Un estudio reveló cómo el sistema solar podría capturar un nuevo planeta vagabundo

El Sistema Solar, tan estable y conocido, puede no ser tan aislado como se pensaba. A lo largo de su historia, se ha visto invadido por objetos cósmicos que no pertenecen a él. Un ejemplo reciente fue el paso de Oumuamua en 2017, el primer objeto interestelar (ISO) confirmado que atravesó nuestro Sistema Solar. Apenas dos años después, el cometa 2I/Borisov siguió su ruta.

Estos son los únicos dos objetos de este tipo que han sido oficialmente reconocidos, pero lo cierto es que muchos más pasaron por nuestra vecindad galáctica, y es probable que aún lo sigan haciendo.

¿Qué probabilidad hay de que esto ocurra? Una nueva nota de investigación publicada en Celestial Mechanics and Dynamical Astronomy describió cómo el Sistema Solar podría capturar un ISO.

El trabajo se titula “Captura permanente en el Sistema Solar” y los autores son Edward Belbruno, del Departamento de Ciencias Matemáticas de la Universidad Yeshiva, y James Green, ex miembro de la NASA y ahora de Space Science Endeavours.

Cómo el Sol podría capturar un planeta errante

La investigación sobre los objetos interestelares experimentó un importante avance gracias a la tecnología moderna, como el Observatorio Vera Rubin, que se espera descubra muchos más.

La pregunta que se plantean los científicos es intrigante: ¿podría nuestro Sol capturar permanentemente un objeto de estos, como algunos planetas han capturado lunas?

La idea de que un planeta errante o un objeto interestelar pueda ser capturado por la gravedad del Sol depende en gran medida de un concepto matemático conocido como espacio de fases. Este espacio representa la evolución del estado de un sistema dinámico en múltiples dimensiones. En términos sencillos, es una especie de mapa que describe tanto la posición de un objeto en el espacio como su velocidad.

El espacio de fases del Sistema Solar es extremadamente complejo, ya que involucra las interacciones gravitacionales de varios cuerpos, desde los planetas hasta los cometas. Dentro de este espacio existen puntos de captura, regiones donde un objeto podría quedar atrapado por la gravedad del Sol. Estos puntos pueden ser de dos tipos: débiles y permanentes.

1. Puntos de captura débiles: Son regiones donde un objeto puede ser atraído temporalmente hacia una órbita, pero sin la estabilidad necesaria para mantenerse ahí a largo plazo. En estos puntos, un objeto puede experimentar empujes gravitacionales que alteren su trayectoria, pero no lo suficientemente fuertes como para que el objeto permanezca en el sistema solar para siempre.

2. Puntos de captura permanentes: Son puntos donde la gravedad del Sol puede mantener a un objeto de forma estable en su órbita durante periodos de tiempo extremadamente largos, incluso de manera infinita. Estos puntos dependen de la configuración precisa del momento angular y la energía de un objeto.

Si bien muchos objetos en el espacio interestelar podrían llegar a esos puntos débiles, solo aquellos que caen en los puntos de captura permanentes se quedarían dentro del Sistema Solar de manera indefinida.

Más allá de los objetos interestelares que pasan por el Sistema Solar, otro fenómeno intrigante es la posibilidad de que planetas errantes – aquellos que no están ligados a ninguna estrella – puedan unirse al Sistema Solar. Los planetas errantes se forman de manera similar a los planetas convencionales, pero a diferencia de estos, su órbita es perturbada por otros cuerpos en su sistema o en sistemas cercanos, lo que provoca que sean expulsados de sus estrellas originales.

Estas expulsiones ocurren con mayor frecuencia de lo que podríamos imaginar. Según los expertos, muchos planetas errantes se han creado a través de interacciones gravitacionales entre planetas en formación o por encuentros cercanos con otras estrellas. Este fenómeno es común y explica por qué hay un número considerable de planetas errantes flotando en el espacio interestelar, algunos de los cuales podrían ser capturados por la gravedad del Sol.

El Sistema Solar no está aislado en su trayectoria por el cosmos. En un radio de seis parsecs alrededor de nuestro Sol se encuentran 131 estrellas y enanas marrones, algunas de las cuales podrían albergar planetas desconocidos, los cuales, a su vez, podrían llegar a nuestro vecindario estelar en el futuro cercano. De hecho, el paso cercano de estrellas a nuestra vecindad solar es una ocurrencia regular. Cada millón de años, dos de nuestras estrellas vecinas pasan a unos pocos años luz de la Tierra, y se espera que, en los próximos 50,000 años, hasta seis estrellas se aproximen a nuestro Sistema Solar.

La Nube de Oort, una vasta región repleta de cometas en los límites exteriores del Sistema Solar, se extiende hasta 1,5 años luz. Algunos de estos objetos podrían ser desalojados por encuentros estelares y enviados hacia el interior del Sistema Solar, como ha sucedido en ocasiones anteriores.

A través de estudios matemáticos, los científicos han identificado “aberturas” en el espacio de fases del Sistema Solar que podrían permitir la captura de objetos interestelares como planetas errantes o cometas. Estas aberturas se encuentran dentro de la esfera de Hill, una región del espacio donde la gravedad del Sol es dominante y puede atrapar a los cuerpos cercanos.

Las aberturas en la esfera de Hill están ubicadas aproximadamente a 3,81 años luz del Sol. Estas regiones permiten la entrada de objetos hacia el Sistema Solar, y la gravedad del Sol podría, eventualmente, capturarlos de forma permanente. Los objetos que ingresan por estas aberturas seguirían un camino caótico, pero podrían terminar atrapados de manera estable, lo que los haría residentes permanentes del Sistema Solar.

La captura de planetas errantes

A pesar de que la captura de un objeto interestelar es teoréticamente posible, la realidad es que los eventos de este tipo son altamente improbables.

La captura de un planeta errante, por ejemplo, podría alterar la órbita de los planetas ya establecidos, lo que podría generar perturbaciones en el sistema solar, aunque no necesariamente catastróficas. Sin embargo, los científicos aún no tienen suficiente información para determinar con exactitud cuántos planetas errantes existen en las proximidades de nuestro Sistema Solar.

El Observatorio Vera Rubin, que se encuentra en desarrollo, podría ser clave en el futuro para ayudar a los astrónomos a detectar estos objetos errantes y comprender mejor cómo interactúan en el espacio. Este observatorio podría proporcionar una visión más detallada sobre las aberturas en el espacio de fases y cómo los planetas errantes se agrupan en ciertas regiones del espacio, evitando otras.

Aunque todavía estamos en las primeras fases de nuestro entendimiento sobre los objetos interestelares y los planetas errantes, la posibilidad de que uno de estos cuerpos sea capturado por el Sol no es completamente descartada. En los próximos años, los avances tecnológicos, como el trabajo del Observatorio Vera Rubin, podrían arrojar nuevas evidencias que cambien nuestra visión del Sistema Solar.

Tal vez, algún día, el Sistema Solar cuente con un nuevo habitante, un planeta errante que se una a los otros cuerpos que orbitan alrededor del Sol. Aunque esto parece un escenario remoto, el estudio de los puntos de captura en el espacio de fases y las interacciones gravitacionales entre las estrellas cercanas abre una nueva ventana de posibilidades para el futuro de nuestro vecindario estelar.