¿Existió un quinto planeta gigante en el sistema solar?

El sistema solar ha cambiado mucho desde que se formó. Tanto, de hecho, que hasta es posible que perdiera un planeta gigante del tamaño de Urano o Neptuno.

«Rebobinar» órbitas

A primera vista parece que estudiar cómo estaban distribuidos los planetas en el pasado debería ser fácil: bastaría con medir sus masas, posiciones y velocidades actuales y utilizar las leyes de la física para «rebobinar» su movimiento, remontándonos en el tiempo tanto como queramos. Pero las cosas no son tan sencillas.

En primer lugar, los planetas experimentan pequeñas perturbaciones que no tienen un efecto inmediato, pero que, en escales de miles de millones de años, se pueden amplificar muchísimo a muy largo y resultar en cambios significativos en un sistema solar. Dicho de otra manera: hasta el campo gravitatorio de un pequeño asteroide puede inducir cambios minúsculos en la órbita de un planeta que se magnifiquen en el futuro lejano. Por tanto, «rebobinar» la historia del sistema solar de manera precisa requeriría conocer las propiedades y las características orbitales exactas de todos y cada uno de los millones de objetos pequeños que dan vueltas alrededor del Sol junto con los planetas.

A esta tarea imposible hay que añadir que el Sol no está aislado del resto de la galaxia y que otras estrellas pasan relativamente cerca del sistema solar de vez en cuando. Como resultado, la gravedad de estos astros también puede llegar a perturbar las órbitas de los planetas e inducir cambios impredecibles. Este tipo de variables desconocidas son el motivo por el que la evolución del sistema solar se estudia mediante un enfoque distinto.

Evolución simulada

Gracias a los ordenadores actuales, capaces de llevar a cabo millones de cálculos cada segundo, es posible recrear cómo evolucionan las órbitas de diferentes sistemas de cuerpos celestes a lo largo de millones de años en cuestión de horas o días.

Esta gran capacidad de cálculo abre una nueva posibilidad: construir muchos modelos del sistema solar primigenio con distintos parámetros iniciales (cantidad de gas y polvo, número, masa y distancia al Sol de los planetas, etc.) y dejar que el ordenador simule su evolución a lo largo de los 4 600 millones de años que han pasado desde que se formó. Los modelos que produzcan un sistema solar más parecido al actual tras ese tiempo serán los que tendrán una mayor probabilidad de describir correctamente cuál ha sido su evolución.

El modelo que consigue replicar el sistema solar con más precisión es el llamado modelo de Niza, en el que los planetas gigantes (Júpiter, Saturno, Uranio y Neptuno) se forman mucho. más cerca del Sol de lo que lo están ahora y se van alejando de él con el tiempo. Durante la migración, la gravedad de los gigantes gaseosos perturba la órbita de muchos objetos pequeños del sistema solar. Algunos de estos objetos pequeños son desplazados a órbitas más allá de la de Neptuno, mientras que otros se acaban precipitando hacia el sistema solar interior y colisionando con los planetas rocosos.

El modelo de Niza reproduce algunas características del sistema solar actual, como la configuración de los planetas, la existencia del cinturón de Kuiper o el bombardeo intenso tardío que experimentaron la Tierra y la Luna hace unos 4 000 millones de años, preservado en el recuento de cráteres de nuestro satélite. Sin embargo, el modelo no es perfecto y a largo de los años se han propuesto varias modificaciones que podrían incrementar su precisión.

¿Un planeta perdido?

Un curioso estudio de 2011 propuso que en el sistema solar primigenio se formaron cinco gigantes gaseosos, en lugar de los cuatro actuales. La masa de este quinto planeta gigante habría sido similar a la de Urano o Neptuno y se habría formado a menos de 15 unidades astronómicas del Sol. El autor del estudio notó que sus simulaciones con cinco planetas gigantes iniciales producían un sistema solar similar al actual con 10 veces más frecuencia que aquellas en las que usaban sólo cuatro planetas, por lo que concluyó que este escenario evolutivo es más probable. Pero, si ese planeta realmente existió, ¿por qué no vemos ni rastro de él en la actualidad?

En los últimos años se han descubierto un tipo de planetas que vagan por el espacio interestelar de manera individual, sin orbitar ninguna estrella. Como los planetas no se pueden formar en medio del espacio, estos planetas errantes tuvieron que ser expulsados de sus sistemas solares originales. Y eso es precisamente lo que le habría ocurrido a ese quinto planeta hipotético: mientras se alejaba del Sol, sus interacciones gravitatorias con el resto de los gigantes gaseosos habrían provocado su expulsión del sistema solar pocos millones de años después de que se formase.

QUE NO TE LA CUELEN:

• La existencia de planetas desconocidos en el sistema solar que traerían el cao sa la Tierra es un tema recurrente en ciertos círculos conspiranoicos (véase Nibiru). Ni el quinto gigante gaseoso tratado en este artículo ni otros estudios científicos sobre planetas hipotéticos (como el «Planeta 9») tienen nada que ver con estas ideas absurdas.

REFERENCIAS (MLA):

• David Nesvorný. “Young solar system’s fifth planet?”. The Astrophysical Journal Letters, volumen 742, número 2 (2011).