Estrellas y planetas: una breve introducción

David ByN

Las fronteras de las Astronáutica I: estrellas, discos y planetas.

Formación estelar: ¿cómo?

Como en muchos otros campos, los astrofísicos todavía no hemos alcanzado un consenso sobre la formación estelar, sobre los posibles mecanismos y sobre todo acerca de los detalles teóricos y observacionales. Existen varios posibles escenarios, pero todos tienen que ver con el colapso y fragmentación de una nube interestelar formada por polvo y, sobre todo, por gas (esencialmente hidrógeno y helio).


Ilustración con uno de los posibles mecanismo inductores de la formación de una nueva generación: el efecto de una supernova cercana sobre una nube de materia interestelar (crédito NASA/IPAC). Se puede encontrar una imagen en alta resolución aquí.

La Vía Láctea está poblada de inmensas nubes que adaptas estructuras muy complejas, generalmente localizadas en el plano de la galaxia, especialmente en los brazos en espiral. Normalmente se encuentran en equilibrio, pero alguna influencia externa puede alterar ese equilibrio, que nosotros denominamos hidrostático, y puede provocar que se desestabilice y que las fuerzas gravitatorias venzan a la presión dentro de la nube y a otras fuerzas que evitan el colapso (como fuerzas de origen magnético). Una de estas causas puede ser la explosión de una supernova cercana. El frente de choque barre el material que se encuentra a su paso. Cuando interactúa con un nube, provoca la compresión de su material y puede dar lugar a ese colapso que producirá la nueva generación de estrellas. El video que se encuentra a continuación describe este proceso de manera muy visual.


Recreación artística que muestra el impacto del frente de ondas de una supernova sobre una nube de polvo y gas interestelar, y que da lugar a la formación de una nueva generación de estrellas (crédito NASA/IPAC)


Los detalles de la formación estelar

En realidad debería escribir los “no-detalles”, ya que estos solo se encuentran, en su mejor caso, esbozados. La nube se comprime, se fragmenta en trozos más pequeños y cada uno de ellos dará lugar a la formación de una protoestrella o a un sistema múltiple, que está rodeada por una capa de polvo y gas y que emite principalmente en el infrarrojo medio y lejano, que se irá contrayendo y calentando progresivamente hasta tener un núcleo tan caliente y denso que tendrán lugar reacciones nucleares en su interior. De ese momento en adelante, esa será su principal fuente de energía. Durante la mayor parte de su vida, será la transformación de hidrógeno en helio.

Lo importante es que durante la fase inicial, que dura unos pocos millones de años, la protoestrella sufre una serie de fenómenos que son muy interesantes. Mientras se contrae, por el efecto de la conservación del momento angular (una magnitud que tiene que ver con la rotación de cualquier objeto), empieza a rotar más y más rápido. También acreta material. Primero de la envoltura, que también se deposita en un disco circunestelar perpendicular al eje de rotación. Después es el disco, que se convierte en la principal reserva para el crecimiento de la masa de lo que ya se puede denominar como estrella. Además, la estrella es capaz de deshacerse de parte de su momento angular expulsando material por su eje de rotación, por sus polos. Lo hace en forma de chorro colimado, que sale a gran velocidad y puede alcanzar grandes distancias. Por otra parte, las interacciones dinámicas entre diferentes protoestrellas o estrellas dentro de una nube pueden dar lugar a que algunas salgan despedidas. Además, el disco también tiene su propia evolución. Cambia de composición química, lso granos de polvo que la componen pueden agruparse y crecer de tamaño, iniciando lo que será la formación de un sistema planetario. Este proceso puede durar varias decenas de millones de años.


Simulación numérica realizada por Mathew Bate que nos muestra la formación de estrellas, enanas marrones y discos circunestelares, e incluye las interacciones dinámicas entre los distintos objetos, que en algunos casos pueden dar lugar a la expulsión de algunos miembros de los sistemas múltiples. Diferentes simulaciones se pueden encontrar en la página de Mathew Bate.

La formación de los sistemas planetarios

Hay varios mecanismos que describen en detalle la formación de un planeta. Sin embargo, dada la gran diversidad de exoplanetas encontrados hasta el momento, y la extraordinaria diferencia entre sus propiedades y configuraciones, ninguno de ellos puede catalogarse como universal. En cualquier caso, lo que si sabemos es que la formación de un sistema planetario es una consecuencia natural de la formación de una estrella. Esto no quiere decir que todas las estrellas tengan planetas, pero sí que los planetas se forman como subproducto de aquél proceso y que es ocurre con gran frecuencia.


Recreación artística de los fases iniciales en la aparición de un planeta a partir del material de un disco circunestelar. Se puede apreciar como la condensación inicial acreta materia y vacía su órbita de otros objetos, creando un hueco en el disco (crédito NASA) .

