Trampas “espontáneas” de polvo: los astrónomos descubren un eslabón perdido en la formación de planetas
1/3/2017 de Royal Astronomical Society / Monthly Notices of the Royal Astronomical Society
Imagen de un disco protoplanetario realizada utilizando los resultados del modelo nuevo, después de la formación de una trampa de polvo espontánea, visible como un brillante anillo de polvo. El gas ha sido dibujado en azul y el polvo en rojo. Crédito: Jean-Francois Gonzalez.
Se piensa que los planetas se forman en los discos de gas y polvo hallados alrededor de estrellas jóvenes. Pero los astrónomos no han conseguido ensamblar una teoría completa de su origen que explique cómo el polvo inicial se transforma en sistemas planetarios. Ahora un equipo francés-británico-australiano piensa que ha dado con la respuesta, con sus simulaciones que muestran la formación de “trampas de polvo” donde se reúnen y juntan los fragmentos del tamaño de guijarros, creciendo paulatinamente para convertirse en las piezas básicas de los planetas.
Nuestro Sistema Solar, y los demás sistemas planetarios, empezaron su vida siendo discos de gas y granos de polvo alrededor de una estrella joven. Los procesos que convierten estos granos diminutos, cada uno de pocas millonésimas de metro de tamaño, en agregados de centímetros de tamaño, así como los mecanismos para crear ‘planetesimales’ del tamaño de kilómetros, son bien conocidos. El estadio intermedio, de tomar guijarros y juntarlos en objetos del tamaño de asteroides, está menos claro, pero con el hallazgo de más de 3500 planetas alrededor de otras estrellas, el proceso completo debe de ser muy general.
Hay dos barreras principales que necesitan ser superadas para que los guijarros se conviertan en planetesimales. Primero, el arrastre del gas sobre los granos de polvo en un disco hace que se desvíen rápidamente hacia la estrella central, donde son destruidos, no quedando material para formar los planetas. El segundo problema es que los granos que van creciendo pueden romperse en choques a alta velocidad, rompiéndolos en un gran número de fragmentos más pequeños, invirtiendo el proceso de agregación.
Los únicos lugares de los discos de formación de planetas donde estos problemas pueden ser superados son las llamadas “trampas de polvo”. En estas regiones a alta presión, el movimiento de arrastre se frena, lo que permite la acumulación de los granos de polvo. Con su velocidad reducida, los granos pueden también evitar la fragmentación cuando chocan. Hasta ahora los astrónomos pensaban que las trampas de polvo sólo podían existir en ambientes muy específicos, pero las simulaciones por computadora de estos investigadores indican que son muy comunes. Su modelo presta atención especial al modo en que el disco arrastra la componente de gas. En la mayoría de las simulaciones astronómicas, el gas hace que el polvo se mueva, pero a veces, en los ambientes más polvorientos, el polvo domina sobre el gas. Esto es lo que los investigadores afirman que ocurre en el caso de los discos protoplanetarios.
