Hipótesis de reducción planetaria debido a fuerzas de

mareaÁlvaro Martínez

Asignatura: física del sistema solarProfesor: Jose A. Caballero

Una mezcla de dos teorías con problemas

1. Core Acreditation Model (CA)[Botton-up model]

-Los planetas sales de un disco protoplanetario-Crecen en planetasimales-Grades núcleos capturan envolturas gaseosas - - Problemas: desintegración a 10m/s y migración a partir de 1km (planetesimales)

2. Gravitaciona Inestavility Model (GI)

-Los planetas se forman como las estrellas.Problemas-Los embriones no pueden colapsar a distncias cortas- Sedimentación imposible para planetas rocosos o grandes.

La GI fue la mas vilipendiada.

En HFM asumimos que los planeta se forma a 100UA. A esta distancia la temperatura es un orden de magnitud menor. Escenario perfecto para la sedimentación.En HFM tenemos en cuenta que le Radio de Hill disminuye a medida que nuestro embrión migra.Podemos asumir que cuando el Radio del embrión y el Radio de Hill se iguala las fuerzas de marea serán capaces de “esquilar” el cuerpo. De esta manera no necesitamos planetesimales.

Se resume en cuatro pasos

1. Masiva nube de polvo que se fragmenta a varias UA en grumos poco densos de unas pocas veces la masa de Júpiter

2. Se enfría, se contrae y migra.3. Sedimentación y formación de núcleos de la

masa de la tierra dentro de estos grumos.4. Si la masa del núcleo supera 10 masa

terrestres la atmosfera colapsa sobre el núcleo.

El cuerpo así formado migra al interior del sistema

Las fuerza de marea y la radiación debidas a la estrella esquilan la atmosfera del cuerpoa. Si pasa rápido (en el paso 3) se queda un

núcleo como la tierra.b. Si pasa no tan rápido (en el paso 4) se queda

un planeta gigante.

Figure 1. Evolution of GEs of mass 3, 6 and 10 Jupiter masses(black solid, red dotted and blue dashed, respectively) calculatedas described in §2.

Upper panel: Radial position of the embryosversus time. The GEs start off at R = 100 AU. The colouredasterisks and text “core formation” show tgr – the time when asolid core should form inside the embryo, with the colour matchedto that of the curve. Middle: Radius of the first core (power-lawlike curves), and the tidal radius at the current location of thefirst curve. The first core is assumed to be completely disruptedwhen the two sets of curves meet, i.e., when the tidal radius dropsbelow Remb.

Lower: Temperature of the first cores as a functionof time, with core formation times marked as above.

• Las simulaciones muestran que los sucesos ocurren en el orden correcto.

• Si los GE migran como lo hace los planetas pueden recorrer la distancia

• La migración conduce a la TD > 1000yr

Contracción del GE y sedimentación

1. Cuando el GE acaba de fragmentarse el enfriamiento es a la velocidad de caída libre del polvo en el disco.

2. A medida que se va contrayendo el enfriamiento se ralentiza.

3. Para tiempos largos el radio del embrión varia según:

• El polvo empieza a sedimentar en el centro del grumo:

• t=(10^3-10^4) años.• Se forma una esfera más o menos sólida que

finalmente colapsa El tiempo de crecimiento de los granos de polvo

se puede aproximar según El tiempo de vaporizacion es lo que tarda el

embrión en alcanzar la temperatura de vaporización ( T=1400K)

La sedimentacion ocurre cuando tgr<tvap

Migración

• A mediado que el GE encoge su (RGE = RH) comportamiento migratorio se aproxima al de un planeta.

• Dependiendo del tamaño del GE migra según Tipo I o Tipo II. Definimos: Mt=2M*(H/R)3

• Si Memb < Mt Tipo I

• Si Memb > Mt Tipo II

Algunas consecuencias de la TD

• TD sucede a R=1-10UA • El material vertido en el disco puede alimentar

CA• Sólidos pueden ser liberador durante TD

(¿Cinturón de asteroides?)

Tidal and collisional disruptions at larger radii

• Los núcleos sólidos también puden chocar entre ellos .

• Nucleos rotos a radios de unos 30ua puden hacer un disco de sólidos gruesos (¿Cinturon de Kuiper?)

• Y núcleos rotos a distancias incluso mayores pueden contruibuir al “scattered disc” e incluso a la nube de Oort.

Algunas Conclusiones

• Quizas los planetas se formen de igual manera que las estrellas

• Los embriones pueden migrar como planetas(de 100UA a 1UA)

• 1m bottle neck

• Aún poco es nuevo en esta teoria, de moemnto se esta crando un hibrido entre dos teorias hasta ahora enfrentadas, con algunas ideas frescas.