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Protoplaneta

Vesta , un protoplaneta superviviente

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

La hipótesis planetesimal

Un planetesimal es un objeto formado por 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 fragmentos 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. No se conoce la secuencia exacta en la que los embriones planetarios chocaron 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, solo quedaron un puñado de embriones, que chocaron 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 fundieron partes de los protoplanetas a medida que crecían hasta convertirse en planetas. En las zonas fundidas, sus 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 la diferenciación tuvo lugar en algunos asteroides .

Evidencias en el Sistema Solar: protoplanetas remanentes sobrevivientes

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

Según la hipótesis del impacto gigante , la Luna se formó a partir de un impacto colosal de un protoplaneta hipotético llamado Theia con la Tierra, a principios de la historia del Sistema Solar . [5] [6] [7]

En el Sistema Solar interior, los tres protoplanetas que sobrevivieron más o menos intactos son los asteroides Ceres , Pallas y Vesta . Es probable que Psyche sea el sobreviviente de un violento choque con otro objeto que desprendió las capas rocosas externas de un protoplaneta. [8] El asteroide Metis también puede tener una historia de origen similar a la de Psyche. [9] El asteroide Lutetia también tiene características que se asemejan a un protoplaneta. [10] [11] Los planetas enanos del cinturón de Kuiper también han sido denominados protoplanetas. [12] 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 requerida ]

Protoplanetas extrasolares: 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. [ 13] [14] Observaciones posteriores sugieren que varios protoplanetas pueden estar presentes en el disco de gas. [15]

Otro protoplaneta, AB Aur b, puede estar en la etapa más temprana observada de formación de un gigante gaseoso. Está ubicado en el disco de gas de la estrella AB Aurigae . AB Aur b es uno de 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 . [16]

Los anillos, huecos, espirales, concentraciones de polvo y sombras en los discos protoplanetarios podrían ser causados ​​por protoplanetas. Estas estructuras no se entienden completamente y, por lo tanto, no se consideran una prueba de la presencia de un protoplaneta. [17] Una nueva forma emergente de estudiar el efecto de los protoplanetas en el disco son las observaciones de líneas moleculares de discos protoplanetarios en forma de mapas de velocidad del gas. [17] HD 97048 b es el primer protoplaneta detectado mediante cinemática de disco en forma de un quiebre en el mapa de velocidad del gas. [18]

Protoplanetas no confirmados

La detección segura de protoplanetas es difícil. Los protoplanetas suelen existir en discos protoplanetarios ricos en gas. Dichos discos pueden producir sobredensidades mediante un proceso llamado fragmentación del disco. Dichos fragmentos pueden ser lo suficientemente pequeños como para no ser resueltos e imitar la apariencia de un protoplaneta. [25] Se conocen varios candidatos a protoplanetas no confirmados y algunas detecciones fueron cuestionadas posteriormente.

