Planetesimales: qué son y su formación

Los planetesimales son pequeños cuerpos rocosos o helados que se formaron en el disco protoplanetario alrededor de una estrella joven durante el proceso de formación planetaria. Estos cuerpos son considerados los bloques de construcción fundamentales de los planetas. Típicamente tienen tamaños que van desde unos pocos kilómetros hasta varios cientos de kilómetros de diámetro.

La teoría de los planetesimales es un modelo que explica cómo se forman los planetas a partir de la acumulación gradual de planetesimales en el disco protoplanetario. Según esta teoría, los planetesimales se forman a partir de la acreción de material sólido en el disco protoplanetario debido a fuerzas gravitatorias y colisiones entre partículas de polvo y hielo. Con el tiempo, los planetesimales más grandes comienzan a atraer a los más pequeños, formando cuerpos cada vez más grandes hasta que eventualmente se convierten en planetas.

El astrónomo estadounidense Thomas C. Chamberlin en el siglo XIX, fue quién creó la teoría planetesimal, aunque fue popularizada por el astrónomo y astrofísico ruso Viktor Safronov en el siglo XX. Esta teoría es ampliamente aceptada como el proceso principal de formación de planetas en sistemas estelares jóvenes y ha sido respaldada por observaciones de discos protoplanetarios alrededor de estrellas jóvenes, así como por simulaciones computacionales de la evolución de estos discos.

Las misiones espaciales, como la misión Rosetta de la ESA y la misión OSIRIS-REx de la NASA, han proporcionado valiosa información sobre los planetesimales. Estas misiones han estudiado de cerca cometas y asteroides para comprender su composición, estructura y su papel en la formación del sistema solar.

La formación de planetesimales es un proceso clave en la evolución de los sistemas planetarios. Ocurre dentro del disco protoplanetario que rodea a una estrella joven durante el proceso de formación estelar. A continuación, un resumen sobre el proceso de formación:

1. Nebulosa protoplanetaria: todo comienza con una nube de gas y polvo conocida como nebulosa protoplanetaria. Esta nube se forma a partir de la materia residual de una nube molecular gigante que colapsa bajo su propia gravedad.
2. Formación del disco protoplanetario: a medida que la nebulosa se contrae, comienza a girar debido a la conservación del momento angular. Este giro da lugar a un disco aplanado de material alrededor de la estrella joven en el centro.
3. Acreción de material: en el disco protoplanetario, pequeñas partículas de polvo y hielo se unen por fuerzas electrostáticas y de gravedad, formando grumos más grandes llamados planetesimales. Este proceso de acreción continúa a medida que los planetesimales crecen en tamaño y masa.
4. Colisiones y aglomeración: los planetesimales en órbita alrededor de la estrella joven comienzan a colisionar entre sí debido a las fuerzas gravitacionales. Estas colisiones pueden ser suaves o violentas, dependiendo de la velocidad relativa y la masa de los planetesimales involucrados. A medida que colisionan y se fusionan, forman objetos más grandes llamados protoplanetas. Los protoplanetas pueden continuar acumulando material a medida que orbitan la estrella. Con el tiempo, algunos protoplanetas alcanzan tamaños lo suficientemente grandes como para atraer gases de la nebulosa protoplanetaria y convertirse en planetas gigantes gaseosos, mientras que otros, principalmente compuestos de materiales sólidos, se convierten en planetas terrestres.

La diferencia principal entre planetesimales y protoplanetas radica en su etapa de desarrollo y en su tamaño relativo. A continuación presentaremos algunas distinciones clave:

• Tamaño y etapa de desarrollo: los planetesimales son cuerpos rocosos relativamente pequeños, con diámetros que van desde unos pocos kilómetros hasta unos pocos cientos de kilómetros. Se forman inicialmente en el disco protoplanetario a partir de la acumulación de polvo y pequeñas partículas sólidas. Por otro lado, los protoplanetas son cuerpos mucho más grandes y masivos que han alcanzado un estado avanzado de desarrollo en el proceso de acreción. A menudo son precursores directos de los planetas, con diámetros que pueden llegar a ser comparables con los de los planetas terrestres o gigantes.
• Orden de formación: ¿qué se forma antes los planetesimales o los protoplanetas? En términos de la secuencia de formación, los planetesimales generalmente se forman antes que los protoplanetas. Durante las etapas iniciales de evolución del disco protoplanetario, las partículas de polvo y hielo se aglomeran para formar pequeños planetesimales. Estos planetesimales luego colisionan y se fusionan para formar protoplanetas más grandes a medida que el proceso de acreción continúa.
• Composición y evolución: los planetesimales suelen estar compuestos principalmente de materiales sólidos, como roca y hielo, mientras que los protoplanetas pueden haber acumulado tanto materiales sólidos como gases volátiles durante su formación. Los protoplanetas están en una etapa intermedia entre los pequeños planetesimales y los planetas completamente formados, y están sujetos a una mayor interacción gravitacional y colisiones con otros cuerpos celestes en el disco protoplanetario.

En este otro artículo te contamos más sobre los Protoplanetas: qué son, cómo se forman y cuántos formaron la Tierra. Ahora que conoces mejor qué son los planetesimales, te recomendamos leer sobre Cómo se formó la Tierra.

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