Se cree que los planetas se forman en los discos de polvo y gas que se encuentran alrededor de las estrellas jóvenes. Pero los astrónomos han luchado por reunir una teoría completa de su origen que explique cómo el polvo inicial se convierte en sistemas planetarios. Un equipo francés-británico-australiano ahorapiensan que tienen la respuesta, con sus simulaciones que muestran la formación de 'trampas de polvo' donde los fragmentos del tamaño de un guijarro se juntan y se unen, para crecer en los bloques de construcción de los planetas. Publican sus resultados en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society .
Nuestro sistema solar, y otros sistemas planetarios, comenzaron su vida con discos de gas y granos de polvo alrededor de una estrella joven. Los procesos que convierten estos pequeños granos, cada uno de unas pocas millonésimas de metro un micrón de ancho, en agregados.centímetros de tamaño, y el mecanismo para convertir 'planetesimales' de un kilómetro en núcleos planetarios, ambos son bien entendidos.
La etapa intermedia, tomar piedras y unirlas en objetos del tamaño de asteroides, es menos clara, pero con más de 3,500 planetas encontrados alrededor de otras estrellas, todo el proceso debe ser omnipresente.
El Dr. Jean-Francois González, del Centre de Recherche Astrophysique de Lyon, en Francia, dirigió el nuevo trabajo. Él comenta: "Hasta ahora hemos tenido problemas para explicar cómo las piedras pueden unirse para formar planetas, y sin embargo hemosahora descubrió un gran número de planetas en órbita alrededor de otras estrellas. Eso nos hizo pensar en cómo resolver este misterio ".
Hay dos barreras principales que deben superarse para que los guijarros se conviertan en planetesimales. En primer lugar, el arrastre de gas sobre los granos de polvo en un disco los hace desplazarse rápidamente hacia la estrella central, donde se destruyen, sin dejar material para formar planetas.El segundo desafío es que los granos en crecimiento se pueden dividir en colisiones de alta velocidad, dividiéndolos en una gran cantidad de piezas más pequeñas e invirtiendo el proceso de agregación.
Las únicas ubicaciones en el planeta que forman discos donde se pueden superar estos problemas son las llamadas 'trampas de polvo'. En estas regiones de alta presión, el movimiento de deriva se ralentiza, permitiendo que se acumulen granos de polvo. Con su velocidad reducida, los granos puedenTambién evite la fragmentación cuando colisionan.
Hasta ahora, los astrónomos pensaban que las trampas de polvo solo podían existir en entornos muy específicos, pero las simulaciones por computadora realizadas por el equipo indican que son muy comunes. Su modelo presta especial atención a la forma en que el polvo en un disco arrastra el gascomponente. En la mayoría de las simulaciones astronómicas, el gas hace que el polvo se mueva, pero a veces, en los entornos más polvorientos, el polvo actúa más fuertemente sobre el gas.
Este efecto, conocido como reacción de resistencia aerodinámica de arrastre, generalmente es insignificante, por lo que hasta ahora se ha ignorado en los estudios de crecimiento y fragmentación de granos. Pero sus efectos se vuelven importantes en entornos ricos en polvo, como los que se encuentran donde se forman los planetas.
El efecto de la reacción inversa es disminuir la deriva hacia el interior de los granos, lo que les da tiempo para crecer en tamaño. Una vez que son lo suficientemente grandes, los granos son sus propios amos y el gas ya no puede controlar su movimiento.El gas, bajo la influencia de esta reacción de retroceso, será empujado hacia afuera y formará una región de alta presión: la trampa de polvo. Estas trampas espontáneas concentran los granos que provienen de las regiones externas del disco, creando un anillo de sólidos muy denso, yayudando a la formación de planetas.
González concluye: "Nos emocionó descubrir que, con los ingredientes correctos en su lugar, se pueden formar trampas de polvo espontáneamente, en una amplia gama de entornos. Esta es una solución simple y robusta a un problema de larga data en la formación de planetas".
Los observatorios como ALMA en Chile ya ven anillos brillantes y oscuros en la formación de sistemas planetarios que se cree que son trampas de polvo. González y su equipo, y otros grupos de investigación en todo el mundo, ahora planean extender el modelo de trampa hasta el finalformación de planetesimales.
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Materiales proporcionado por Real Sociedad Astronómica . Nota: El contenido puede ser editado por estilo y longitud.
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