Mercurio es muy pequeño por culpa de la Tierra

Mercurio es el planeta más pequeño del sistema solar. Hasta hace unas décadas, esto parecía un hecho perfectamente normal, una simple casualidad cósmica.

Ahora comprendemos mucho mejor los procesos de formación planetaria y, sobre todo, tenemos ejemplos reales con los que comparar nuestro sistema solar. Y cuando aplicamos este conocimiento aparecen dos anomalías en el sistema solar interior:  Marte y Mercurio. Efectivamente, los modelos teóricos insisten en que estos dos planetas deberían ser mucho más masivos de lo que son en realidad.

En el caso de Marte, la razón parece clara: la migración de Júpiter hacia el interior del disco protoplanetario durante la formación de los planetas rocosos que fue mucho más lenta que la de los planetas gigantes ocasionó que el planeta rojo dispusiese de menos masa en forma de planetesimales y embriones para crecer.

El caso de Mercurio es diferente, este planeta pertenece al grupo de los planetas interiores y está compuesto por materiales traslúcidos y rocosos, con una combinación interna variada. El tamaño de los compuestos son todos muy parecidos, no posee satélite natural que gire en su órbita. Además, toda su superficie está compuesta por roca sólida. Por ello, forma parte junto con la Tierra de los cuatro planetas más rocosos del sistema solar.

Hasta hace no mucho el tamaño de Mercurio no parecía especialmente anómalo, pero los modelos numéricos más recientes indican que el planeta más cercano al Sol debería ser bastante más masivo.

Además, los investigadores han descubierto numerosos sistemas exoplanetarios con planetas rocosos relativamente grandes que giran muy cerca de sus estrellas, los llamados sistemas ultracompactos, por lo que ahora sabemos que se pueden formar planetas de gran tamaño a una distancia similar, o inferior, a la que Mercurio está del Sol.

Los modelos predicen la formación de cuatro planetas de, aproximadamente, una masa terrestre en el sistema solar interior. Si Marte no pudo aumentar de tamaño por la interferencia de Júpiter, ¿qué le pasó a Mercurio? Pues la respuesta podría ser parecida. Pero, en vez de Júpiter, los culpables serían Venus y la Tierra, que se habrían formado más cerca del Sol para luego migrar hasta sus posiciones actuales.

El estudio, a cargo de un equipo de investigadores liderado por Matthew Clement, ha llevado a cabo varias simulaciones numéricas con el fin de explicar por qué Mercurio es tan pequeño.

Primero, los embriones de la Tierra y Venus, con media masa terrestre cada uno, se habrían formado a tan solo 0,3 y 0,5 Unidades Astronómicas, respectivamente (actualmente, los dos planetas están a 0,7 y 1 UA del Sol). Posteriormente, los dos protoplanetas habrían migrado hacia el exterior del sistema solar, dejando atrás un embrión de Mercurio que no podría crecer mucho más a partir de un disco protoplanetario con menos material disponible tras el paso de Venus y la Tierra.

La migración hacia el exterior se explicaría por la interacción entre los embriones de Venus y la Tierra con el disco protoplanetario. En concreto, este tipo de migración hacia fuera es posible a poca distancia del Sol cuando se acerca el fin del disco protoplanetario debido a gradientes de temperatura negativos en el propio disco.

Esta hipótesis tiene la ventaja de explicar las diferencias de composición entre Marte y la Tierra el planeta rojo tiene más volátiles, así como el hecho de que la Tierra sea más masiva que Venus atravesó primero el disco protoplanetario.

También explicaría la excentricidad de la órbita de Mercurio, así como la gran densidad del planeta y su enorme núcleo, una característica que, hasta el momento, únicamente se ha podido justificar invocando colisiones entre embriones planetarios. Según esta última teoría, Mercurio habría chocado contra otro protoplaneta durante su formación y habría perdido parte de su manto en el proceso.

A pesar de que es una hipótesis atractiva, no ha logrado ser simulada adecuadamente por los modelos teóricos. No obstante, la hipótesis de la migración externa de Venus y la Tierra deja la puerta abierta a que se formasen varios embriones protoplanetarios en la órbita de Mercurio que chocasen entre ellos de forma un poco menos catastrófica. En este caso, estaríamos ante una mezcla de ambas teorías para explicar la alta densidad de Mercurio y su pequeño tamaño.

Evidentemente, esto es solo una propuesta basada en modelos numéricos, así que hay que tomarla con mucha precaución. Para poder confirmar harán falta más datos de los planetas rocosos y, especialmente, muestras de los mismos para analizarlas a conciencia en los laboratorios terrestres.

Lamentablemente, por el momento solamente disponemos de muestras de la Tierra y la Luna, aunque, con suerte, dentro de ocho o nueve años tendremos muestras de Marte. Pero mucho me temo que para disponer de muestras de Venus o Mercurio tendremos que esperar unas cuantas décadas adicionales.

Referencia:


Matthew S. Clement et al.. Mercury as the relic of earth and venus’ outward migration. arxiv.org 2021. https://doi.org/10.48550/arXiv.2112.00044

Doctor Fisión

Doctor Fision

Divulgador científico especialista en física y astrofísica, y apasionado de la ciencia en general. Autor del bestseller "El Universo Explicado" y de "La Nueva Carrera Espacial". Tiene más de 3 millones de seguidores en redes sociales.

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