Hipótesis de reducción planetaria debido a fuerzas de marea

1. Hipótesis de reducción planetaria debido a fuerzas de marea Álvaro Martínez Asignatura: física del sistema solar Profesor: Jose A. Caballero

2. Una mezcla de dos teorías con problemas • CoreAcreditationModel (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)

3. 2. GravitacionaInestavilityModel (GI) -Los planetas se forman como las estrellas. Problemas -Los embriones no pueden colapsar a distncias cortas - Sedimentación imposible para planetas rocosos o grandes.

4. 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.

5. Se resume en cuatro pasos • Masiva nube de polvo que se fragmenta a varias UA en grumos poco densos de unas pocas veces la masa de Júpiter • Se enfría, se contrae y migra. • Sedimentación y formación de núcleos de la masa de la tierra dentro de estos grumos. • Si la masa del núcleo supera 10 masa terrestres la atmosfera colapsa sobre el núcleo.

6. El cuerpo así formado migra al interior del sistema Las fuerza de marea y la radiación debidas a la estrella esquilan la atmosfera del cuerpo • Si pasa rápido (en el paso 3) se queda un núcleo como la tierra. • Si pasa no tan rápido (en el paso 4) se queda un planeta gigante.

7. Figure 1. Evolution of GEs of mass 3, 6 and 10 Jupiter masses (black solid, red dotted and blue dashed, respectively) calculated as described in §2. Upper panel: Radial position of the embryos versus time. The GEs start off at R = 100 AU. The coloured asterisks and text “core formation” show tgr – the time when a solid core should form inside the embryo, with the colour matched to that of the curve. Middle: Radius of the first core (power-law like curves), and the tidal radius at the current location of the first curve. The first core is assumed to be completely disrupted when the two sets of curves meet, i.e., when the tidal radius drops below Remb. Lower: Temperature of the first cores as a function of time, with core formation times marked as above.

8. 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

9. Contracción del GE y sedimentación • Cuando el GE acaba de fragmentarse el enfriamiento es a la velocidad de caída libre del polvo en el disco. • A medida que se va contrayendo el enfriamiento se ralentiza. • Para tiempos largos el radio del embrión varia según:

10. El polvoempieza a sedimentar en el centro del grumo: • t=(10^3-10^4) años. • Se forma unaesferamás o menossólidaquefinalmentecolapsa El tiempo de crecimiento de los granos de polvo se puedeaproximarsegún El tiempo de vaporizaciones lo quetarda el embrión en alcanzar la temperatura de vaporización ( T=1400K) La sedimentacionocurrecuandotgr<tvap

11. 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

13. 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?)

14. Tidal and collisional disruptions at larger radii • Los núcleossólidostambiénpudenchocar entre ellos . • Nucleosrotos a radios de unos 30ua pudenhacer un disco de sólidosgruesos (¿Cinturon de Kuiper?) • Y núcleosrotos a distanciasinclusomayorespuedencontruibuir al “scattered disc” e incluso a la nube de Oort.

15. AlgunasConclusiones • 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.