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INSTITUTO DE ASTRONOMIA
UNAM
CAMPUS MORELIA
¿CÓMO SE FORMAN
PLANETAS?
Paola D'Alessio, Instituto de Astronomía, Unam, Campus Morelia
Hasta 1995 el único sistema planetario conocido era
EL SISTEMA SOLAR
La estrella central es EL SOL, tipo G2 V
La Tierra :
R=6380 km,
d=1 AU = 150 millones de km = 8 minutos luz,
Planetas rocosos
Mercurio
R
0.4
Planetas gaseosos
dens
5.4
Jupiter
d
0.4
R
dens
d
11 1.3
5.2
9
0.7
9.5
4
1.3
19
4
1.76
Saturno
Venus
0.95
5.2
0.7
Urano
La Tierra
1
5.5
1
Neptuno
Marte
0.5
3.9
1.5
30
Planetas rocosos
Mercurio
Planetas gaseosos
Júpiter
Saturno
Venus
La Tierra
Planetas
internos,
pequeños,
densos
Urano
Neptuno
Marte
Planetas
externos,
gigantes,
poco densos
Plutón:
El noveno planeta es muy especial...
Es el objeto más grande conocido del cinturón de
Kuiper
Más allá de Neptuno está el cinturón de Kuiper y la
nube de Oort, ambos son fuentes de cometas cuando
las órbitas son perturbadas por los planetas gigantes
Además está el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter
ALGUNAS PROPIEDADES DEL SISTEMA SOLAR:
Orbitas casi co-planares y circulares
●Casi toda la masa del sistema esta en el Sol (98 %)
●Existe desde hace ~4500 millones de años
●Planetas rocosos + Planetas gaseosos
●
Para saber cómo se formó el Sistema Solar es
importante estudiar estrellas similares en
etapas evolutivas anteriores.
Es útil saber ...
DÓNDE ESTA EL SISTEMA SOLAR
Esta es una galaxia como la Vía Láctea., con ~1 billón de estrellas.
Además, contiene gas y polvo.
En los brazos espirales se están formando estrellas en este
momento...
Nube molecular oscura
Las estrellas se forman en nubes moleculares como B68
Un fragmento de la nube molecular con mayor densidad
colapsa debido a su gravedad.
Nube molecular
Protoestrella+disco
Este fragmento tiene una rotación neta, y por
conservación del momento angular, colapsa a un
disco.
En el centro del disco se forma una protoestrella
VARIEDAD DE DISCOS CIRCUNESTELARES
El Telescopio Espacial Hubble (HST)
L1551 IRS5: DISCOS BINARIOS
(RODRIGUEZ ET AL. 1998)
VLA
MBM12 3C Observado desde la Tierra con óptica
adaptativa (Jayawardhana, Luhman, D'Alessio, Stauffer 2002)
Los planetas rocosos se forman en 3 etapas:
I.Granos de polvo colisionan entre sí, formando granos mas grandes,
piedras y rocas de ~ 1m
II.t ~ 1,000 – 10,000 años
1 metro
Estrella
Disco Protoplanetario
Las rocas más masivas atraen gravitacionalmente otras rocas y
polvo, formando los planetésimos, de varios km de tamaño
t ~ 1 millón de años
varios kms
Parte del gas en el disco va cayendo hacia la estrella central y parte
sale en forma de viento.
t = 1-10 millones de años
Planetésimos colisionan para formar los planetas rocosos y,
probablemente, los núcleos de los planetas gaseosos
t ~ 3-200 millones de años
La fricción en el disco tiende a circularizar las órbitas
El Sistema Solar , hace unos 4500 millones de años
Al principio los planetas fueron bombardeados por grandes rocas
y por planetésimos. Se piensa que debido a una colisión con un
objeto de una masa 1/3 de la de la Tierra ….se formó la Luna.
La Luna y Fobos, uno de los satélites
de Marte, muestran evidencias de las
colisiones
Eje de rotación de los planetas
¿Cómo se forman los planetas gaseosos?
Planetésimos colisionan hasta formar un núcleo de unas 10 veces
la masa de la Tierra, en t~3 millones de años.
El núcleo atrapa gas del disco protoplanetario en t ~ 1-10 millón
de años
Simulación numérica del efecto de un planeta masivo en un disco
El protoplaneta captura gas y polvo del disco hasta que acaba lo que se
encuentra en su zona de influencia gravitacional
- b Pictoris muestra evidencias de la presencia de uno o
más planetas en su disco: brecha, alabeo
t=100 millones de años
Otros discos muestran evidencias
probablemente debidas a planetas
de
perturbaciones,
EXO-PLANETAS: PLANETAS FUERA DEL SISTEMA SOLAR
~ 100 EXO-PLANETAS (DESDE 1995)
... Y SE DESCUBRE ~ 1 CADA MES
METODO DE DETECCION
SE MIDEN PERTURBACIONES DE LA VELOCIDAD
DE LA ESTRELLA, DEBIDAS AL PLANETA
SE HAN DETECTADO MUCHOS PLANETAS SIMILARES A
JÚPITER
NUEVAS PROBLEMAS:
Exo-planetas ponen a prueba las teorías (Júpiters
calientes, migración de planetas, etc.).
NUEVOS RETOS:
Búsqueda de Planetas como la Tierra
Búsqueda de vida en otros planetas