Ciencias Exactas y Naturales

Pandilla Petit, (preescolar y 1ro. y 2do. año de primaria)

PP-EN-103 ¿Cómo se forman los planetas?

Asesor: Myrna Veronica Fernandez Mendez

Resumen

https://www.youtube.com/watch?v=k7Wyk9ERcnM Los planetas se forman a partir de discos de gas y polvo que giran en torno a las estrellas jóvenes. Una vez formada la “semilla” del planeta, una pequeña acumulación de polvo, ésta irá agregando material y producirá un surco en el disco con la forma de su órbita.

Pregunta de Investigación

¿Qué hay en el espacio que hace que nazcan muchos planetas?

Planteamiento del Problema

Sabemos que la formación de estrellas implica el colapso gravitacional, pero los movimientos de caída que forman una nueva estrella todavía tienen que ser descubiertos. Para observar esta evidencia inequívoca de colapso, se requieren resolución espacial y resolución en velocidades altas para mapear el campo de velocidad a través de estructuras pequeñas, y se requiere también de alta sensibilidad para aprovechar la resolución espacial y  en velocidad. Adicional a esto, la observación debe estar disponible en una longitud de onda en la cual el objeto colapsante emita, y en la cual la materia circundante sea transparente.

Antecedentes

Basándonos en el entendimiento que tenemos actualmente sobre el cosmos, podemos decir que los planetas se forman del mismo material de polvo y gas que forma a las estrellas, llamadas nebulosas. La gravedad atrae todo este material hacia un mismo punto, comprimiéndose y aumentando su temperatura y densidad, formando una estrella.

Alrededor de esta estrella se forma un disco de polvo giratorio que se va aplanando, algo así como la masa durante la preparación de una pizza. Estos discos llenos de polvo empiezan a formar pedazos más grandes mientras la gravedad los junta y se vuelven el lugar de nacimiento de los planetas, formando primero lo que se conoce como “protoplanetas”.

Planetas de roca y de gas.

Mientras más grandes se vuelven estos protoplanetas, más gravedad causan a su alrededor, atrayendo a más material para aumentar de tamaño. Siendo material rocoso el más abundante en el interior del disco de polvo alrededor de la estrella, es más común ver a los planetas rocosos en la parte interior del sistema estelar, mientras que el gas se acumula en las orillas del disco, formando los planetas gaseosos, tal como ocurre en nuestro sistema solar.

La razón de esto es la temperatura del sistema solar en sus orígenes. Considerando que al principio la temperatura en la parte interna del disco de polvo era de 2000 Kelvin y de 50 Kelvin en la parte externa, sólo las sustancias con altos puntos de fusión permanecerían sólidas y todas las demás eran vaporizadas en la parte interna. En las afueras del disco, los elementos como el agua y el metano no se vaporizaron, formando los grandes planetas gaseosos.

Limpieza de las órbitas

Mientras estos planetas siguen creciendo, son capaces de remover todo el material en el camino de su órbita, dejando una línea relativamente libre de tráfico. Pero cientos de estos cuerpos se han formado para este entonces, por lo que tarde o temprano empezarán a chocar, enviando escombros por todos lados o pueden “juntarse” en un cuerpo aún más grande.

Después de millones de años, muchas de estas colisiones darán origen a un disco de polvo prácticamente libre de escombros, creando planetas más grandes y más pocos que al principio.

Formación de estrellas

La formación de estrellas es el mecanismo que controla la estructura y evolución de galaxias y la acumulación de elementos pesados en el Universo, además de ser responsable de la creación de los ambientes planetarios donde la vida es posible.

Las estrellas brillan por miles de millones de años, pero su formación que toma solo algunos millones de años- permanece literalmente en el misterio: los telescopios ópticos no pueden observar dentro de las polvorientas concentraciones de gas en las que nacen las estrellas. Por otro lado, los telescopios infrarrojos, que sí pueden revelarnos las estrellas recién nacidas antes de que emerjan completamente de sus polvorientos capullos, no son capaces de observar el proceso de desarrollo de preignición de las estrellas.

Sabemos que estas inmensas nubes colapsan bajo la fuerza de gravedad para formar estrellas. Debido a un proceso de fusión nuclear, estas estrellas primerizas convirtieron con gran eficacia el hidrógeno y helio en otros elementos como el carbono, oxígeno, silicio o hierro. Al término de su corta vida, las primeras estrellas expulsaron estos elementos al espacio, donde dieron forma a diminutos granos de polvo.

