La historia de nuestro sistema solar es una intrincada danza de planetas, asteroides y cometas alrededor del Sol. Aunque solemos imaginarlo como un reloj cósmico perfecto, la realidad es que no lo es tanto. Las órbitas de los planetas no son circunferencias perfectas ni están perfectamente alineadas en un plano. Algo debió perturbar esa armonía en el pasado, y una investigación reciente ofrece una hipótesis fascinante: un objeto masivo, posiblemente 20 veces más grande que Júpiter, podría haber pasado cerca del sistema solar y desordenado sus órbitas para siempre. Podemos añadirlo a nuestra lista de curiosidades del sistema solar.
Esta idea proviene de un estudio liderado por Garett Brown, Hanno Rein y Renu Malhotra, quienes han explorado mediante simulaciones cómo un encuentro cercano con un objeto subestelar podría explicar las características actuales de las órbitas planetarias. Este escenario, aunque improbable, tiene implicaciones enormes para nuestra comprensión del sistema solar y sus orígenes.
Las órbitas no tan perfectas de los gigantes
Los modelos tradicionales de formación planetaria predicen que los planetas nacen en órbitas casi perfectamente circulares y en un mismo plano, lo que refleja el comportamiento ordenado de los discos protoplanetarios. Sin embargo, las órbitas de los planetas gigantes de nuestro sistema solar son algo excéntricas (es decir, ovaladas) y están ligeramente inclinadas respecto al plano general. Esto ha desconcertado a los astrónomos durante décadas.
Según el estudio, un encuentro con un objeto de entre 2 y 50 veces la masa de Júpiter, pasando a menos de 20 unidades astronómicas (UA) del Sol, podría haber alterado las órbitas de los planetas gigantes. Simulaciones detalladas muestran que un objeto de aproximadamente 8 veces la masa de Júpiter, viajando a 2,69 km/s y acercándose hasta la órbita de Marte, reproduce las características observadas hoy. Los investigadores señalan que, en un 1 % de las simulaciones, este tipo de encuentro generó un sistema dinámicamente similar al nuestro.
Simulaciones y probabilidades de encuentros
Para explorar esta hipótesis, los investigadores usaron un enfoque de simulaciones con 50.000 escenarios diferentes. Cada simulación probó cómo un objeto subestelar, proveniente de un cúmulo estelar cercano, interactuaría con un sistema solar joven. Se centraron en encuentros lo suficientemente cercanos como para afectar las órbitas, pero no tanto como para destruir planetas.
Un dato clave es la probabilidad de que estos encuentros ocurran. Según las simulaciones, la posibilidad de un evento así oscila entre 1 por 1.000 y 1 por 10.000. Esto puede parecer improbable, pero no es insignificante considerando que el sistema solar se formó en un entorno mucho más denso y caótico que el actual. “Nuestros resultados muestran que un objeto subestelar con una masa inferior a 50 veces la de Júpiter podría explicar las inclinaciones y excentricidades observadas en los planetas gigantes del sistema solar”, indican en el estudio.
Por otra parte, el impacto de estos encuentros no solo afecta a los gigantes gaseosos. Incluso en sistemas solares más jóvenes, con órbitas en formación, un encuentro similar podría haber generado alteraciones significativas en otros cuerpos menores o en los planetas internos.
Impacto en los planetas internos y menores
Además de alterar las órbitas de los gigantes gaseosos, este tipo de encuentros podría haber tenido efectos en los planetas terrestres, como la Tierra. Aunque la mayoría de las simulaciones indican que los planetas internos sobreviven, en un pequeño porcentaje (2 %) se predice que uno de ellos podría ser expulsado del sistema solar en los 20 millones de años posteriores al evento.
Las implicaciones se extienden también a los cuerpos menores. Las regiones externas, como el cinturón de Kuiper o la nube de Oort, podrían haber sido perturbadas, redistribuyendo cometas y asteroides en órbitas más inclinadas. Estas zonas podrían contener pistas adicionales que validen esta hipótesis. Estudios más detallados podrían arrojar luz sobre cómo estos encuentros moldean también las poblaciones de exoplanetas en sistemas estelares similares.
¿Un fenómeno común?
Aunque el paso de un objeto masivo parece improbable en un entorno tan “vacío” como el espacio, los sistemas solares jóvenes son mucho más densos. La Vía Láctea alberga millones de cúmulos estelares con condiciones ideales para este tipo de interacciones. En el entorno actual, con la estrella más cercana a 4 años luz, un evento similar es mucho más raro.
Los investigadores también destacan que este tipo de encuentros no serían excepcionales en otros sistemas solares. Algunos sistemas exoplanetarios que presentan inclinaciones extremas o planetas con órbitas muy elípticas podrían ser el resultado de eventos de interacción gravitatoria como este.
Hay que tener en cuenta también que la probabilidad de que ocurran encuentros cercanos puede variar según la dinámica de cada cúmulo estelar. En un sistema con estrellas jóvenes y densas, la interacción entre planetas, cometas y objetos subestelares podría ser mucho más intensa, moldeando el sistema de formas únicas.
Si bien este trabajo está enfocado en el sistema solar, también abre la puerta a nuevas hipótesis sobre la formación de sistemas planetarios en general. Estudios futuros podrían buscar señales de estas interacciones en otros lugares del universo.
Referencias
- Brown, G., Malhotra, R., & Rein, H. (2024). A substellar flyby that shaped the orbits of the giant planets. Preprint en arXiv, DOI: 10.48550/arXiv.2412.04583.
Cortesía de Muy Interesante
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