El Sofista

La génesis caótica de los planetas (5ta. 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.


6. Otros planetas gigantes se unen a la familia
Tiempo: De 2 millones a 10 millones de años

Si un gigante gaseoso consigue surgir, facilita la formación de gigantes gaseosos posteriores. Muchos de los planetas gigantes conocidos, o quizá la mayoría, tienen hermanos de masa comparable. En el Sistema Solar, Júpiter ayudó a que Saturno surgiera mucho más rápido de lo que éste hubiera podido por sí mismo. También le dio una mano a Urano y Neptuno, sin la cual es posible que nunca hubieran crecido hasta su tamaño actual; a esas distancias del Sol, el proceso de formación sin ayuda es tan lento que el disco se hubiera disipado mucho antes de que aquél concluya, dejando mundos poco desarrollados.

El primer gigante gaseoso tiene varios efectos provechosos. En el borde externo de la brecha que abrió, la materia se acumula por casi la misma razón que lo hizo en el límite de la nieve —a saber, una diferencia de presión hace que el gas se acelere y actúe como un viento trasero en los granos y los planetesimales, deteniendo su migración desde las regiones más distantes del disco—. Otro efecto del primer gigante gaseoso es que su gravedad tiende a arrojar a los planetesimales cercanos a los extremos más exteriores del sistema, donde pueden formarse nuevos planetas.

En la imagen (clic para ampliar): Agrandando a la familia. El primer gigante gaseoso prepara el camino para los otros. La brecha que abrió se comporta como una fosa que la materia que fluye desde el extremo exterior del sistema no puede atravesar; así, la materia se acumula en el borde exterior de la brecha, donde puede coalescer en un mundo nuevo.

Los planetas de segunda generación se forman a partir de la materia que el primer gigante gaseoso les reunió. La sincronización es crítica y diferencias muy pequeñas en la escala temporal pueden producir grandes diferencias en el resultado final. En el caso de Urano y Neptuno, la acumulación de planetesimales fue excesiva. Los embriones crecieron muy grandes, unas 10 a 30 masas de la Tierra, lo que retrasó el inicio de la acreción de gas: en ese momento quedaba poco gas para adicionar. Estos cuerpos terminaron con una cantidad de gas equivalente a casi dos veces la masa de la Tierra. No son gigantes gaseosos sino gigantes helados, lo que de hecho puede demostrar que son el tipo más común de planetas gigantes.

Los campos gravitacionales de los planetas de segunda generación introducen una complicación adicional al sistema. Si los cuerpos se forman demasiado juntos, las interacciones entre los cuerpos y con el disco gaseoso puede catapultarlos a órbitas nuevas y muy elípticas. En el Sistema Solar, los planetas tienen órbitas casi circulares y entre ellos existe el suficiente espacio como para estar inmunizados de la influencia de los otros. En algunos planetas las órbita son resonantes —esto es, los períodos orbitales están relacionados por una razón de números enteros pequeños—. Es muy improbable que hayan nacido con esta condición, pero ésta puede surgir de una manera natural cuando los planetas emigran y finalmente se bloquean gravitacionalmente entre sí. La diferencia entre estos sistemas y el nuestro puede ser simplemente la disponibilidad inicial de gas.

La mayoría de las estrellas se forman en cúmulos y más de la mitad tienen compañeras binarias. Los planetas pueden formarse en un plano que no es el mismo que el plano de la órbita de la estrella. En ese caso, la gravedad de la estrella compañera rápidamente realineará y distorsionará las órbitas de los planetas, creando sistemas que no son planos, como el Sistema Solar, sino esféricos, como las abejas que zumban alrededor de una colmena.

Punto final: Una pandilla de planetas gigantes.

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escrito por el sofista @ viernes, mayo 30, 2008