¿Por qué los planetas gaseosos no se convierten en estrellas?

Visto a simple vista, es decir, sin ayuda de un telescopio, las estrellas y los planetas en el cielo nocturno son similareso sea, parecen puntos brillantes. Sólo los más experimentados son capaces de notar, como única diferencia, que la luz de los planetas brilla menos que la de las estrellas.

De los siete planetas del sistema solar (excluyendo la Tierra), cinco son visibles a simple vista: Mercurio, Venus, Marte, Júpiter, Saturno, gracias a la combinación de su proximidad a la Tierra y su tamaño: el más pequeño, Mercurio, es visible porque está cerca, el más lejano, Saturno, es visible porque es mucho más grande que Mercurio.

Sin embargo, existe una diferencia fundamental entre estos dos tipos de cuerpos celestes: las estrellas brillan con luz propia, es decir, producir energía (termonuclear) que los calienta y los hace brillar. Por otro lado, los planetas, al no tener fuente de energía propia, Brillan con luz reflejada, ya que son iluminados por el Sol y reflejan su luz..

Las estrellas brillan con luz propia, los planetas con la luz (del Sol) reflejada en su superficie

Sin embargo, como veremos, tanto las estrellas gaseosas como los planetas están compuestos predominantemente del mismo gas y se forman de manera similar.

¿Cómo nace una estrella?

Resulta, En un momento determinado se desencadena un proceso de colapso dentro de grandes nubes moleculares (compuesto principalmente de hidrógeno) presente en el cosmos. Por proceso de colapso nos referimos a un proceso en el que el gas comienza a concentrarse más en unas partes de la nube que en otras.

Este proceso generalmente conduce a la fragmentación de una parte de la nube en muchos fragmentos (cada fragmento inicialmente con enormes dimensiones) que eventualmente conducirán a la formación de un cúmulo de estrellas recién nacidas.

Se les llama enjambres de estrellas. Pero centrémonos en lo que sucede con el fragmento de nube individual.

El gas y el polvo del único fragmento de nube comienzan a caer hacia el centro del fragmento debido a la fuerza de gravedad. Aquí el gas comienza a concentrarse, haciendo que aumente la densidad, la presión y la temperatura.

A medida que el gas continúa colapsando hacia el centro del fragmento, la densidad, la presión y la temperatura aumentan a un ritmo cada vez mayor. Cuando la masa de gas colapsada finalmente se vuelve similar a la del Sol (más precisamente, mayor que 1/10 de la masa solar), la temperatura en el centro alcanza millones de grados centígrados.

Estas temperaturas son tan altas que desencadenar reacciones de fusión termonuclear de hidrógeno en helio en el centro de esta masa de gas productora de energía. Así nace la estrella. La cantidad de energía producida es tal que comienza a equilibrar el proceso de colapso, para que la estrella alcance lentamente una condición de equilibrio (hidrostático), manteniendo sus dimensiones constantes.

La energía producida en el interior llega a la superficie de la estrella, donde las altas temperaturas (más de mil grados) la hacen brillar, haciéndola visible.

¿Cómo nace un planeta gaseoso?

La formación de planetas gaseosos sigue un proceso similar al de las estrellas. A medida que el gas y el polvo continúan colapsando hacia el centro de la estrella, se forma un disco (también hecho de gas y polvo) a su alrededor, llamado disco protoestelar..

La masa del disco protoestelar es mucho menor que la de la nueva estrella. Resulta que dentro de este disco hay regiones donde el gas comienza a colapsar sobre sí mismo, formando un engrosamiento. Estas acumulaciones de gas en el disco se convierten en planetas gaseosos..

Sin embargo, El planeta, al ser un subproducto de la formación estelar, tiene mucho menos gas disponible en el disco de la estrella..

Aunque la densidad, la presión y la temperatura aumentan en el centro del planeta (debido a las mismas leyes de la física que las aumentaron en la estrella), el planeta no tiene suficiente masa para alcanzar las temperaturas necesarias para desencadenar reacciones de fusión termonuclear en su interiorqué nunca será activado.

Por tanto, a diferencia de la estrella, la masa del planeta es todavía demasiado pequeña para atraer gravitacionalmente otros gases que le permitirían volverse más masivo. Pero no solo. La estrella en formación, con su radiación, comienza a evaporar el disco, es decir, los gases y partículas presentes en él, por lo que el planeta se queda rápidamente sin materias primas para crecer.

Lo que impide que los planetas gaseosos se conviertan en estrellas es su menor masa. La temperatura central depende de la masa, y la masa de los planetas no es suficiente para alcanzar los millones de grados necesarios para desencadenar reacciones termonucleares.

Como el planeta no es muy masivo, la presión interna es suficiente para bloquear su colapso, pero no lo suficiente como para desencadenar una fusión termonuclear, por lo que no puede brillar intensamente.

¿Cuál es el límite entre los planetas y las estrellas?

Se dice que Júpiter es una estrella fallida, es decir, si tuviera una masa no mucho mayor (unas 10 veces mayor), habría alcanzado en su interior temperaturas suficientes para desencadenar reacciones nucleares y convertirse en estrella.

Entre los planetas gaseosos y las estrellas más pequeñas, encontrar objetos llamados enanas marrones. Estos tienen masas entre decenas de la masa de Júpiter y 1/10 de la masa del Sol.

Son más masivos que los planetas gaseosos, pero siguen siendo estrellas fallidas, ya que no han alcanzado la masa suficiente para desencadenar reacciones nucleares. Están destinadas a enfriarse gradualmente y se les llama enanas marrones por su pequeño tamaño y muy baja luminosidad..