¿Se está acercando o alejando la Tierra del Sol?

Astronomía

El sol se mueve de una manera tan predecible por el cielo que quizás nunca sospeches que su relación con la Tierra está cambiando todo el tiempo. De hecho, la distancia promedio entre la Tierra y el Sol no es estática año tras año. Entonces, ¿sabemos si la Tierra se está acercando o alejando del Sol? ¿Y qué fuerzas están actuando en nuestro planeta y nuestra estrella para que esto suceda?

En resumen, el sol se está alejando de la Tierra con el tiempo. En promedio, la Tierra está a unos 150 millones de kilómetros del sol, según la NASA. Sin embargo, su órbita no es perfectamente circular; es ligeramente elíptico u ovalado. Esto significa que la distancia de la Tierra al sol puede oscilar entre 147,1 millones y 152,1 millones de kilómetros, dice la NASA.

Aún así, en promedio, la extensión entre la Tierra y el sol está aumentando lentamente con el tiempo. Esta distancia creciente tiene dos causas principales. Una es que el sol está perdiendo masa. El otro involucra las mismas fuerzas que causan las mareas en la Tierra.

El Sol se está encogiendo
Las reacciones de fusión nuclear que alimentan al sol convierten la masa en energía, siguiendo la famosa ecuación de Einstein E=mc^2. Debido a que el sol produce energía constantemente, también pierde masa constantemente. En el transcurso de la vida útil restante del sol, estimada en otros 5 mil millones de años más o menos, según la NASA, los modelos de cómo evolucionan las estrellas con el tiempo predicen que el sol perderá alrededor del 0,1 % de su masa total antes de que comience morir, dijo Brian DiGiorgio, astrónomo de la Universidad de California, Santa Cruz, a Live Science en un correo electrónico.

Aunque el 0,1% puede no parecer mucho, “esto es mucha masa”, dijo DiGiorgio. “Tiene aproximadamente la misma cantidad de masa que Júpiter”. Júpiter, a su vez, tiene unas 318 veces la masa de la Tierra, según el Exploratorium de California.

La fuerza de la atracción gravitatoria de un objeto es proporcional a la cantidad de masa que tiene. Debido a que el sol está perdiendo masa, su atracción sobre la Tierra se está debilitando, lo que hace que nuestro planeta se aleje de nuestra estrella unos 6 centímetros por año, dijo DiGiorgio. Pero no deberíamos darle al sol una fiesta de bon voyage todavía.

“Esto es bastante insignificante, especialmente en comparación con la variación normal en la distancia orbital de la Tierra que ocurre debido a su órbita ligeramente elíptica, alrededor del 3%”, dijo DiGiorgio.

Los efectos de las mareas
Así como la atracción gravitatoria de la luna produce mareas en la Tierra, la gravedad de la Tierra atrae al sol. Esto estira el lado del sol que mira hacia la Tierra, lo que resulta en un “bulto de marea”, escribió Britt Scharringhausen, profesor asociado de física y astronomía en Beloit College en Wisconsin, para la página Ask an Astronomer de la Universidad de Cornell.

El sol gira sobre su eje aproximadamente una vez cada 27 días, según la NASA. Debido a que esto es más rápido que los aproximadamente 365 días que le toma a la Tierra completar una órbita alrededor del sol, la protuberancia de marea que la Tierra genera en el sol se encuentra por delante de la Tierra. La masa del bulto tiene un tirón gravitatorio asociado, tirando de la Tierra hacia adelante en su órbita y lanzándola más lejos del sol, señaló Scharringhausen. Un efecto similar está provocando que la luna de la Tierra se aleje lentamente de nuestro planeta.

Sin embargo, estas fuerzas de marea tienen un efecto muy débil en la órbita de la Tierra: hacen que la Tierra se aleje unos 0,0003 cm del sol cada año, calculó DiGiorgio.

¿Algún cambio importante en el clima?
¿Podría la creciente distancia de la Tierra desde el sol influir en el clima de la Tierra?

“A medida que la Tierra se aleja del sol, la luz del sol se vuelve más tenue”, dijo DiGiorgio. Dado que la distancia de la Tierra al Sol puede crecer un 0,2 % en los próximos 5.000 millones de años, “este oscurecimiento corresponde a una reducción del 0,4 % de la energía solar que llega a la superficie de la Tierra”, dijo. “Esto es relativamente pequeño en comparación con las variaciones normales en el brillo del sol que ocurren debido a la órbita elíptica de la Tierra, por lo que no hay mucho de qué preocuparse”.

