Dinámica y crecimiento de los granos de polvo en la nebulosa protoplanetaria

Abstract

En el escenario estándar de la formación planetaria, los planetesimales (cuerpos de tamaño kilométrico) crecen a partir de granos de polvo, similares a los interestelares, embebidos en un disco gaseoso denominado nebulosa protoplanetaria. Durante esta etapa, los movimientos del gas pueden tener gran influencia en la dinámica y el crecimiento de los granos de polvo, dado que el flujo kepleriano del gas frena el movimiento de los mismos haciendo que caigan hacia el Sol, y la turbulencia inhibe la inestabilidad gravitacional de la capa de polvo. Aunque se acepta que los planetesimales fueron los elementos constituyentes de los planetas, todavía se desconoce cómo se produjo la formación de los mismos. Por esta razón, en los estudios más recientes, existe un renovado interés por comprender mejor la evolución de la capa de polvo inmersa en el disco gaseoso de la Nebulosa. El gas que fluye en el disco puede engendrar estructuras carentes de simetría axial, como por ejemplo ondas espirales y vórtices, a partir de gran variedad de mecanismos de excitación e inestabilidad. En 1995, Barge y Sommeria pusieron de manifiesto que la existencia de vórtices gaseosos persistentes en la nebulosa solar tendría importantes consecuencias sobre la formación de los planetesimales y el posterior crecimiento de los planetas gigantes. La investigación desarrollada en esta Tesis analiza la relación entre el polvo y el gas debida al acoplamiento por fricción dinámica entre ambos; en concreto, se estudia el efecto del flujo medio del gas sobre la dinámica de las partículas de polvo. El primer objetivo es investigar en profundidad los procesos de captura y crecimiento de los granos de polvo dentro de un vórtice y su posible relevancia en cuánto a la formación de los planetesimales. El segundo objetivo es la exploración de los efectos de ondas espirales propagándose en el disco gaseoso sobre la dinámica y el crecimiento de las partículas. La presencia de líneas de corriente no circulares perturba significativamente el movimiento de las partículas alrededor del Sol e incrementa su vida media en la Nebulosa