Cum sa construiesti o planeta

Chiar in timp ce primim tot mai multe informatii despre corpuri planetare din departarile galaxiei, Govert Schilling, scriitor pe teme de astronomie, ne ofera o “reteta” de planeta locuibila.

Planetele din sistemul noastru solar par a fi un grup cuminte. Se misca in acelasi plan si orbiteaza Soarele in acelasi sens. Pe la jumatatea secolului 18, filozoful german Immanuel Kant a tras primul o concluzie logica: planetele trebuie ca s-au format intr-un disc de materie rotitor care inconjura nou-nascutul Soare.

Astronomii de astazi stiu ca astfel de “discuri protoplanetare” sunt comune. In plus, sute de exoplanete – cele pe care le-am putut observa si analiza in alte parti decat in sistemul solar – au contribuit la mai buna intelegere a felului in care se formeaza. Dar ce am invatat pana acum despre geneza unei planete? Si cat de usor ar fi sa contruim o lume locuibila in afara Pamantului?

Condensati un nor

Inainte de planete, trebuie sa formati un soare. Iar asta-i usor, dat fiind ca gravitatia face practic toata treaba. Se ia o portie mare de gaz molecular cosmic si se asezoneaza cu praf stelar. Indiferent de compozitia prafului. Se lasa natura sa-si faca de cap. Norul este comprimat de propria-i gravitatie, generand mici aglomerari de materie, precum ghemotoacele de praf care se aduna sub mobila. Conservarea momentului cinetic (sau a impulsului unghiular – patinatorii care se invart mai repede cand isi retrag bratele intr-o pirueta) si fortei centrifuge (ca aluatul de pizza, care se intinde uniform si se subtiaza cand este invartit) transforma toti mini-norii in discuri plate, rotitoare, in jurul astrului care se naste. Si, gata, avem discul protoplanetar!

Protejati discurile delicate

Tinerele discuri protoplanetare sunt foarte vulnerabile. Daca vreti ca ele sa formeze planete, trebuie sa evitati posibila lor destramare. Potrivit unor observatii recente, facute cu telescoapele in infrarosu, asa ceva se poate intampla lesne in pepiniere stelare aglomerate, precum Norul Molecular Orion. Stelele masive nou-nascute emit cantitati masive de lumina ultravioleta si genereaza vanturi solare aprige. Vanturile in cauza pot croi gauri mari in respectivul nor, erodand totul in calea lor, inclusiv discurile protoplanetare din jurul stelelor mai mici . La o adica, aceste discuri nici nu reprezinta mare lucru, continand in medie doar un procent din masa astrului lor. Asa ca trebuie sa le feriti de actiunile cosmice. Un mediu linistit ar fi ideal.

Atentie la stelele binare!

Stelele binare sunt ucigase de planete. Da, Telescopul Kepler al NASA a descoperit recent “planete Tatooine”, cu doi astri pe cer, ca lumea pe care a crescut Luke Skywalker in saga cinematografica Razboiul Stelelor. Dar simularile computerizate ne arata ca desi sistemele binare sunt foarte, foarte des intalnite in Calea Lactee, astfel de planete “circumbinare” sunt mai degraba rare. “Perechile de stele pot trunchia discurile protoplanetare  prin perturbatii gravitationale”, ne spune Dimitar Sasselov, de la Centrul Harvard-Smithsonian pentru Astrofizica din Cambridge, Massachusetts.

Cu alte cuvinte, perechile de stele pun multe probleme. Stele singure sunt parinti mai buni.

Suplimentati cu solide

Pentru a initia formarea planetara, discul vostru trebuie sa contina si particule solide care se pot aglomera – fie fragmente microscopice de praf de siliciu si un pic de fier, fie minicristale inghetate de molecule precum apa, metanul sau amoniacul. Cu cat continutul discului este mai bogat in elemente mai grele decat hidrogenul si heliul, cu atat mai mari vor putea creste planetele. In apropiere de stea, particulele se agrega in firicele de praf, pietricele, bolovani, asteroizi si planete solide. La distante mai mari, particulele inghetate se aduna in comete si, in cele din urma, in nuclee planetare care atrag cea mai mare parte a gazelor din discul initial, devenind gigante precum Jupiter. Amestecati si asteptati.

Prindeti praful

Particulele milimetrice sunt incetinite de gazele din disc si tind sa se miste separat catre interior. Daca vreti ca ele sa se adune in bucati mai mari, aveti nevoie de “capcane” care sa le prinda. Observatiile facute cu telescopul ALMA ne-au dezvaluit existenta unor astfel de capcane in discul unei stele vechi de 15 milioane de ani, formate probabil datorita diferentierilor in densitate a gazelor.

