¿Qué evidencia tienes de que los planetas están hechos de gas y polvo?
La principal forma en que estudiamos qué son los planetas es observando sus lugares de nacimiento alrededor de otras estrellas. La formación de planetas ocurre en lo que se llama «Discos protoplanetarios». Estos discos protoplanetarios consisten en restos de material de la formación de la estrella central. Las estrellas colapsan de Nubes moleculares gigantes En su mayoría están hechos de gas y muy poco polvo (aproximadamente 100 veces más gas que polvo), por lo que estos discos y, en última instancia, los planetas que se forman dentro de ellos, están hechos del mismo material. Podemos confirmar los dos componentes mediante la observación observando la emisión térmica (térmica) del polvo y la emisión lineal del gas.
Térmica o Cuerpo negroLa radiación es el tipo de emisión emitida por todos los objetos oscuros y se caracteriza, en términos de espectro e intensidad general, por la temperatura del cuerpo. Este es el tipo de luz suministrada por una lámpara incandescente o un elemento calefactor en un horno. Los objetos más calientes son más brillantes y azulados, mientras que los objetos más fríos son más tenues y rojos. A menudo nos referimos a este tipo de emisión como un «continuo» porque es tan suave como una función de la longitud de onda. Por otro lado, un gas difuso emite luz solo en longitudes de onda específicas que están determinadas por la estructura mecánica cuántica de un átomo o molécula. Dado que esta emisión es solo en longitudes de onda específicas, la llamamos Línea Emisión (o absorción). Los ejemplos de todos los días son los letreros de neón, las luces de sodio o el vapor de mercurio. Notará que algunos colores se ven realmente extraños bajo estas luces porque el espectro de luz tiene grandes espacios entre las líneas.
Usando estos dos tipos de emisiones podemos examinar los discos protoplanetarios. Podemos determinar la temperatura del disco y su estructura de densidad, los tamaños de los granos de polvo, la cantidad y ubicación de diferentes tipos de gases e incluso identificar señales en la estructura del disco que pueden indicar la presencia de planetas. Dado que la línea de gas se emite a una longitud de onda específica, también podemos usar el efecto Doppler para medir la velocidad del gas en el disco. La mayoría de estas observaciones tienen lugar en longitudes de onda infrarroja y de radio donde el polvo y el gas frío emiten la mayor parte de su luz y donde la estrella central es relativamente débil. Uno de mis proyectos de investigación es examinar la emisión de gas de uno de estos discos utilizando un nuevo y emocionante radiotelescopio en Chile llamado Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA).
En resumen, sabemos que los planetas están hechos de gas y polvo porque estamos detectando una emisión de calor lineal de gas y polvo en los lugares de nacimiento de los planetas: discos protoplanetarios. Un área activa de investigación es definir los procesos físicos detrás de cómo el gas y el polvo se fusionan para formar planetas. Para obtener más información al respecto, puede consultar esta pregunta astronómica sobre la formación de planetas.
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