Un planeta gigante puede haber ‘escapado’ de nuestro sistema solar, según un estudio

Aunque Plutón perdió su estatus de “planeta nueve” cuando fue degradado a planeta enano, existe amplia evidencia de que nuestro sistema solar tenía o tiene actualmente un planeta importante mucho más allá de Plutón que algún día puede reclamar el dominio del antiguo manto de Plutón y convertirse en el noveno legítimo. planeta. Los patrones orbitales inusualmente regulares observados en el Cinturón de Kuiper sugieren que un cuerpo celeste más masivo que Plutón acecha más allá de la distante banda de escombros helados en el borde del sistema solar donde viven Plutón, Eris y otros planetas enanos.

La existencia hipotética de un distante Planeta Nueve o “Planeta X” sigue siendo controvertida, pero la evidencia continúa aumentando a su favor. Ciertamente, no sería la primera vez que se descubre un planeta hipotético. Neptuno fue el primer planeta descubierto al estudiar las órbitas de otros cuerpos del sistema solar. Curiosamente, su ubicación se descubrió a través de predicciones derivadas de cálculos con lápiz y papel de las observaciones del telescopio.

Par inadvertance, un récent article d’astronomie dans Nature a révélé une forte probabilité qu’une géante gazeuse, semblable à celles du système solaire externe, ait pu être rapidement éjectée de son orbite autour du soleil au début de l’évolution d’un sistema solar. La existencia de un planeta “perdido” nueve al principio de la formación de la historia del sistema solar contribuiría en gran medida a explicar cómo y por qué el sistema solar se parece a lo que es hoy.

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Al modelar el nacimiento y la evolución de los sistemas estelares factibles, el equipo de científicos colaboradores de China, Francia y los Estados Unidos realizó alrededor de 14 000 simulaciones del sistema solar primitivo para comprender cómo llegó a verse así hoy, con cuatro terrestres. planetas y un cinturón de asteroides que orbitan cerca del sol, cuatro planetas gaseosos que orbitan más lejos y una dispersión de cuerpos rocosos fríos más allá de los gigantes gaseosos.

“Lo que es realmente genial es que los astrónomos de exoplanetas ya han confirmado que un porcentaje muy alto de sistemas gigantes gaseosos, así como sistemas superterrestres, han pasado por inestabilidades del sistema planetario, y creemos que el sistema solar es similar”, continuó Jacobson.

Curiosamente, las simulaciones sugieren fuertemente que hubo inestabilidad temprana en las órbitas de los planetas gigantes: Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y posiblemente el Planeta Nueve. Dichos cuerpos habrían estado mucho más cerca del protosol en algún momento, antes de que el gas se fusionara con el sol y esto realmente desencadena fuertes reacciones de fusión que empujan el gas y el polvo hacia afuera, incluidos dichos planetas. Según los científicos, esto desencadenó un movimiento rápido y caótico hacia sus órbitas actuales.

Las simulaciones sugieren que los primeros gigantes gaseosos tenían órbitas muy circulares y regulares a intervalos regulares del sol; después de que la estrella naciente comenzara a empujarlos hacia afuera, experimentaron una transición inestable de órbitas regulares y compactas alineadas con el plano del disco a las órbitas actuales.

El profesor Seth Jacobson de la Universidad Estatal de Michigan, que participó en el estudio, lo llamó “una fuente universal de inestabilidad planetaria en la galaxia”.


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“Creemos que todos los discos pasan por esto, lo que los astrónomos llaman una fase de disco de transición, donde el disco se fotoevapora de adentro hacia afuera”, dijo Jacobson a Salon, refiriéndose al disco protoplanetario de gas y polvo que presagiaba nuestro ( y todo) sistemas solares. Podemos ver sistemas solares nacientes formándose alrededor de la galaxia de la misma manera, lo que sugiere que existe un patrón similar en la formación de todos los sistemas solares.

