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

Vistos a simple vista, es decir, sin la ayuda de un telescopio, las estrellas y los planetas en el cielo nocturno parecen objetos muy similares, es decir, como 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.

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

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

¿Cómo nace una estrella?

Sucede que, en cierto momento, se desencadena un proceso de colapso dentro de las grandes nubes moleculares (compuestas principalmente de hidrógeno) presentes en el cosmos. Por proceso de colapso nos referimos a un proceso en el que el gas comienza a concentrarse en algunos puntos de la nube más que en otros.

Este proceso generalmente conduce a la fragmentación de una parte de la nube en muchos fragmentos (cada fragmento inicialmente tiene dimensiones enormes) que finalmente conducirán a la formación de un conjunto de estrellas recién nacidas. Estos conjuntos se denominan cúmulos estelares. Pero centrémonos en lo que sucede con el fragmento de nube individual.

El gas y el polvo presentes en el único fragmento de nube comienzan a caer hacia el centro del mismo 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 más incesante. Cuando la masa de gas colapsado 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 desencadenan reacciones de fusión termonuclear de hidrógeno en helio en el centro de esta masa de gas con producción de energía. Así nació la estrella. La cantidad de energía producida es tal que comienza a equilibrar el proceso de colapso, por lo que la estrella alcanza lentamente una condición de equilibrio (hidrostático) manteniendo constantes sus dimensiones.

La energía producida en su interior llega a la superficie de la estrella, donde las altas temperaturas (superiores a los 1000 grados) la hacen brillar, haciéndola visible.

Cómo nace un planeta gaseoso

La formación de planetas gaseosos sigue un proceso similar al de las estrellas. Mientras 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 neoestrella. Sucede que dentro de este disco hay regiones en las que el gas comienza a colapsar nuevamente sobre sí mismo, formando engrosamientos. Estas acumulaciones de gas en el disco crecen y se convierten en planetas gaseosos.

Sin embargo, el planeta, al ser un subproducto de la formación de la estrella, tiene mucho menos gas disponible que permanece 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 físicas que las aumentaron en la estrella), el planeta no tiene masa suficiente para alcanzar las temperaturas necesarias para desencadenar reacciones de fusión termonuclear en su interior, que provocarán No se activará nunca.

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

Dado que el planeta no es muy masivo, la presión interna es suficiente para bloquear su colapso, pero no suficiente para desencadenar una fusión termonuclear, por lo que no puede brillar con luz propia.

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

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

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

Estos son más masivos que los planetas gaseosos, pero siguen siendo estrellas fallidas, ya que no han alcanzado la masa suficiente para desencadenar reacciones nucleares. Estas están destinadas a enfriarse gradualmente y se denominan enanas marrones debido a su pequeño tamaño y muy baja luminosidad.