Sobre el origen de los sistemas planetarios
Alberto González Fairén |
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Los planetas
rocosos del tipo de la Tierra se forman a partir de nubes
de polvo que se agregan en grandes fragmentos informes de
roca, llamados planetesimales. Posteriormente, los planetesimales
colisionan entre sí a medida que orbitan a su estrella,
formando de esta manera agregados progresivamente mayores
que crecen hasta tener el volumen de planetas como Venus
o Marte. Recientes observaciones han confirmado que este
fenómeno de formación de planetas terrestres
es extraordinariamente común en la Galaxia, al tiempo
que han reabierto el debate sobre la duración real
del proceso. |
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l telescopio
espacial Spitzer (Figura 1) fue puesto en órbita el 25 de agosto
de 2003, como última pieza de la familia de grandes observatorios
de la NASA. El telescopio, estudiando el fenómeno de formación
planetaria, ha detectado las últimas fases del proceso de colisión
entre planetesimales. Estas últimas etapas han resultado ser
extraordinariamente más violentas de lo que predecían
los modelos vigentes hasta la fecha, basados en el progresivo aumento
de volumen de núcleos rocosos que agregaban material de un
disco de polvo circumestelar. |
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| Parece que la naturaleza del proceso es muy distinta:
las colisiones entre los grandes cuerpos rocosos que orbitan a la
estrella generan una gran cantidad de polvo y pequeños fragmentos
de roca, que se distribuyen alrededor del nuevo núcleo planetesimal
formado en el choque. A medida que éste orbita a su estrella,
el polvo forma un anillo que rodea la estrella (Figura 2). Spitzer
puede determinar la distancia del anillo de polvo a la estrella en
base a la temperatura del polvo: anillos más próximos
a la estrella tendrán el polvo más caliente. |
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Spitzer ha analizado 266 estrellas que distan del Sol
entre 20 y 500 años luz, con edades variadas pero todas con
masas entre dos y tres veces la del Sol. De ellas, 71 tenían
discos de polvo a su alrededor. Sin embargo, lo que ha observado el
telescopio Spitzer es sólo una pequeña fracción
de lo que realmente debe estar ocurriendo, ya que el telescopio sólo
puede detectar enormes cantidades de polvo, y no anillos de menor
entidad. Por lo tanto, el número real de estrellas con anillos
puede ser notablemente superior. Las observaciones en el infrarrojo
de Spitzer han sido complementadas con datos de IRAS y de ISO.
Los nuevos datos han puesto en cuestión las proyecciones clásicas
sobre la duración del proceso de formación de planetas
terrestres, que se calculaba no superior a 10 millones de años.
Los anillos de polvo formados a partir de las colisiones entre planetesimales
no tienen una vida muy larga, tal vez entre 500.000 y un millón
de años, ya que el polvo es recuperado por la gravedad del
nuevo planetesimal formado, o expulsado por la presión de radiación
de la estrella hacia regiones exteriores del sistema. Por lo tanto,
las estrellas que tienen anillos de polvo son sistemas en los que
la colisión entre planetesimales, y por ende la formación
de nuevos planetas, está ocurriendo.
Sorprendentemente, a partir de las observaciones realizadas por Spitzer,
se desprende que una estrella puede tener discos de polvo masivos
a su alrededor durante más de 200 millones de años (Figura
3). Por lo tanto, en tales sistemas, las colisiones entre planetesimales
suceden durante periodos de tiempo muy prolongados. Posiblemente,
el proceso de formación de nuevos planetas terrestres se extiende
entre 10 y 100 millones de años, si bien el tiempo requerido
para limpiar el sistema de polvo y fragmentos de rocas debe ser mucho
más largo de lo calculado hasta ahora, tal vez de otros 100
millones de años. |
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| En suma, el proceso de formación de planetas
tipo Tierra a partir de grandes colisiones entre planetesimales es
una característica consustancial a la génesis estelar,
además de ser un fenómeno mucho más duradero
de lo que se creía hasta ahora. Este largo proceso de formación
planetaria debe afectar a la síntesis biológica: si
la vida surgió de forma rápida en la Tierra primitiva,
tuvo que suceder en varias ocasiones, ya que el planeta habría
sido esterilizado en cada colisión. |
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| San Francisco (California), EEUU, 27 de Enero de
2007. |
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