El polvo cósmico que dio origen a los planetas - Lorin Matthews

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Piensa en donde estás sentado. Si retrocedieras en el tiempo, ese sitio estaría sumergido en el fondo de un mar poco profundo, enterrado bajo muchísimas rocas o estaría flotando a través de un paisaje fundido. Pero si retrocedieras unos 4,6 mil millones de años, estarías en medio de una enorme nube de polvo y gas en órbita alrededor de una estrella recién nacida. ¿Qué es exactamente este polvo cósmico? Lorin Matthews nos lo explica.

Lección de Lorin Swint Matthews, dirigida por Frederic Siegel (Equipo Tumult).

Piensa en donde estás sentado.

Si retrocedieras en el tiempo,

ese sitio estaría sumergido
en el fondo de un mar poco profundo,

enterrado bajo muchísimas rocas,

o estaría flotando a través
de un paisaje fundido e infernal.

Pero si retrocedieras
aún más en el tiempo,

unos 4,6 mil millones de años,

estarías en medio de
una enorme nube de polvo y gas

en órbita alrededor
de una estrella recién nacida.

Esto es parte de algunos de los grandes
misterios más pequeños de la física:

los misterios de las pelusas
de polvo cósmico.

Las regiones del espacio
aparentemente vacías entre estrellas

contienen nubes de gas y polvo,

que normalmente
son llevadas allí por supernovas.

Cuando una densa nube alcanza
cierto umbral, llamado la masa de Jeans,

se colapsa sobre sí misma.

La nube que se reduce rota
cada vez más rápidamente y se calienta,

hasta tal punto que puede quemar
hidrógeno en su centro.

En este momento, nace una estrella.

Cuando la fusión empieza
en la nueva estrella,

emite gases que quitan
la parte superior e inferior de la nube,

dejando un anillo de gas y polvo en órbita

que se llama "disco protoplanetario".

Este es un lugar
sorprendentemente ventoso;

remolinos de gas separan las partículas
que acaban chocando de manera violenta.

El polvo está formado por
pequeños fragmentos metálicos,

trozos de roca y, más lejos, de hielo.

Se han observado miles
de estos discos en el cielo,

en diversas etapas de desarrollo

cuando el polvo se aglutina para formar
masas cada vez más grandes.

Se unen granos de polvo
100 veces más pequeños

que el ancho de un cabello humano

a través de lo que se llama
la fuerza de van der Waals.

Es decir, cuando una nube de electrones
pasa a un lado de la molécula,

generando una carga negativa en un lado,
y una carga positiva en el otro.

Los opuestos se atraen, pero van der Waals
solo puede unir pequeños elementos.

Hay un problema: cuando los cúmulos
de polvo alcanzan cierto tamaño,

la atmósfera ventosa de un disco
siempre debe separarlos mientras chocan.

Cómo es que siguen creciendo

es el primer misterio
de las pelusas de polvo.

Una teoría explica esto
en términos de carga electrostática.

Los rayos gamma, los rayos X
y fotones UV energéticos

hacen que los electrones salgan
de los átomos de gas dentro del disco,

lo que genera iones positivos
y electrones negativos.

Los electrones chocan
con el polvo y se unen a él,

esto hace que su carga se vuelva negativa.

Ahora, cuando el viento une los cúmulos,

se repelen y desaceleran al chocar.

Las colisiones suaves
no provocan su fragmentación,

pero si la repulsión es demasiado fuerte,
no crecerán nunca.

Una teoría sugiere
que las partículas de alta energía

pueden hacer que salgan más electrones
de algunos cúmulos de polvo,

dándoles una carga positiva.

Los opuestos se atraen de nuevo,
y los cúmulos crecen rápidamente.

En poco tiempo, se nos presenta
otra serie de misterios.

Sabemos por las pruebas
encontradas en meteoritos

que, con el tiempo, estas pelusas de polvo
se calientan, se derriten

y se enfrían para formar gránulos sólidos
que se llaman cóndrulos.

No tenemos idea
de cómo o por qué ocurre eso.

Además, una vez formados,
¿cómo se mantienen unidos los gránulos?

Las fuerzas electrostáticas de antes
son demasiado débiles,

y la gravedad tampoco puede
mantener unidas las rocas pequeñas.

La gravedad se incrementa
proporcionalmente a la masa de objetos.

Es por eso que podrías escaparte
fácilmente de un asteroide

del tamaño de una pequeña montaña

utilizando únicamente la fuerza
generada por tus piernas.

Si no es la gravedad, ¿qué es?

Quizás es el polvo.

Un borde de polvo esponjoso
alrededor del exterior de los gránulos

podría actuar como velcro.

Esto queda de manifiesto en meteoros,

donde se encuentran cóndrulos rodeados
de un borde de material fino,

posiblemente polvo condensado.

Con el tiempo,

los gránulos de cóndrulo se unen
en el interior de rocas más grandes,

y con un ancho de un kilómetro
son lo suficientemente grandes

para mantenerse unidas
gracias a la gravedad.

Continúan chocando y se convierten
en masas cada vez más grandes,

formando incluso los planetas
que hoy conocemos.

En última instancia,
las semillas de todo lo conocido

--el tamaño de nuestro planeta,
su posición en el sistema solar,

y su composición elemental--

fueron determinadas por
una larga serie de colisiones aleatorias.

Si se hubiera cambiado
un poquito la nube de polvo,

quizás las condiciones
no habrían sido adecuadas

para la creación de vida
en nuestro planeta.