Una nueva teoría sobre la formación de planetas rocosos

Konstantin BatyguinProfesor de Ciencias Planetarias en el legendario Instituto de Tecnología de California, W Alejandro Morbidellidel Observatoire de la Côte d’Azur publicado hace algún tiempo en astronomía natural Una nueva teoría de la formación de planetas rocosos, capaz de explicar una propiedad hasta ahora oscura de la clase de planetas rocosos llamados «súper-Tierras».

Batygin y Morbidelli, quienes han colaborado en varios trabajos de investigación en los últimos años, que se pueden encontrar en arxiv, no son extraños. De hecho, Alessandro Morbidelli es, junto con sus colegas, el origen del famoso modelo de Niza propuesto para explicar la formación, estructura y evolución del sistema solar mediante la participación de migraciones planetarias. También ha colaborado varias veces con Sean Raymond en estos temas, en particular con el gran modelo de pista, Grand Tack. por Konstantin Batygin, quizás mejor conocido por haber originado la hipótesis de un noveno planeta en el sistema solar en enero de 2016Con su colega de Caltech, el astrónomo Michael E. Marrón.

El sistema solar es un laboratorio para estudiar la formación de planetas gigantes y el origen de la vida que puede utilizarse junto con el resto del universo visible para el mismo fin. Mojo: Modelado del origen de los planetas jovianos, es decir, Modelando el origen de los planetas jovianos, es un proyecto de investigación que ha dado como resultado una serie de vídeos que presentan la teoría del origen del sistema solar y en particular de los gigantes gaseosos de dos reconocidos especialistas, Alessandro Morbidelli y Sean Raymond. Para una traducción al francés más o menos precisa, haga clic en el rectángulo blanco en la parte inferior derecha. A continuación, debería aparecer la traducción al inglés. Luego haga clic en la tuerca a la derecha del rectángulo, luego haga clic en Subtítulos y finalmente en Subtitular automáticamente. Elija «Francés». © Lawrence Honorat

súper propiedades de la tierra

En un comunicado de prensa de Caltech, Konstantin Batygin explica: “ A medida que nuestras observaciones de exoplanetas han aumentado durante la última década, ha quedado claro que la teoría estándar de la formación de planetas debe revisarse, comenzando por lo básico. Necesitamos una teoría que pueda explicar simultáneamente la formación de los planetas terrestres en nuestro sistema solar, así como los orígenes de los sistemas de súper-Tierra auto-similares, muchos de los cuales parecen ser de composición rocosa. »

Ahora sabemos de miles de exoplanetas en la Vía Láctea y, curiosamente, cuando encuentras un grupo de superplanetas en un sistema planetario, parecen tener masas muy similares cada vez, aunque varían de un sistema a otro. Aún mejor, todos los superplanetas dentro de un solo sistema planetario también tienden a ser similares en espacio orbital, tamaño y otras características clave.

Recordemos que, en general, este cuerpo se define dándole una masa que es al menos un poco mayor que la de la Tierra pero que no supera las 10 masas terrestres, y esto significa que es un exoplaneta rocoso que se diferencia de los gigantes de hielo de del sistema solar y tiene una masa inferior al 69% de la masa de Urano (el planeta gigante más ligero del sistema solar).

Pero se pueden encontrar otros números en la literatura, por lo que realmente no hay consenso sobre el límite de masa.

Los astrónomos también utilizan el término «súper Tierra» en función del radio, por lo que se refiere a exoplanetas similares a la Tierra (0,8 a 1,2 radios terrestres), pero más pequeños que Mini Neptuno Tiene de 2 a 4 radios terrestres.

Para una traducción al francés más o menos precisa, haga clic en el rectángulo blanco en la parte inferior derecha. A continuación, debería aparecer la traducción al inglés. Luego haga clic en la tuerca a la derecha del rectángulo, luego haga clic en Subtítulos y finalmente en Subtitular automáticamente. Elija «Francés». © Lawrence Honorat

Química cósmica de los discos protoplanetarios

Para explicar estas extrañas propiedades de las súper-Tierras, Batygin y Morbidelli, sin embargo, se basan en alguna parte del parámetro cosmológico estándar de formación de planetas. Todo comienza con un disco de gas y polvo que tiene cierta masa y cierto espesor. Pasamos del polvo a los planetas a través del proceso de acumulación y acumulación. En el disco protoplanetario hay un gradiente térmico y químico que hace que el material calentado inicialmente del disco se condense cuando se enfría, lo que da cerca de una estrella central los planetas rocosos porque allí se forman minerales que se condensan a alta temperatura, mientras que más lejos de lo que existe se llama la línea de hielo o nieve, y el polvo de silicato rodeado de una rebanada de hielo es dominante. En cambio, los cuerpos rocosos consisten en una gran cantidad de hielo que luego puede atraer gas en cantidades más o menos grandes.

El gas liberado del disco puede ejercer cierta presión sobre las partículas de materia en todo el disco protoplanetario y, mientras dure el disco gaseoso, entre unos pocos millones y diez millones de años, el disco puede ejercer fuerzas gravitatorias sobre los planetas en formación, lo que lleva a migraciones planetarias. .

Morbidelli también explica: Hace unos años, construimos un modelo donde los superplanetas se formaron en la parte helada del disco protoplanetario y se movieron hacia el borde interior del disco, cerca de la estrella. El modelo puede explicar las masas y las órbitas de los superplanetas, pero predice que todos ellos son ricos en agua. Sin embargo, observaciones recientes han demostrado que la mayoría de los superplanetas son rocosos, como la Tierra, aunque están rodeados de atmósferas de hidrógeno. Esta fue la sentencia de muerte para nuestro modelo anterior. »

Interpretaciones de Konstantin Batygin. Para una traducción al francés más o menos precisa, haga clic en el rectángulo blanco en la parte inferior derecha. A continuación, debería aparecer la traducción al inglés. Luego haga clic en la tuerca a la derecha del rectángulo, luego haga clic en Subtítulos y finalmente en Subtitular automáticamente. Elija «Francés». © Caltech

Anillos en el disco protoplanetario

Inspirado en otro trabajo conjunto relacionado teoría de la formación de las lunas de Júpiter, Batygin y Morbidelli, por tanto, proponen el siguiente modelo.

La idea central es que hay un anillo en el disco protoplanetario que comienza cuando la temperatura cae por debajo de los 1.400 K, lo que permite que los silicatos se condensen. En este episodio, los planetas rocosos del sistema solar estarán formados por embriones planetarios de más de 1.000 km de tamaño.

Pero al principio, solo había granos de polvo y pequeños guijarros duros y rocosos que sucumbieron a la fuerza de fricción del gas en el disco y cayeron mientras este giraba en espiral hacia la estrella central. Esta fuerza de fricción desapareció debajo del anillo a medida que el polvo y los pequeños guijarros se elevaban rápidamente allí.

Los cálculos muestran que el borde interior de este anillo es el límite de la banda en el anillo donde los cuerpos planetarios se acumulan hasta que alcanzan el tamaño en el que interactúan con el disco protoplanetario (que puede ser complicado) se volverá dominante y obligará a un planeta a migrar hacia su estrella anfitriona.

Debido a que cada disco protoplanetario tiene una masa y un grosor iniciales diferentes, el tamaño y el límite de masa de la migración de los planetas rocosos no son los mismos. C’est pourquoi for chaque disque, chaque super-Terre formée migre ensuite for une taille limite plus or moins constante, ce qui donne donc au final les series de super-Terres similares et sur des orbites presque également espacées que l’on a identifiées En los últimos años.