Cómo se forman los planetas parecidos a Júpiter

Los planetas gigantes jóvenes nacen de gas y de polvo. Ahora, investigadores de ETH Zürich y de las universidades de Zürich y Berna han simulado diferentes escenarios apoyándose en la potencia de computación del Centro de Supercomputación Nacional Suizo (CSCS) para averiguar exactamente como se forman y evolucionan. Compararon sus resultados con observaciones, demostrando grandes diferencias entre los mecanismos de formación propuestos.


Los astrónomos tienen dos teorías para explicar como nacen los planetas gigantes como Júpiter y Saturno. Un mecanismo de formación de abajo hacia arriba propone que primero se constituye un núcleo sólido de unas diez veces el tamaño de la Tierra. "Entonces este núcleo es suficientemente masivo como para atraer una cantidad importante de gas y mantenerla", explica Judit Szulágyi (ETH Zürich). La segunda teoría es un escenario de formación de arriba hacia abajo: el disco de gas que hay alrededor de la estrella joven es tan masivo que debido a la propia gravedad del gas y el polvo se forman brazos espirales con grumos en su interior. Estos grumos colapsan por su propia gravedad formando un planeta gaseoso, de manera similar a como se forman las estrellas. El primer mecanismo se conoce como "acreción del núcleo" y el segundo es llamado de "inestabilidad del disco". En ambos casos se forma un disco alrededor de los gigantes de gas, llamado disco circumplanetario, que servirá como nido para el nacimiento de satélites o lunas.

Para descubrir cual de los dos mecanismos es el que realmente ocurre en el Universo, Judit Szulágyi y Lucio Mayer (Universidad de Zürich), simularon estos escenarios en la supercomputadora Piz Daint de CSCS de Lugano. "Hemos llevado nuestras simulaciones hasta el límite en términos de la complejidad de la física añadida a los modelos", explica Szulágyi. "Y hemos alcanzado una resolución mayor de lo conseguido por cualquiera anteriormente". En sus estudios, los investigadores encuentran una gran diferencia entre los dos mecanismos de formación. En el escenario de inestabilidad del disco el gas que rodea al planeta permanecía muy frío, a unos 50 Kelvin, mientras que en el caso de acreción del núcleo el disco circumplanetario se calentaba a cientos de Kelvin.

Estas enormes diferencias de temperatura son fácilmente observables. Una primera comparación entre los datos calculados y los observados parecen favorecer la teoría de la acreción del núcleo.http://observatori.uv.es/