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Los Planetas Rocosos Podrían Haber Nacido de Gigantes Gaseosos
Traductor: Carlos Pérez García-Pando
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New Planets
Posted:   09/15/11
Author:    Nola Taylor Redd

Summary: Una nueva teoría de formación planetaria sugiere que Tierras y súper-Tierras se crearon al despojarse gas de planetas gaseosos gigantes.


Cinco estrellas bebé se destacan en esta imagen de la Nebulosa de Orión. Cuatro de ellas tienen discos de gas que las rodea, donde planetas nuevos se podrían estar formando. Crédito de la imagen: C.R. O'Dell/ Rice University/ NASA
Cuando la NASA anunció el descubrimiento de más de 1.200 nuevos potenciales planetas detectados por telescopio espacial Kepler, se pensaba que casi una cuarta parte de ellos eran súper-Tierras. Ahora, nuevos estudios sugieren que estos planetas rocosos masivos podrían ser el resultado de la creación fallida de gigantes gaseosos del tamaño de Júpiter.

A día de hoy, la mayoría de astrónomos creen que los planetas se crean a través de un proceso conocido como acreción del núcleo. Discos gigantes de gas envuelven estrellas recién nacidas. Granos en estos discos se enlazan formando objetos más grandes conocidos como planetasimales, que chocan entre sí, creando grupos más grandes de material. Cuando los grupos alcanzan una masa crítica, su gravedad atrae el gas del disco a su alrededor.

Pero el verano pasado, Sergei Nayakshin de la Universidad de Leicester en el Reino Unido propuso una nueva teoría de formación planetaria. Conocida como "reducción de marea", funciona a un ritmo más rápido.

En la reducción de marea, un disco de gas forma primero cúmulos masivos de gas más afuera en el espacio de donde se hallan la mayoría de los planetas descubiertos hasta ahora en sus sistemas solares. Abandonados a su suerte, estos grupos se enfriarían y se contraerían en planetas muy masivos (~10 veces la masa de Júpiter). Nayakshin mostró que durante esta contracción, granos de polvo crecen hasta tamaños grandes y luego caen al centro del cúmulo de gas, formando un núcleo sólido masivo allí - el planeta proto-rocoso dentro del capullo de gas mucho más masivo.

A medida que planetasimales derivan hacia su estrella, deberían despejar una ruta a través del gas en el que se mueven. Parte de ese gas ayuda al planeta a crecer. Crédito de la imagen: NASA / JPL-Caltech / T. Pyle (SSC) NASA/ JPL-Caltech/ T. Pyle (SSC)
"Una vez que hay un núcleo, se puede generar una atmósfera que lo rodee", explicó Nayakshin. "La atmósfera está dominada por hidrógeno, pero es mucho más rico químicamente que el material de polvo primordial."

Cuanto más masivo es el núcleo rocoso, más masiva es la atmósfera que lo rodea, y crece con el tiempo. Con el tiempo, tal mezcla daría como resultado un planeta gigante de gas con un núcleo sólido interior, como por ejemplo, un súper-Júpiter.

Sin embargo, el disco de gas empuja al planeta hacia la estrella, la cual empieza a perturbar e incluso a consumir las capas exteriores de la envoltura de gas.

Basándose en esta teoría, Nayakshin determinó que las Súper-Tierras y otros planetas terrestres podrían ser, de hecho, los núcleos de proto-planetas más masivos que no tenían tiempo para madurar y que en su lugar fueron desposeídos de la mayor parte de su gas por sus estrellas madre. Núcleos rocosos y atmósferas cerradas podrían sobrevivir a este proceso de destrucción debido a que son mucho más densos. Su artículo que describe este mecanismo apareció en la edición de agosto de la revista “Monthly Notices of the Royal Astronomical Society”.

"El núcleo restante es más o menos como un planeta rocoso con una masa de casi cero hasta aproximadamente diez veces la masa de la Tierra", dijo Nayakshin.

