Cuando los planetas reventaban en medio del espacio

El aspecto actual del sistema solar es muy distinto al que tenía en sus orígenes. De hecho, hubo una época en la que el espacio interplanetario no estaba tan «vacío» como ahora, lo que tenía consecuencias catastróficas para los cuerpos celestes que se movían más deprisa.

Formación planetaria

El sistema solar se formó a partir de una nube de gas y polvo interestelar. El gas consistía principalmente en hidrógeno y helio, mientras que el polvo sólido contenía el resto de los elementos de la tabla periódica, tanto en estado puro como combinados entre ellos. Estos granos de polvo chocaban y se combinaban mientras daban vueltas alrededor del Sol, formando masas rocosas y metálicas cada vez más grandes. Algunas de estas masas crecieron hasta convertirse en planetesimales, objetos de centenares de kilómetros de diámetro con un campo gravitatorio lo bastante intenso como para darles forma esférica y diferenciar su interior en un núcleo metálico denso y un manto rocoso más ligero.

La mayor parte de esos primeros planetesimales acabaron expulsados del sistema solar o se precipitaron contra el Sol, mientras que otros colisionaron y fueron reducidos a escombros. Alguna colisión resultaba ocasionalmente en la fusión de los planetesimales en lugar de su destrucción, por lo que, al final, la combinación de estos objetos terminó dando lugar a los planetas rocosos que conocemos hoy en día.

Pero estos primeros mundos pequeños podían ser destruidos por otro mecanismo impensable en nuestro sistema solar actual.

Material supersónico

Pensemos un momento en lo que ocurre cuando nos movemos a través de la atmósfera terrestre. Como nuestro vehículo debe desplazar las moléculas de aire con las que entra en contacto, la fuerza que tenemos que ejercer contra ellas para apartarlas de nuestro camino es mayor cuanto más aumenta la velocidad. Esta oposición a nuestro paso que ejerce el aire a bajas velocidades es lo que llamamos fricción.

Ahora bien, si superamos lo que se conoce como velocidad del sonido, 1 230 km/h, nos estaremos moviendo tan deprisa que las moléculas de aire no tendrán tiempo de apartarse de nuestro camino y empezarán a «apilarse» frente a nuestro vehículo. Como resultado, se formará un frente de aire a alta presión delante de nosotros y tendremos que ejercer un esfuerzo adicional sobre él para poder seguir avanzando.

Cualquier objeto que la alcance la velocidad del sonido se enfrentará a dos problemas. Por un lado, su superficie estará sometida a una fricción muy intensa. Por otro, el aire a presión que el objeto tiene delante ejercerá una fuerza en dirección contraria a su movimiento que, unida al empuje que debe realizar para sobreponerse a ella, someterán su estructura a una gran fuerza compresiva… Que puede tener resultados catastróficos.

Por ejemplo, cuando un fragmento de roca espacial se precipita a través de la atmósfera a decenas de kilómetros por segundo, el frente de aire caliente a presión que se forma ante él no sólo funde su superficie, sino que, además, puede llegar a comprimir su masa hasta el punto de que el material no lo soporte y estalle en mil pedazos. Y eso mismo ocurría durante la infancia del sistema solar… Pero en mitad del espacio interplanetario.

Desintegración en el espacio

Un nuevo estudio ha simulado la nube de gas y polvo que rodeaba el Sol hace 4 600 millones de años para averiguar cómo interaccionaba con los planetas. Dado que el espacio interplanetario no estaba vacío en esta época, los planetesimales que se movían a través de esta nube podían llegar a alcanzar velocidades tan altas que el gas y el polvo no tenían tiempo de apartarse de su camino y se acumulaban frente a ellos, igual que les ocurre a las moléculas del aire frente a un objeto supersónico.

Los resultados del estudio indican que los planetesimales que se movían a velocidades lo bastante altas (del orden de decenas de kilómetros por segundo) a través del sistema solar temprano no sólo experimentaban una intensa fricción que arrancaba material de su superficie, sino que, además, su interacción con el gas y el polvo podía someterlos a fuerzas compresivas tan intensas que se fracturaban y se deshacían en medio del espacio, de manera similar a la que los meteoros se desintegran al adentrarse en la atmósfera terrestre.

Los efectos de este fenómeno se acentuaban cerca del Sol, donde los cuerpos celestes se mueven más deprisa y la densidad del gas y el polvo era mayor. Dicho de otra manera: los objetos que tenían órbitas elípticas corrían el riesgo de moverse demasiado deprisa durante los puntos de su órbita más cercanos a nuestra estrella y que su interacción con el gas y el polvo los redujera a escombros. Si esto ocurría, algunos de esos fragmentos acababan cayendo hacia el Sol, otros adoptaban órbitas más o menos estables a su alrededor… Y algunos se incorporaron a otros planetesimales un poco más afortunados.

QUE NO TE LA CUELEN:

• La llamada «velocidad del sonido» no es una propiedad exclusiva de la atmósfera. Las perturbaciones mecánicas (como el sonido) se propagan a velocidades distintas por cada medio.

REFERENCIAS (MLA):

• Tunahan Demirci et al. ”Destruction of eccentric planetesimals by ram pressure and erosion”, Astronomy & Astrophysics, volumen 644 (2020).