Una nueva investigación explica la formación de súper-Tierras

Él universo contiene una multitud de diferentes tipos de planetas. Nuestro sistema solar es el hogar de tres tipos diferentes de planetas: planetas terrestres, gigantes gaseososy gigantes de hielo. Curiosamente, el tipo más común de planeta en nuestro galaxia no se encuentra en nuestro sistema solar. Llamó súper-tierrasestos son planetas cuyo tamaño y masa están entre los del Tierrael planeta terrestre más grande del sistema solar, y Neptuno, el más pequeño de los planetas exteriores. Las supertierras son el tipo más común de exoplaneta encontrados orbitando otras estrellas, pero dado que no hay súper-Tierras en nuestro sistema solar, los astrónomos han luchado para determinar cómo se forman. Ahora, una nueva investigación podría arrojar luz sobre cómo surgieron estos gigantescos mundos rocosos.

Formación de planetas

El modelo actualmente aceptado para formación del planeta es que después de que se forma una estrella, se forma un gran disco de material, llamado disco protoplanetario, que orbita alrededor de la joven estrella. Durante unos pocos millones de años, el gas y el polvo se condensan para formar materiales sólidos que se unen para formar planetesimales. Con el tiempo, los planetesimales chocan para formar pequeños planetas. Decenas o incluso cientos de planetas pueden emerger de un solo disco protoplanetario. La gran mayoría de estos mundos eventualmente chocarán entre sí para formar planetas aún más grandes. En menos de 10 millones de años, surgirá un sistema solar completo. En nuestro sistema solar, los planetas se dividen en mundos grandes compuestos de gas y mundos más pequeños compuestos de roca y metal. La razón por la que hay dos regiones distintas de nuestro sistema solar es porque cuando el Sol nació, los estallidos de energía empujaron los materiales más ligeros lejos del sol, mientras que los materiales más pesados ​​permanecieron en el sistema solar interior. Así, los planetas del sistema solar interior se convirtieron en mundos rocosos ricos en metales, mientras que los planetas exteriores están compuestos mayoritariamente por hidrógeno y helio.

Si bien este modelo de formación del sistema solar funcionó bien para nuestro sistema solar, no pudo explicar cómo surgieron los sistemas solares con supertierras. Hay dos problemas importantes que plantea la presencia de súper-Tierras. Primero, los sistemas solares que contienen súper-Tierras tienden a contener múltiples súper-Tierras que están espaciadas uniformemente en sus órbitas y tienen composiciones, tamaños y masas casi idénticos. En segundo lugar, la mayoría de las supertierras contienen composiciones similares tanto a los planetas terrestres como a los gigantes gaseosos. Para explicar cómo se forman estos mundos, los astrónomos han revisado los modelos existentes de formación del sistema solar.

Múltiples discos

Cualquier modelo que busque explicar cómo se forman otros sistemas solares también debe explicar cómo se formó nuestro propio sistema solar. En 2021, los astrónomos lanzaron un nuevo modelo de formación de planetas que supone que se forman dos discos protoplanetarios que orbitan alrededor del sol, uno en el sistema solar interior y otro ubicado en el sistema solar exterior. Los dos discos dieron como resultado la formación de diferentes tipos de planetas, con el disco interior formando los planetas rocosos y el disco exterior formando los gigantes gaseosos y los gigantes de hielo. Este modelo funciona bien para nuestro sistema solar, y una nueva investigación sugiere que también explica cómo se forman las supertierras.

El modelo sugiere que, en algunos casos, la materia sólida se concentra en una sola banda dentro de un disco protoplanetario, donde el polvo de silicato se condensa para formar pequeñas rocas. Esta banda sería una mezcla de material rocoso y elementos gaseosos. Dado que la banda es una concentración de grandes cantidades de materia, potencialmente puede causar la formación de múltiples planetas. A medida que se forma un planeta, el arrastre causado por el gas y el polvo reduce la velocidad orbital del planeta y finalmente sale del disco. Como una rueda de ardilla, el disco protoplanetario continuará formando planetas y empujándolos hacia atrás hasta que se agote la mayor parte del material. Dado que la banda dentro del disco contiene una mezcla de elementos livianos y pesados, formará una serie de planetas gigantes que tienen una mezcla de estos químicos, por lo que las supertierras tienen composiciones similares a los mundos rocosos y los gigantes gaseosos. Este modelo no solo funciona para nuestro sistema solar, sino que también explica cómo se pueden haber formado otros sistemas solares.