Planetesimal

Los planetesimales ( / ˌ p l æ n ɪ ˈ t ɛ s ɪ m əl z / ) son objetos sólidos que se cree que existen en discos protoplanetarios y discos de escombros . Se cree que se formaron en el Sistema Solar hace unos 4.600 millones de años y ayudan al estudio de su formación .

Una teoría ampliamente aceptada sobre la formación de planetas , la hipótesis planetesimal de Viktor Safronov , afirma que los planetas se forman a partir de granos de polvo cósmico que chocan y se adhieren para formar cuerpos cada vez más grandes. Una vez que un cuerpo alcanza aproximadamente un kilómetro de tamaño, sus granos constituyentes pueden atraerse entre sí directamente a través de la gravedad mutua , lo que ayuda enormemente a un mayor crecimiento hasta convertirse en protoplanetas del tamaño de la Luna . Los cuerpos más pequeños deben depender del movimiento browniano o la turbulencia para causar las colisiones que conducen a la adhesión. La mecánica de las colisiones y los mecanismos de adhesión son intrincados. ^{[ 2 ] [ 3 ]} Alternativamente, los planetesimales pueden formarse en una capa muy densa de granos de polvo que experimenta una inestabilidad gravitacional colectiva en el plano medio de un disco protoplanetario, o a través de la concentración y el colapso gravitacional de enjambres de partículas más grandes en inestabilidades de flujo . ^{[ 4 ]} Muchos planetesimales terminan por romperse durante colisiones violentas, como puede haber ocurrido con 4 Vesta ^{[ 5 ]} y 90 Antiope , ^{[ 6 ]} pero algunos de los más grandes pueden sobrevivir a tales encuentros y convertirse en protoplanetas y, posteriormente, en planetas.

Se ha inferido que hace unos 3.800 millones de años, tras un período conocido como el Bombardeo Intenso Tardío , la mayoría de los planetesimales del Sistema Solar fueron expulsados ​​por completo, cayendo en órbitas excéntricas distantes como la nube de Oort , o bien colisionaron con objetos más grandes debido a los empujes gravitacionales regulares de los planetas gigantes (en particular Júpiter y Neptuno ). Algunos planetesimales podrían haber sido capturados como lunas, como Febe (una luna de Saturno ) y muchas otras lunas pequeñas de alta inclinación de los planetas gigantes.

Los planetesimales que han sobrevivido hasta nuestros días son valiosos para la ciencia porque contienen información sobre la formación del Sistema Solar . Aunque sus superficies exteriores están expuestas a una intensa radiación solar que puede alterar su composición química, sus interiores contienen material prístino prácticamente intacto desde su formación. Esto convierte a cada planetesimal en una « cápsula del tiempo », y su composición podría revelar las condiciones de la Nebulosa Solar a partir de la cual se formó nuestro sistema planetario. El planetesimal más primitivo visitado por naves espaciales es el sistema binario de contacto Arrokoth . ^{[ 7 ]}

La palabra planetesimal deriva de la palabra infinitesimal y significa una fracción extremadamente pequeña de un planeta. ^{[ 8 ]}

Si bien el nombre siempre se aplica a cuerpos pequeños durante el proceso de formación planetaria , algunos científicos también utilizan el término planetesimal como término general para referirse a muchos cuerpos pequeños del Sistema Solar , como asteroides y cometas , que quedan del proceso de formación. Un grupo de los principales expertos mundiales en formación planetaria decidió en una conferencia en 2006 ^{[ 9 ]} la siguiente definición de planetesimal:

Un planetesimal es un objeto sólido que surge durante la acumulación de cuerpos en órbita, cuya fuerza interna está dominada por la autogravedad y cuya dinámica orbital no se ve afectada significativamente por la fricción del gas . Esto corresponde a objetos de más de aproximadamente 1  km de diámetro en la nebulosa solar.

Los cuerpos lo suficientemente grandes no solo como para mantenerse unidos por la gravedad, sino también para cambiar la trayectoria de las rocas que se aproximan a distancias de varios radios, comienzan a crecer más rápido. Estos cuerpos, de más de 100  km a 1000  km, se denominan embriones o protoplanetas. ^{[ 10 ]}

En el Sistema Solar actual, estos cuerpos pequeños también suelen clasificarse por su dinámica y composición, y pueden haber evolucionado posteriormente ^{[ 11 ] [ 12 ] [ 13 ]} para convertirse en cometas, objetos del cinturón de Kuiper o asteroides troyanos , por ejemplo. En otras palabras, algunos planetesimales se convirtieron en otros tipos de cuerpos una vez finalizada la formación planetaria, y pueden denominarse con uno o ambos nombres.

La definición anterior no cuenta con el respaldo de la Unión Astronómica Internacional , y otros grupos de trabajo pueden optar por adoptar la misma definición o una diferente. La línea divisoria entre un planetesimal y un protoplaneta se suele establecer en función del tamaño y las etapas de desarrollo por las que ya ha pasado el planeta potencial: los planetesimales se combinan para formar un protoplaneta, y los protoplanetas continúan creciendo (más rápido que los planetesimales). ^{[ 14 ] [ 15 ] [ 16 ]}

• Descubriendo el universo esencial, por Neil F. Comins (2001)
• Linda T. Elkins-Tanton, et al.: Planetesimales: Diferenciación temprana y consecuencias para los planetas. Cambridge University Press, Cambridge 2017, ISBN 978-1107118485.