Los números de los exoplanetas:

¿Cuántos?
: 264 (actualizado el 2007/XI/09)

  • 251 por el método de la velocidad radiales (215 sistemas, 25 múltiples)
  • 32 por el método de los tránsitos planetarios
  • 4 por la técnica de “microlensing” o lente gravitacional.
  • 4 vistos en imágenes directas (2M1207, GQ Lup, AB Pic, SCR 1845)
  • 5 por la técnica de “timing”, incluyendo en púlsares (en dos sistemas, uno de ellos con tres planetas)
  • 3 IPMOS o xebarcos confirmados (objetos aislados de masa planetaria).

Rangos:

  • Las masas (sin tener en cuenta el factor de inclinación) se encuentran entre 0.018 y 18.4 masas de Júpiter
  • Las distancias a la estrella van desde 0.0177 hasta 9.21 unidades astronómicas.
  • Excentricidades de hasta 0.927 (órbitas casi parabólicas en algún caso)
  • Periodos orbitales extraordinariamente bajos (1,211909 días) o bastante largos (29,86 años, limitados por el tiempo que se llevan observando estos sistemas)

Imagen tomada en el infrarrojo cercano del objeto de masa planetaria asociado a la enana marrón 2M1207 (crédito ESO/Gael Chauvin). Es la primera imagen directa, tomada en el 2004, de un objeto de este tipo. Se puede encontrar una imagen en alta resolución aquí.

El bestiario exoplanetario:

Si una cosa ha quedado clara, es que los exoplanetas no han respondido a nuestras expectativas, a nuestras preconcepciones. Ningún escrito de ciencia ficción de de nace más de 30 años podría haber imaginado la extraordinaria variedad, tanto en sus propiedades intrínsecas como en las configuración de los propios sistemas planetarios. Existen, ciertamente, sistemas planetarios análogos al Sistema Solar, incluso estrellas gemelas del Sol con hasta cinco planetas confirmados, como es el caso de 55 Cnc. Pero también nos encontramos planetas en ambientes mucho más extraños, que incluyen desde aquéllos que orbitan en torno a estrellas de neutrones como los que están ligados a enanas marrones. Incluso los hemos encontrado flotando libremente en el espacio, aunque asociados a diferentes regiones de formación estelar. En una ocasión anterior ya hemos hablado de los records interplanetarios, mostrando algunas propiedades extremas de exoplanetas y miembros del Sistema Solar.


Comparación entre el sistema de 2M1207 y el Sistema solar (crédito ESO). Se puede encontrar una imagen en alta resolución aquí.

La sofisticación de nuestras técnicas de observación ha llegado hasta tal punto que podemos analizar las propiedades de la atmósfera del exoplaneta, comparando espectros tomados antes y durante el eclipse (incluyendo cuando el planeta pasa por detrás de la estrella), determinar la temperatura superficial del mismo o incluso vislumbrar (casi diría intuir) la presencia de agua. Desafíos sorprendentes que han colmados nuestras expectativas.

 
Ilustraciones que muestran la extraordinaria sofisticación que hemos alcanzado en el estudio de las propiedades de los exoplanetas. Diferentes técnicas nos permiten medir desde las propiedades de sus atmósferas, mediante el uso de tránsitos por delante y detrás del disco estelar, como la temperatura superficial del planeta. Se puede encontrar una imagen en alta resolución aquí.

Los siguientes pasos … la búsqueda de planetas rocosos, tipo Tierra, y el descubrimiento de vida. Una nueva aventura apasionate, de la que hablaré en las siguientes entradas.

ENLACES:


Página principal del “Cuaderno de Bitácora Estelar”
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Comentarios

En serio, me quito el sombrero con tus historias. Sigues sorprendiéndome con tus exposiciones, y gracias por los enlaces a video y figuras. De verdad, a mí me cuesta cada vez más sacar un rato para contar algo nuevo, y tú te explayas varias veces a la semana. Mi más sana envidia y recuerdos desde Sydney.

es excelente su pagina escribanme mas a mi correeo y deseo ver mas de los planetas—–

Buenoooo holaaaa tengo 13 añossssss

estaaaaa muyyy buenoooo el comentariooooo

bye

bye

ESPECTACULAR y es muy bonito

no saben: ¿ que relaciones podemos establecer entre las estrellas el sol y los planetas?

deberia aber el sistema planetario solar

DEBERIA HABER PORNO xxx

89jkjjjknooooooooooooooooooooooooooooooooooooo

todo una mierda y estoy buscando quien me chupe la concha y me de bien duroo.. espero ofertas bye papitoo!

xxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxxx

PORNOOOOOOOOOOOOOOO!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!

que buena que esta esta pajina agregemen luksriverkpo@live.com.ar

hola esto esta bien chido

lo más inportante de los planetas y estrellas

esto me sirvio para un trabajo de la escuela re aburrido

esta bueno

He descubierto esta página de forma casual. Estoy dándole un repaso a mi último trabajo de carrera. Enhorabuena por tu página. Con tantos, datos, gráficas, estadísticas seguro que existe vida fuera del sistema solar, pero quizá no hemos desarrollado aún las herramientas necesarias/adecuadas.

pssss k es ta padre

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