Sociedad

¿Qué «tumbó» a Urano?

Urano da vueltas alrededor del Sol de una manera un poco distinta al resto de los planetas.

Imagen en falso color de Urano en la que se pueden observar sus bandas de nubes, que revelan cómo de inclinado está su eje de rotación.
Imagen en falso color de Urano en la que se pueden observar sus bandas de nubes, que revelan cómo de inclinado está su eje de rotación.NASA and Erich Karkoschka, University of Arizona

La mayoría de los planetas dan vueltas alrededor del Sol «derechos». Por ejemplo, el eje de rotación de Mercurio está desviado sólo 0.03º respecto a la vertical y, el de la Tierra, 23.44º. Pero hay un planeta que lleva la contraria a los demás: Urano, que, con sus 98º de inclinación, orbita nuestra estrella «tumbado». ¿Qué clase de fenómeno fue capaz de «volcar» un planeta tan grande?

¿Una colisión planetaria?

La principal hipótesis que se había barajado hasta ahora es que el eje de rotación de Urano fue desviado bruscamente un gran impacto. El problema es que Urano tiene un diámetro de unos 50 000 kilómetros y una masa 14.5 veces mayor que la de la Tierra, así que un cambio tan dramático requeriría la colisión de un objeto de entre 6 y 7.2 masas terrestres. Sin embargo, la hipótesis de la colisión planetaria presenta varios inconvenientes.

Por un lado, además de su inclinación, un impacto de estas características también debería haber alterado su velocidad de rotación. En cambio, Urano y Neptuno tardan un tiempo muy parecido en completar una vuelta sobre su propio eje, lo que sugiere que los dos conservan el ritmo de rotación que adquirieron mientras se formaban. Además, la configuración actual de los satélites de Urano no se puede explicar mediante un solo impacto, sino que requeriría que su eje de rotación hubiera sido modificado por al menos dos o tres.

Este problema se ha intentado solventar sugiriendo que un solo impacto podría haber lanzado suficientes escombros al espacio como para que los satélites actuales de Urano se formasen a partir de ellos. La única manera de que este escenario «funcione» es que el eje de rotación de Urano ya hubiera estado inclinado más de 30º antes de la colisión… Lo que requeriría la intervención previa de otro fenómeno distinto.

¿Interacciones gravitatorias?

La gravedad de otros cuerpos celestes es capaz de desviar el eje de rotación de un planeta sin necesidad de impactos. Por ejemplo, se ha postulado que Urano pudo haber tenido una gran luna en el pasado con una masa entre la de Ganímedes y Marte, mucho mayor que cualquiera de sus satélites actuales. La interacción gravitatoria entre los dos objetos habría provocado que la precesión del eje de rotación de Urano entrase en resonancia con la órbita de la Luna, provocando esta desviación tan exagerada. Esta hipótesis parece poco probable porque en el presente no hay indicios de que esta luna jamás haya existido.

Pero hay escenarios que no requieren una gran luna. Mientras Urano se formaba, debió estar rodeado de un espeso disco de gas y polvo que también habría interactuado gravitacionalmente con el planeta. Si este disco tuvo una masa equivalente a un 1% de la de nuestro planeta, podría haber desviado el eje de rotación de Urano lo suficiente durante el primer millón de años de su existencia como para inclinarlo unos 70º. Llegados a este punto, un impacto con un objeto de la mitad de la masa de la Tierra habría bastado para terminar de volcarlo hasta su posición actual.

Ahora bien, ¿qué hipótesis explica las características actuales de Urano y encaja mejor con los modelos de formación planetaria?

Un escenario mixto

Un nuevo estudio ha investigado con detalle la inclinación del eje de rotación de Urano y ha propuesto un nuevo escenario mixto que puede explicar todas estas particularidades.

En su modelo, Urano que se formó bastante más cerca del Sol de lo que se encuentra ahora y, por tanto, estuvo sometido a fuerzas de marea mucho más intensas que las actuales durante las primeras decenas de millones de años de vida del sistema solar. En esta posición, la precesión del eje de rotación de Urano habría entrado en resonancia con la órbita de alguno de los planetas cercanos, exacerbando su inclinación rápidamente.

El eje de rotación de Urano se habría inclinado unos 40º durante esta época, antes de que las interacciones gravitatorias con los otros planetas gigantes lo condujesen hasta el sistema solar exterior. Una vez allí, una o varias colisiones con otros cuerpos celestes habrían acabado de inclinarlo hasta sus 98º actuales. El impacto de un solo objeto con la masa de la Tierra podría haber producido esta inclinación, pero, según los cálculos de los autores del estudio, es mucho más probable que se tratase de dos colisiones con dos objetos distintos con la mitad de la masa de nuestro planeta (ya que unos cuerpos pequeños eran más abundantes). Por tanto, parece que la extraña configuración actual de Urano es el resultado de una combinación de la influencia de la gravedad y las colisiones planetarias.

QUE NO TE LA CUELEN:

  • En los últimos años, la comunidad astronómica está dejando de llamar «gigantes gaseosos» a Urano y Neptuno en favor del término «gigantes de hielo».

REFERENCIAS (MLA):

  • Zeeve Rogoszinki et al. “Tilting Uranus: Collisions versus Spin–Orbit Resonance”. The Planetary Science Journal, volumen 2, número 2 (2021).