The Universe in the Classroom

Una buena definición de la palabra "planeta":¿una misión imposible?

3) Planetas y Enanos marrones

Otros problemas fundamentales han surgido como resultado de los descubrimientos fuera de nuestro Sistema Solar. Todos los planetas extra solares encontrados hasta ahora han sido descubiertos gracias al método "wobble" (temblor), el cual observa la velocidad del campo visual (movimiento "doppler") de la estrella central, causado por un planeta que la órbita. Debido a su naturaleza, este método es sumamente sensible a los planetas de envergadura que orbitan cerca de sus estrellas. Una dificultad es que depende de la orientación de la órbita. Si ésta se encuentra frente a nosotros, el método falla por completo (no hay velocidad que se acerque o se aleje de nosotros). Esto causa que cada masa deducida sea de hecho la menor masa posible. Estas masa mínimas tienen un rango que fluctúa desde la aproximadamente la masa de Saturno hasta la de un enano marrón. Esto significa que algunos de los planetas extra solares de mayor masa podrían ser efectivamente enanos marrones (aunque las estadísticas de los hallazgos sugieren que la mayoría no lo son).

Un enano marrón es mas bien una "estrella fallida" (en vez de un planeta) pero,¿qué quiere decir esto? ¿Dónde se traza la línea que los separa? En este punto, los astrónomos difieren en sus opiniones. Las "estrellas" son objetos que brillan debido a la fusión nuclear, esta es la fuente de poder de las bombas de hidrógeno en la cual los núcleos de hidrogeno se fusionan para formar núcleos de helio, liberando así energía. Para brillar, la estrella debe tener suficiente masa de modo que su gravedad presiona el centro a tal extremo que adopta un estado extremadamente caliente y denso. El problema con los enanos marrones es que han acumulado suficiente masa como para comenzar la fusión, pero no suficiente como para mantenerla por mucho tiempo. La mayoría de las veces, la energía de un enano marrón se origina en que comienza a achicarse lentamente (proceso de liberación de energía potencialmente gravitacional). Esto funciona de la misma manera en que una piedra dejada caer daña su pie (la masa libera energía mientras cae). La misma fuente de energía funciona para planetas de envergadura (como Júpiter). Estos objetos no son ni remotamente capaces de generar la energía del sol, y, mientras se vuelven más compactos, su velocidad de encogimiento disminuye, haciéndolos desaparecer lentamente. Existe una línea divisoria entre los objetos con suficiente masa como para sostener fusión, y los que son tan pequeños que nunca lo harán: aproximadamente 13 veces la masa de Júpiter. La mayoría de los astrónomos concuerdan en trazar la línea entre enanos marrones y planetas en este punto. Para mayor información acerca de enanos marrones, sigue este enlace: http://oposite.stsci.edu/pubinfo/PR/2000/29/index.html)

Brown Dwarfs

Los enanos marrones son demasiado tenues para ser vistos en una imagen de luz visible, tomada por la cámara llamada "Wide field and planetary camera 2" del telescopio "Hubble" [imagen de la izquierda].Esta imagen tampoco muestra la semejanza de las estrellas infantes vistas en la imagen infrarroja de acercamiento. Ello porque las estrellas jóvenes se encuentran enclavadas en densas nubes de polvo y gas. La cámara infrarroja de acercamiento del telescopio "Hubble", la "near-infrared camera and Multi-object Spectometer", penetran esas nubes para capturar una imagen de esos objetos. Los enanos marrones son los objetos más tenues en la imagen.

4) ¿Nacido dentro de la clase correcta?

Otra posible diferencia entre enanos marrones y planetas de gran masa es como nacen. Nuestra visión más común de la formación de un planeta gigante con grandes masas de gas es que primero se forma un planeta más pequeño, debido a la unión de cuerpos incluso más pequeños de roca o de hielo, llamados "planetesimales" (estos son del tamaño de asteroides pequeños o cometas). El planeta en crecimiento debe alcanzar un tamaño diez veces superior al de la Tierra, mientras el disco protoplanetario (del cual se forman ambos estrella y planeta) aún contiene el gas primordial (hidrógeno y helio). En este caso, el planeta puede atraer este gas y convertirse rápidamente en un gigante gaseoso. No está claro cuánto puede crecer después de eso. Por supuesto si supera 13 masas de Júpiter, puede comenzar la fusión, y convertirse en un enano marrón, compañero de de la estrella. Pero algunos astrónomos dirían que este sí es un planeta por el modo en que nace. Ellos basan la definición fundamental en el modo de formación: un planeta se forma a partir de planetesimales.

A pesar de que se creía que los acompañantes de los Enanos marrones se formaban de la misma forma en que se forman los acompañantes estelares (los cuales son bastante comunes). No pasan por el problema de formarse a partir de objetos pequeños. Una masa de gran tamaño y mayor densidad colapsa bajo su propio peso, y forma el objeto directamente. Vemos que los acompañantes estelares (que creemos se forman de esta manera) frecuentemente no tienen órbitas circulares, mientras que las órbitas circulares predominan en nuestro sistema solar. Eso se había interpretado como un resultado natural del anterior escenario de formación planetesimal. Por ello fue una sorpresa descubrir que la mayoría de los planetas extra solares no tienen órbitas circulares. Por esto algunos iconoclastas han sugerido que, por lo tanto, a los planetas extra solares no se les ha nombrado correctamente. De hecho, nuestras teorías de formación no se encuentran ni remotamente cerca de poder asegurar cuáles son los límites de masa para la formación (directa o emergente) ni de cómo se formarían las órbitas circulares. Es más, las órbitas que vemos hoy podrían no ser las originales. Tanto un disco sobrante como cualquier otro planeta con mayor masa en el sistema puede alterarlos durante su historia temprana.

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