Modelo informático predice la existencia de planetas planos

Cuando los planetas gigantes como Júpiter o Saturno se forman a partir del disco de gas alrededor de una estrella, es posible que no sean esféricos, sino más bien aplanados. Al menos si surgen según un determinado mecanismo, de esta manera se podría decidir entre hipótesis contrapuestas sobre este proceso previamente controvertido. Como informan los astrofísicos Adam Fenton y Dimitris Stamatellos de la Universidad de Central Lancashire, la forma inusual de los planetas jóvenes es el resultado de un proceso hipotético llamado inestabilidad del disco. El disco de polvo que se enfría alrededor de una estrella colapsa bajo su propia gravedad y muy rápidamente se colapsa en varios precursores planetarios. Hasta ahora, sin embargo, la mayoría de los expertos han asumido que los planetas grandes se forman mediante el proceso gradual de acreción de núcleos: los objetos pequeños se acumulan gradualmente para formar núcleos planetarios, que luego acumulan gas del disco.

Para su publicación, que ahora aparece en la revista «Astronomy & Astrophysics», los dos investigadores simularon qué sucede exactamente cuando un disco de polvo colapsa debido a la gravedad. Al comienzo de la simulación, hicieron el disco tan frío y denso que colapsó en varios centros de masa bajo su propia masa, y observaron cómo se desarrollaban los planetas a partir de él. Al final resultó que, los núcleos planetarios formados inicialmente no son redondos en absoluto, sino extremadamente aplanados, a menudo hasta 20 veces más anchos que altos. Curiosamente, la forma aplanada no se crea mediante rotación. Más bien, cae más gas sobre los polos desde arriba y desde abajo y comprime la estructura, que todavía está formada por gas fino.

Según la simulación, los planetas recién nacidos sólo se volverán esféricos más adelante. Este es el momento en que la temperatura en el embrión planetario supera los 2000 Kelvin. En ese momento el hidrógeno molecular se descompone en átomos y las condiciones de presión cambian radicalmente: el núcleo del planeta colapsa por segunda vez y esta vez se forma un planeta aproximadamente redondo. Según las simulaciones, la mayoría de estos llamados “segundos núcleos” están sólo ligeramente aplanados, en este caso precisamente debido a su rotación. Son planetas casi normales.

La existencia real de los protoplanetas Smarties depende de si dichos planetas gaseosos se formaron mediante un colapso gravitacional similar en el disco. La simulación de Fenton y Stamatellos supone esto, pero la mayoría de los expertos suponen que los planetas gaseosos se forman por acreción. Sin embargo, los modelos informáticos indican que este enfoque se puede utilizar para aclarar qué está causando realmente la inestabilidad del disco. Los investigadores sostienen que las propiedades peculiares de los planetas planos deberían ser evidentes cuando se observan cuidadosamente los sistemas planetarios jóvenes: «Esperamos que esto conduzca a un fuerte cambio en las propiedades observadas de los protoplanetas», escriben.