“Lo que es realmente genial es que los astrónomos de exoplanetas ya han confirmado que un porcentaje muy alto de sistemas gigantes gaseosos, así como sistemas superterrestres, han pasado por inestabilidades del sistema planetario, y creemos que el sistema solar es similar”, continuó Jacobson.

En una nube colapsada de escombros estelares, una nebulosa solar gaseosa y posiblemente los restos de una supernova muerta, nuestro proto-sol ha comenzado a calentarse. Calentando e ionizando los elementos gaseosos en el disco, las energéticas emisiones de fotones de nuestro joven sol eventualmente expulsaron el gas del disco protoplanetario a través de la evaporación.

El borde interior de este disco gaseoso teóricamente “arrastraría” a los planetas con él a medida que se expande hacia afuera. La posición inicial de los gigantes gaseosos en el sistema solar interior habría sido “un disparador muy fuerte para la inestabilidad”, dijo Jacobson. Podría haber sacado del sistema solar a un mundo parecido al Planeta Nueve, para siempre.

De hecho, en el 90% de los escenarios simulados, se desencadenó esta inestabilidad. Las órbitas planetarias se han mantenido estables durante miles de millones de años en nuestro sistema solar. Sin embargo, el misterio de la evolución temprana de nuestro sistema solar aún no está claro. La ubicación de los asteroides troyanos de Júpiter y los satélites irregulares de los planetas gigantes apuntan a una mezcla caótica, al igual que la composición variada de la Tierra y su luna, que requeriría una gran mezcla de cuerpos diferentes. (Se cree ampliamente que un cuerpo del tamaño de Marte llamado Theia chocó con la Tierra primitiva y el material desprendido formó la Luna).

Los expertos ahora se dan cuenta de que el momento de la migración de los planetas gigantes fue un problema. La evidencia geológica también ha excedido drásticamente la escala de tiempo de este modelo, conocido como el modelo “Niza” (como en Niza, Francia): específicamente, una serie de tres artículos en un solo número de Nature presentó una solución, sugiriendo originalmente la inestabilidad planetaria gigante. El evento ocurrió alrededor de quinientos millones de años después de la formación del sistema solar y se habría basado en un encuentro gravitatorio entre dos planetas para desencadenar una cadena de reacciones desestabilizadoras.

“La inestabilidad todavía ocurriría muy temprano en la historia del sistema solar, unos pocos millones de años después del comienzo”, agregó Jacobson. “El Sol todavía estaría en su cúmulo de estrellas en ese momento. Si hubiera habido un gigante de hielo expulsado, entonces ese gigante de hielo expulsado podría no haber sido realmente expulsado. Podría haber sido capturado en esta órbita elíptica”.

Si la eyección fuera demasiado tarde, probablemente se convertiría en un planeta rebelde. En este escenario de movimiento, que comienza dentro de los 10 millones de años de formación en lugar de 500 millones de años después de la vida del sistema solar, el cúmulo de estrellas del vivero en el que se originó el sistema puede interceptar al planeta que huye. El resultado es una órbita elíptica extendida.

“Durante la vida útil de un disco protoplanetario nebular, la cantidad de gas en el disco disminuye con el tiempo”, señaló Jacobson. “Solo cuando el disco ya ha obtenido que la cantidad de gas en el disco ya es lo suficientemente baja como para que pueda tener lugar el efecto de fotoevaporación. El efecto de fotoevaporación se mueve bastante rápido. La fase de transición del disco es en realidad bastante corta y borra el disco. de adentro hacia afuera.” El efecto es similar al de un charco alrededor de una chimenea, donde el agua más cercana al fuego se evapora rápidamente y la que está más lejos tarda un poco más.

Jacobson dijo que el cambio de planetas fue un resultado sorpresa de la simulación. “Lo que creo que ni siquiera nosotros entendimos completamente hasta que comenzamos estas simulaciones es que todavía hay suficiente gas en el disco y que este proceso aún toma suficiente tiempo para que suceda. Podría afectar significativamente las órbitas del planeta a medida que se desarrolla el proceso”. El lo notó.

Por qué el sistema solar se ve así:

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