Comportamiento de sistemas planetarios en agrupaciones estelares

Las estrellas nacen a partir de acumulaciones de gas y polvo, fundamentalmente hidrógeno pero también otros elementos más pesados como helio, carbono u oxígeno, que son menos abundantes, así como otras moléculas más complejas. Cuando esa acumulación alcanza una masa mínima, colapsa y la estrella empieza a formarse. Sin embargo, no todo el gas que colapsa para formar la estrella, termina formando parte de la misma. Cerca del 99% de ese gas forma parte de la estrella final pero, ¿qué pasa con el 1% restante?

En el caso de la acumulación que dio lugar a la formación del Sol, ese 1% somos tú, yo, el ordenador en el que yo estoy escribiendo y tú leyendo, el planeta tierra, el resto de planetas del sistema solar, el cinturón de asteroides y otros cuerpos menores.

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Concepción artística de un sistema planetario (Fuente: Wikimedia Commons)

 

Que una estrella se forme aislada del resto sin formar ninguna asociación de dos, tres o cientos de estrellas no suele ser normal. Nuestro Sol también se formó en una nube de gas y polvo donde se formaron otras estrellas al mismo tiempo. Fue la interacción gravitatoria entre las propias estrellas las que hicieron que se separaran unas de otras. Con respecto a esto, el Sol, al igual que muchas otras estrellas, un caso aparte, ya que la gran mayoría de las estrellas que vemos son en realidad sistemas dobles o múltiples. Se encuentran tan ligados gravitacionalmente que no se separarán nunca.

Si cuando se forma una estrella el 1% del material sobrante puede formar cuerpos planetarios alrededor suyo, es normal pensar que cada estrella dentro de una agrupación estelar como los cúmulos globulares o los cúmulos abiertos pueda tener planetas a su alrededor. Si no todas, al menos una podría tener un planeta. Pero, si las interacciones gravitatorias entre estrellas pueden llegar a hacer que alguna abandone la agrupación, como en el caso del Sol, es altamente probable que el planeta sea expulsado de la estrella en la cual fue formado también.

Por otro lado, al igual que en nuestro sistema solar tiene varios planetas, las estrellas de una agrupación pueden tener también varios planetas cada una. Esto añade un grado más de inestabilidad gravitatoria en las interacciones que complica su estudio.

Si un planeta abandona la estrella que lo hospedaba en sus comienzos, dentro de un cúmulo de estrellas, puede llegar a ocurrir que gracias a la gravedad sea capturado por otra estrella. De esta manera el proceso se puede repetir hasta que, en algún momento, el planeta abandone por completo la agrupación de estrellas.

Hasta ahora, el descubrimiento de planetas extrasolares parece que confirma estas hipótesis. Se han encontrado más planetas alrededor de estrellas relativamente aisladas, es decir, puede haber más planetas alrededor de sistemas dobles o triples, que en estrellas pertenecientes a agrupaciones más numerosas, lo cual sugiere que las interacciones gravitatorias entre las estrellas de la agrupación ejercen un papel destructivo en el mantenimiento de planetas orbitando alrededor de sus estrellas originales o, incluso, perteneciendo al cúmulo.

Sin embargo, para confirmar estas hipótesis, no sólo es necesario observar, también se necesita realizar simulaciones de sistemas multiplanetarios en agrupaciones estelares para confirmar los modelos teóricos que nos permitan entender cómo es el comportamiento real de estos sistemas. Estas simulaciones, hasta ahora, no han conseguido ayudar mucho debido a la complejidad de las mismas ya que hay considerar unos rangos de velocidades, masas y posiciones muy amplios que no se conocen muy bien. Por ello, todavía se sigue investigando para mejorar los modelos y confirmar las observaciones.

Por otro lado, otra posible solución podría ser que el proceso de formación de planetas es mucho menos eficiente en este tipo de agrupaciones estelares y resulte que en realidad no sabemos nada todavía… Esto, precisamente, es lo divertido de la ciencia.

Referencias

M.B.N. Kouwenhoven, Qi Shu, Maxwell Xu Cai, and Rainer Spurzem. Planetary Systems in Star Clusters

 

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