Por los últimos 20 años, los mejores modelos de formación planetaria, han contradecido la existencia misma de la Tierra. Estos modelos asumieron temperaturas locales constantes dentro de un disco y los planetas acercándose al Sol.Recientemente, nuevas simulaciones de investigadores del Museo Americano de Historia Natural y la Universidad de Cambridge, muestran que las variaciones en las temperaturas pueden dar lugar a regiones de migración externa e interna que pueden atrapar cuidadosamente a los planetas en órbitas.
Arriba: Representación artística de un disco protoplanetario. Crédito: NASA.
Cuando el disco protoplanetario comienza a disiparse, los planetas son dejados atrás a salvo del impacto con su estrella.
Los resultados de esta investigación fueron presentados en la Reunión 2010 de la Sociedad Astronómica Americana, en Washington, D.C.
"Estamos tratando de comprender cómo los planetas interactúan con los discos de gas desde los cuales se forman a medida que el disco egoluciona sobre su curso," dijo Mordecai-Mark Mac Low, Curador de Astrofísica y la División Directiva de Ciencias Físicas en el Museo. "Mostramos que los planetoides a partir de los cuales se formó la Tierra pueden sobrevivir su inmersión en el disco de gas sin caer al Sol."
Durante el nacimiento de una estrella, se forma un disco de gas y polvo. El plano central de este disco de polvo es opaco y no puede enfriarse rápidamente al irradirar el calor al espacio exterior. Hasta hace poco nadie había incluido la variación de temperaturas en modelos de formación planetaria.
El coautor Sijme-Jan Paardekooper de la Universidad de Cambridge realizó simulaciones como las publicadas en esta página.
Su trabajo muestra que la dirección de migración de planetas de pequeña masa en discos depende de la detallada estructura de temperatura del disco. Esta es la clave sobre la que se sustenta el trabajo.
La presentación en la Asociación Astronómica Americana incorpora los resultados de los modelos locales de Paardekooper en la evolución a largo plazo de la temperatura y de la estructura de la densidad de un disco protoplanetario. El resultado de la simulación es que a lo largo de la vida de un disco, los planetas son atrapados en órbitas entre las regiones de migración externa e interna. Las órbitas se mueven lentamente hacia dentro a medida que el disco se disipa. Una vez que las densidades del gas caen lo suficiente para que los planetas no sean más influenciados por el disco, los planetas caen en una órbita similar a las órbitas de planetas alrededor del Sol. El radio de la órbita a la cual un planeta es lanzado depende de su masa.
"Usamos un modelo unidimensional para este proyecto," dijo el coautor Wladimir Lyra, un investigador postdoctoral en el Departamento de Astrofísica en el Museo. "Modelos tridimensionales son tan computacionalmente caros que sólo podríamos seguir la evolución de discos por cerca de 100 órbitas -cerca de 1.000 años. Queremos ver lo que sucede a lo largo de toda la vida de varios millones de años de un disco."
Mac Low presentó esta investigación en la Sociedad Astronómica Americana en la conferencia de prensa del día 7 de enero, con el título de "Spicing up the solar system".
Más información:
Artículo en el Museo Americano de Historia Natural
Página de Sijme-Jan Paardekooper
Fuente: American Museum of Natural History.
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