Un nuevo modelo cosmológico sugiere que el Planeta X puede existir debido a la inestabilidad del sistema solar primitivo, que descolocó las órbitas de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno y desterró al quinto gigante a 80.000 millones de kilómetros de nuestra estrella.
Un nuevo modelo cosmológico explica la posición actual de los cuatro planetas gigantes de nuestro sistema solar, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, y sugiere que realmente puede existir el Planeta X, que se cree está en lo más remoto de nuestro sistema solar.
El Planeta X es un planeta totalmente hipotético que estaría escondido a unos 80.000 millones de kilómetros de nuestro Sol, mucho más allá de la órbita de Neptuno, del que se sigue la pista desde el siglo XIX hasta nuestros días.
También llamado "Planeta Nueve", podría tener una masa 10 veces mayor que la de la Tierra y orbitar unas 20 veces más lejos del Sol que Neptuno. Puede tardar entre 10.000 y 20.000 años terrestres en completar una órbita alrededor del Sol.
La hipótesis de la existencia de este noveno planeta se basa en los misterios todavía no resueltos de nuestro sistema solar: los astrónomos no comprenden cómo los cuatro planetas gigantes acabaron en las órbitas que hoy tienen.
Lo que sabemos con certeza es que nuestro sistema solar no ha tenido siempre el aspecto que contemplamos hoy, porque a lo largo de su historia, las órbitas de los planetas que lo integran han cambiado radicalmente.
Sistema solar primitivo
El proceso de formación de un sistema solar también es conocido: 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.
A finales del siglo pasado, los científicos comenzaron a pensar que los gigantes gaseosos inicialmente giraban alrededor del sol en órbitas ordenadas, compactas y uniformemente espaciadas.
Sin embargo, Júpiter, Saturno y los demás gigantes hace tiempo que se establecieron en órbitas que son relativamente más largas que anchas (oblongas), torcidas y extendidas. Nunca hemos sabido por qué.
Modelo de Niza
En 2005, un equipo internacional de científicos propuso una respuesta a esa pregunta en tres artículos históricos publicados en Nature. La solución se desarrolló originalmente en Niza, Francia, y se conoce como el Modelo de Niza.
Postula que en nuestro sistema solar hubo en algún momento una inestabilidad entre estos planetas gigantes, un conjunto caótico de interacciones gravitacionales que finalmente los colocó en sus órbitas actuales.
Aunque el Modelo de Niza sigue siendo una explicación válida, en los últimos 17 años, los científicos se han formulado nuevas preguntas sobre qué desencadenó la inestabilidad propuesta por 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, incluidas algunas encontradas en rocas lunares recuperadas por las misiones Apolo, sugiere que sucedió mucho antes. Eso también plantea nuevas preguntas sobre cómo evolucionó el sistema solar interior que alberga la Tierra.
Nueva investigación
Una nueva investigación, liderada por Seth Jacobson, de la Universidad Estatal de Michigan, plantea otro escenario alternativo al Modelo de Niza para explicar las órbitas de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
El nuevo modelo sugiere que los gigantes gaseosos podrían haber seguido sus caminos actuales debido a cómo se evaporó el disco de gas primordial, y que esta disipación, que ocurrió de adentro hacia afuera, proporcionó un desencadenante natural para la inestabilidad del sistema solar.
“Todos los sistemas solares se forman en un disco de gas y polvo. Pero a medida que el sol se enciende y comienza a quemar su combustible nuclear, genera luz solar, calienta el disco y finalmente se evapora”, explica Jacobson resumiendo lo que indica su modelo.
Esta situación creó un agujero creciente en la nube de gas, que se concentró en el lugar que ocupaba el Sol, según esta investigación. A medida que el agujero creció, su borde atravesó cada una de las órbitas de los gigantes gaseosos, descomponiedo su tratectoria original.
Inestabilidad del sistema
Esta transición condujo a la inestabilidad orbital de los planetas gigantes con una probabilidad muy alta, según las simulaciones informáticas desarrolladas en esta investigación.
Además, el proceso de cambiar estos grandes planetas a sus órbitas actuales se produjo mucho antes de lo que decía el Modelo de Niza: menos de 10 millones de años después del nacimiento del sistema solar.
Ocurrió cuando la Tierra estaba todavía empezando a formarse y provocó que en ese torbellino cósmico se produjera una mezcla del sistema solar exterior y con material del sistema solar interior, según este modelo.
Este proceso es el que va a agitar el sistema solar interior y a influir en la formación de nuestro planeta, estableciendo un aparente vínculo entre la inestabilidad del sistema solar y la formación de nuestro planeta.
Los autores de esta investigación destacan que esta explicación se puede aplicar también 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 Vía Láctea.
Eso significaría que la inestabilidad de nuestro sistema solar es un proceso universal y consistente, y no una experiencia única en la formación del universo, según Jacobson.
Planeta X
También arroja luz sobre el posible planeta X, poniendo en duda el número de planetas que forman nuestro sistema solar.
Actualmente sabemos que son ocho, pero resulta que el Modelo de Niza funciona un poco mejor si al sistema solar primitivo se le atribuyen cinco gigantes gaseosos, en lugar de cuatro.
Según este modelo, ese planeta adicional fue arrojado de nuestro sistema solar durante la inestabilidad, lo que ayudó a los gigantes gaseosos conocidos a posicionarse en sus órbitas actuales.
En 2015, investigadores del Caltech obtuvieron evidencia de que aún puede haber un planeta sin descubrir alrededor de las afueras del sistema solar, pero todavía no se ha comprobado su existencia.
Más posibilidades
La duda que surge es si el planeta adicional que propone el Modelo de Niza podría ser el supuesto planeta X sugerido por la investigación del Caltech, algo a lo que la nueva investigación no aporta una respuesta.
Sin embargo, ha ido un poco más allá del Modelo de Niza en sus simulaciones: obtuvo un resultado similar para explicar las órbitas de los cuatro gigantes, tanto si incluían como si no un planeta adicional.
Un sistema formado desde el principio por cuatro gigantes gaseosos termina con órbitas que coinciden muy bien con las de Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Pero un sistema compuesto inicialmente por cinco gigantes gaseosos, tiene más probabilidades de reflejar las órbitas de los cuatro gigantes, según la nueva investigación.
Este resultado tampoco es concluyente, pero los investigadores destacan que tal vez podamos tener pronto una respuesta: el Observatorio Vera Rubin, que será capaz de fotografiar la totalidad de su cielo disponible cada pocas noches debido a su amplio campo de visión, debería detectar el Planeta 9 si realmente está ahí afuera, una vez que el observatorio esté operativo a finales de 2023.
Referencia
Early Solar System instability triggered by dispersal of the gaseous disk. Beibei Liu et al. Nature, Volume 604, pages 643–646 (2022).
