Júpiter pudo barrer el sistema solar primitivo como una bola de demolición, destruyendo una primera generación de planetas interioresantes de retirarse a su órbita actual. Según un estudio publicado en Proceedings, los resultados ayudan a explicar por qué nuestro sistema solar es tan diferente de los cientos de otros sistemas planetarios que los astrónomos han descubierto en los últimos años.
"Ahora que podemos mirar a nuestro propio sistema solar en el contexto de todos estos otros sistemas planetarios, una de las características más interesantes es la ausencia de planetas dentro de la órbita de Mercurio", explica el coautor del artículo Gregory Laughlin, profesor y director de Astronomía y Astrofísica en la Universidad de California en Santa Cruz, Estados Unidos.
"El sistema planetario en nuestra galaxia parece ser un conjunto de súper-Tierras con periodos orbitales alarmantemente cortos. Nuestro sistema solar está siendo visto cada vez más como un bicho raro", añade.
El nuevo documento explica no sólo el "agujero" en nuestro sistema solar interior, destaca Laughlin en el artículo, sino también ciertas características de la Tierra y otros planetas rocosos interiores, que se han desarrollado más tarde que los planetas exteriores a partir de una fuente agotada de material de formación planetaria.
Laughlin y el coautor Konstantin Batygin exploraron las implicaciones de un escenario anterior para la formación de Júpiter y Saturno. En ese escenario, propuesto por otro equipo de astrónomos en 2011 y conocido como el "Gran Tack", Júpiter migró primero hacia adentro, hacia el sol, hasta que la formación de Saturno hizo revertir su curso y moverse hacia el exterior a su posición actual.
Batygin, quien trabajó por primera vez con Laughlin como estudiante en la Universidad de California Santa Cruz y ahora es profesora asistente de Ciencias Planetarias en el Instituto de Tecnología de California, Estados Unidos, realizó cálculos numéricos para ver qué pasaría si un conjunto de planetas rocosos con órbitas cercanas se había formado antes de la migración de Júpiter hacia el interior.
Sin embargo, como Júpiter se movió hacia el interior, las perturbaciones gravitacionales del planeta gigante habrían barrido los planetas interiores, así como planetesimales y asteroides más pequeños, en órbitas muy unidas y superpuestas, lo que desencadenó una serie de colisiones que rompieron todos los planetas nacientes en pedazos. "Nuestro trabajo indica que Júpiter habría creado como una cascada de colisiones en el interior del sistema solar", subraya Laughlin. En ese momento, es posible que planetas rocosos con atmósferas profundas se hayan estado formando cerca del sol a partir de un denso disco de gas y polvo en su camino por convertirse en típicas "súper-Tierras" como muchos de los exoplanetas que los astrónomos han encontrado alrededor otras estrellas.
Entonces, los escombros resultantes habrían formados espirales en el sol bajo la influencia de un fuerte "viento en contra" procedente del denso gas que seguía girando alrededor del sol. La avalancha entrante habría destruido cualquier recién formada súper-Tierra llevándola hacia el sol.
Una segunda generación de planetas interiores se habría formado posteriormente a partir del material empobrecido que quedó, una idea consistente con la evidencia de que los planetas interiores de nuestro sistema solar son más jóvenes que los planetas exteriores. Los planetas interiores resultantes --Mercurio, Venus, la Tierra y Marte-- son también menos masivos y tienen atmósferas mucho más delgadas que lo que cabría esperar, detalla Laughlin.
"Una de las predicciones de nuestra teoría es que los planetas realmente similares a la Tierra, con superficies sólidas y presiones atmosféricas modestos, son raras", dice.
Los buscadores de planetas han detectado más de mil exoplanetas que orbitan estrellas en nuestra galaxia, incluyendo cerca de 500 sistemas con múltiples planetas. Lo que ha surgido a partir de estas observaciones sobre el sistema planetario "típico" es uno que consiste en un par de planetas con masas varias veces mayor que la de la Tierra (llamados súper-Tierras) que orbitan mucho más cerca de su estrella madre que Mercurio del sol.
En los sistemas con planetas gigantes similares a Júpiter, también tienden a estar mucho más cerca de sus estrellas que los planetas gigantes de nuestro sistema solar. Los planetas rocosos interiores de nuestro sistema solar, con masas relativamente bajas y atmósferas finas, pueden llegar a ser bastante anómalos.
Según Laughlin, la formación de planetas gigantes como Júpiter es un tanto rara, pero cuando se produce, el planeta gigante generalmente migra hacia el interior y termina a una distancia orbital similar a la de la Tierra. Sólo la formación de Saturno en nuestro propio sistema solar empujó Júpiter hacia atrás y permitió que Mercurio, Venus, la Tierra y Marte se formaran. Por lo tanto, otra predicción del documento es que los sistemas con planetas gigantes en periodos orbitales de más de aproximadamente cien días sería poco probable que albergaran múltiples planetas cercanos, apunta Laughlin.
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