Los astrónomos dicen que al Sistema Solar le faltan al menos 2 planetas: una luna de Urano puede tener las claves para resolver el misterio

Un nuevo estudio publicado en la revista científica Icarus concluye que el Sistema Solar primigenio tuvo al menos cinco o seis planetas gigantes, y que uno o dos gigantes de hielo adicionales fueron expulsados hace miles de millones de años durante una gran inestabilidad gravitacional. Las lunas de Urano tienen la respuesta, ya que guardan las huellas de esos encuentros.

Los modelos cosmológicos del llamado Modelo de Niza proponen que esa inestabilidad fue el evento que reorganizó las órbitas de todos los planetas exteriores tal como los conocemos hoy. Los planetas expulsados no están ocultos en el espacio exterior, ya que se perdieron definitivamente en aquella fase caótica del sistema primigenio.

¿Cuántos planetas le faltan al Sistema Solar, según este nuevo estudio?

El equipo de investigadores, encabezado por Matthew S. Clement, del Laboratorio de Física Aplicada de Johns Hopkins, analizó 122 historias de evolución del Sistema Solar exterior seleccionadas de un total de casi 10.000 simulaciones computacionales. Cada historia representa una secuencia posible de encuentros cercanos entre los planetas gigantes durante la inestabilidad.

Los resultados apuntan a que el sistema primigenio tenía probablemente uno o dos planetas adicionales del tipo de los gigantes de hielo, que fueron expulsados durante aquella fase. El escenario con dos planetas extra resulta más compatible con la supervivencia del sistema de lunas de Júpiter, aunque el escenario con un solo planeta extra favorece más la supervivencia de las lunas de Urano.

Los dos únicos casos en los que las lunas de ambos planetas sobrevivieron la misma inestabilidad correspondieron a escenarios con un solo planeta primordial extra.

¿Qué revelan las lunas de Urano sobre los planetas que ya no están?

El hallazgo más llamativo del estudio es la fragilidad extrema del sistema de lunas de Urano frente a esos encuentros. El 87 % de las simulaciones resultaron en una inestabilidad del sistema lunar de Urano: colisiones entre sus propias lunas o la expulsión de alguna de ellas. De los 122 escenarios evaluados, el 91 % desestabilizó las lunas de Urano en al menos la mitad de los ensayos de ese mismo escenario.

La posición de Urano en el sistema es determinante. Al encontrarse en el centro de la configuración inicial de los gigantes exteriores, fue el planeta que con más frecuencia y más profundidad se acercó a los cuerpos que acabarían por ser expulsados. Si un gigante de hielo se aproximó a Urano a menos de 0,02 unidades astronómicas (UA), la destrucción del sistema de lunas fue prácticamente inevitable en los modelos.

La probabilidad de que las lunas de Urano y las de Júpiter hayan sobrevivido exactamente la misma inestabilidad es de tan solo un 1 %. Esto implica que el Sistema Solar experimentó la inestabilidad en una secuencia muy específica y poco probable, o que los sistemas de lunas actuales son, al menos en parte, el resultado de la propia reorganización posterior a los encuentros.

¿Qué implican estas colisiones para Miranda, la luna pequeña de Urano?

Una consecuencia concreta del estudio afecta a Miranda, la más pequeña de las cinco lunas principales de Urano. Su composición inusual (23 % de roca frente al 50 % de las otras lunas uranianas) podría ser el resultado de colisiones a alta velocidad entre lunas durante la gran inestabilidad.

El estudio estima que las colisiones entre las lunas interiores se produjeron a velocidades de entre 1 y 2 kilómetros por segundo, por encima del umbral de vaporización parcial del hielo en impactos entre cuerpos helados. En ese tipo de impactos, los cuerpos no se fusionan completamente, sino que chocan y se separan de nuevo, transfiriendo material.

Si Miranda perdió parte de su hielo en esa secuencia de golpes, quedaría explicado por qué tiene menos hielo relativo que sus vecinas. Los autores del estudio prevén un análisis hidrodinámico específico de esas colisiones en un manuscrito de seguimiento, ya que identificar con precisión el mecanismo requiere simulaciones de alta resolución.