Nueva y elegante teoría explica el origen del Cinturón de Asteroides

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El sistema de SaturnoEl Sistema Solar consta de gigantes de gas lejanos y de planetas rocosos internos separados por un cinturón de asteroides. Ahora, una nueva y elegante teoría explica cómo surge esta estructura.

Cuando se trata de formación planetaria, la idea convencional ha estado con nosotros desde hace unos 40 años. Es más o menos ésta: pedazos de roca y polvo se agruparon entre sí para formar planetas rocosos, los cuales luego atrajeron gases que formaron sus atmósferas. Los gigantes gaseosos se formaron cuando estos núcleos rocosos crecen al menos hasta 10 veces el tamaño de la Tierra, y de tal forma pueden atraer enormes envolturas de gas.

Existen numerosos problemas con este modelo, y no el menor es explicar cómo trozos de oca del tamaño de metros terminan uniéndose después de impactar entre sí de forma aleatoria. Luego aparece el problema de la rotación planetaria. Si los planetas se forman a partir de la agregación aleatoria de roca y polvo, ¿por qué casi todos rotan en el mismo sentido? Seguramente, sus rotaciones deberían estar distribuidas aleatoriamente.

Pero en los últimos meses, varios astrofísicos han empezado a debatir sobre otra idea que resuelve estos problemas. Hoy, Sergei Nayakshin de la Universidad de Leicester en el Reino Unido, ofrece una idea clara de este nuevo pensamiento.

La nueva aproximación da un vuelco al modelo convencional. La formación del planeta empieza a distancias de más de 50 UA de la estrella madre, cuando variaciones aleatorias en la densidad de la nube de gas protoplanetario empieza a atraer más gas y a crecer bajo la fuerza de la gravedad.

Dentro de estos cúmulos sueltos, conocidos como embriones de planetas gigantes, cualquier material rocoso se agrega en el centro formando un núcleo rocoso. Estos núcleos rotan en el mismo sentido que la nube de gas original, debido a que se forman por el colapso gravitatorio de la nube en lugar de por colisiones aleatorias.

Cuando los núcleos están en formación, los embriones planetarios interactúan con la nube de gas de la estrella madre, provocando que caigan en espiral. Los astrónomos han sabido desde hace mucho que las enormes atmósferas gaseosas son inestables a distancias menores de un radio crítico debido a distintos factores, tales como las fuerzas de marea y la irradiación del Sol. Por lo que cuando los embriones planetarios se acercan a menos de este radio crítico, pierden sus envolturas de gas dejando tras de sí planetas rocosos como el nuestro.

Por coincidencia, en el radio crítico, los planetas que caen en espiral no descartan sólo el gas, sino también sólidos aún mezclados en sus atmósferas. Este radio corresponde con el Cinturón de Asteroides en nuestro sistema. Esta nueva idea explica por primera vez cómo se formó el cinturón y por qué separa los gigantes gaseosos de los planetas terrestres.

Los gigantes de gas como Júpiter son embriones planetarios que simplemente no completaron su camino hacia el Sol cuando la dinámica orbital se asentó en el sistema relativamente estable que tenemos ahora.

Una impresionante característica de este modelo es que tiene en cuenta de forma natural la estructura del Sistema Solar, con los gigantes de gas separados de los planetas rocosos internos por un Cinturón de Asteroides. Ningún otro modelo hace esto con tanta elegancia. Es dicha elegancia lo que ha centrado tanta atención en tan poco tiempo.

Lo curioso sobre esta nueva idea es que ninguno de los mecanismos de los que depende son ideas nuevas, sino que en el pasado se sugirieron y luego se descartaron.

Por ejemplo, la idea de que los planetas terrestres son gigantes gaseosos que han perdido sus envolturas de gas se propuso por primera vez hace unos 30 años. Los astrónomos la abandonaron después de que varios cálculos demostrasen que los gigantes de gas no podían formarse cerca de una estrella, donde encontramos actualmente los planetas rocosos.

Y la idea de que los planetas pueden migrar a lo largo de grandes distancias en un sistema planetario, también ha estado rondando desde hace años.

Lo nuevo e la re-ordenación de estos procesos, de forma que los gigantes gaseosos primero se forman y luego migran, perdiendo sus atmósferas conforme se acercan a la estrella madre. De pronto, parece obvio.

Aún queda mucho trabajo por hacer, desde luego. Nayakshin señala que el nuevo modelo aún no tiene en cuenta estructuras tales como el Cinturón de Kuiper o la Nube de Oort, y tampoco puede explicar la composición de los cometas.

Pero hay una idea de entusiasmo alrededor de esta idea que está logrando una considerable inercia en la comunidad. Puedes estar seguro de que los astrónomos estarán escrutando los detalles mientras escribo. Espero oír hablar mucho del tema en los próximos meses.


Artículo de Referencia: arxiv.org/abs/1012.1780: A New View On Planet Formation
Fecha Original: 10 de diciembre de 2010
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