Descubrimiento histórico: un objeto 20 veces más grande que Júpiter pudo desequilibrar el sistema solar

El estudio de la evolución del sistema solar sigue revelando nuevos aspectos sobre su pasado. Aunque se asume que los planetas y otros cuerpos celestes orbitan de manera estable alrededor del Sol, diversos indicios sugieren que en el pasado esta armonía pudo haberse visto alterada.

Un reciente análisis basado en simulaciones informáticas propone una hipótesis sorprendente: un objeto masivo, con hasta 20 veces la masa de Júpiter, podría haber transitado cerca del sistema solar y modificado sus órbitas planetarias de forma irreversible.

¿Cuál fue el gigantesco objeto celeste que pudo desequilibrar el sistema solar?

Antes que nada, para dar un poco de contexto, la investigación fue desarrollada por Garett Brown, Hanno Rein y Renu Malhotra. Esta se basa en simulaciones computacionales avanzadas que evalúan la interacción entre un objeto subestelar y el sistema solar primitivo.

Los modelos tradicionales sostienen que los planetas se formaron en órbitas casi circulares dentro de un mismo plano. Sin embargo, en la actualidad, los planetas gigantes muestran órbitas ligeramente excéntricas e inclinadas, lo que plantea interrogantes sobre su origen.

Los investigadores exploraron la posibilidad de que un objeto con una masa entre 2 y 50 veces la de Júpiter haya pasado a menos de 20 unidades astronómicas (UA) del Sol, afectando la configuración orbital de los planetas gigantes.

Las simulaciones indicaron que un cuerpo de aproximadamente 8 veces la masa de Júpiter, con una velocidad de 2,69 km/s, pudo haber alcanzado la órbita de Marte y generado un escenario orbital similar al actual en un 1 % de los casos analizados.

¿Cómo llegaron los científicos a determinar estas estimaciones sobre el sistema solar?

Para evaluar esta hipótesis, se llevaron a cabo 50.000 simulaciones, cada una con diferentes configuraciones de un objeto subestelar atravesando el entorno del sistema solar en su etapa temprana. Se enfocaron en escenarios en los que la cercanía de este objeto generara perturbaciones sin destruir planetas.

Algunos datos relevantes:

• La probabilidad de que un evento de este tipo haya ocurrido varía entre 1 por 1.000 y 1 por 10.000.
• En el contexto del sistema solar joven, donde las estrellas se encontraban más agrupadas, estas interacciones eran más frecuentes.
• Un objeto subestelar con una masa inferior a 50 veces la de Júpiter podría explicar las inclinaciones y excentricidades actuales de los planetas gigantes.

Además, los efectos de este tipo de encuentros no se limitan a los planetas gigantes, sino que podrían haber afectado otros cuerpos del sistema solar, alterando la distribución de asteroides y cometas.

¿Cómo impacta esto en los planetas internos y cuerpos menores?

Las simulaciones también analizaron el efecto de este tipo de encuentros en los planetas rocosos y en otras regiones del sistema solar, como el cinturón de Kuiper y la nube de Oort. Aunque en la mayoría de los escenarios los planetas internos sobrevivieron, en un 2 % de los casos, uno de ellos fue expulsado del sistema solar en los 20 millones de años siguientes al evento.

Otros efectos potenciales incluyen:

• Redistribución de asteroides y cometas, alterando sus órbitas y favoreciendo su dispersión en el sistema solar.
• Afectación de la nube de Oort, lo que podría haber incrementado el número de objetos enviados hacia el interior del sistema.
• Evolución orbital de los planetas terrestres, con ligeros cambios en sus inclinaciones y excentricidades.

Estos factores podrían explicar algunas de las irregularidades observadas en la estructura del sistema solar actual.

¿Este es un fenómeno común en el universo?

Si bien el paso de un objeto tan masivo cerca del sistema solar parece improbable en la actualidad, las condiciones en su etapa temprana eran muy distintas. Durante su formación, el sistema se encontraba en un cúmulo estelar con una mayor densidad de objetos, lo que habría favorecido este tipo de encuentros.

Algunos puntos a considerar:

• En la actualidad, la estrella más cercana al Sol está a 4 años luz, lo que hace que estos eventos sean extremadamente raros.
• En sistemas solares más jóvenes, donde las interacciones entre cuerpos son más frecuentes, estos eventos pueden ser mucho más comunes.
• Se han observado exoplanetas con inclinaciones extremas y órbitas muy excéntricas, lo que sugiere que este tipo de interacciones pueden haber ocurrido en otros sistemas planetarios.

Dicho todo esto, los científicos concluyen que estos encuentros pudieron haber sido determinantes no sólo en la evolución del sistema solar, sino en la formación de planetas en otros sistemas estelares. Investigaciones futuras podrán ayudar a detectar huellas de eventos similares en sistemas planetarios lejanos.