Véase también

Referencias

  1. ^ Cessna, Abby (26 de julio de 2009). "Planetesimals". Universe Today . Consultado el 5 de abril de 2022 .
  2. ^ Ahrens, TJ (1 de mayo de 1993). "Erosión por impacto de las atmósferas planetarias terrestres". Revista anual de ciencias de la Tierra y planetarias . 21 (1): 525–555. Bibcode :1993AREPS..21..525A. doi :10.1146/annurev.ea.21.050193.002521. hdl : 2060/19920021677 . ISSN  0084-6597 . Consultado el 5 de abril de 2022 .
  3. ^ McBride, Neil; Iain Gilmour; Philip A. Bland; Elaine A. Moore; Mike Widdowson; Ian Wright (2004). Introducción al sistema solar . Cambridge: Cambridge University Press . pág. 56. ISBN 9780521837354.
  4. ^ Cessna, Abby (2009). "Protoplanetas". Universo hoy.
  5. ^ Nace, Trevor (30 de enero de 2016). "Nueva evidencia de que un impacto de hace 4.500 millones de años formó nuestra Luna". Forbes . Consultado el 30 de enero de 2016 .
  6. ^ Young, ED; Kohl, IE; Warren, PH; Rubie, DC; Jacobson, SA; Morbidelli, A. (28 de enero de 2016). "Evidencia isotópica de oxígeno de una mezcla vigorosa durante el impacto gigante que formó la Luna". Science . 351 (6272): 493–496. arXiv : 1603.04536 . Bibcode :2016Sci...351..493Y. doi :10.1126/science.aad0525. PMID  26823426. S2CID  6548599.
  7. ^ Wolpert, Stuart (28 de enero de 2016). "La Luna se produjo por una colisión frontal entre la Tierra y un planeta en formación". Sala de prensa de la UCLA . UCLA.
  8. ^ "La NASA selecciona investigaciones para una futura misión planetaria clave". 30 de septiembre de 2015.
  9. ^ Kelley, Michael S; Michael J. Gaffey (2000). "9 Metis y 113 Amalthea: un par de asteroides genéticos". Icarus . 144 (1): 27–38. Bibcode :2000Icar..144...27K. doi :10.1006/icar.1999.6266.
  10. ^ "BIG PIC: 2 Pallas, el asteroide con actitud protoplanetaria". Discovery Space . Discovery Communications . 2009-10-08 . Consultado el 2009-10-08 .
  11. ^ Klotz, Irene (27 de octubre de 2011). "ASTEROIDE NO LOGRA LOGRAR UN GRAN TAMAÑO: Un asteroide recientemente estudiado es en realidad un bloque de construcción planetario que dejó de crecer". Discovery News . Discovery Communications . Consultado el 27 de octubre de 2011 .
  12. ^ Alan Boyle (8 de octubre de 2009). «Protoplaneta congelado en el tiempo». MSNBC . Archivado desde el original el 10 de octubre de 2009. Consultado el 12 de septiembre de 2009 .
  13. ^ "¿El nacimiento de un planeta gigante?". Observatorio Europeo Austral . 28 de febrero de 2013. Consultado el 2 de marzo de 2013 .
  14. ^ Quanz, Sascha P.; Amara, Adam; Meyer, Michael P.; Kenworthy, Matthew P.; et al. (2013). "Un candidato a protoplaneta joven incrustado en el disco circunestelar de HD 100546". Astrophysical Journal . 766 (1). L1. arXiv : 1302.7122 . Bibcode :2013ApJ...766L...1Q. doi :10.1088/2041-8205/766/1/l1. S2CID  56140977.
  15. ^ Garufi, A.; Quanz, SP; Schmid, HM; Mulders, GD; Avenhaus, H.; Boccaletti, A.; Ginski, C.; Langlois, M.; Stolker, T.; Augereau, J.-C.; Benisty, M.; López, B.; Dominik, C.; Gratton, R.; Henning, T.; Janson, M.; Ménard, F.; Meyer, señor; Pinte, C.; Sissa, E.; Vigán, A.; Zurlo, A.; Bazzon, A.; Buenzli, E.; Bonnefoy, M.; Brandner, W.; Chauvin, G.; Cheetham, A.; Cudel, M.; Desidera, S.; Feldt, M.; Galicher, R.; Kasper, M.; Lagrange, A.-M.; Lannier, J.; Maire, AL; Mesa, D.; Mouillet, D.; Peretti, S.; Perrot, C.; Salter, G.; Wildi, F. (abril de 2016). "La vista SPHERE del disco de formación planetaria alrededor de HD 100546". Astronomía & Astrophysics . 588 : A8. arXiv : 1601.04983 . Bibcode :2016A&A...588A...8G. doi : 10.1051/0004-6361/201527940 . ISSN  0004-6361 . Consultado el 5 de abril de 2022 .
  16. ^ "Se observa un gigantesco planeta alienígena parecido a Júpiter todavía 'en el útero'". CBC News . 5 de abril de 2022 . Consultado el 5 de abril de 2022 .
  17. ^ ab Pinte, Christophe; Teague, Richard; Flaherty, Kevin; Hall, Cassandra; Facchini, Stefano; Casassus, Simon (1 de marzo de 2022). "Estructuras cinemáticas en discos de formación de planetas". Protoestrellas y planetas VII . 534 : 645. arXiv : 2203.09528 . Código Bibliográfico :2023ASPC..534..645P.