Esto significa que el planeta resultante podría terminar cerca de su estrella madre - o más lejos, en la zona conocida por los astrónomos como la zona habitable.

Diferente de una estrella a otra, la "zona habitable" es el área donde el agua puede existir en forma líquida en la superficie de un mundo rocoso. Planetas que orbitan dentro de este rango se consideran los más propensos a albergar vida.

Un gráfico visible de los 1235 planetas Kepler anunciados el invierno pasado. Más de 350 planetas han sido clasificados como del tamaño de la Tierra o "súper-Tierras". Crédito de la imagen: Jason Rowe/ NASA Ames Research Center/ SETI Institute
En este sentido, Aaron Boley de la Universidad de Florida dice que si los planetas se forman según lo descrito por la teoría de la interrupción de marea, entonces los planetas podrían formarse en sistemas que no son favorables al mecanismo de acreción del núcleo, tal como los discos con un poco de polvo. A pesar de que no trabajaba con Nayakshin, exploró una teoría similar a principios del año pasado.

"Me gusta pensar en los mecanismos como opuestos", dijo. "Uno de ellos es de abajo hacia arriba - la acreción del núcleo - y el otro es de arriba hacia abajo - Interrupción de marea."

Boley, quien ha realizado amplias investigaciones sobre la formación de planetas gigantes gaseosos y la evolución de los discos de formación planetaria, cree que la interrupción de marea hace que sea más probable que la vida se desarrolle en una más amplia variedad de sistemas estelares.

"Es otra manera a través de la cual la naturaleza puede hacer planetas", dijo Boley.

Y más planetas significa más posibilidades de vida.

Debido a que es una nueva teoría, Nayakshin admite que aun se debe llevar a cabo muchos más cálculos detallados. Expresó su esperanza de que otros científicos le ayudarán a poner a prueba su teoría.

En un artículo el año pasado, Nayakshin expresó la idea de que la reducción de marea capitalizaba en lo mejor del modelo de acreción del núcleo y del modelo de inestabilidad gravitatoria (este último más a menudo cuestionado), neutralizando los problemas de ambos.

El modelo de inestabilidad gravitatoria permite la creación rápida de planetasimales a cierta distancia de la estrella, pero no les permite migrar hacia el interior. Como tal, no puede dar cuenta de muchos de los planetas más cercanos vistos hoy.

La imagen de este artista muestra un planeta recién formado nadando a través del gas y polvo que rodean a la estrella. Un planeta de este tipo podría recoger el gas y el polvo para crear una atmósfera, que podría ir perdiendo al acercarse a su sol. Por lo tanto, podría pasar de ser un planeta gaseoso a un planeta terrestre. Crédito de la imagen: NASA/ JPL-Caltech
"La reducción de marea y la acreción del núcleo son mecanismos que pueden formar una amplia gama de planetas", dijo Boley. "Se producen durante las diferentes etapas de la vida de un disco proto-planetario, y no se excluyen mutuamente."

El mecanismo de acreción del núcleo tiene dificultades para formar planetas en órbitas más lejanas durante un largo período de tiempo. El modelo de inestabilidad gravitatoria rápidamente los forma más lejos, donde permanecen a menos que puedan migrar hacia el interior. La reducción de marea requiere que migren hacia el interior lo suficientemente rápido como para que sus envolventes sean eliminados por las mareas de su estrella.

Nayakshin señaló que los modelos contienen procesos físicos parecidos, pero en diferentes proporciones.

"En este sentido, es probable que el modelo final sea una mezcla."

Boley expresó su interés en observar el desarrollo de la nueva teoría, y ver como se sostendría frente al modelo más popular de acreción del núcleo.

"En ciencia se avanza mediante la adopción de ideas verificables y tratando de utilizarlas hasta que se demuestra que son erróneas", dijo.

This story was originally published in English.


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