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Protoplaneta

Vesta , un protoplaneta superviviente

Un protoplaneta es un embrión planetario grande que se originó dentro de un disco protoplanetario y ha sufrido una fusión interna para producir un interior diferenciado. Se cree que los protoplanetas se forman a partir de planetesimales de un kilómetro de tamaño que perturban gravitacionalmente las órbitas de los demás y chocan, fusionándose gradualmente hasta formar los planetas dominantes .

La hipótesis planetesimal

Un planetesimal es un objeto formado a partir de polvo, roca y otros materiales, que mide desde metros hasta cientos de kilómetros de tamaño. Según la hipótesis planetesimal de Chamberlin-Moulton y las teorías de Viktor Safronov , un disco protoplanetario de materiales como gas y polvo orbitaría una estrella en las primeras etapas de la formación de un sistema planetario. La acción de la gravedad sobre dichos materiales forma trozos cada vez más grandes hasta que algunos alcanzan el tamaño de planetesimales. [1] [2]

Se cree que las colisiones de planetesimales crearon unos cientos de embriones planetarios más grandes. A lo largo de cientos de millones de años, chocaron entre sí. Se desconoce la secuencia exacta mediante la cual los embriones planetarios colisionaron para ensamblar los planetas, pero se cree que las colisiones iniciales habrían reemplazado la primera "generación" de embriones por una segunda generación compuesta por menos embriones pero más grandes. Estos, a su vez, habrían chocado para crear una tercera generación de menos embriones, pero aún más grandes. Al final, sólo quedó un puñado de embriones, que colisionaron para completar el ensamblaje de los planetas propiamente dichos. [3]

Los primeros protoplanetas tenían más elementos radiactivos , [4] cuya cantidad se ha reducido con el tiempo debido a la desintegración radiactiva . El calentamiento debido a la radiactividad, el impacto y la presión gravitacional derritió partes de los protoplanetas a medida que crecían hasta convertirse en planetas. En las zonas derretidas, los elementos más pesados ​​se hundieron hacia el centro, mientras que los elementos más ligeros subieron a la superficie. Este proceso se conoce como diferenciación planetaria . La composición de algunos meteoritos muestra que en algunos asteroides se produjo diferenciación .

Evidencia en el Sistema Solar

En el caso del Sistema Solar , se piensa que las colisiones de planetesimales crearon unos cientos de embriones planetarios. Estos embriones eran similares a Ceres y Plutón, con masas de entre 10,22 y 10,23 kg  y unos pocos miles de kilómetros de diámetro. [ cita necesaria ]

Según la hipótesis del impacto gigante, la Luna se formó a partir de un impacto colosal de un hipotético protoplaneta llamado Theia con la Tierra, temprano en la historia del Sistema Solar . [ cita necesaria ]

En el Sistema Solar interior, los tres protoplanetas que sobrevivirán más o menos intactos son los asteroides Ceres , Palas y Vesta . Es probable que Psyche sea el sobreviviente de un violento atropello y fuga con otro objeto que arrancó las capas rocosas exteriores de un protoplaneta. [5] El asteroide Metis también puede tener una historia de origen similar a la de Psyche. [6] El asteroide Lutetia también tiene características que se asemejan a un protoplaneta. [7] [8] Los planetas enanos del cinturón de Kuiper también han sido denominados protoplanetas. [9] Debido a que se han encontrado meteoritos de hierro en la Tierra, se considera probable que alguna vez hubo otros protoplanetas con núcleo metálico en el cinturón de asteroides que desde entonces han sido alterados y que son la fuente de estos meteoritos. [ cita necesaria ]

Protoplanetas observados

En febrero de 2013, los astrónomos realizaron la primera observación directa de un candidato a protoplaneta formándose en un disco de gas y polvo alrededor de una estrella distante, HD 100546 . [10] [11] Observaciones posteriores sugieren que pueden estar presentes varios protoplanetas en el disco de gas. [12]

Otro protoplaneta, AB Aur b, puede estar en la etapa de formación más temprana observada para un gigante gaseoso. Se encuentra ubicado en el disco de gas de la estrella AB Aurigae . AB Aur b se encuentra entre los exoplanetas más grandes identificados y tiene una órbita distante, tres veces más lejos que Neptuno del sol de la Tierra. Las observaciones de AB Aur b pueden desafiar el pensamiento convencional sobre cómo se forman los planetas. Fue visto por el Telescopio Subaru y el Telescopio Espacial Hubble . [13]

Los protoplanetas podrían causar anillos, fisuras, espirales, concentraciones de polvo y sombras en los discos protoplanetarios . Estas estructuras no se comprenden completamente y, por lo tanto, no se consideran una prueba de la presencia de un protoplaneta. [14] Una nueva forma emergente de estudiar el efecto de los protoplanetas en el disco son las observaciones de líneas moleculares de los discos protoplanetarios en forma de mapas de velocidad del gas. [14] HD 97048 b es el primer protoplaneta detectado mediante cinemática de disco en forma de curvatura en el mapa de velocidad del gas. [15]

Protoplanetas no confirmados

La detección segura de protoplanetas es difícil. Los protoplanetas suelen existir en discos protoplanetarios ricos en gas. Estos discos pueden producir sobredensidades mediante un proceso llamado fragmentación del disco. Estos fragmentos pueden ser lo suficientemente pequeños como para no resolverse e imitar la apariencia de un protoplaneta. [23] Se conocen varios candidatos a protoplanetas no confirmados y algunas detecciones fueron cuestionadas posteriormente.

Ver también

Referencias

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