Construyendo planetas a partir de discos protoplanetarios

Los planetas y sus estrellas consisten en el mismo depósito de materia nebulosa y, por lo tanto, sus composiciones químicas deben estar interconectadas, pero las composiciones observadas de los planetas no coinciden del todo con las de sus estrellas centrales. En nuestro sistema solar, por ejemplo, todos los planetas rocosos y planetas menores tienen proporciones cercanas al Sol de elementos refractarios (elementos como el aluminio que se condensan a partir del gas cuando la temperatura desciende por debajo de 1500 K) pero se reducen fácilmente a elementos volátiles (aquellos que evaporar), como nitrógeno). Los astrónomos creen que este fue el resultado de la formación de planetas por la fusión de polvo mineral ya condensado.

A medida que el núcleo de la nube molecular fría inicial colapsa y se forma un disco, el calentamiento de la nueva estrella (además de la viscosidad del disco) puede vaporizar parte del material elemental condensado, iniciando la secuencia de condensación nuevamente, pero ahora bajo condiciones de temperatura y presión más altas que evolucionan. relativamente rápido. Los astrónomos también analizan meteoritos de diferentes tipos para identificarlos. composiciones quimicas. Dependiendo de las propiedades del núcleo y el disco de la nube molecular inicial, las temperaturas generadas durante la formación del planeta pueden no ser suficientes para vaporizar los materiales preexistentes más resistentes al calor. Dado que los diferentes minerales en los planetas menores se condensan en diferentes condiciones, tiempos y lugares, la situación general es compleja, lo que dificulta la comprensión de la química observada de los planetas.

El geólogo de CfA Michail Petaev y sus colegas simularon el colapso del núcleo de nubes moleculares y la formación de estrellas, discos y planetas, y analizaron la distribución evolutiva de las temperaturas en todo el disco para inferir secuencias de condensación mineral. Descubrieron que las propiedades del núcleo primario de la nube influyen en gran medida en la temperaturas extremas Llegó en el disco y las composiciones resultantes de planetas y asteroides; La temperatura máxima se produce alrededor del final de la fase de colapso, después de unos cientos de miles de años. También encontraron que, aunque la composición de la estrella es similar a la del núcleo de la nube molecular, la estrella puede estar ligeramente empobrecida en algunos de los elementos más resistentes al calor y, por lo tanto, la composición estelar puede no ser una buena aproximación de la composición inicial de la centro. Solo los núcleos de nubes con altas temperaturas iniciales (o baja rotación del disco) producirían planetas ricos en calor. De manera significativa, llegaron a la conclusión de que con el fin de reproducir la composición vista en los meteoritos del Sistema Solar y la Tierra. planetas O el proto-núcleo tiene propiedades raras, como temperaturas cercanas a los 2000 K (muy por encima del valor medio esperado de 1250 K), u otra fuente de calor debe haber calentado el disco del protoplaneta.

La búsqueda fue publicada en Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society.