Ondas de choque de polvo generan ingredientes de planetas

Whitney Clavin
Spitzer
Ciencia Kanija
15/11/08

Las ondas de choque alrededor de las polvorientas estrellas jóvenes podría crear la materia prima para los planetas, de acuerdo con unas nuevas observaciones del Telescopio Espacial Spitzer de la NASA.

Las pruebas llegan en forma de diminutos cristales. Spitzer detectó cristales similares en composición al cuarzo alrededor de jóvenes estrellas que apenas comenzaban a formar planetas. Los cristales, llamados cristobalitas y tridimitas, son conocidos por residir en cometas, en flujos de lava volcánica en la Tierra y en algunos meteoritos que aterrizaron en nuestro planeta.

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Los astrónomos ya sabían que los granos de polvo cristalizados se unían para formar partículas mayores, las cuales su agrupan más tarde para formar planetas. Pero quedaron sorprendidos al encontrar cristales de cristobalita y tridimitas. ¿Qué es lo que hace tan especiales a estos cristales? Requieren eventos de calor instantáneos, tales como ondas de choque, para formarse.

Los hallazgos sugieren que el mismo tipo de ondas de choque que causan los estallidos sonoros en los aviones de propulsión a chorro, son los responsables de crear la materia de los planetas por todo el universo.

“Estudiando estos otros sistemas estelares, podemos aprender sobre los inicios de nuestros planetas hace 4600 millones de años”, dijo William Forrest de la Universidad de Rochester en Nueva York. “Spitzer nos ha dado una mejor idea de cómo las materia primas de los planetas se generan en los inicios”. Forrest y el estudiante graduado de la Universidad de Rochester Ben Sargent lideran la investigación, que aparecerá en la revista Astrophysical Journal.

Los planetas nacen en discos giratorios similares a tortitas de polvo y gas alrededor de las estrellas jóvenes. Comienzan como meros granos de polvo nadando en un disco y gas y polvo, antes de unirse a otros para formar planetas hechos y derechos. Durante las etapas iniciales del desarrollo de planetas, los granos de polvo cristalizan y se adhieren, mientras el propio disco comienza a asentarse y aplanarse. Esto ocurre en el primer millón de años de la vida de una estrella.

Cuando Forrest y sus colegas usaron a Spitzer para examinar cinco jóvenes discos de formación planetaria aproximadamente a 400 años luz de distancia, detectaron la firma de cristales de sílice. El sílice está hecho sólo de silicio y oxígeno y es el ingrediente principal del vidrio. Cuando se funde y cristaliza, puede formar los grandes cristales hexagonales de cuarzo a menudo vendidos como elementos místicos. Cuando se calienta incluso a mayores temperaturas, puede también formar cristales como los que vemos comúnmente alrededor de los volcanes.

Es esta forma de alta temperatura de los cristales de sílice, específicamente las cristobalitas y tridimitas, lo que el equipo de Forrest encontró por primera vez en los discos de formación planetaria alrededor de otras estrellas. “Las cristobalitas y tridimitas son, básicamente, formas de cuarzo de alta temperatura”, dijo Sargent. “Si calientas los cristales de cuarzo, tendrás esos componentes”.

De hecho, los cristales requieren temperaturas de 1220 Kelvin para formarse. Pero los jóvenes discos de formación planetaria están apenas entre 100 y 1000 Kelvin – demasiado frío para hacer los cristales. Dado que los cristales requieren de un calentamiento seguido de un rápido enfriamiento para formarse, los astrónomos teorizaron que las ondas de choque podrían ser la causa.

Las ondas de choque, u ondas supersónicas de presión, se cree que se crean en los discos de formación planetaria cuando las nubes de gas que giran a altas velocidades colisionan. Algunos teóricos creen que las ondas de choque podrían también estar acompañadas de la formación de planetas gigantes.

Los hallazgos están en acuerdo con las pruebas locales de nuestro propio Sistema Solar. Se han encontrado guijarros esféricos, conocidos como cóndrulas, en antiguos meteoritos que cayeron a la Tierra y que también se cree que han sido cristalizados por ondas de choque en el joven disco de formación planetaria de nuestro propio Sistema Solar. Además de esto, la misión Stardust de la NASA encontró minerales de tridimita en el cometa Wild 2.

Otros autores del artículo incluyen a C. Tayrien, M.K. McClure, A.R. Basu, P. Mano, Dan Watson, C.J. Bohac, K.H. Kim y J.D. Green de la Universidad de Rochester; A Li de la Universidad de Missouri, Columbia; E. Furlan del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA en Pasadena, California, y G.C. Sloan de la Universidad de Cornell en Ithaca, Nueva York.