¿Podría existir un quinto mundo gigante en nuestro sistema solar?

Una nueva teoría para explicar cómo llegaron los gigantes gaseosos del Sistema Solar a su ubicación implica un quinto planeta gigante desconocido acechando a 80.000 millones de kilómetros del Sol.

 

Seth Jacobson de la Universidad Estatal de Michigan y sus colegas en China y Francia han revelado una nueva teoría que podría ayudar a resolver un misterio galáctico de cómo evolucionó nuestro sistema solar. Específicamente, ¿cómo terminaron los gigantes gaseosos donde están, orbitando alrededor del sol como lo hacen?

“Nuestro sistema solar no siempre ha tenido el aspecto que tiene hoy. A lo largo de su historia, las órbitas de los planetas han cambiado radicalmente”, dijo Jacobson, profesor asistente en el Departamento de Ciencias Ambientales y de la Tierra de la Facultad de Ciencias Naturales . "Pero podemos averiguar qué ha pasado".

La investigación ofrece una explicación de lo que les sucedió a los gigantes gaseosos en otros sistemas solares y en el nuestro.

Las estrellas nacen de nubes masivas y arremolinadas de gas y polvo cósmico. Una vez que nuestro sol se encendió, el sistema solar primitivo todavía estaba lleno de un disco primordial de gas que desempeñó un papel integral en la formación y evolución de los planetas, incluidos los gigantes gaseosos.

En 2005, un equipo internacional de científicos propuso una respuesta a esa pregunta en un trío de artículos históricos. La solución se desarrolló originalmente en Niza, Francia, y se conoce como el modelo de Niza. Postula que hubo una inestabilidad entre estos planetas, un conjunto caótico de interacciones gravitacionales que finalmente los colocó en sus caminos actuales.

“Este fue un cambio tectónico en la forma en que la gente pensaba sobre el sistema solar primitivo”, dijo Jacobson.

El modelo de Niza sigue siendo una explicación principal, pero en los últimos 17 años, los científicos han encontrado nuevas preguntas sobre qué desencadena la inestabilidad del modelo de Niza.

Originalmente se pensó que la inestabilidad del gigante gaseoso tuvo lugar cientos de millones de años después de la dispersión de ese disco de gas primordial que dio origen al sistema solar. Pero la evidencia más reciente sugiere que sucedió más rápido.

Ahora este equipo de investigadores ha propuesto un nuevo disparador. “Creo que nuestra nueva idea realmente podría relajar muchas tensiones en el campo porque lo que hemos propuesto es una respuesta muy natural a cuándo ocurrió la inestabilidad del planeta gigante”, dijo Jacobson.

“Nos preguntamos si el modelo de Niza era realmente necesario para explicar el sistema solar”, dijo Raymond . "Se nos ocurrió la idea de que los planetas gigantes podrían expandirse por un efecto de 'rebote' a medida que el disco se disipaba, tal vez sin volverse inestable".

Los investigadores se dieron cuenta de que el problema podría resolverse si el disco de gas se disipara de adentro hacia afuera. “Terminamos fortaleciendo el modelo de Niza en lugar de destruirlo”, dijo Raymond.

Con el nuevo disparador, la imagen al comienzo de la inestabilidad se ve igual. Todavía hay un sol naciente rodeado por una nube de gas y polvo. Un puñado de gigantes gaseosos jóvenes giran alrededor de la estrella en órbitas ordenadas y compactas a través de esa nube. “Pero a medida que el sol se enciende y comienza a quemar su combustible nuclear, genera luz solar, calienta el disco y finalmente lo expulsa de adentro hacia afuera”. dijo Jacobson.

Esto creó un agujero creciente en la nube de gas, centrado en el sol. A medida que el agujero crecía, su borde atravesaba cada una de las órbitas de los gigantes gaseosos. Esta transición conduce a la inestabilidad del planeta gigante requerida con una probabilidad muy alta, según las simulaciones por computadora del equipo.

El proceso de cambiar estos grandes planetas a sus órbitas actuales también avanza rápido en comparación con la línea de tiempo original del modelo de Niza de cientos de millones de años.

El nuevo desencadenante también conduce a la mezcla de material del sistema solar exterior y del sistema solar interior. La geoquímica de la Tierra sugiere que tal mezcla tenía que ocurrir mientras nuestro planeta todavía está en medio de la formación.

Por último, la nueva explicación del equipo también se aplica a otros sistemas solares de nuestra galaxia, donde los científicos han observado gigantes gaseosos que orbitan alrededor de sus estrellas en configuraciones similares a las que vemos en la nuestra.

“Lo que estamos mostrando es que la inestabilidad ocurrió de una manera diferente, más universal y más consistente”. dijo Jacobson.

Este trabajo tiene implicaciones para uno de los debates más populares y ocasionalmente acalorados sobre nuestro sistema solar: ¿Cuántos planetas tiene?

Actualmente, la respuesta es ocho, pero resulta que el modelo de Niza funciona un poco mejor cuando el sistema solar primitivo tenía cinco gigantes gaseosos en lugar de cuatro. Según el modelo, ese planeta adicional fue arrojado desde nuestro sistema solar durante la inestabilidad, lo que ayuda a los gigantes gaseosos restantes a encontrar sus órbitas.

En 2015, se encontró evidencia de que aún puede haber un planeta sin descubrir alrededor de las afueras del sistema solar a unos 80 mil millones de kilómetros del sol, sin embargo no hay pruebas de ello.

En definitiva, nuestro sistema solar es un lugar dinámico, todavía lleno de misterios y descubrimientos que esperan ser realizados.

Referencia:

Seth A. Jacobson. et al. Early Solar System instability triggered by dispersal of the gaseous disk. Nature. 2022. doi.org/10.1038/s41586-022-04535-1

 

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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