Unos cristales atrapados en meteoritos han revelado que la estrella tuvo un pasado muy violento en el que bombardeaba su vecindario.
¿Cómo se formó el Sol? ¿Cuándo apareció el Sistema Solar? La idea general es que hace 4.600 millones de años, algún tipo de acontecimiento muy energético, como una explosión de supernova, hizo que una parte de una gran nube de gas y polvo comenzara a contraerse por efecto de la gravedad. Esta contracción dio lugar a un disco plano y giratorio de gas y polvo en cuyo centro se acumuló la mayoría de la materia, formando un "protosol" que engulló hasta el 99,9% de la masa del disco. Cuando este protosol se calentó lo suficiente comenzaron a producirse reacciones de fusión nuclear que generaron helio a partir de hidrógeno (entre otras reacciones). Después, el material sobrante del disco se fue concentrando en fragmentos cada vez mayores y se formaron los llamados planetesimales. El viento solar despejó el vecindario de la estrella y las temperaturas de esa región bajaron, permitiendo que los planetesimales crecieran y atrajeran mayores cantidades de gas. Finalmente, los materiales más pesados se acumularon cerca de la estrella y formaron planetas rocosos, mientras que en las afueras se acumularon los ligeros y se formaron los gigantescos planetas gaseosos.
Un estudio que se acaba de publicar en Nature Astronomy ha recogido un testimonio de excepción de aquellos días. Científicos de la Universidad de Chicago han analizado burbujas de gas halladas en hibonitas, unos antiguos cristales azules que quedaron atrapados en algunos de los meteoritos que han chocado contra la Tierra. Las burbujas de gas halladas solo son posibles en un escenario en el que el Sol estuviera liberando al espacio montones de partículas de alta energía. Son, de hecho, la primera evidencia concreta que revela que los primeros días del Sol fueron muy violentos.
"El Sol era más activo al comienzo de su vida: tenía más erupciones y creaba una corriente más intensa de partículas cargadas. Por así decirlo, era como mi hijo de tres años", ha bromeado en un comunicado Philipp Heck, autor del estudio e investigador en la Universidad de Chicago.
El Sol es hoy un gigantesco orbe de plasma (gas extremadamente caliente y cargado eléctricamente) que tiene atrapados con su gravedad a los planetas del Sistema Solar. Experimenta un ciclo solar de 22 años (algo así como un ciclo de respiración estelar), en el que los polos magnéticos se invierten. Así se establecen fases de mínima y máxima actividad. Durante su apogeo, es cierto que el Sol da lugar a más manchas solares, más erupciones, más eyecciones de masa coronal y auroras más resplandecientes en la Tierra. Sin embargo, y aunque estos ciclos parecen influir en el clima terrestre y que comportan un riesgo claro para nuestro planeta, hoy en día esta estrella es lo suficientemente benigna como para tolerar la presencia de vida en la Tierra.
UN JOVEN Y VIOLENTO SOL
Pero los cristales de hibonita han revelado que en los albores del Sistema Solar el Sol era mucho más violento. Antes de que se formasen los planetesimales, y de que se despejara el entorno de la protoestrella, el disco de gas que rodeaba el centro del Sistema Solar alcanzaba una temperatura de 1.500 ºC. Según los investigadores fue cuando esta parte del disco comenzó a enfriarse cuando se formaron los minerales azules hallados en los meteoritos. Después, el joven Sol disparó protones y partículas subatómicas al espacio.
Resulta maravilloso, pero todavía hoy es posible detectar las huellas dejadas por el impacto de esas partículas energéticas contra los cristales de hibonita. De hecho, cuando los protones golpearon los átomos de calcio del interior de estos, los rompieron en átomos de neón y helio gaseosos.
Durante miles de millones de años, estos átomos han estado atrapados en la hibonita. Los caprichos del destino quisieron que las colisiones que formaron el Sistema Solar les llevaran a integrar rocas espaciales. La suerte llevó a que algunas de estas cayeran en la Tierra en forma de meteoritos.
La carambola continuó cuando las benignas condiciones del Sol permitieran el desarrollo de la vida, y de la ciencia más avanzada. De hecho, no ha sido hasta recientemente cuando los investigadores han capacidad de poder analizar la composición del gas atrapado en estos cristales. Lo han logrado gracias a un avanzado espectrómetro (capaz de medir la composición química de los objetos) y a un láser, que usaron para fundir pequeños gránulos de cristal de hibonita y liberar el helio y el neón atrapados en su interior. "Obtuvimos una señal sorprendentemente intensa, mostrando la presencia de neón y helio", ha dicho Levke Kööp, director de la investigación.
LA PRIMERA PRUEBA CONCRETA
Esas minúsculas cantidades de neón y helio atrapados en la hibonita constituyen la primera evidencia concreta de la potente actividad del Sol durante su infancia. Además, al contrario que otras evidencias de la pasada actividad solar, no hay otra buena forma de explicar el origen de los cristales de hibonita.
"Esto es como si alguien al que conocemos es un adulto tranquilo, sospecháramos que de pequeño era un niño activo pero que no tuviéramos ninguna prueba", ha dicho Heck. Pero entonces, un día subes al ático y encuentras sus juguetes rotos y sus libros con las páginas desgarradas: tendrías la prueba de que esa persona fue alguna vez un niñito repleto de energía".
Aparte de encontrar evidencias de la vida pasada del Sol, los investigadores han detectado que los materiales más antiguos del Sistema Solar fueron irradiados pero que otros más recientes no. también han hallado evidencias que sugieren que ocurrió "un gran cambio" durante el nacimiento del Sistema Solar después de que se formaran los cristales de hibonita: "Quizás la actividad del Sol disminuyó o quizás los materiales más jóvenes del disco protoplanetario no pudieron viajar a los lugares del disco donde la irradiación era posible".
¿Para qué sirve saber todos estos detalles sobre el nacimiento del Sol y los planetas? Además de para comprender los orígenes del Sistema Solar y de los otros sistemas planetarios, Heck ha explicado que entender mejor estos fenómenos ayudará a "adquirir una mejor comprensión de la física y la química de nuestro mundo natural". Uno absolutamente dominado por la infuencia del Sol.
Referencia bibliográfica:
L. Kööp et al., 2018. High early solar activity inferred from helium and neon excesses in the oldest meteorite inclusions. Nature Astronomy. DOI: 10.1038/s41550-018-0527-8
