Formación de planetas gigantes y fragmentación de planetesimales

Abstract

Durante el proceso de formación de un planeta gigante las velocidades relativas de los planetesimales aumentan debido a las perturbaciones gravitatorias que genera el planeta en formación sobre los mismos. Este fenómeno produce que las colisiones entre los planetesimales cambien de un régimen de coagulación a bajas velocidades relativas a un régimen de fragmentación a medida que dichas velocidades aumentan. En general, los modelos de formación planetaria, que incluyen el fenómeno de la fragmentación de los planetesimales, consideran la energía específica de impacto a una velocidad y un material fijos. Sin embargo la energía específica de impacto de un blanco es función tanto de las velocidades relativas entre el blanco y el proyectil como así también de la composición de los mismos. En este trabajo estudiamos la formación de un planeta gigante ubicado a 5 UA incorporando a nuestro modelo de fragmentación de planetesimales la dependencia de la energía específica de impacto con el material y la velocidad. Nuestros resultados muestran que dicha dependencia juega un rol importante en la formación de núcleos masivos, y por ende en la formación de planetas gigantes, antes de la disipación de la componente gaseosa del disco protoplanetario.

During the process of giant planet formation the planetesimal relative velocities are increased by the growing planet due to the gravitational perturbations. This phenomenon produces a change of regimen in the planetesimal collision, from coagulation at low relative velocities to a regimen of fragmentation while the velocities increase. In general, the models of planetary formation that include planetesimal fragmentation consider the specific impact energy for a fixed velocity and composition of the plantesimals. However, the specific impact energy of a target is a function of the relative velocities between the target and projectile as well as the planetesimal composition. We studied the formation of a giant planet at 5 AU incorporating the dependence of the specific impact energy with composition and relative velocity in our fragmentation model. Our results show that this dependence plays a fundamental role in the formation of massive cores, and thus in the formation of giant planets, before the dissipation of the gaseous component of the protoplanetary disk.