Los planetas gigantes pueden estar escondidos en el sistema solar en la nube de Oort
Nuestro sistema solar ha tenido un pasado caótico. La Tierra y otros planetas ahora están en órbitas estables, pero hubo cambios drásticos durante su formación. Júpiter probablemente estaba mucho más cerca del Sol de lo que está ahora, y su desplazamiento no solo movió a otros planetas, sino que también limpió el sistema solar de escombros, arrojando la mayor parte a la nube de Oort.
La nube de Oort se encuentra en el borde gravitatorio del sistema solar. Si bien la mayoría de los escombros de la Nube de Oort son probablemente relativamente pequeños, es posible que objetos del tamaño de un planeta, incluso más distantes que el hipotético Planeta X, estén al acecho allí. En los últimos años, los astrónomos han comenzado a estudiar activamente la nube de Oort en busca del misterioso «planeta X», cuya existencia se descubrió a mediados de la última década.
Algunos de los escombros expulsados del sistema solar interior probablemente fueron arrojados aún más lejos. Escaparon de la gravedad del sol y quedaron a la deriva a través del espacio interestelar. Sabemos que esto es posible porque hemos tenido al menos dos invitados cometarios de otros sistemas estelares. También hemos observado planetas rebeldes que han roto los lazos gravitatorios con su estrella madre. Hay muchos huérfanos celestiales en la galaxia.
Pero también plantea una pregunta interesante. Si un sistema planetario joven puede hacer retroceder cometas y planetas, ¿podrían otros sistemas estelares apoderarse de algunos de estos mundos? Este es el tema de un nuevo artículo aceptado para su publicación en Monthly Notices of the Royal Astronomical Society y disponible en el servidor de preimpresión arXiv.
El equipo de científicos realizó una serie de simulaciones por computadora, estudiando cómo los sistemas planetarios generan planetas grandes y cómo un sistema planetario puede atrapar uno. Para ser expulsado, un planeta debe ganar suficiente energía cinética para salir de la atracción gravitacional de su estrella. Pero también significa que el planeta tiene tanta energía cinética que sería difícil de mantener para otro sistema estelar. Al igual que con las visitas de ‘Oumuamua y Borisov, la mayoría de los encuentros celestiales con el planeta rebelde habrían sido fugaces.
Pero el equipo descubrió que la atracción gravitacional de la propia galaxia puede amortiguar el movimiento del planeta rebelde y, por lo tanto, en una pequeña fracción de las colisiones celestes, la estrella puede atrapar al planeta. La mejor oportunidad para esto no es cuando el planeta pasa cerca de la estrella, sino cuando se desplaza directamente dentro de la nube de Oort. La mayoría de los planetas capturados por la estrella estarán en el borde exterior del sistema.
“Nuestros cálculos muestran que los planetas que se formaron dentro de la nube de Oort dispuesta caóticamente o cayeron en ella desde el exterior pueden existir dentro de ella durante miles de millones de años. Esto sugiere que los grandes exomundos deberían encontrarse a menudo en tales regiones de los sistemas planetarios. Si tal planeta existe dentro del sistema solar, entonces se elimina del hipotético «planeta X» por decenas o cientos de veces”, escriben los investigadores.
Según los cálculos, hasta el 10% de los planetas originales de la estrella podrían haber sido expulsados al espacio profundo. Dada la dinámica de la galaxia y el sistema solar primitivo, existe un 7% de posibilidades de que el sistema solar tenga un planeta gigante helado atrapado en la nube de Oort. Pero la probabilidad de que un gigante de hielo formado en el sistema solar haya sido forzado a entrar en la nube de Oort es de aproximadamente 1 en 200.
Por lo tanto, si hay un planeta en el borde del sistema solar, lo más probable es que sea un hijo adoptivo, y no uno de la descendencia del sol. Por supuesto, lo más probable es que no haya grandes mundos en la nube de Oort, pero este estudio muestra que los sistemas planetarios no siempre se forman de forma aislada, y hay muchos sistemas estelares que probablemente sean familias mixtas.
Los planetas gigantes que acechan en la parte más lejana del sistema solar pueden convertirse en un nuevo objeto de investigación para los científicos planetarios.
Científicos europeos y estadounidenses han encontrado evidencia de tales planetas en la Nube de Oort, que está de 10 a 100 veces más lejos de nuestro Sol que el hipotético «Planeta X». Un artículo con los resultados del estudio fue publicado en arXiv.org.
Los científicos realizaron cálculos y llegaron a la conclusión de que los planetas que se formaron dentro de la nube de Oort dispuesta caóticamente o cayeron en ella desde el exterior pueden existir dentro de ella durante miles de millones de años.
Esto abre la posibilidad de la existencia de grandes exomundos en regiones similares de sistemas planetarios. Si tal planeta está realmente dentro del sistema solar, entonces está decenas o cientos de veces más lejos del «planeta X».
Además de los planetas, el sistema solar también tiene una gran cantidad de asteroides y cometas. La mayoría de ellos están en el cinturón principal de asteroides, la región interior del sistema solar, y los cometas se concentran en la nube de Oort en sus afueras. Esta nube es una acumulación de materia ubicada 150-1,5 mil veces más lejos del Sol que la Tierra.
En los últimos años, los astrónomos han estado prestando especial atención al estudio de la nube de Oort con la esperanza de descubrir el misterioso “Planeta X”, cuya existencia se descubrió hace varios años.
Un grupo de científicos planetarios de Europa y Estados Unidos, dirigido por Sean Raymond de la Universidad de Burdeos, llegó a la conclusión de que dentro de la nube de Oort pueden ubicarse planetas muy grandes. Estudiaron el comportamiento de los objetos dentro de la nube en las primeras etapas de la evolución del sistema planetario.
El sistema solar, en el curso de su evolución, se deshizo de muchos protoplanetas y planetas de pleno derecho, presumiblemente arrojados al espacio exterior como resultado de interacciones gravitatorias con otros objetos. Los científicos se preguntaron si era posible que algunos de estos mundos quedaran atrapados dentro de la nube de Oort.
Los resultados de los cálculos indican que hasta el 10% de los planetas expulsados podrían ser capturados por la nube de Oort, donde podrían estar en una órbita estable o existir en un estado semiestable durante miles de millones de años. Así, en el sistema solar y en cientos de miles de otros sistemas planetarios, probablemente existan planetas gigantes escondidos dentro de la nube de Oort o sus análogos.
Además, los cálculos de los científicos muestran que, con una probabilidad de alrededor del 7 %, los planetas expulsados de otros sistemas planetarios y que ingresaron al sistema solar desde el espacio exterior también pueden quedar atrapados dentro de la nube de Oort.
La búsqueda de tales exomundos será una de las tareas principales para una nueva generación de observatorios, como el telescopio europeo E-ELT y su contraparte estadounidense TMT, dicen los investigadores.
