13/Nov/08

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Las ondas expansivas de polvo generan ingredientes planetarios

Las ondas expansivas alrededor de las estrellas polvorientas y jóvenes podrían estar creando la materia prima para planetas, de acuerdo con las nuevas observaciones del telescopio espacial Spitzer de la NASA

La evidencia viene en forma de cristales diminutos. Spitzer detectó cristales similares en aspecto al cuarzo alrededor de las estrellas jóvenes que empezaban a formar planetas. Se sabe que los cristales, llamados cristobalita y tridimita, residen en cometas, en las corrientes de lava volcánica en la Tierra, y en algunos meteoritos que aterrizan en la Tierra.

Los astrónomos ya sabían que los granos de polvo cristalizado se mantienen juntos para formar partículas más grandes, que más tarde se juntan para formar planetas. Pero se sorprendieron al encontrar cristobalita y tridimita. ¿Qué tienen de especial estos cristales en particular? Que para formarse requieren eventos de calor rápido, como las ondas expansivas.

Las conclusiones sugieren que la misma clase de onda expansiva que causa el estruendo de los reactores al acelerar es responsable de crear el material de los planetas en todo el universo.

"Al estudiar estos otros sistemas estelares, podemos aprender sobre los mismos orígenes de nuestros propios planetas hace 4.600 millones de años", dijo William Forrest de la University of Rochester, New York. "Spitzer nos ha dado una mejor idea de cómo se produce la materia prima de los planetas desde el principio". Forrest y el estudiante postgraduado Ben Sargent de la University of Rochester condujeron la investigación, que aparecerá en la Astrophysical Journal.

Los planetas nacen de discos giratorios de polvo y gas similares a tortillas y que rodean a las estrellas jóvenes. Comienzan como simples granos de polvo que nadan en un disco de gas y polvo, antes de agruparse para formar planetas completos. Durante las primeras etapas de desarrollo planetario, los granos de polvo se cristalizan y se adhieren, mientras el disco mismo empieza a aquietarse y aplanarse. Esto ocurre en los primeros millones de años de vida de una estrella.

Cuando Forrest y sus colegas usaron el Spitzer para examinar cinco jóvenes discos formadores de planetas a unos 400 años-luz de distancia, detectaron la firma de los cristales de sílice. La sílice está hecha de silicio y oxígeno, solamente, y es el ingrediente principal del vidrio. Cuando se derrite y cristaliza, puede hacer los grandes cristales de cuarzo hexagonales a menudo vendidos como recuerdos místicos. Cuando se calienta a temperaturas aun más altas, también puede formar pequeños cristales como los comúnmente encontrados alrededor de los volcanes.

Esta forma de cristales de sílice de alta temperatura, específicamente cristobalita y tridimita, el equipo de Forrest descubrió en los discos formadores de planetas alrededor de otras estrellas por primera vez. "La cristobalita y la tridimita son esencialmente formas del cuarzo de alta temperatura", dijo Sargent. "Si se calientan cristales de cuarzo, se consiguen estos compuestos".

De hecho, los cristales requieren temperaturas tan altas como 1.220 Kelvin (unos 1.740 grados Fahrenheit) para formarse. Pero los jóvenes discos formadores de planetas están entre 100 y 1.000 Kelvin (-280 y 1.340 grados Fahrenheit), demasiado frío para hacer cristales. Porque para formarse, los cristales requieren un calentamiento seguido por un rápido enfriamiento, y los astrónomos teorizaron que las ondas expansivas podrían ser la causa.

Se piensa que las ondas expansivas o supersónicas de presión son creadas en discos formadores de planetas cuando chocan las nubes de gas que giran a gran velocidad. Algunos teóricos piensan que las ondas expansivas también podrían acompañar la formación de planetas gigantes.

Las conclusiones están de acuerdo con pruebas locales de nuestro propio Sistema Solar. También se piensa que los guijarros esféricos, llamados cóndrulos, encontrados en los antiguos meteoritos que cayeron a la Tierra fueron cristalizados por ondas expansivas en el joven disco formador de planetas de nuestro Sistema Solar. Además, la misión Stardust de la NASA encontró minerales de tridimita en el cometa Wild 2.

Los otros autores del artículo son C. Tayrien, M. K. McClure, A. R. Basu, P. Mano, Dan Watson, C. J. Bohac, K. H. Kim y J. D. Green de la University of Rochester; A Li de la University of Missouri, Columbia; E. Furlan del Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadena, California, y G. C. Sloan de la Cornell University, Itaca, New York.

Algunas definiciones

Cristobalita: SiO2 - Mineral silicato, una forma de alta temperatura del cuarzo; estable por encima de los 1470°C; cristaliza en sistema tetragonal en bajas temperaturas y en sistema isométrico en altas temperaturas.

Tridimita: SiO2 - Cristal blanco o sin color que se presenta en escallas o cristales diminutos, delgados y tabulares; es un polimorfo de cuarzo en alta temperatura.

Cuarzo: Mineral muy duro compuesto de sílice, SiO2, que se encuentra en todo el mundo en diferentes tipos de rocas, incluso areniscas y granito. Las variedades de cuarzo incluyen ágata, calcedonia, sílex, pedernal, ópalo, y cristal de roca.

Fuente: JLP / NASA. Aportado por Graciela Lorenzo Tillard