ALMA (Atacama Large Milimeter/Submilimeter Array)

Este polvo producido en los inicios del Universo y presente en las galaxias más lejanas y antiguas, puede detectarse con ALMA gracias a su longitud de onda submilimétrica; proporcionándonos  información sobre los procesos de formación de estas primeras estrellas y galaxias.

Objetivo

Descubrir cómo el Universo llegó a ser lo que es hoy en día, cómo es que nunca dejan de descubrirse nuevos planetas, todos distintos y muy lejos de nuestro planeta Tierra.

Justificación

Teniendo en cuenta la poca importancia que se le da a temas de ciencia en la mayoría de las escuelas, yo quise investigar por mi cuenta algo que me parece muy misterioso e importante. La formación de los planetas, quizás en unos años ya no podamos habitar nuestro planeta por la contaminación o la falta de agua y se forme nueva vida en otro planeta. ¿Podríamos vivir en otro planeta?.

Hipótesis

Los modelos de origen del sistema solar plantean una nebulosa inicialmente en rotación pero ninguno justifica por qué se produce su rotación, nosotros planteamos la siguiente hipótesis. Lo que inicia la rotación de la nebulosa primordial es un campo magnético presente en el espacio tiempo debido a la densidad de energía magnética en el Universo  (Battaner, 2001).

Método (materiales y procedimiento)

Debido al confinamiento la investigación se realizó en línea y con apoyo de algunos libros que tenía en casa.

Galería Método

Resultados

El telescopio Hubble ha hecho un gran trabajo ayudando a desarrollar esta teoría, ya que su excepcional visión ha encontrado discos de polvo alrededor de estrellas jóvenes y sin planetas. En los últimos años este panorama se ha abierto tanto que tenemos mucha más evidencia de la formación de planetas aparte de la que teníamos en nuestro sistema solar.

Galería Resultados

Discusión

Conocí más sobre la materia que existe en el Universo. Además de planetas, hay estrellas, cometas, y hoyos negros.

Conclusiones

De los instrumentos actuales, sólo ALMA tiene las características requeridas para ayudar a desentrañar estos misterios observando en profundidad las nubes de formación de estrellas, detectando la suave luz emitida por la materia que recién comienza a calentarse e incluso mapeando el movimiento de esa materia.

ALMA estudia todas las fases de formación de planetas: sondea los discos protoplanetarios (embriones planetarios) en alta resolución; puede captar el aumento de brillo y temperatura de los planetas en formación y detectar directamente cómo planetas gigantes van limpiando sus órbitas en los discos. ALMA puede encontrar más planetas al medir los efectos increíblemente pequeños que tienen éstos sobre las estrellas que orbitan y nos permite medir la masa de estos planetas en formación. Además ALMA puede examinar discos de polvo y deshechos que permanecen alrededor de las estrellas una vez que el gas ha desaparecido.

Aunque aún hay piezas por resolver en este enigma, ALMA ha resuelto muchas preguntas y generado otras, las cuales nos ayudarán para un mejor entendimiento del cosmos y de cómo nuestro planeta llegó a ser lo que es ahora.

Bibliografía

  1. Green, J.. (2017). El espacio. México: Discovery Plus.
  2. Shahen, H.. (1986). El descubrimiento del Universo. México: Fondo de Cultura Económica.
  3. Sparrow, G.. (2019). Enciclopedia para niños: El Espacio. México: Advanced Marketing.
  4. Priego, J.. (2018). ¿Cómo nacen los planetas del sistema solar y del universo?. Enero 20 , 2021, de Ciencias de la ciencia Sitio web: https://www.youtube.com/watch?v=4tAYnicfuic
  5. NAOJ. (2020). ¿Cómo se forman las estrellas y los planetas?. Enero 11, 2021., de Observatorio ALMA Sitio web: https://kids.alma.cl/es/como-se-forman-las-estrellas-y-los-planetas-2/
  6. ALMA, KIDS. (2012). ¿Cómo se forman las estrellas y los planetas?. Enero, 20, 2021, de NRAO Sitio web: https://kids.alma.cl/es/como-se-forman-las-estrellas-y-los-planetas-2/
  7. ALMA. (2018). Formación de estrellas y planetas. Enero 20, 2021, de ESO Sitio web: https://www.almaobservatory.org/es/sobre-alma/observando-con-alma/capacidades/formacion-de-estrellas-y-planetas/

 

Summary

Research Question

¿Qué hay en el espacio que hace que nazcan muchos planetas?

Problem approach

Background

Objective

Justification

Hypothesis

Method (materials and procedure)

Results

Discussion

Conclusions

Bibliography