Un planeta gigante podría haber deformado las órbitas de nuestro Sistema Solar

Los astrónomos se han preguntado por décadas por qué nuestro Sistema Solar está relativamente deformado, con las órbitas de sus planetas que giran en él ligeramente inclinadas y más ovaladas que circulares.

La gran pregunta que se haces es qué sucedió para que este sea el resultado que hoy tenemos y del cual formamos parte.

Una nueva investigación publicada en el servidor de preimpresiones, arXiv, presume que es posible que un objeto pesado cayó al inicio de la formación del Sistema Solar, dejando una impresión duradera en las órbitas planetarias, antes de que este misterioso intruso apareciera nuevamente.

La hipótesis es sugerida en una nueva investigación de los físicos de la Universidad de Toronto Garett Brown y Hanno Rein en colaboración con el científico planetario de la Universidad de Arizona Renu Malhotra.

“Las órbitas modestamente excéntricas de los planetas gigantes plantean un desafío a las teorías de formación del Sistema Solar que generalmente indican que los planetas gigantes surgieron del disco protoplanetario en órbitas casi perfectamente circulares y coplanares”, explican los expertos.

Y aclaran: “Demostramos que un solo encuentro con un objeto de 2-50 masas de Júpiter, que pasa por el sistema solar a una distancia de perihelio menor de 20 UA y una velocidad de exceso hiperbólico menor de 6 km/s, puede excitar las excentricidades e inclinaciones mutuas de los planetas gigantes a valores comparables a los observados. Calculamos que existe una probabilidad de 1 en 100 de que un sobrevuelo de este tipo produzca una arquitectura dinámica similar a la del sistema solar. Y describimos una métrica para evaluar en qué medida un sistema simulado coincide con los modos seculares de excentricidad e inclinación del sistema solar”.

Hoy se sabe que los objetos de fuera de nuestro Sistema Solar caen hacia la masa del Sol de vez en cuando, generalmente adquiriendo suficiente velocidad a distancias astronómicas como para volver a salir disparados hacia el cosmos. En 2017, el asteroide Oumuamua entró y salió de nuestro Sistema Solar, lo que proporcionó a los astrónomos la oportunidad perfecta para reflexionar sobre la larga historia de los visitantes interestelares.

Pero Oumuamua fue como una gota en un lago. ¿Qué pasaría si algo más pesado surcara las aguas del Sistema Solar?

Brown, Rein y Malhotra hicieron los cálculos y encontraron un objeto con una masa entre 2 y 50 veces mayor que la de Júpiter, que se curvaba alrededor del Sol en algún lugar dentro de la órbita de Urano a una velocidad que le permitiría escapar y podría empujar a nuestros planetas gigantes a órbitas no muy diferentes a las que vemos hoy.

Al refinar sus modelos simulando unas 50.000 variaciones que caen desde un cúmulo hipotético de estrellas cercanas, los investigadores encontraron que la mejor coincidencia con las órbitas excéntricas de nuestros hermanos planetarios era una masa de poco más de 8 veces la de Júpiter, acercándose a la órbita actual de Marte a una velocidad de 2,69 kilómetros por segundo.

Simulaciones posteriores de sobrevuelos al interior del Sistema Solar revelaron que uno de nuestros planetas podría salirse de la órbita en los próximos 20 millones de años aproximadamente en tan solo el 2 por ciento de los casos. En todos los demás, los planetas interiores permanecieron en órbitas ligeramente alteradas, pero todavía relativamente armoniosas.

Aunque las probabilidades de que esto ocurra son escasas (entre 1 en 1.000 y 1 en 10.000), las oportunidades para que esto ocurra pueden no ser raras, ya que la Vía Láctea está llena de cúmulos estelares adecuados.

“En otras palabras, no necesitamos buscar una aguja en un pajar para encontrar un encuentro adecuado”, escriben los autores en un informe que aún no ha sido revisado por pares.

Y agregaron: “El escenario de un encuentro cercano con un objeto subestelar ofrece una explicación plausible del origen de las excentricidades e inclinaciones moderadas y la arquitectura secular de los planetas”.