Hace aproximadamente 4 500 millones de años se formó nuestro sistema solar. Aunque los científicos no están seguros de cómo fue el proceso, la observación de sistemas estelares jóvenes les ha permitido desarrollar tres teorías de lo que podría haber sucedido hace millones de años.
Origen del sistema solar
Colapso gravitacional de la nube molecular
No obstante las distintas teorías, los científicos creen que el sistema solar se desarrolló tras un colapso gravitacional de una nube molecular gigante. El origen del sistema solar se sitúa en una enorme nube molecular de gas y polvo interestelar. Esta nube, compuesta principalmente por hidrógeno y helio, experimentó un colapso gravitacional debido a su propia masa. Las bajas temperaturas en el espacio interestelar permitieron que el gas se volviera más denso, lo que facilitó el colapso de las regiones más densas de la nube.
Formación del Sol y protoestrellas
Según la comunidad científica y astronómica, una concentración masiva de gas y polvo interestelar creó una nube molecular que formó el lugar de nacimiento del Sol. Las bajas temperaturas provocaron que el gas se volviera cada vez más denso. Así, las partes más densas de la nube comenzaron a colapsar por su propia gravedad, formando una gran cantidad de objetos estelares jóvenes (protoestrellas).
Disco de acrecimiento y su evolución
La gravedad reunió mucho material en el centro de la nube y su temperatura y presión eran muy extremas, motivo por el que continuó colapsando. De esta manera, se creó una estrella y un disco de acrecimiento a partir del cual se formaron los planetas. La nube estaba tan densa y caliente que provocó una reacción de fusión nuclear. Así nació el Sol y probablemente todo nuestro sistema solar.
Después de que se formara el Sol, un enorme disco de material lo rodeó durante unos 100 millones de años. Aunque puede parecer mucho tiempo, en términos astronómicos no es tanto. Así, a medida que el Sol se iba calentando el gas se evaporaba, dando muy poco tiempo a los planetas y lunas para recoger dicho gas.
Modelos de formación del sistema solar
Acreción del núcleo
Los científicos han establecido tres modelos distintos para explicar cómo se pudo haber formado el sistema solar y los planetas. El primer modelo (y más aceptado por la comunidad científica) es la acreción del núcleo. Este resuelve la formación de los planetas terrestres rocosos, pero no explica con exactitud el surgimiento de los planetas gigantes.
Acumulación de guijarros
El segundo modelos es el de la acumulación de guijarros, que podría explicar por qué se formaron los planetas rápidamente a partir de materiales más pequeños.
Inestabilidad del disco
El tercero, por su parte, es el método de inestabilidad del disco. A diferencia del primer modelo, este sí aclara la creación de los planetas gigantes.
Modelo de acreción central
Es el modelo más avalado por la comunidad científica. Hace aproximadamente 4 600 millones de años, el sistema solar era una nube de polvo y gas conocida como nebulosa solar. La gravedad colapsó el material sobre sí mismo y este comenzó a girar, formando el Sol en el centro de la nebulosa. Con el nacimiento del Sol, el material restante comenzó a agruparse.
Las partículas más pequeñas se juntaron debido a la fuerza de la gravedad, convirtiéndose en partículas más grandes. El viento solar expulsó los elementos más ligeros (como el helio y el hidrógeno) de las regiones más cercanas, dejando únicamente materiales pesados y rocosos.
Formación de los planetas
Planetas terrestres rocosos
La formación de los planetas terrestres rocosos en el sistema solar es un proceso que se explica, sobre todo, a través del modelo de acreción del núcleo. Estos planetas, que incluyen a Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, se formaron en las regiones más cercanas al Sol, donde las temperaturas eran lo suficientemente altas como para evaporar los elementos más ligeros. Esto dejó solo materiales pesados y rocosos, que se agruparon para formar núcleos sólidos.
La acreción de material en los núcleos planetarios permitió el crecimiento de los planetas terrestres. Las partículas de polvo y roca chocaban y se fusionaban, formando cuerpos cada vez más grandes. Este proceso de acumulación fue impulsado por la gravedad, que atrajo más material hacia los núcleos en formación. A medida que los planetas crecían, desarrollaron superficies sólidas y núcleos metálicos, que son características distintivas de los planetas terrestres.
La formación de los planetas terrestres también estuvo influenciada por el viento solar. Esta corriente de partículas cargadas emitidas por el Sol expulsó los elementos más ligeros de las regiones cercanas al Sol y dejó solo materiales pesados y rocosos. Este fenómeno explica por qué los planetas terrestres tienen superficies sólidas y núcleos densos, en contraste con los planetas gigantes, que están compuestos principalmente de gas.
Planetas gigantes
La formación de los planetas gigantes en el sistema solar, como Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, es un proceso que se explica a través de varios modelos, incluyendo la inestabilidad del disco y la acumulación de guijarros. Estos planetas se formaron en las regiones más alejadas del Sol, donde las temperaturas eran más bajas y el gas y el polvo podían acumularse en grandes cantidades.
El modelo de inestabilidad del disco sugiere que las inestabilidades gravitacionales en el disco de acrecimiento provocaron la formación de regiones densas de gas y polvo. Estas regiones colapsaron bajo su propia gravedad hasta formar los núcleos de los planetas gigantes. Este proceso permitió la acumulación rápida de grandes cantidades de gas que dieron lugar a atmósferas densas y extensas.
Impacto del viento solar en la composición planetaria
El viento solar, una corriente de partículas cargadas emitidas por el Sol, tuvo un impacto significativo en la composición de los planetas del sistema solar. Este fenómeno fue especialmente relevante para la formación de los planetas terrestres rocosos, que se encuentran en las regiones más cercanas al Sol. El viento solar expulsó los elementos más ligeros, como el hidrógeno y el helio, de estas regiones, y dejó solo materiales pesados y rocosos.
El impacto del viento solar en la composición planetaria también ofrece una explicación para la diversidad de planetas en el sistema solar. La interacción entre el viento solar y el material en el disco de acrecimiento provocó diferencias en la composición y estructura de los planetas. Este fenómeno es un ejemplo de cómo los procesos cósmicos pueden influir en la formación y evolución de los sistemas planetarios en el universo.
Referencias
- Adams, Fred C. 2010. "The birth environment of the solar system". Annual Review of Astronomy and Astrophysics 48.1: 47-85. DOI:
https://doi.org/10.48550/arXiv.1001.5444 - Pfalzner, S., et al. 2015. "The formation of the solar system". Physica Scripta 90.6: 068001. DOI: 10.1088/0031-8949/90/6/068001
