El origen de los materiales formados en caliente en los cometas

Los cometas son cuerpos helados, sin embargo, están compuestos de materiales formados a altas temperaturas.¿Dónde están? Los investigadores del Instituto UTINAM (1) (CNRS / Université de Franche-Comté) acaba de dar la explicación física. Ellos demostraron cómo estos materiales han emigrado de las partes más calientes en el interior del sistema solar, a la periferia antes de entrar en la composición de los cometas. Sus resultados se publican en el número de julio 2011 de la revista Astronomy & Astrophysics.

Después de ocho años de viaje, la misión Stardust de la NASA (programa Discovery) trajo a la Tierra, 15 de enero de 2006, el polvo del cometa Wild 2. Los cometas se formaron a temperaturas muy bajas (cerca de 50 Kelvin o -223 ° C). Sin embargo, los análisis revelaron que el cometa Wild 2 se compone de silicatos cristalinos y los CAI (calcio-aluminio-inclusiones ricas): minerales cuya síntesis requiere de altas temperaturas (por encima de 1000 ° C o Kelvin 727). ¿Por qué es esta composición? Un equipo del Instituto UTINAM (1) (CNRS / Université de Franche-Comté

), En colaboración con investigadores del Instituto de Física de Rennes (CNRS / Universidad de Rennes), Universidad de Duisburg Essen (Alemania) y la astrofísica de laboratorio, instrumentación y modelización (CNRS / CEA / Universidad Paris Diderot), ofrece una respuesta basada en un fenómeno físico, la fotoféresis. Esta fuerza depende de dos parámetros:. La intensidad de la radiación solar y presión de gas 
En el nacimiento del sistema solar, los cometas se formaron a partir del disco protoplanetario (2). Dentro de este disco, una mezcla de granos sólidos de varias micras hasta varios centímetros bañada en un sol de gas que pasa diluido. Según los investigadores, dirigido partículas fotoféresis hacia la periferia del disco. Bajo el efecto de la radiación solar, los granos tenían un rostro «más caliente» que el otro y el comportamiento de las moléculas de gas en la superficie de estos granos modificados fue: el lado de «sol», las moléculas de gas son más volátiles y se movió más rápido que el anterior «cool». Causar una diferencia de presión, este desequilibrio se ha eliminado el grano desde el Sol (ver el diagrama abajo). A través de simulaciones numéricas, los investigadores probaron la fotoféresis fenómeno. Ellos demostraron que los granos de silicato cristalino formado en la parte interna del disco protoplanetario y caliente cerca del Sol han emigrado a la parte exterior y el frío antes de tomar parte en la formación de los cometas. Esta nueva explicación física podría explicar la posición algunos anillos de polvo observadas en los discos protoplanetarios y nos permiten comprender mejor las condiciones de formación de planetas.

Esquema Mousis


© O. Mousis

Efecto de la fotoféresis sobre una partícula en la nebulosa primitiva: la partícula se mueve en la dirección opuesta al Sol, debido a la variación de la presión del gas es cara caliente para «día» y el lado frío «noche».


Notas:

(1) Instituto «Universo, nanoestructuras interfaces de transporte, y las atmósferas, las moléculas» (CNRS / Université de Franche-Comté) 
(2) El disco protoplanetario de la estrella joven (por ejemplo el Sol) es el disco de gas y el polvo que rodea y que es probable que la formación de planetas.

Referencias:

«El transporte de los minerales Photophoretic calientes en la nebulosa solar» – A. Moudens, O. Mousis, JM Petit, G. Wurm, D.Cordier y S. Charnoz – Astronomía y Astrofísica, N º 531 07 2011

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