La formación de TRAPPIST-1 es un asunto muy interesante. Es un sistema muy compacto, con planetas de un tamaño bastante similar, y en una órbita estable. Todavía estamos descubriendo los procesos de formación planetaria, y TRAPPIST-1 pone a prueba nuestros conocimientos…

La formación de TRAPPIST-1, un sistema compacto

Formación de TRAPPIST-1
  • Facebook
  • Twitter
  • Buffer
  • Pinterest
  • Gmail
  • reddit
  • LinkedIn
  • Tumblr

Recreación artística de TRAPPIST-1 y sus planetas.
Crédito: NASA/R. Hurt/T. Pyle

Una de las grandes preguntas sobre TRAPPIST-1 es como se produjo su formación. Estamos hablando de un sistema con siete planetas. Todos tienen, aproximadamente, el mismo tamaño que la Tierra, y orbitan alrededor de una pequeña enana roja ultrafría. Si los planetas se formaron en su ubicación actual, haría falta un disco protoplanetario muy denso. Así que el modelo más apropiado debe ser, seguramente, el de la migración planetaria.

Los planetas pudieron llegar desde más allá de la línea de hielo (o línea de nieve, o de congelación). Pero, si fue así, ¿cómo podemos explicar que estén principalmente compuestos de roca? ¿cuáles fueron los mecanismos que produjeron este resultado? La formación de TRAPPIST-1 no produjo planetas con tamaños muy dispares, como el Sistema Solar. En su lugar, produjo siete planetas con aproximadamente el mismo tamaño.

Un nuevo estudio, procedente de la universidad de Amsterdam, intenta responder a esa pregunta. Lo hace a través de un análisis de la formación planetaria desde una perspectiva diferente. Se centra en la migración, pero no de planetas, si no de bloques de construcción planetarios. Pequeñas partículas de milímetros o centímetros de diámetro. Chris Ormel y su equipo comentan que la emisión térmica de pequeños pedruscos ya ha sido observada alrededor de enanas rojas y marrones. Creen que estas partículas se convierten en embriones planetarios.

Formación de planetas en la línea de hielo

  • Facebook
  • Twitter
  • Buffer
  • Pinterest
  • Gmail
  • reddit
  • LinkedIn
  • Tumblr

Este concepto artístico muestra el sistema de TRAPPIST-1, teniendo en cuenta los datos que conocemos.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

En el caso de TRAPPIST-1, eso ocurre a una distancia de 0,1 UAs (unidades astronómicas). Es decir, unos 15 millones de kilómetros de distancia. Una vez dentro de la línea de hielo, los embriones planetarios crecerían por acumulación de fragmentos rocosos del disco circunestelar interior. La migración hacia el interior se detendría justo en el borde del disco. Esto también obliga a los astrónomos a asumir que la formación de TRAPPIST-1 fue secuencial. Los planetas se formaron uno a uno, en vez de simultáneamente.

Los astrónomos lo explican así: En nuestro modelo, asumimos que la línea de hielo es el lugar en el que el índice de sólido a gas es superior a una unidad. Así se provocan inestabilidades y la formación de planetesimales. Esos planetesimales se convierten en embriones planetarios. Su crecimiento se ve ayudado por la acumulación de fragmentos helados. Cuando su masa es suficientemente grande, migra hacia el interior de la línea. Allí, continua acumulando pedruscos, esta vez rocosos.

Tras algún tiempo, el segundo embrión planetario se forma en la línea de hielo. Sigue un camino evolutivo muy similar al de su predeecesor. Aunque el crecimiento se podría ver limitado por el de los planetas que lo precedieron, siempre está por delante de ellos en términos de masa. La migración planetaria se detiene en el borde interior del disco. Es allí donde los planetas quedan atrapados en resonancia orbital.

Una cadena de resonancias

  • Facebook
  • Twitter
  • Buffer
  • Pinterest
  • Gmail
  • reddit
  • LinkedIn
  • Tumblr

Este concepto artístico muestra la posible superficie de TRAPPIST-1f.
Crédito: NASA/JPL-Caltech

Los planetas de TRAPPIST-1 forman una cadena de resonancias. El planeta exterior empuja a los interiores. Las simulaciones producidas en el estudio dan como resultado un sistema planetario con la configuración que podemos ver. Sin embargo, los planetas b y c, así como c y d, deberían tener una resonancia 3:2, pero no es lo que observamos. Los astrónomos creen que podría deberse a la fase de dispersión del material del disco, durante la formación de TRAPPIST-1.

Lo más llamativo de este estudio es que se plantea que los planetas se formaron en la línea de hielo. Ni en sus ubicaciones actuales, ni lejos de la línea de hielo. Quedan muchas preguntas por responder, como qúe sucede con la inestabilidad cuando de la línea de hielo cuando hay embriones planetarios. Además, los investigadores también hacen una predicción: la formación de un planeta gigante impediría el flujo de pedruscos hacia el disco interior, limitando la formación de planetas. Si están en lo cierto, querría decir que podemos utilizar los sistemas en los que sabemos de la existencia de súpertierras y planetas como Júpiter para poner a prueba la suposición.

El estudio es Ormel et al., “Formation of Trappist-1 and other compact systems». Aceptado para su publicación en la revista Astronomy & Astrophysics. Puede ser consultado en arXiv.

Referencias: Centauri Dreams