Científicos explican formación de planetas gigantes con números

Científicos del Instituto de Ciencias Físicas (ICF) y estudiantes de doctorado de la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) lograron explicar gracias a una investigación basada en simulaciones numéricas, cómo se forman los planetas gigantes.

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Existe un mecanismo que permite a los planetas en formación contrarrestar la decaída hacia su estrella, lo que les ayuda a sobrevivir a grandes distancias de ella para, eventualmente, convertirse en gigantes como Júpiter.

Los investigadores Frédéric Masset y Gloria Koenigsberger, junto con los alumnos doctorales Pablo Benítez-Llambay y Judit Szulágyi, explican en un comunicado de la UNAM que el estudio por computadora detalla el fenómeno de la migración planetaria.

“En esta prueba, los planetas en formación, que nacen en su disco protoplanetario, no se quedan en una órbita fija, pues ésta se puede expandir o contraer. Generalmente se reduce y éstos decaen rápidamente hacia su estrella, lo que amenaza su supervivencia”, indicó el doctor en astrofísica y técnicas espaciales, Masset.

El estudio mostró la existencia de un mecanismo que les permite a estos cuerpos celestes en gestación contrarrestar la decaída referida, lo que les ayuda a sobrevivir a grandes distancias de ella para después convertirse en gigantes como Júpiter.

“El problema era saber cómo se forman, porque si cada vez que empiezan ese proceso migran hacia su estrella, entonces no pueden llegar a formar uno de dimensiones jovianas en las zonas donde se encuentran”, añadió la doctora en astronomía, Koenigsberger.

De acuerdo con el texto de la UNAM los científicos encontraron un proceso muy eficiente, que es la precipitación de planetesimales, pequeñísimos planetas semejantes a asteroides, que caen sobre el astro naciente y le hacen crecer.

“Al bombardear al ‘embrión planetario’, lo calientan mucho, y aquél tiene una superficie de magma que a su vez calienta al disco en que se encuentra. Ese aumento de temperatura cambia la fuerza de marea que ejerce el disco sobre el planeta y evita que se precipite hacia su estrella. El calentamiento lo detiene. Mientras esté así puede aguantar o hasta revertir su migración y su órbita”, destacó Masset.

Los universitarios identificaron a los planetesimales y el calor que generan, como una red de protección que previene la migración de los ‘embriones planetarios’ hacia el centro del disco de formación.

Sus simulaciones numéricas por ordenador demostraron que el calentamiento del planeta, que ocurre conforme se hace de más masa y crece, produce una fuerza que contrarresta la migración hacia el centro del disco de formación, lo que permite que se creen los gigantes.

Considerar este proceso puede ayudarles a entender mejor la formación de planetas gigantes y a conocer aspectos más detallados del origen de nuestro sistema solar.

“Aportamos un nuevo mecanismo, pero hay que investigar más”, aseveró Masset.

El estudio de los investigadores del ICF también contribuye a entender una correlación interesante entre la presencia de planetas gigantes y el contenido de elementos pesados de la estrella anfitriona, asegura la UNAM.

“Los astrónomos definimos la metalicidad de un astro como la fracción de elementos pesados, como el hierro, carbono y nitrógeno que contiene. Desde hace tiempo se sabe que es mucho mayor la probabilidad de encontrar un planeta gigante en torno a una estrella de metalicidad superior a la del Sol.

“Resulta que la tasa de calentamiento del planeta embrión depende de la cantidad de meteoritos y planetesimales que caen sobre él, y el número de éstos, a más electronegatividad, mayor acreción y calentamiento, lo que favorece que el cuerpo naciente pueda frenar o revertir su migración hacia la estrella central”, explicó Koenigsberger.

Por ello, menciona, las estrellas con mucha metalicidad probablemente pueden engendrar gigantes de órbitas lejanas como Júpiter.