  18. ^ Pinte, C.; van der Plas, G.; Ménard, F.; Precio, DJ; Christiaens, V.; colina, T.; Mentiplay, D.; Ginski, C.; Choquet, E.; Boehler, Y.; Duchene, G.; Pérez, S.; Casassus, S. (01 de agosto de 2019). "Detección cinemática de un planeta abriendo un hueco en un disco protoplanetario". Astronomía de la Naturaleza . 3 (12): 1109-1114. arXiv : 1907.02538 . Código Bib : 2019NatAs...3.1109P. doi :10.1038/s41550-019-0852-6. ISSN  2397-3366. S2CID  195820690.
  19. ^ abcd Gaia Collaboration (1 de noviembre de 2020). «Catálogo de datos en línea VizieR: Gaia EDR3 (Gaia Collaboration, 2020)». Catálogo de datos en línea VizieR : I/350. Código Bibliográfico :2020yCat.1350....0G. doi :10.26093/cds/vizier.1350.
  20. ^ ab "PDS 70 | Archivo de exoplanetas de la NASA". exoplanetarchive.ipac.caltech.edu . Consultado el 1 de marzo de 2023 .
  21. ^ abcd "Calculadora de períodos orbitales | Sistema binario". www.omnicalculator.com . Consultado el 1 de marzo de 2023 .
  22. ^ "HD 97048 | Archivo de exoplanetas de la NASA". exoplanetarchive.ipac.caltech.edu . Consultado el 1 de marzo de 2023 .
  23. ^ Gratton, R.; Ligi, R.; Sissa, E.; Desidera, S.; Mesa, D.; Bonnefoy, M.; Chauvin, G.; Cheetham, A.; Feldt, M.; Lagrange, AM; Langlois, M.; Meyer, M.; Vigan, A.; Boccaletti, A.; Janson, M. (marzo de 2019). "Blobs, brazos espirales y un posible planeta alrededor de HD 169142". Astronomía y astrofísica . 623 : A140. arXiv : 1901.06555 . Código Bibliográfico :2019A&A...623A.140G. doi :10.1051/0004-6361/201834760. ISSN  0004-6361.
  24. ^ Hammond, Iain; Christiaens, Valentin; Price, Daniel J.; Toci, Claudia; Pinte, Christophe; Juillard, Sandrine; Garg, Himanshi (1 de febrero de 2023). "Confirmación y movimiento kepleriano del protoplaneta HD 169142 b". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 522 (1): L51–L55. arXiv : 2302.11302 . Código Bibliográfico :2023MNRAS.522L..51H. doi : 10.1093/mnrasl/slad027 .
  25. ^ Teague, Richard; Jankovic, Marija R.; Haworth, Thomas J.; Qi, Chunhua; Ilee, John D. (1 de junio de 2020). "Una vista tridimensional de la hamburguesa de Gómez". Avisos mensuales de la Real Sociedad Astronómica . 495 (1): 451–459. arXiv : 2003.02061 . Código Bib : 2020MNRAS.495..451T. doi : 10.1093/mnras/staa1167 . ISSN  0035-8711.
  26. ^ Kraus, Adam L.; Ireland, Michael J. (1 de enero de 2012). "LkCa 15: ¿Un exoplaneta joven atrapado en formación?". The Astrophysical Journal . 745 (1): 5. arXiv : 1110.3808 . Bibcode :2012ApJ...745....5K. doi :10.1088/0004-637X/745/1/5. ISSN  0004-637X.
  27. ^ Currie, Thayne; Marois, Christian; Cieza, Lucas; Mulders, Gijs D.; Lawson, Kellen; Caceres, Claudio; Rodriguez-Ruiz, Dary; Wisniewski, John; Guyon, Olivier; Brandt, Timothy D.; Kasdin, N. Jeremy; Groff, Tyler D.; Lozi, Julien; Chilcote, Jeffrey; Hodapp, Klaus (1 de mayo de 2019). "No hay evidencia clara y directa de múltiples protoplanetas orbitando LkCa 15: LkCa 15 bcd son probables señales del disco interno". The Astrophysical Journal . 877 (1): L3. arXiv : 1905.04322 . Código Bibliográfico :2019ApJ...877L...3C. doi : 10.3847/2041-8213/ab1b42 . ISSN  0004-637X.
  28. ^ ab Sallum, S.; Follette, KB; Eisner, JA; Close, LM; Hinz, P.; Kratter, K.; Males, J.; Skemer, A.; Macintosh, B.; Tuthill, P.; Bailey, V.; Defrère, D.; Morzinski, K.; Rodigas, T.; Spalding, E. (1 de noviembre de 2015). "Protoplanetas en acreción en el disco de transición LkCa 15". Nature . 527 (7578): 342–344. arXiv : 1511.07456 . Código Bibliográfico :2015Natur.527..342S. doi :10.1038/nature15761. ISSN  0028-0836. Número de modelo: PMID  26581290. Número de modelo: S2CID  916170.
  29. ^ Quanz, Sascha P.; Amara, Adam; Meyer, Michael R.; Girard, Julien H.; Kenworthy, Matthew A.; Kasper, Markus (1 de julio de 2015). "Confirmación y caracterización del protoplaneta HD 100546 b: evidencia directa de la formación de un planeta gigante gaseoso a 50 UA". The Astrophysical Journal . 807 (1): 64. arXiv : 1412.5173 . Bibcode :2015ApJ...807...64Q. doi :10.1088/0004-637X/807/1/64. hdl :1887/48578. ISSN  0004-637X. S2CID  119119314.
