Un objeto del tamaño de un planeta que posiblemente visitó alguna vez el sistema solar puede haber cambiado permanentemente nuestro vecindario cósmico al deformar las órbitas de los cuatro planetas exteriores, sugiere un nuevo estudio. Los hallazgos pueden arrojar luz sobre por qué las trayectorias de estos planetas tienen ciertas características peculiares.
Durante décadas, los astrónomos han debatido cómo se formaron los planetas del sistema solar. Sin embargo, la mayoría de las hipótesis coinciden en el tipo de órbita que deberían tener los planetas: círculos que se organizan concéntricamente alrededor del sol y se encuentran en el mismo plano. (Si los vieras de canto, verías solo una línea). Sin embargo, ninguno de los ocho planetas, incluida la Tierra, tiene órbitas perfectamente circulares. Además, las trayectorias de los planetas no se encuentran exactamente en el mismo plano.
En comparación con Mercurio (cuya órbita, dentro de nuestra familia planetaria, es la más ovalada e inclinada), las trayectorias de los cuatro planetas gigantes exteriores (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) muestran desviaciones menores de las órbitas ideales. Sin embargo, explicar estas discrepancias ha sido un desafío, dijo Renu Malhotra, científica planetaria de la Universidad de Arizona en Tucson y coautora del nuevo estudio.
“[E]l rompecabezas de la astrofísica teórica ha sido durante mucho tiempo averiguar cómo las órbitas se desviaron posteriormente de su plano medio y se inclinaron no demasiado ni demasiado poco”, escribió en un correo electrónico a Live Science. Si bien las investigaciones anteriores se han centrado en cómo las interacciones entre estos planetas remodelaron sus órbitas, dijo Malhotra, “estas hipótesis no son consistentes con ciertos detalles importantes de las órbitas observadas”.
Un visitante interestelar
Para abordar este rompecabezas, Malhotra y sus colegas consideraron un escenario menos examinado: que un objeto visitante del tamaño de una estrella modificó las trayectorias de estos planetas hace unos 4 mil millones de años.
Utilizando modelos informáticos de los cuatro planetas exteriores, el equipo realizó 50.000 simulaciones de estos sobrevuelos, cada uno de ellos a lo largo de 20 millones de años, al tiempo que alteraba ciertos parámetros de cada visitante, incluida su masa, velocidad y lo cerca que se acercaba al sol. Los investigadores también ampliaron su búsqueda en comparación con estudios anteriores al considerar objetos mucho más pequeños que las estrellas, tan diminutos, de hecho, como Júpiter. También analizaron situaciones con sobrevuelos supercercanos, centrándose en escenarios en los que el intruso se acercaba a 20 unidades astronómicas (UA) del sol (una UA equivale aproximadamente a 150 millones de kilómetros, aproximadamente la distancia media entre la Tierra y el sol).
Aunque la mayoría de las simulaciones crearon condiciones muy diferentes del sistema solar actual, los investigadores descubrieron que en aproximadamente el 1% de las simulaciones, el paso del visitante alteró las órbitas de los planetas gigantes a aproximadamente su estado actual. Los intrusos en estas coincidencias cercanas se lanzaron directamente al sistema solar, viajando mucho más allá de la órbita de Urano, y algunos incluso rozaron la trayectoria de Mercurio. Y eran relativamente diminutos, con una masa que iba desde dos a cincuenta veces la de Júpiter.
“Este rango incluye masas planetarias hasta masas de enanas marrones”, dijo Malhotra. Las enanas marrones, a menudo llamadas “estrellas fallidas”, son cuerpos celestes extraños que son más pesados que los planetas pero no tan masivos como las estrellas.
Como muchas simulaciones muy parecidas tenían al objeto parecido a un planeta volando a través del sistema solar interior, los investigadores crearon 10.000 simulaciones adicionales que incluían también a los planetas terrestres. En estos casos, también, los sobrevuelos que habían alterado previamente las órbitas de los planetas gigantes a sus estados actuales recrearon la apariencia actual del sistema solar.
La simulación que produjo los resultados más realistas involucró a un objeto ocho veces la masa de Júpiter volando tan cerca como 1,69 UA del sol. Eso lo coloca apenas un poco más lejos que la órbita actual de Marte de 1,5 UA del sol.
Las simulaciones muestran que el paso de un solo objeto subestelar fue suficiente para alterar las trayectorias de los planetas gigantes. Dado que las observaciones sugieren que los cuerpos subestelares son bastante numerosos en el cosmos, las visitas de estos objetos pueden ser más habituales que los sobrevuelos de estrellas.
El estudio, que aún no ha sido revisado por pares, se publicó en la base de datos de preimpresión de arXiv en diciembre.
Fuente: Live Science.
