Spin-down de gigantes gaseosos durante la formación

En el artículo https://arxiv.org/abs/1712.00457 sobre las tasas de rotación de los gigantes gaseosos dice:

"Debido a la acumulación del momento angular almacenado en el material de origen, un objeto de masa planetaria debería rotar en o cerca de la ruptura hacia el final de la fase de acumulación rápida de gas (independientemente de si el objeto se formó a través de la acumulación del núcleo o por inestabilidad gravitatoria). A la luz de esta expectativa y de la discusión presentada anteriormente, se necesita otro mecanismo para reducir la velocidad de rotación a valores muy por debajo de la ruptura y contrarrestar el giro debido a la contracción y acumulación gravitatorias. Debido a que nuestras observaciones no muestran una dependencia estadísticamente significativa de las velocidades angulares en la edad, especulamos que el proceso de giro hacia abajo (sea lo que sea) opera exclusivamente durante la etapa de evolución del disco".

Pregunta: ¿Qué mecanismos harían que la rotación de un gigante gaseoso se ralentizara, asumiendo que el planeta está lo suficientemente lejos de su estrella como para que la interacción de las mareas con la estrella no la ralentice?

¿Has leído la introducción en el mismo artículo?
Hmm, dice: "Esto puede deberse al acoplamiento magnético con un disco de acreción de gas circunplanetario, que podría proporcionar un canal para que los planetas jóvenes pierdan su momento angular". Me perdí ese bit. Gracias.
Es interesante notar que existe un problema análogo en la teoría de la evolución estelar entre el núcleo y la envoltura estelar.

Respuestas (2)

El artículo propone el acoplamiento magnético de un objeto central al disco de acreción a partir del cual está construyendo su masa. Se cree que esta es la misma ruta por la que se evita que las estrellas de baja masa giren a velocidades de ruptura durante su formación.

La idea es imaginar una barra magnética en los planetas con un campo dipolar. El campo emerge de la superficie del planeta y atraviesa el disco de acreción que lo rodea.

Ahora que el planeta se contrae o gana material del disco de acreción, la conservación del momento angular exige que gire. Pero si el campo magnético está anclado en el planeta y el disco, que será el caso si hay alguna ionización en el planeta/disco, entonces el planeta no puede girar sin arrastrar el campo a través del material del disco.

El efecto neto es que el enlace magnético actúa como un "rotostato", manteniendo constante la velocidad de rotación del planeta al transferir el momento angular al disco.

Imagine a un patinador sobre hielo tratando de dar un giro rápido mientras extiende sus brazos hacia un medio viscoso circundante.

La desaceleración se debe a la "transferencia de momento angular" desde las regiones internas de la nube giratoria hacia las regiones externas a través de campos magnéticos. Puede encontrar una explicación matemática detallada en términos de una solución de la ecuación MHD- en esta página web http://th.nao.ac.jp/MEMBER/tomisaka/Lecture_Notes/StarFormation/5/node94.html . Puede que no sea fácil de entender completamente si no está familiarizado con esta rama de la física, pero debería ser intuitivamente claro que los campos magnéticos son la única forma en que los elementos de masa pueden intercambiar momento angular sin estar en contacto directo entre sí (siempre y cuando por supuesto, estos elementos de masa consisten en material ionizado, por lo que quedan atrapados por las líneas del campo magnético).