¿Puede formarse un planeta antes de que se encienda la estrella madre?

Esto debería ser físicamente posible, incluso podría suceder en el universo ahora mismo.

La creación de un sistema estelar comienza con una nube de materia. Esta nube colapsará y formará una especie de cosa que más tarde podríamos llamar una estrella. También puede llamar a esto un planeta: si la masa no es suficiente para crear una presión lo suficientemente alta como para hacer una fusión inicial, tendrá una enana marrón. También Júpiter es un planeta que es una estrella "demasiado ligera".

En mi opinión, nada habla en contra de la posibilidad de que tal vez se formen dos "clusters" al mismo tiempo. O un cúmulo más pequeño se forma primero y uno más grande, que luego se convierte en la estrella, se forma en segundo lugar.

El punto aquí es más, ¿a qué llamas un planeta? ¿Es el sol un planeta? ¿Sería Júpiter un planeta, si brillara como una estrella? ¿Tal vez puedas llamar al sol un planeta, si gira alrededor de una masa más grande? Podría haber algún tipo de definición que hacer para esto, creo.

La respuesta es sí; De acuerdo con nuestras ideas teóricas actuales y las observaciones de la vida útil de los discos circunestelares, los planetas deben poder formarse antes de la ignición de la fase principal de combustión de hidrógeno en la secuencia principal.

Los detalles:

Considero que su pregunta se refiere a la formación de planetas antes de la fusión de hidrógeno en helio, no a la fase muy breve durante la cual se quema el deuterio primordial de la estrella, que para una estrella como el Sol ocurre dentro del primer millón de años y ciertamente tendrá lugar antes . los planetas pueden formarse completamente.

Los planetas se forman en un disco de material circunestelar alrededor de sus protoestrellas progenitoras. El modelo de " acreción del núcleo " de la formación de planetas gigantes sugiere que sólo se necesitan entre 5 y 10 millones de años para formar un planeta gigante en este disco. El principal modelo de la competencia ( inestabilidad térmica en el disco ) sugiere una escala de tiempo de formación aún más rápida. Las estrellas de una masa solar o menos tardan mucho más en contraerse lo suficiente como para que sus núcleos alcancen las temperaturas necesarias para la ignición del hidrógeno.

Para poner algunos números sobre esto: de acuerdo con los modelos pre-secuencia principal de Siess, Dufour y Forestini (2000) , una estrella de masa solar tarda unos 25 millones de años en producir una fracción apreciable de su luminosidad a partir de la quema de hidrógeno. Esta escala de tiempo se alarga para las estrellas de menor masa.

Estadísticamente hablando, sabemos que la mayoría de las estrellas pierden sus discos en unos 10 millones de años (véase, por ejemplo, Hillenbrand 2008 ). Básicamente, se han ido a una edad de 25 millones de años, por lo que toda la formación de planetas gigantes debe haber ocurrido para entonces. Sin embargo, ahora también sabemos gracias a extensos estudios de exoplanetas que una gran parte de las estrellas tienen planetas gigantes gaseosos. Entonces, la mayoría de las estrellas deben formar planetas dentro de unos 5-10 millones de años y esto definitivamente no es tiempo suficiente para que comience la quema de H en una estrella de$\leq M_{\odot}$. El mismo argumento probablemente no se aplica a los pequeños planetas rocosos, que probablemente tarden un poco más en alcanzar su configuración final (tal vez hasta 100 millones de años en nuestro Sistema Solar), aunque los planetesimales grandes deberían estar presentes después de solo un millón de años.

Hasta donde yo sé, el pensamiento actual es que una gran parte de la materia comienza a barrer la materia en el disco circunestelar durante/justo después de la fase protoestelar de la estrella (por ejemplo, las estrellas T-Tauri) y forma planetas gigantes gaseosos. Todavía se debate el origen de los planetas rocosos más pequeños, pero creo que la mayoría de los astrónomos creen que se crearon después de que se haya limpiado el disco circunestelar.