astronomía

En astronomía o ciencia planetaria, la línea de congelamiento, también conocida como la línea de congelación o línea de nieve o línea de hielo, se refiere en particular a la distancia en la nebulosa solar desde el centro del protosol donde esta lo suficientemente fría para que los compuestos de hidrógeno, como el agua, amoníaco y metano puedan condensarse en granos de hielo sólido. Es la distancia a partir de la cual, en el seno de la protonebulosa solar, las moléculas y átomos más livianos de la nube que fueron desplazados por el viento solar del proto-Sol, hidrógeno, helio, carbono, nitrógeno y sus compuestos más ligeros como agua, óxido de carbono, amoniaco y metano estaban a una temperatura lo suficientemente baja como para estar solidificados, formando sólidos granos de hielo.

Dependiendo de la densidad, la temperatura se estima en alrededor de 150 K. La línea de congelamiento de nuestro sistema solar esta en alrededor de 2,7 UA, cerca de la mitad del cinturón de asteroides.¹

Esta zona es a su vez un punto de inflexión en la formación del sistema solar primitivo, diferenciándose en la actual división entre dos clases de planetas: los planetas terrestresy los planetas jovianos.^2 3

Las sustancias livianas de la nebulosa solar fueron arrastradas por el propio viento solar, de un sol recién nacido y velocidades superiores a los 200 km/s, fueron expulsados fácilmente desde centro dicha la nebulosa primitiva hacia su exterior, más allá de la actual órbita de los asteroides, en oposición a sustancias pesadas como silicatos y granosmetálicos, que orbitaron a distancias inferiores a las 3 unidades astronómicas (U.A.) y sirvieron de base para la formación de planetésimos que a través de la acreción donde se constituyeron formaron los planetas terrestres y asteroides tantos los actualmente conocidos como otros que se supone, hubo y sirvieron de base para la existencia de la luna o los asteroides, hace 5.000 millones de años.

Se ha estimado que la temperatura umbral fue inferior a 150 K (-120º C), pudiéndose ubicar este lugar donde actualmente se sitúa la parte central del cinturón de asteroides a una distancia media de 2,7 U.A., siendo la más óptima para la constitución de gránulos solidificados de este material liviano a temperaturas del orden de 70 K (-200º C) y a una distancia entre 4 y 5 unidades astronómicas (U.A.) muy cerca de la actual órbita del planeta Júpiter.²

El término utilizado procede del uso derivado del mismo en las ciencias de la Tierra y principalmente geología histórica.

En astronomía, masa mínima es el cálculo del límite inferior de la masa de los objetos observados, tales como planetas, estrellas, sistemas binarios, nebulosas, y agujeros negros. La masa mínima es una estadística comúnmente calculada y ampliamente citada para planeta extrasolares. Porque la mayoría de los planetas extrasolares se detectan actualmente por el método de velocidad radial, que detecta planetas midiendo los cambios en el movimiento de las estrellas en su línea de visión, la inclinación real no es conocida y la masa cierta del planeta no es calculable. Si se conoce la inclinación, la verdadera masa se puede calcular, eliminando así la utilidad de la masa mínima calculada con una medida superior, mediante la siguiente fórmula:

La compresión gravitacionel puede equilibrarse por 3 términos de presión :

respectivamente la presión del gas de materia caliente, presión de Fermi y presencia del gas de fotones 

Fase de contracción

La compresón gravitacionel ene le centre del objeto varía en función de su masa y de su radio según

Durante la contracción del objeto, la temperatura central varía en funciób del radio  como:

(con  la masa del fotón). Cuando  decrece, la temperatura aumenta, y la presión también. ¿ La temparatura límite de encadenamiento de las reacciones nucleares puede alcanzarse? 

Papel de los diferentes términos de presión

La presión cinética presenta la misma dependencia en masa y radio que la compresión gravitacional:

Con estas variables, la presión de degeneración varía como :

Cuando el objeto se contracta, esta presón aumenta más rápido que la compresión gravitacional.

Temperatura central

En estas condiciones, la temperatuea alcanzada en el centro vale (eliminando la variable radio de las ecuaciones anteriores):

Si la temperatura central alcanza 10 millones de Kelvin, una estrella nace. Sino, se trata de un astro degenerado sin arranque de reacciones nucleares. 

Masa mínima

Es necesario tener una masa inicial suficiente para alcanzar un a tempratura que permita de iniciar la fusión del hidrógeno. Un modelo preciso da la masa mínima para la combustión del hidrógeno.

Entre 13 y 80 80  , el objeto no puede quemar que su deutérium: se trata entonces de una enana marrón. 

Masa máxima

La presión de radiación varía como  , entonces:

a comparar a la compresión gravitacional  .
E límite de equilibrio  de alcanza cuando:

Una modelización precisa da un valor numérico :
 

Se conoce como mascon (a partir de la abreviación de la expresión en inglés mass concentrations) a toda región de la corteza de un astro que posee una densidad de masanotoriamente superior al promedio de la corteza del astro en cuestión.¹ Tal concentración suele provocar un casi ínfimo, aunque mensurable, aumento de la gravedad en el área de mascon. Cuando se trata de una anomalía gravitatoria positiva (es decir, con aumento de la gravitación; una «repleción») se trata de un «mascon positivo» —o, sencillamente, mascon—; si, en cambio, la zona posee una disminución de campo gravitacional, se trata de un «mascon negativo» acompañado de una «depleción».

Topografía —arriba— y campo gravitacional —abajo— del mascon correspondiente al Mare Serenitatis (Lunar Prospector, NASA).

Los mascones fueron detectados por primera vez analizando los movimientos de la sonda automática estadounidense Lunar Orbiter5 y posteriormente estudiadas por medio de microsatélites lanzados desde la órbita lunar por las misiones Apolo.² Esto ocurrió durante la década de 1960 cuando se percibió que las órbitas de los satélites artificiales lanzados hacia la Luna eran alteradas por heterogeneidades gravitacionales en la corteza del satélite natural de la Tierra.

Los mascones pueden tener varias causas. Una explicación establece que fueron originados por la transformación de los basaltoslunares en rocas más densas en los bordes de las formaciones circulares. Estas concentraciones o anomalías positivas han sido detectadas en algunos de los mares regulares como el Imbrium, Serenitatis, Nectaris, Crisium, Humorum, Humboldtianum, Orientale,Smythii, Aestum o el mismo cráter Grimaldi, y suponen el descenso local en altitud de un satélite artificial que las sobrevuele. En laTierra frecuentemente señalan procesos telúricos ocurridos en la parte superior del manto; por ejemplo, la sedimentación de «nubes de manto», «nubes» creadas por efusiones masivas de magma. En la Luna y en Marte, la mayoría de los mascones conocidos indican la presencia de masas de origen meteórico, derivadas de asteroides o de núcleos cometarios impactados en tales astros.

Los impactos meteóricos no sólo aportan masa, sino que, por reacción, suelen provocar «nubes de manto», campos de magma solidificado. El segundo tipo de masconseñalado también se encuentra en la Tierra (por ejemplo, en la zona del cráter de la Tierra de Wilkes), aunque este tipo de mascon es más raro en la Tierra que en la Luna y Marte, ya que la atmósfera terrestre suele, por fricción, volatilizar los meteoritos cuando no son de grandes proporciones.