Descubierta una nueva fase del proceso de formación planetaria

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  • 29/05/2017

Planetas

Una simulación concluye que los planetas rocosos pueden adoptar durante sus etapas de gestación el aspecto un glóbulo rojo gigante. Este nuevo tipo de objeto celeste podría ayudar a explicar el origen de la Luna.

Journal of Geophysical Research: Planets

Esquema a escala de un planeta (izquierda, arriba), un planeta con disco (izquierda, abajo) y una sinestia (derecha), todos ellos con la misma masa. [Simon Lock/Harvard, vía Universidad de California en Davis.]

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Los planetas rocosos, como la Tierra, soportan inicios violentos. Los impactos gigantes vaporizan enormes trozos de los protoplanetas, lo que suele dar lugar a la formación de un disco de material a su alrededor que posteriormente condensa para formar el planeta. Ahora, nuevas simulaciones por ordenador han revelado que, en su adolescencia tardía, muchos de estos objetos embrionarios podrían atravesar una fase en la que adoptan el aspecto de un gigantesco glóbulo rojo: un nuevo tipo de cuerpo celeste que ha sido bautizado con el nombre de sinestia (del prefijo griego sin-, «unión», y de Hestia, la antigua diosa griega de la arquitectura).

Sarah Stewart, planetóloga de la Universidad de California en Davis, y Simon Lock, de Harvard, publicaron la descripción de estas enormes nubes giratorias de roca vaporizada el 22 de mayo en el Journal of Geophysical Research: Planets. El hallazgo podría ayudar a entender mejor los procesos de formación planetaria e incluso explicar el origen de la Luna.

«Hemos descubierto que existe una nueva clase de objeto en el que el sistema gira tan rápido y se encuentra tan caliente que no existe un límite real entre lo que solíamos llamar planeta y disco», especifica Stewart. En su intento de mejorar los modelos de formación planetaria, Stewart y Lock incorporaron el efecto de impactos repetidos contra objetos de gran tamaño, incluidos otros protoplanetas, los cuales suelen ocurrir en las fases tardías del proceso de ensamblaje planetario. En ellas, el crecimiento de un planeta es caótico, ya que cada colisión libera grandes cantidades de energía.

Si un planeta en formación experimenta un choque contra un objeto gigante, el impacto puede desprender una nube de material pulverizado, tras lo cual tanto el planeta como la nube comenzarán a rotar. El nuevo modelo ha demostrado que esa nube puede llegar a convertirse en una estructura única con el aspecto de un gigantesco glóbulo rojo. Los investigadores calculan que dicha fase perviviría durante un tiempo muy corto en escalas astronómicas: apenas unos cientos o miles de años.

«Es un tratamiento más detallado que modifica nuestra imagen previa del proceso de formación planetaria», señala Joshua Eisner, astrónomo de la Universidad de Arizona en Tucson. «Sin embargo, se han visto este tipo de estructuras en otros contextos, como en las estrellas en rotación rápida o incluso en los modelos de formación de Júpiter.» Pero la gestación de un planeta rocoso resulta mucho más compleja, y los modelos anteriores no incluían la información necesaria para revelar la existencia de estructuras de vida corta, como las sinestias.

Es probable que no todos los planetas experimenten una fase de sinestia, aclara Donald Korycansky, planetólogo de la Universidad de California en Santa Cruz, aunque el investigador reconoce que no le extrañaría que las sinestias fuesen bastante comunes. Es más, un mismo planeta podría pasar varias veces por la fase de sinestia si se viese sometido a varios impactos gigantes. Según las simulaciones de Stewart y Lock, más de la mitad de los planetas rocosos del tamaño de la Tierra experimentan un impacto gigante durante su formación, y algunos de ellos sufren incluso dos o más eventos de este tipo.

Una vez que el efecto del impacto disminuye y la sinestia se enfría, la estructura se encoge y las partículas comienzan a depositarse. La roca y los escombros de la parte externa se condensan y caen sobre el planeta embrionario, situado en el centro. Por su parte, el material sobrante y situado lo bastante lejos del planeta podría unirse para formar satélites en el plazo de unos miles de años. De hecho, así es como Stewart y Lock creen que se gestó nuestra Luna.

Las teorías actuales sobre la formación de la Luna postulan que, hace unos 4.500 millones de años, un objeto del tamaño de Marte llamado Tea se estrelló contra la proto-Tierra, tras lo cual el material eyectado acabó aglomerándose para formar la Luna. Sin embargo, esta hipótesis no basta para dar cuenta de la sorprendente similitud química entre las composiciones de la Tierra y la Luna. Pero, según Stewart, una sinestia sí podría explicar dicho parecido químico. La investigadora y sus colaboradores trabajan ahora para modelizar la fase de sinestia que pudo haber experimentado la Tierra como consecuencia de su impacto contra Tea.

Más información en Journal of Geophysical Research: Planets (artículo técnico de acceso libre).

—Ramin Skibba/Nature News

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