?Por qu¨¦ son rocosos los sat¨¦lites de los planetas gaseosos?

Lo que tenemos normalmente es una estrella en formaci¨®n y que, por la conservaci¨®n del momento angular, se forma un disco alrededor de ella. Esto es lo que llamamos discos protoplanetarios y son discos de gas y polvo.

En ellos es donde se empiezan a formar los planetas. Las part¨ªculas de polvo comienzan a chocar, se van juntando y as¨ª van apareciendo cuerpos m¨¢s grandes. A medida que va avanzando el tiempo hay part¨ªculas que salen del sistema, otras que acaban en la estrella y otras que se van acumulando formando primero rocas; luego forman planetesimales, como peque?os asteroides; y luego ya tenemos protoplanetas como del tama?o de la Luna que pueden seguir evolucionando a planetas terrestres o a gigantes helados o gaseosos.

El disco en el que se forma todo esto tiene gas que est¨¢ compuesto en su mayor¨ªa por hidr¨®geno y helio. Cuando los cuerpos rocosos que se han formado en ¨¦l alcanzan una determinada masa, que normalmente est¨¢ entre diez y veinte masas terrestres, tienen una gravedad tan grande que cuando van pasando por el disco, una gran parte del gas se une a ellos. Por ejemplo, en el caso de J¨²piter, cuando lleg¨® a esta masa cr¨ªtica que te dec¨ªa, el helio y el hidr¨®geno se fueron acumulando de forma muy r¨¢pida y el planeta se hizo cada vez mayor.

Te recuerdo que J¨²piter, el planeta m¨¢s grande del Sistema Solar, es uno de los gigantes gaseosos y tiene una masa 318 veces mayor que la de la Tierra. Y c¨®mo dices en tu pregunta, a pesar de que es un planeta gaseoso tiene sat¨¦lites rocosos as¨ª que nos sirve de ejemplo para que veas por qu¨¦ ocurre as¨ª.

Mientras J¨²piter se est¨¢ formando, en el resto del disco sigue habiendo planetesimales, protoplanetas, polvo, piedras, etc¡­ y todos estos corp¨²sculos siguen dando vueltas. Y a la vez, como J¨²piter es muy grande tambi¨¦n tiene una nube de gas que colapsa, como hab¨ªa pasado con la estrella, y eso hace que tengamos tambi¨¦n un disco de polvo y gas alrededor de J¨²piter.

O sea que tenemos un disco alrededor de la estrella y en el que se est¨¢n formando los planetas, y un disco, alrededor de J¨²piter, en el que tambi¨¦n hay gas y polvo. Y en este segundo disco tambi¨¦n se pueden formar cuerpos s¨®lidos igual que ha ocurrido en el disco que rodea a la estrella.

Hay varias teor¨ªas y lo cierto es que todav¨ªa no estamos seguros de c¨®mo se formaron por ejemplo los sat¨¦lites de J¨²piter y planetas similares. Pero creemos que han podido pasar dos cosas, o que dentro de ese disco de gas que J¨²piter tiene alrededor se hayan formado ya planetesimales, es decir que las piedras se han ido agregando y formando cuerpos que al final ser¨¢n los sat¨¦lites de J¨²piter; o que como J¨²piter va dando vueltas en el disco alrededor de la estrella, haya atrapado planetesimales que, como el propio J¨²piter, estaban girando en el disco. Es decir, puede ser que los sat¨¦lites se hayan generado en el propio disco de J¨²piter o que los haya atrapado del disco de la estrella en el que todos giran.

Sea cual sea el origen de esos cuerpos que se convierten en sat¨¦lites de un gran planeta gaseoso, no llegan a alcanzar la masa suficiente para que su gravedad atraiga mucho gas hacia ellos. El hidr¨®geno y el helio son demasiado livianos y escapan de estos cuerpos. As¨ª que con lo que nos encontramos son esos cuerpos rocosos que quedan dando vueltas alrededor de los gigantes gaseosos.

Es decir, la idea es que para tener una de esas gigantescas atm¨®sferas de gas necesitas tener un n¨²cleo rocoso suficientemente grande como para que su gravedad sea capaz de mantener atrapados el hidr¨®geno y el helio en grandes cantidades. Y eso no ocurre con los sat¨¦lites porque no son tan grandes, aunque no podemos descartar que en otros sistemas solares algunos pudieran ser lo suficientemente masivos como para mantener peque?as atm¨®sferas de hidr¨®geno y helio.

Ana Heras es doctora en Ciencias F¨ªsicas, jefa cient¨ªfica del proyecto PLATO y de la secci¨®n de Observatorios de Astrof¨ªsica de la Agencia Espacial Europea (ESA)

Pregunta enviada por Manuel Pedregosa

Coordinaci¨®n y redacci¨®n: Victoria Toro

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