Grija la miscari

Chiar si planetele gigantice pot migra spre interiorul sistemului in urma interactiunii cu ramasitele discului. Astfel de cazuri sfarsesc cu “Jupiteruri fierbinti”, gonind in jurul stelei mama la numai cateva milioane de kilometri. Ar putea o planeta mai mica si solida sa supravietuiasca trecerii pe langa ea unui astfel de colos? Probabil ca nu, admite acelasi Sasselov. “Dar miscarea de migratie poate dura milioane de ani. Planetele solide se pot agrega din discul remanent dupa trecerea gigantelor gazoase”, adauga el.

Mai mult, spune astrofizicianul, gigantele fierbinti sunt foarte, foarte rare. Pe de alta parte mai exista si migratia planetara in grup, care duce la formarea de sisteme multiplanetare mici, compacte, precum cele care orbiteaza astrii Kelpler-II si Gliese 667C.

Verificati aluatul

Daca ati reusit sa “gatiti” o planeta de dimensiunea Terrei, verificati daca si este ce v-ati dorit. Se prea poate ca in locul unei planete dense, cu nucleu din nichel si fier, sa fi obtinut un mini-Neptun lichid – si inca unul cu hidrogenul jupuit de mutarea mai aproape de steaua-mama. Pentru lumile de dimensiuni terestre, astronomii nu cunosc deocamdata proportia planete dense/planete cu densitate scazute. Pentru a obtine o estimare cat de cat precisa ar trebui sa putem masura masele planetelor, ceva extrem de dificil si la distante astronomice relativ mici. “Dar numarul planetelor de talie mica, mai ales al celor din jurul piticelor rosii, este cu mult mai mare decat anticipam noi”, declara Sasselov. “Chiar daca o buna parte din ele s-ar dovedi ca sunt lumi cu densitate mica, numarul planetelor similare cu Pamantul trebuie ca este tot urias.”

Tineti la cald

Cu putin noroc, lumea voastra nimereste in “zona Goldilocks” a stelei, adica in acea regiune in care temperatura planetara de suprafata este numai buna pentru a permite existenta apei in stare lichida. La stelele pitice rosii – foarte bogate in planete – aceasta zona de confort este mai aproape de centrul sistemului decat la astrii fierbinti, cum este Soarele nostru. Iar daca ati reusit sa cresteti aici o planeta, atunci gazele eliberate de roci vor forma o atmosfera, iar apa va curge la suprafata. Ce va mai ramane de facut este sa va relaxati si sa asteptati sa pice din cer, la propriu, probabil la bordul asteroizilor si al cometelor, molecule organice complexe care sa duca, in cele din urma, la aparitia vietii. Iar daca planeta voastra va orbita steaua-mama dincolo de zona considerata locuibila, nu intrati in panica. In numai cateva miliarde de ani, steaua va creste in diametru si o va desgheta.

Vanatoarea de planete, surprinzatoare

Istoria relativ scurta a vanatorii de planete ne-a oferit multe noutati si adesea ne-a facut sa tragem concluzii eronate despre felul in care iau nastere lumi noi. Iata numai trei descoperiri care au schimbat radical ceea ce credeam ca stim despre geneza corpurilor planetare.

Gigante fierbinti

Primele planete extrasolare descoperite s-au dovedit a fi foarte diferite fata de cele cunoscute noua in Sistemul Solar. Erau cel putin la fel de masive ca Jupiter si orbitau stelele-mama la doar cateva milioane de kilometri distanta. Sa fi fost asta o norma galactica? Nu, cu siguranta. De fapt, gigantele fierbinti sunt rare, dar pentru ca produc cele mai semnificative si vizibile miscari in orbita stelelor-mama, ele ies in evidenta ca bubele dureroase. Se crede ca sunt mult mai multe planete “solide” decat gigante gazoase.

Metale grele

Acum un deceniu, parea ca stelele care aveau in straturile lor exterioare o proportie ridicata de “metale” (termenul astronomic pentru elemente mai grele decat hidrogenul si heliul) erau si cel mai probabil sa “produca” planete. Rationamentul era ca o stea bogata in metale are si un disc planetar bogat in metale, esentiale in formarea planetelor. Dar s-a dovedit ca asa stau lucrurile numai in sistemele care contin gigante fierbinti. Astronomii stiu acum ca planetele se pot forma in discuri in care concentratiile de “metale” variaza mult.

Sisteme solare

Pana in prezent nu a fost descoperit niciun sistem exoplanetar care se semene bine cu propriul nostru Sistem Solar. Dar asta nu inseamna deloc ca am fi unici in Univers. Problema este ca sistemele cu planete mari si gazoase la exterior si planete mici “solide”, in interior sunt exceptional de greu de gasit cu instrumentele si tehnologia de azi. Ele pot exista cu miliardele, asteptand cuminti crearea de noi telescoapte spatiale sau tehnologii de explorare umane.

https://devoratoruldecreiere.wordpress.com/2013/12/18/cum-sa-construiti-o-planeta/