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Origenes de Estrellas y Planetas

La imagen muestra la escena en la región de la Tierra menos de un millón de años después de que se formara el Sol. Pequeños granos de polvo se agrupan en planetesimales, las semillas de los futuros planetas. Pintura con copyright de William K. Hartmann / Cortesía del Instituto de Ciencia Planetaria Ampliar Imagen

Entre las incontables estrellas visibles en el cielo nocturno, ¿cuántas están inmersas en sistemas solares como el nuestro? Los científicos creen que el número de otros mundos depende del mecanismo por el que nacen las estrellas y los planetas.

Una teoría consensuada que emergió aproximadamente sobre la segunda mitad del siglo veinte es conocida como el modelo estándar de la formación de planetas. Sugiere que los planetas deberían ser comunes a lo largo de nuestra galaxia, la Vía Láctea.

Según esta teoría, un sistema planetario comienza siendo un disco de gas y polvo rotando en un único sentido alrededor de una estrella. El disco protoplanetario es en sí mismo un subproducto de la formación de la estrella madre que a su vez partió de una densa nube interestelar.

La gravedad hace que la nube se contraiga, y las leves variaciones en el movimiento de sus diferentes partes terminan generando una rotación neta. A partir de ese momento la nube estará girando. La conservación del momento angular hace que se aplaste y que obtenga una forma de disco. El material del núcleo del disco empieza a formar una nueva estrella.

El resto del disco está lleno de granos de polvo diminutos de grafito y silicatos, con capas exteriores de agua helada o dióxido de carbono congelado (hielo seco). Estos granos caen en forma de lluvia sobre el plano del disco, atraídos hacia el interior por su propia fuerza gravitacional.

Este proceso hace que los granos se concentren y empiezan a pegarse unos con otros, acumulando masa y creciendo en tamaño durante varios miles de años. Finalmente, los granos forman objetos del tamaño de un guijarro y otros del tamaño de una roca que pasan a orbitar en el mismo sentido y plano.

Estos objetos interactúan gravitacionalmente, dando como resultado una distribución irregular con forma de terrones de tierra. La mayoría de ellos se acumulan en orbitas particulares, sin apenas espacios entre ellas. En este punto hay miles de billones de orbitas y huecos, la mayoría de ellas circulares y otras alargadas.

Con cada una de esas atestadas órbitas la materia colisiona y produce 'planetesimales', objetos de un kilómetro o así de diámetro. Estos planetesimales colisionan sucesivamente y van acumulando nuevo material y al final terminan convirtiéndose en objetos del tamaño de un planeta.

El tipo de planeta que se forma depende de la temperatura y del tipo y calidad de la materia disponible.

En el caso de nuestro sistema solar, hubo material de sobra a la temperatura adecuada para formar planetas rocosos como la Tierra, Marte y Venus en 250 millones de Km. (155 millones de millas) alrededor del Sol. Más allá de esta zona, donde las temperaturas eran más frías y había más material, se formaron los gigantes gaseosos.

Desde 1995 los científicos han descubierto más de 70 nuevos planetas y sistemas planetarios, pero la mayoría no se parecen a nuestro sistema solar. Por el contrario, los científicos se han sorprendido de encontrar gigantes de gas orbitando muy cerca de sus estrellas. Algunas teorías especulan con la posibilidad de que algunos de esos grandes planetas hayan migrado hacia el interior de sus sistemas solares debido a las interacciones gravitatorias con los discos protoplanetarios.