El Sofista

La génesis caótica de los planetas (4ta. parte)

Continuación del artículo de Douglas N. C. Lin publicado en la revista Scientific American del 12 de mayo de 2008, cuya primera parte traduje aquí.


5. El gigante gaseoso se inquieta
Tiempo: de 1 millón a 3 millones de años

Es extraño pero muchos de los planetas extrasolares descubiertos en la década pasada describen órbitas muy cercanas a su estrella, mucho más cerca que Mercurio del Sol. Los llamados Júpiter calientes no pudieron formarse en sus posiciones actuales, aunque sólo sea porque las zonas orbitales de aprovisionamiento son demasiado pequeñas para suministrar la materia suficiente. Su presencia parece exigir una secuencia tripartita de acontecimientos que por alguna razón no ocurrió en el Sistema Solar.

Primero, un gigante gaseoso debe formarse dentro de la parte interna del sistema planetario, cerca del límite de la nieve, mientras que el disco tenga todavía una cantidad considerable de gas. Esto requiere una densa concentración de materia sólida en el disco.

Segundo, el gigante gaseoso debe moverse a su ubicación actual. Una migración del tipo I no puede alcanzar ese objetivo porque opera sobre embriones antes de que éstos acumulen mucho gas. En su lugar debe llevarse a cabo una migración de tipo II. El planeta gigante emergente abre una brecha en el disco y suprime el flujo de gas a través de su órbita. Para eso, debe combatir la tendencia del gas turbulento a dispersarse en las regiones adyacentes del disco. El gas nunca deja de filtrarse por la brecha y su difusión hacia la estrella central fuerza al planeta a perder energía orbital. El proceso es relativamente lento y toma varios millones de años mover un planeta algunas unidades astronómicas, lo que explica porqué el planeta tiene que comenzar en el interior de un sistema solar si debe terminar en las inmediaciones de la estrella. A medida que éste y otros planetas migran hacia el interior, empujan a todos los planetesimales residuales y embriones fuera de sus trayectorias, con lo que quizás formen "Tierras calientes" en órbitas comprimidas.

En la imagen (clic para ampliar): Cómo acercarse mucho o abrazar a una estrella. En muchos sistemas se forma un planeta gigante que luego recorre una espiral descendente hacia la estrella. La razón es que el gas en el disco pierde energía debido a la fricción interna y cae hacia la estrella, arrastrando consigo al planeta. Finalmente el planeta se ubica tan cerca de la estrella que ésta tuerce su órbita y la estabiliza.

Tercero, algo debe detener la migración antes de que el planeta recorra toda su trayectoria y se precipite a la estrella. El campo magnético estelar puede eliminar el gas de una cavidad muy cercana a la estrella; sin el gas, la migración se detiene. Alternativamente, quizás el planeta levante mareas en la estrella y ésta, a su vez, tuerza la órbita del planeta. Estas salvaguardas pueden no funcionar en todos los sistemas y muchos planetas bien podrían recorrer todo su camino y caer en la estrella.

Punto final: Un planeta gigante en una órbita apretada ("Júpiter caliente").

Volver a la tercera parte o continuar a la quinta parte.

escrito por el sofista @ viernes, mayo 23, 2008