Por qué los grandes choques estelares definieron la evolución de los planetas y la posibilidad de albergar vida

Hoy en día los científicos analizan cómo los impactos cósmicos fueron determinantes en la evolución de los planetas rocosos, como la Tierra, y por qué deberían considerarse al momento de estudiar exoplanetas con condiciones similares.

Así lo refrenda un nuevo estudio científico publicado en Nature Review por un equipo del Instituto de Investigación del Suroeste junto a la Universidad de Yale, que trabajaron en una teoría que podría cambiar la manera en que pensamos la búsqueda de planetas habitables.

El estudio repasa los últimos avances en la comprensión del origen y desarrollo de los llamados planetas terrestres —Mercurio, Venus, la Tierra y Marte— y pone el foco en la llamada “acreción tardía”, es decir, la etapa final de crecimiento planetario. Según los especialistas, ese último tramo, equivalente al 1% del proceso, habría dejado huellas decisivas en las características físicas, químicas y atmosféricas de cada mundo.

De esta forma, la investigación analiza cómo los planetas rocosos del sistema solar se formaron a través de impactos sucesivos entre fragmentos estelares. Este proceso, que representa la última parte del crecimiento planetario, habría dejado huellas fundamentales en la composición y las características de cada planeta, desde la estructura interna hasta la presencia de agua y la atmósfera. Entender los impactos cósmicos es clave para interpretar las diferencias entre los planetas terrestres, ya que el historial de colisiones determina su capacidad para sustentar vida.

Las estrellas y los planetas nacen a partir del colapso de grandes nubes de gas y polvo bajo la fuerza de la gravedad. De allí surge una estrella central, como nuestro Sol, rodeada de un disco de material que poco a poco se agrupa para dar forma a nuevos mundos. En ese escenario, los planetas rocosos se construyeron a partir de choques sucesivos entre fragmentos que fueron formando estructuras cada vez más grandes. En ese contexto, los impactos finales resultaron claves para definir sus particularidades.

La Tierra, de hecho, habría sido el último de los cuatro en alcanzar su tamaño definitivo, logrando alrededor del 99% de su volumen entre 60 y 100 millones de años después de que aparecieran los primeros sólidos del sistema solar.

“Los planetas terrestres (Mercurio, Venus, la Tierra y Marte) se formaron por la acreción de objetos [NdeR: proceso de acumulación y crecimiento por adición de materia, comúnmente por atracción gravitatoria] más pequeños. La Tierra fue probablemente el último planeta terrestre en formarse y alcanzó aproximadamente el 99 % de su masa final hace unos 60-100 millones de años tras la condensación de los primeros sólidos del sistema solar”, describieron los científicos en el artículo publicado.

Y agregaron: “Este trabajo examina el papel desproporcionado del último 1 % del crecimiento planetario, o acreción tardía, en el control de la evolución a largo plazo de la Tierra y otros planetas terrestres”.

“La acreción tardía —ese último 1% de crecimiento— tuvo un papel desproporcionado en el destino a largo plazo de la Tierra y de los demás planetas rocosos”, explicó la astrofísica Simone Marchi, del SwRI en Boulder, Colorado, autora principal del trabajo. Para la investigadora, las diferencias en esos impactos finales permiten entender por qué cada planeta presenta rasgos tan singulares.

Marchi y su equipo lograron avanzar en la reconstrucción de esa historia gracias a simulaciones de choques a gran escala y a los nuevos datos geoquímicos que hoy ofrece el estudio de meteoritos y rocas terrestres. Estos insumos aportaron detalles inéditos sobre cómo evolucionaron los interiores, las cortezas y las atmósferas de los planetas.

Los ejemplos abundan. La tectónica y la composición atmosférica de la Tierra y Venus, así como la presencia de agua, se asocian con esa última etapa de choques. Marte, en cambio, muestra una superficie más variable, y Mercurio exhibe una elevada proporción de metal en comparación con el silicato, probablemente producto de grandes impactos que definieron su estructura interna.

“Así, la acreción tardía puede haber sido responsable de moldear las propiedades geofísicas y químicas distintivas de la Tierra y de generar vías que conducen a la química prebiótica. Las diferencias en la acreción tardía de un planeta pueden proporcionar una justificación para interpretar las propiedades distintivas de Venus y la Tierra (por ejemplo, tectonismo, composición atmosférica, contenido de agua), la dicotomía superficial de Marte y la alta relación masa-núcleo-silicato de Mercurio”, sostuvieron los expertos.

Y concluyeron: “Es probable que se produzcan grandes colisiones y los procesos resultantes que modulen la evolución de los exoplanetas rocosos, y deberían tenerse en cuenta en nuestra búsqueda de mundos similares a la Tierra”.

“Los historiales de impacto deberían desempeñar un papel crucial en la búsqueda de exoplanetas habitables como la Tierra”, remarcó Marchi. Según explicó, no alcanza con encontrar planetas de tamaño similar, ubicados en zonas propicias para el agua líquida. También es necesario considerar cómo su pasado de colisiones modeló su atmósfera y su geología, ya que de ello depende su capacidad de sostener condiciones para la vida.

La comunidad científica recurre a distintos caminos para rastrear ese historial de choques. Se utilizan registros de la Luna, observaciones astronómicas y modelos dinámicos para reconstruir, aunque con limitaciones, la frecuencia y la magnitud de los impactos que marcaron la evolución de los planetas rocosos.

“El destino del material de un impactador es crucial para comprender la evolución física y química del cuerpo objetivo”, señaló Marchi. Evaluar la presencia de ciertos elementos en mantos y cortezas permite reconstruir cómo se formaron los núcleos planetarios y qué procesos dieron origen a su estructura interna.

Las colisiones también influyen de manera directa en las atmósferas. Los elementos volátiles, como el agua o el carbono, son particularmente sensibles a estos episodios. En algunos casos, un gran impacto puede arrasar con la atmósfera preexistente; en otros, puede enriquecerla si el material que llega es rico en estos compuestos. Así, los choques no solo remodelan la superficie, también pueden decidir si un planeta mantiene, pierde o gana los ingredientes esenciales para la vida.

“Estos procesos casi con certeza jugaron un papel en la química prebiótica de la Tierra primitiva, pero sus implicaciones en el origen de la vida siguen siendo un misterio”, concluyó Marchi.

En definitiva, este trabajo pone en el centro de la escena algo que hasta hace poco se veía como un detalle secundario: los choques cósmicos. Lejos de ser accidentes aislados, las colisiones planetarias se revelan ahora como capítulos determinantes que explican por qué algunos mundos, como la Tierra, resultaron propicios para la vida, mientras que otros quedaron como escenarios áridos o inhóspitos.

Para los científicos, seguir ese rastro puede ser la clave para reconocer, en otros sistemas solares, aquellos planetas que realmente podrían convertirse en los próximos candidatos a albergar vida.