Astronomía. Resultados indican que, probablemente, la razón para que planetas se amontonen en ciertos lugares del disco protoplanetario mientras dejan otros espacios desiertos se debe al hueco que deja el proceso de foto-evaporación entre la estrella y el disco
La astronomía nos lleva lejos. No sólo las distancias son abismales sino que las observaciones cercanas también nos devuelven una galaxia repleta de otros sistemas y planetas. Cientos de ellos han sido descubiertos alrededor de sus estrellas y esas observaciones nos han regalado una mejor comprensión de lo flexibles que deben de ser nuestras definiciones cuando nos referimos a estas interacciones entre las estrellas y sus rocas.
De hecho, la búsqueda de los exoplanetas se destaca por ese lugar, llamado jocosamente ricitos de oro, que anuncia posible vida en la contingencia de otra roca azul que gire a la misma distancia de su estrella. Por supuesto, aún no se ha descubierto ese planeta gemelo de la Tierra pero otros giros nos regalan nuevas descripciones y escenarios. Uno muy interesante tiene que ver con las órbitas.
Nos encontramos a 150 millones de kilómetros del Sol, una unidad astronómica, y tenemos otros planetas vecinos; ninguno de ellos aloja vida hasta ahora encontrada y sus composiciones son extraordinarias, desde gigantes gaseosos hasta rocas acuosas. Y más allá del sistema, en la Vía Láctea, otros planetas dan la impresión de tener compuestos aún más extraños, masas extremadamente pesadas y las órbitas, bueno, las órbitas, nos dicen, parecen atravesar por todo un concurso de popularidad. Y hay favoritas.
“Nuestros resultados indican que la distribución final de planetas alrededor de la estrella no varía gradualmente sino que existen espacios ‘desérticos’ con déficit de planetas y ‘amontonamientos’ de planetas en lugares particulares. Planetas gigantescos, similares a Júpiter y Saturno, prefieren ocupar ciertas regiones en sistemas solares maduros”, explica Ilaria Pascucci, del Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona.
La nube madre
El Sistema Solar nació de una nube de gas y polvo. Allí se formó el Sol, en su centro, y mientras crecía la estrella, su fuerza gravitacional también aumentaba y atraía polvo y gas de las nubes a su alrededor. Y el polvo giraba cada vez más rápido, acelerado por la creciente gravedad de la estrella, hasta que se allanaba y se convertía en lo que es llamado un disco protoplanetario; el hogar de los planetas.
“Por mucho tiempo pensamos que el proceso de acreción de material de este disco era suficiente para explicar su adelgazamiento con el tiempo. Nuestros resultados nos dicen que existe otro proceso que toma material del disco también”, agrega Pascucci.
Por esos lados va la cosa: es la distancia que prefiere el equilibrio, ni muy caliente ni muy frío.
“El proceso es llamado foto-evaporación y funciona con los fotones de alta energía que salen volando de la estrella y calientan el polvo y el gas de la superficie del disco protoplanetario. Muy cerca de la estrella la temperatura es caliente, pero el planeta es mantenido en su sitio por la gran fuerza de gravedad de la estrella, muy lejos, sin embargo, el gas caliente se evapora rápidamente en el espacio. A una distancia de 1 ó 2 unidades astronómicas es perfecto”, dice Richard Alexander de la Universidad de Leicester en Reino Unido.
Simulador ALICE
Precisamente donde nos encontramos. De hecho, las locaciones exactas de esos planetas también dependen de la masa de los mismos, pero son esas unidades astronómicas que marcan los amontonamientos. Para arribar a sus resultados, Pascucci y Alexander estudiaron primero discos protoplanetarios y observaron la foto-evaporación; entonces decidieron usar la facilidad computacional de alto desempeño ALICE, en Leicester, para simular estos discos y la materia que sale de ellos hacia la estrella.
“Todavía no sabemos con exactitud dónde y cuándo se forman los planetas alrededor de estrellas jóvenes, así que nuestros modelos desarrollaron sistemas con combinaciones varias de planetas gigantescos en locaciones diferentes y en distintas etapas en el tiempo”, explica Alexander.
Los resultados revelaron lo que los sistemas han mostrado: los planetas enormes migran hacia la estrella hasta que por fin permanecen en una órbita estable.
“Esto pasa porque como la estrella está halando todo ese material del disco protoplanetario, los planetas también son arrastrados hacia ella, como una celebridad atrapada entre una multitud de fanáticos. Pero una vez un planeta descubre un espacio despejado por la foto-evaporación, allí se queda. De hecho, esta preferencia de encontrar el hueco es lo que origina el amontonamiento y que otros lugares en el disco se queden sin planeta alguno. Mientras más planetas descubramos, especialmente con el Kepler, mejor iremos demostrando estas predicciones”, concluye Pascucci.
En pocas palabras, la foto-evaporación que ocurre a una o dos unidades astronómicas, crea unos huecos que atraen a los planetas que, por así decirlo, deciden parquearse allí. Para nada literalmente, por supuesto.
Más información
Los resultados fueron publicados en el diario Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: <http://www.wiley.com/bw/journal.asp?ref=0035-8711>
Universidad de Leicester: <http://www2.le.ac.uk/>
Universidad de Leicester, ALICE: <http://www2.le.ac.uk/offices/itservices/resources/is/rcs/hpc/alice>
Laboratorio Lunar y Planetario de la Universidad de Arizona: <http://www.lpl.arizona.edu/>
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