximas mientras el polvo más fino permanecía suspendido y era arrastrado hacia adelante. Una revisión reciente de la formación planetesimal describe cómo los golpes de presión y las estructuras relacionadas pueden atrapar sólidos más grandes mientras que los granos muy pequeños permanecen acoplados al gas. Cuando las concentraciones de partículas se vuelven lo suficientemente altas, procesos como la inestabilidad de la corriente pueden ayudar a colapsar los sólidos en planetesimales. Por lo tanto, el gas no era un tamiz literal y no distinguía la roca caliente del polvo helado por la temperatura o la química. Separaba partículas porque el tamaño, la densidad y la porosidad determinaban su respuesta aerodinámica. Los componentes frío y caliente ocuparon diferentes partes de ese espectro físico. “Filtrado” también es relativo más que absoluto. Incluso los primeros cuerpos reconstruidos conservaban entre un 8 y un 17 por ciento de matriz. Estaban muy empobrecidos en un fino polvo rico en hielo, del que no estaban completamente libres. Los cuerpos posteriores incorporaron mucho más polvo frío. Los cuerpos originales de condritas carbonosas que se formaron entre dos y cuatro millones de años después de las primeras inclusiones ricas en calcio y aluminio contienen generalmente más matriz. En gran parte del registro, la fracción aumenta con el tiempo de acreción, desde aproximadamente el 30 por ciento en algunos grupos hasta casi toda la roca en los ejemplos más ricos en matriz. Los nuevos puntos de hierro-meteorito extienden esa relación a un intervalo anterior que anteriormente carecía de evidencia intacta. La clasificación aerodinámica no comenzó sólo después de que el disco hubiera estado evolucionando durante varios millones de años. Parece haber influido en la composición desde el inicio de la formación planetesimal exterior. El patrón también ofrece una explicación para la escasez de los cóndrulos más antiguos en los meteoritos no fundidos. Es posible que muchos de los primeros cóndrulos no desaparezcan porque se fabricaron pocos. Es posible que hayan sido capturados eficientemente por los primeros cuerpos ricos en aluminio 26 y luego destruidos cuando esos cuerpos se derritieron. Un grupo advierte contra la tendencia general a convertirse en un reloj universal. Las condritas CR se formaron comparativamente tarde, alrededor de 3,7 millones de años después de los primeros sólidos, pero contienen sólo alrededor del 17 por ciento de matriz. Diferentes anillos, trampas de polvo o historias locales podrían producir excepciones dentro de un disco cambiante. El disco exterior estaba dividido en más de una forma. SpaceDaily informó anteriormente evidencia de meteoritos de que el joven Sistema Solar contenía una brecha que separaba los depósitos internos y externos. Las diferencias isotópicas indican que el material de ambos lados no se mezcló libremente. El nuevo trabajo aborda un segundo tipo de selección dentro del depósito exterior. Los cóndrulos y la matriz podrían originarse en la misma región amplia y, sin embargo, ingresar a los planetesimales a velocidades diferentes porque el arrastre de gas los trató de manera diferente. El disco podría dividirse geográficamente mediante anillos y espacios y al mismo tiempo clasificar las partículas localmente según su movimiento a través del gas. El hallazgo también se refiere a cuándo existían los cóndrulos. La cobertura anterior de SpaceDaily examinó un modelo en el que las colisiones impulsadas por Júpiter generaron cóndrulos aproximadamente 1,8 millones de años después de la formación del Sistema Solar. Esto puede describir una ruta de producción posterior. El presente inventario no identifica el evento o eventos que calentaron los primeros granos. Sí requiere que la producción de cóndrulos haya estado generalizada desde el principio, antes de que se reunieran los cuerpos exteriores diferenciados más antiguos. Por tanto, pueden ser necesarios varios mecanismos de calentamiento o varias generaciones de cóndrulos. Un registro químico de construcción selectiva El panorama general general sigue siendo válido: el Sistema Solar exterior ofrecía material más frío y más rico en volátiles que la región interior. Lo que cambia es la suposición de que la ubicación por sí sola determinó la composición de sus primeros cuerpos. Los ingredientes disponibles y los ingredientes incorporados no eran lo mismo. Antes de que la gravedad encerrara los sólidos en planetesimales, el movimiento de los gases ya había cambiado las partículas que podían juntarse. En consecuencia, los primeros cuerpos muestreados por meteoritos de hierro carbonoso eran mucho más rocosos y más pobres en matriz de lo que podría sugerir su frío entorno. La inferencia se basa en un archivo pequeño e indirecto. Las edades de acreción son relativas a los primeros sólidos y no a fechas exactas del calendario. El estudio reconstruye poblaciones originales, no planetas nombrados, y aún no puede mostrar si el Sistema Solar interior siguió la misma secuencia de cóndrulo a matriz. Incluso con esos límites, dos trazadores independientes conectan los primeros cuerpos desaparecidos con una tendencia más larga conservada en meteoritos más jóvenes. Durante el primer millón de años, la construcción del Sistema Solar exterior ya era selectiva: perlas compactas procesadas térmicamente se acumulaban eficientemente, mientras que gran parte del polvo más fino rico en hielo permanecía con el gas que fluía. Acerca de este artículoEste artículo es para información general y reflexión. 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