Lo más importante de lo que preocuparse “es que a medida que el sol evolucione durante los próximos 5.000 millones de años, los modelos de evolución estelar predicen que aumentará su brillo en aproximadamente un 6% cada 1.000 millones de años, aumentando lentamente las temperaturas de la Tierra y desapareciendo de los océanos”. DiGiorgio dijo. “Esto hará que la Tierra sea inhabitable para los humanos mucho antes de que el sol se la trague”.

Influencia rebelde
Trabajos recientes sugieren que las órbitas de Júpiter y otros planetas del sistema solar han cambiado con el tiempo. Entonces, ¿podrían sus órbitas volverse lo suficientemente inestables como para algún día influir en la órbita de la Tierra, acercándola o alejándola del sol? ¿O podría algún otro cuerpo rebelde pasar lo suficientemente cerca del sistema solar para tener un efecto similar?

“El problema de tratar de predecir las interacciones gravitatorias de los sistemas de muchos cuerpos como el sistema solar o las estrellas cercanas es que son caóticas, lo que significa que son imposibles de predecir con certeza”, dijo DiGiorgio. “No tenemos idea de dónde, específicamente, estarán los planetas en escalas de tiempo de más de alrededor de 100 millones de años porque los pequeños errores en la medición y las perturbaciones de las interacciones no modeladas crecen demasiado con el tiempo”.

Aún así, “podemos usar este caos a nuestro favor ejecutando muchas simulaciones del mismo sistema caótico para ver cuál es la probabilidad de que ocurra un evento”, dijo DiGiorgio. Esto es similar a cómo funcionan los modelos meteorológicos predictivos, señaló.

Un estudio de 2009 en la revista Nature que realizó alrededor de 2500 simulaciones del sistema solar encontró que en aproximadamente el 1% de ellas, la órbita de Mercurio se volvió inestable, lo que provocó que chocara contra el sol o Venus. “Entonces, en teoría, es posible que Mercurio se mueva junto a la Tierra y cambie su órbita sustancialmente, como lo hizo con Marte en una simulación”, dijo DiGiorgio. “Sin embargo, esto es muy poco probable, como se ve por su rareza en sus simulaciones”.

También es muy poco probable que una estrella, un planeta u otro cuerpo que pasa pueda perturbar la órbita de la Tierra, dijo DiGiorgio. “Mis cálculos preliminares dicen que solo deberíamos esperar que una estrella se acerque más que la órbita de Plutón aproximadamente una vez cada trillón de años”, dijo DiGiorgio. “Cualquier cometa que ya esté en nuestro sistema solar tampoco tendrá suficiente masa o energía para afectar sustancialmente nuestra órbita”.

Un diagrama de los planetas en nuestro sistema solar. Crédito de la imagen: ChrisGorgio a través de Getty Images.

La muerte del sol
En unos 5 mil millones de años, después de que el sol agote su combustible de hidrógeno, comenzará a hincharse, convirtiéndose en una estrella gigante roja. Suponiendo que la Tierra continúe su curso sin interrupciones, ¿se habrá alejado lo suficiente del sol moribundo para sobrevivir a la agonía de nuestra estrella?

Actualmente existe cierto desacuerdo sobre cuánto se hinchará el sol durante su fase de gigante roja, dijo DiGiorgio. Existe la posibilidad de que no se hinche lo suficiente como para llegar a la Tierra, lo que significa que nuestro planeta puede sobrevivir y continuar en órbita. Sin embargo, la mayoría de las estimaciones sugieren que el sol crecerá lo suficiente como para tragarse a la Tierra, lo que llevará al planeta a una espiral “hacia adentro hacia el olvido”, dijo DiGiorgio.

“Sin embargo, incluso si la Tierra sobrevive, no hay posibilidad de que los humanos puedan sobrevivir con ella”, dijo DiGiorgio. “El calor y la radiación del sol invasor no solo hervirían los océanos y la atmósfera, sino que probablemente hervirían la Tierra misma. Los humanos tendrían que abandonar la bola de lava en llamas mucho antes de que fuera tragada”.

Si los humanos todavía están dentro de unos 5 mil millones de años y quisieran que la Tierra siguiera siendo habitable durante la expansión del sol, tendríamos que mover lentamente el planeta hacia afuera, alrededor de la órbita de Saturno, manteniéndolo lo suficientemente templado para la vida tal como la conocemos mientras el Sol continúe produciendo más y más energía.

“Sin embargo, esto es bastante poco práctico”, dijo DiGiorgio. “La solución más fácil sería simplemente abandonar la Tierra y encontrar otro planeta o sistema solar para vivir”.

Fuente: Live Science.

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