El desconocido Sistema Solar I: ¿Cómo se formó el Sistema Solar?

Richard Webb
Newscientist
Traducción al español por Ciencia Kanija
31/01/09

Observando los planetas del Sistema Solar, se te perdonaría que pensaras que si pertenecen a la misma familia, ha sido por adopción más que por parentesco. No es así: la historia del nacimiento del Sistema Solar revela que son hermanos de sangre, todos creados a partir de la misma nube molecular cuyo colapso formó el Sol. También podría pensarse que estos cuerpos dispares están dispersos a lo largo del Sistema Solar sin orden ni concierto. Pero si mueves una pieza del Sistema Solar hoy, o tratas de añadir algo más, toda la construcción se vendría abajo fatalmente. Entonces, ¿cómo de delicada es exactamente esta estructura?

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Cuando se formó nuestro Sol se tragó aproximadamente el 98,8 por ciento de los restos a su alrededor. De acuerdo con la descripción favorita, los restos que quedaron fueron esculpidos por la gravedad en un fino disco de gas rodeando la recién nacida estrella (ver ilustración). Cuando los granos de polvo de este disco orbitaban el Sol, colisionaban y progresivamente se agruparon en cuerpos cada vez mayores. En la región más interna del disco, la ignición y combustión del hidrógeno en el Sol hizo que todo se calentase, por lo que sólo los metales y los minerales de silicato con altos puntos de fusión se mantuviesen en estado sólido. Los cuerpos de tal región sólo podían alcanzar cierto tamaño – produciendo los cuatro pequeños planetas rocosos del interior del Sistema Solar: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte.

Más lejos no existían unas limitaciones tan restrictivas, más allá de la “línea de hielo” donde el metano y el agua también están presentes como sólidos. Aquí, los planetas en desarrollo podían crecer y hacerse lo bastante grandes para empezar a acretar moléculas de gas – principalmente hidrógeno – antes de que la energía del brillo cada vez mayor del Sol destruyese esas moléculas. Esta, finalmente, fue la forma en la que los gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno llegaron a su existencia, y más allá, en climas aún más fríos, los gigantes de hielo Urano y Neptuno. Esta es la razón por la que los astrónomos esperan que estos planetas también posean núcleos rocosos bajo sus coberturas fluidas.

Hasta el momento, es fácil. Pero cuando entramos en ciertos detalles, el modelo de acreción se hace bastante más confuso, dice Alessandro Morbidelli del Observatorio de la Costa Azul en Niza, Francia. Para empezar, nadie sabe exactamente cómo bloques de un tamaño de metros se agruparon en cuerpos de decenas de kilómetros de diámetro. Los objetos sólidos tan pequeños habrían sido sacudidos por la presión del gas a su alrededor y caerían en espiral hacia el Sol antes de haber podido unirse. Una idea prometedora recientemente propuesta es que las zonas locales de turbulencia en el gas proporcionaron vórtices de menor presión en la que los bloques pudieron reunirse y agruparse.

Un problema similar afecta a los gigantes gaseosos, cuyos núcleos sólidos deben haberse fusionado en presencia de gas que se acretaría más tarde. El riesgo de tales planetas de salir rebotados hacia el Sol se ilustra en los “Júpiter calientes” que se ven en otros Sistemas Planetarios. Estos son planetas de aproximadamente el tamaño de Júpiter pero orbitan estrellas a la distancia de la Tierra o menor. De haber sucedido algo como eso en los primeros años del Sistema Solar, la Tierra y el resto de planetas interiores podrían perfectamente haber sido catapultados fuera del Sistema Solar – aunque no es una conclusión de la que se tenga completa certeza.

De acuerdo con Phil Armitage de la Universidad de Colorado en Boulder, no existen signo de tal drama en nuestra vecindad. Si las pruebas como nuestra enorme Luna son alguna indicación, el Sistema Solar interno permaneció como un lugar salpicado de rocas durante sus primeros 100 millones de años cuando se consolidaron los planetas rocosos, pero pronto se asentaron. Y de acuerdo con una teoría desarrollada por Morbidelli y sus colegas, hubo un reordenación y expansión del Sistema Solar exterior en unos pocos millones de años después del nacimiento del Sol, cuando una conjunción particular de las órbitas de Júpiter y Saturno ofrecieron un empujón gravitatorio que impulsó a Urano y Neptuno a las órbitas que ocupan hoy. Algunos de los cuerpos menores que dispersaron cayeron hacia Júpiter, cuya inmensa gravedad puede haber expulsado algunos de ellos fuera del Sistema Solar. En las profundidades del espacio, estos fragmentos no acretados se reunieron en la hipotética Nube de Oort.

El efecto de golpeo de este último movimiento gravitatorio del Sistema Solar puede haber sido una perturbación en el cinturón de asteroides entre Júpiter y Marte, creando el Bombardeo Pesado Tardío que hizo llover meteoritos sobre la Tierra hace unos 4000 millones de años, 500 o 600 millones de años después de la formación del Sol. Desde entonces, los objetos que constituyen el Sistema Solar ha permanecido en un tranquilo, aunque delicado, equilibrio – para nuestro inestimable favor.