La nueva teoría, que explica cómo surgieron los gigantes gaseosos del sistema solar, trata sobre el desconocido quinto planeta gigante, que está oculto a 80.000 millones de kilómetros del Sol.
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"Nuestro sistema solar no siempre se ve igual hoy. Las órbitas planetarias han cambiado radicalmente a lo largo de su historia", dijo el profesor Seth Jacobson de la Universidad Estatal de Michigan. "Pero vamos a averiguar qué pasó".
Un estudio publicado en la revista Nature el 27 de abril proporciona una explicación de lo que les está sucediendo a los gigantes gaseosos en otros sistemas solares y con nosotros, a saber, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Las estrellas nacen de grandes nubes arremolinadas de gas y polvo cósmico. Cuando nuestro sol se volvió activo, el primer sistema solar todavía estaba lleno de exceso de gas, que desempeñó un papel importante en la formación y evolución de los planetas, incluidos los gigantes gaseosos.
A fines del siglo XX, los científicos comenzaron a creer que los gigantes gaseosos originalmente orbitaban alrededor del Sol en órbitas uniformes, compactas y proporcionales. Sin embargo, Júpiter, Saturno y otros han vivido durante mucho tiempo en órbitas relativamente alargadas, curvas y dispersas.
"¿Por qué?"
La solución se fabricó originalmente en Niza, Francia, y se conoce como modelo Niza. Esto muestra que existe inestabilidad entre estos planetas, un conjunto caótico de interacciones gravitatorias que eventualmente se establecerán en sus órbitas actuales.
"Es un cambio tectónico en la forma en que la gente piensa sobre el sistema solar primitivo", dijo Jacobson.
El modelo de Niza sigue siendo un reclamo importante, pero en los últimos 17 años, los científicos han descubierto nuevas preguntas sobre las causas de la inestabilidad del modelo de Niza. Por ejemplo, originalmente se creía que la inestabilidad del gigante gaseoso había ocurrido cientos de millones de años después del colapso del primer disco de gas que creó el sistema solar. Pero la evidencia reciente, incluidas algunas encontradas en las rocas lunares capturadas durante las misiones Apolo, sugiere que esto sucedió mucho más rápido. Esto también plantea nuevas preguntas sobre cómo se desarrolló el interior del sistema solar que habitó la Tierra.
Jacobson, en colaboración con Beibei Liu de la Universidad de Zhejiang en China y Sean Raymond de la Universidad de Burdeos en Francia, ayudaron a encontrar una solución a cómo comenzó la inestabilidad. El equipo diseñó un nuevo lanzador. “Creo que nuestra nueva idea puede reducir mucha tensión en el campo, porque lo que estamos proponiendo es una respuesta natural a la inestabilidad en un planeta gigante”, dijo Jacobson.
La idea comenzó en una conversación entre Raymond y Jacobson en 2019. Pensaron que los gigantes gaseosos ahora estaban siguiendo sus pasos debido a la eliminación del disco de escape. Esto explicaría cómo los planetas se extendieron en el desarrollo del sistema solar mucho antes que el modelo original de Niza, y probablemente carezcan del poder para impulsarlos allí.
"Nos preguntábamos si el modelo de Niza era realmente necesario para explicar el sistema solar", dijo Raymond. "Se nos ocurrió la idea de que los planetas gigantes podrían expandirse con un efecto de 'rebote' cuando el disco desapareciera y probablemente no se volverían inestables".
Raymond y Jacobsen luego recurrieron a Liu, quien fue pionero en la idea de un efecto rebote al simular ampliamente discos de gas y grandes exoplanetas (planetas en otros sistemas solares) que orbitan cerca de sus estrellas.
"La situación en nuestro sistema solar es un poco diferente porque Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno están desplegados en órbitas más amplias", dijo Liu. "Después de varios ajustes a las sesiones de lluvia de ideas, descubrimos que el problema podría resolverse si el disco de gas desapareciera del interior".
El equipo descubrió que esta distracción de adentro hacia afuera proporcionó un desencadenante natural de la inestabilidad del Niza, dijo Raymond. "Finalmente fortalecimos el modelo de Niza en lugar de derribarlo", dijo. "Es una ilustración divertida de poner a prueba nuestros prejuicios y rastrear los resultados dondequiera que nos lleven".
