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Sobre el origen de los sistemas planetarios
Alberto González Fairén
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.
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.
El telescopio espacial Spitzer
Figura 1: El telescopio de infrarrojos Spitzer (JPL-NASA)
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.
Proceso de colisión entre planetesimales
Figura 2: Proceso de colisión entre planetesimales, y de formación de un anillo de polvo circumestelar (JPL-NASA)
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.
Discos protoplanetarios
Figura 3: Distribución de discos de polvo alrededor de estrellas cercanas de diversas edades (JPL-NASA)
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.
 
 
San Francisco (California), EEUU, 27 de Enero de 2007.
 
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