  30. ^ "HD 100546 | Archivo de exoplanetas de la NASA". exoplanetarchive.ipac.caltech.edu . Consultado el 1 de marzo de 2023 .
  31. ^ Rameau, Julien; Follette, Katherine B.; Pueyo, Laurent; Marois, Christian; Macintosh, Bruce; Millar-Blanchaer, Maxwell; Wang, Jason J.; Vega, David; Doyon, René; Lafrenière, David; Nielsen, Eric L.; Bailey, Vanessa; Chilcote, Jeffrey K.; Close, Laird M.; Esposito, Thomas M. (1 de junio de 2017). "Una investigación óptica/infrarroja cercana de HD 100546 b con el Gemini Planet Imager y MagAO". The Astronomical Journal . 153 (6): 244. arXiv : 1704.06317 . Código Bibliográfico :2017AJ....153..244R. doi : 10.3847/1538-3881/aa6cae . ISSN  0004-6256. S2CID  19100982.
  32. ^ Berné, O.; Fuente, A.; Pantín, E.; Bujarrabal, V.; Baruteau, C.; Pilleri, P.; Habart, E.; Ménard, F.; Cernícharo, J.; Tielens, AGGM; Joblin, C. (1 de junio de 2015). "Observaciones del Very Large Telescope de la hamburguesa de Gómez: información sobre un joven candidato a protoplaneta". Astronomía y Astrofísica . 578 : L8. arXiv : 1504.02735 . Código Bib : 2015A y A...578L...8B. doi :10.1051/0004-6361/201526041. ISSN  0004-6361.
  33. ^ "AB Aur | Archivo de exoplanetas de la NASA". exoplanetarchive.ipac.caltech.edu . Consultado el 1 de marzo de 2023 .
  34. ^ Zhou, Yifan; Bowler, Brendan P.; Yang, Haifeng; Sanghi, Aniket; Herczeg, Gregory J.; Kraus, Adam L.; Bae, Jaehan; Long, Feng; Follette, Katherine B.; Ward-Duong, Kimberley; Zhu, Zhaohuan; Biddle, Lauren I.; Close, Laird M.; Yushu Jiang, Lillian; Wu, Ya-Lin (30 de agosto de 2023). "La emisión ultravioleta-óptica de AB Aur b es consistente con la luz estelar dispersa". Astrophysical Journal . 166 (6): 11. arXiv : 2308.16223 . Código Bibliográfico :2023AJ....166..220Z. doi : 10.3847/1538-3881/acf9ec .
  35. ^ Biddle, Lauren I.; Bowler, Brendan P.; Zhou, Yifan; Franson, Kyle; Zhang, Zhoujian (1 de abril de 2024). "Imágenes profundas de Paβ del candidato a protoplaneta en acreción AB Aur b". The Astronomical Journal . 167 (4): 172. arXiv : 2402.12601 . Código Bibliográfico :2024AJ....167..172B. doi : 10.3847/1538-3881/ad2a52 . ISSN  0004-6256.
  36. ^ Verrios, Harrison J.; Price, Daniel J.; Pinte, Christophe; Hilder, Thomas; Calcino, Josh (1 de julio de 2022). "Evidencia cinemática de un planeta incrustado en el disco IM Lupi". The Astrophysical Journal . 934 (1): L11. arXiv : 2207.02869 . Código Bibliográfico :2022ApJ...934L..11V. doi : 10.3847/2041-8213/ac7f44 . ISSN  0004-637X.
  37. ^ Kanagawa, Kazuhiro D.; Ono, Tomohiro; Momose, Munetake (1 de diciembre de 2023). "Firmas cinemáticas de un planeta de baja masa con una órbita moderadamente inclinada en un disco protoplanetario". Publicaciones de la Sociedad Astronómica de Japón . 75 (6): 1105–1123. arXiv : 2308.12144 . Código Bibliográfico :2023PASJ...75.1105K. doi :10.1093/pasj/psad059. ISSN  0004-6264.
  38. ^ Calcino, Josh; Hilder, Thomas; Price, Daniel J.; Pinte, Christophe; Bollati, Francesco; Lodato, Giuseppe; Norfolk, Brodie J. (1 de abril de 2022). "Mapeo de la estela planetaria en HD 163296 con cinemática". The Astrophysical Journal . 929 (2): L25. arXiv : 2111.07416 . Código Bibliográfico :2022ApJ...929L..25C. doi : 10.3847/2041-8213/ac64a7 . ISSN  0004-637X. S2CID  244117638.
  39. ^ Pinte, C.; Hammond, I.; Price, DJ; Christiaens, V.; Andrews, SM; Chauvin, G.; Pérez, LM; Jorquera, S.; Garg, H.; Norfolk, BJ; Calcino, J.; Bonnefoy, M. (1 de noviembre de 2023). "Firmas cinemáticas y térmicas del candidato a protoplaneta en imágenes directas alrededor de Elias 2-24". Monthly Notices of the Royal Astronomical Society . 526 (1): L41–L46. arXiv : 2301.08759 . Código Bibliográfico :2023MNRAS.526L..41P. doi : 10.1093/mnrasl/slad010 . ISSN  0035-8711.

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