El Sofista

La génesis caótica de los planetas (slideshow)

Un apartado que resume en imágenes y breves epígrafes el contenido de un artículo de Douglas N. C. Lin publicado en la revista Scientific American del 12 de mayo de 2008, cuya primera parte traduje aquí. Crédito de las ilustraciones: Don Dixon (clic en cualquier imagen para ampliarla).


Nube interestelar y proto-sol. Cuando las nubes de polvo y gas son lo suficientemente frías y densas, pueden colapsar bajo la fuerza de gravedad para formar una proto-estrella. Alrededor de cada estrella hay un disco giratorio formado por la materia remanente, los recursos para hacer los planetas. En las regiones interiores, densas y calientes, los granos de polvo se vaporizan; en las regiones externas, tenues y frías, las partículas de polvo sobreviven y crecen mientras que el vapor se condensa sobre ellas.

Gas y granos de polvo. El gas circundante agita los granos de polvo en el disco proto-planetario y éstos colisionan entre sí. Los granos interceptan la luz de la estrella y reemiten luz infrarroja de menor longitud de onda, lo que asegura que el calor llegue a las regiones más oscuras del interior del disco. La temperatura, densidad y presión del gas por lo general disminuyen con la distancia a la estrella.

Terrones de polvo cósmico. Aún los planetas más poderosos tienen raíces humildes: como granos de polvo del orden del micrón, incorporados en un disco de gas arremolinado. Estos granos de polvo colisionan, se agrupan y crecen de tamaño. La temperatura del disco del proto-sol cae con la distancia a la estrella recién nacida, lo que define una "línea de la nieve" más allá de la cual el agua permanece congelada. En el Sistema Solar, la línea de la nieve marca el límite entre los planetas rocosos interiores y los gigantes de gas exteriores.

Planetesimales. A medida que los abarrotados granos de polvo continúan colisionando y creciendo, algunos traspasan el límite de la nieve y proceden a emigrar hacia el interior. Pero en el proceso se revisten con aguanieve y moléculas complejas, lo que los torna pegajosos. Algunas regiones tienen tanto polvo que la atracción gravitacional colectiva de los granos también acelera su crecimiento. Por estas vías los granos de polvo se auto-compactan en cuerpos del tamaño de un kilómetro llamados planetesimales.

Grandes planetesimales. Al principio el crecimiento de un cuerpo está auto-reforzado. Cuanto más grande es un planetesimal, mayor es la gravedad que ejerce y mayor también es la rapidez con la que barre a sus socios menos masivos. Sin embargo, cuando alcanzan masas comparables con nuestra Luna, los cuerpos ejercen una gravedad tan fuerte que remueven la materia sólida de sus alrededores y desvían la mayor parte antes de que pueda colisionar con ellos. De esta manera limitan su propio crecimiento. Así emerge una "oligarquía": esto es, una población de embriones planetarios con masas similares que compiten entre sí por los planetesimales residuales.

Planetas de libre flotación. En ocasiones durante el proceso de la formación de los planetesimales, los cuerpos son expulsados hasta que el sistema alcanza una configuración equilibrada. Los astrónomos han observado planetas flotando libremente en cúmulos de estrellas jóvenes.

El nacimiento del gigante gaseoso. La formación de un gigante gaseoso tal como Júpiter es el momento decisivo de la historia de un sistema planetario: si tal planeta se forma, determina el resto del sistema. Pero para que esto ocurra, la gravedad del embrión debe atraer gas. Pero el gas no puede asentarse hasta que se enfríe un poco. El planeta puede dirigirse en espiral hacia la estrella antes de que eso suceda. El crecimiento del embrión, su emigración y el agotamiento del gas, todo eso ocurre aproximamente a la misma velocidad. Quien gane depende de la suerte del sorteo.

Satélites gigantes de gas. El proceso para el desarrollo de las lunas de gas gigantes no se comprende muy bien, pero puede ser parecido al del desarrollo de los planetas rocosos interiores del Sistema Solar. En esta instancia, el gigante de gas serviría como un proto-sol. Los gigantes de gas como Júpiter y Saturno, con numerosas y diversas lunas, son como pequeños sistemas solares.

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escrito por el sofista @ sábado, junio 21, 2008