Inicio Astronomía Respuestas (LXXXVII): ¿Por qué todos los planetas orbitan el sol en el mismo sentido?

Respuestas (LXXXVII): ¿Por qué todos los planetas orbitan el sol en el mismo sentido?

by Jordi Pereyra

Alberto Caparrós me envió un e-mail hace un tiempo preguntándome por qué todos los planetas del sistema solar giran alrededor del sol en el mismo sentido y si sería posible que un planeta orbitase su estrella en dirección opuesta a los demás.

Es una pregunta muy interesante pero, para responderla, tendremos remontarnos unos 4.600 millones de años hasta la época en la que se estaba formando el sistema solar.

Las estrellas se forman en el interior de densas nubes de gas y polvo que flotan por el espacio. A medida que las regiones más densas de estas nubes se empiezan a colapsar bajo su propia gravedad, su velocidad de rotación va aumentando por la conservación del momento angular (del que hablaba en esta otra entrada). Por tanto, a medida que el gas se comprime para dar lugar a una estrella, ésta hereda la dirección de giro que seguía el material que componía su región de la nebulosa.

Una región de formación de estrellas en la nebulosa de Carina.(Fuente)

Durante este proceso, el material que no absorbe la estrella termina formando un disco protoplanetario a su alrededor. Como su nombre indica, en estos discos de gas y polvo crecen los planetas que orbitan alrededor de las estrellas. Como es de esperar, ese disco protoplanetario también girará en la misma dirección en la que rota la estrella que, a su vez, sigue el sentido de giro de la nebulosa original.

La cuestión es que los trozos de polvo que contiene este disco empiezan a chocar entre ellos, formando cuerpos cada vez más grandes y con un campo gravitatorio mayor que, al impactar con otros fragmentos, producen objetos aún mayores que atraen más material hacia sí mismos. De esta manera, el bucle se va retroalimentando hasta que esos pequeños grumos de materia terminan convertidos en objetos de tamaño planetario.

Aquí tenéis una simulación que ilustra el proceso:

Total que, como podéis ver, todos los planetas de nuestro sistema solar dan vueltas alrededor del sol en el mismo sentido como consecuencia de su proceso de formación: se formaron a partir del choque entre millones de pedazos de material que se movían en el mismo sentido mientras daban vueltas alrededor del sol, así que los planetas a los que dieron lugar esos impactos conservaron su dirección de movimiento.

El sentido de rotación se mantiene a lo largo del proceso de formación estelar. (Fuente)

Como (intento de) analogía, podemos imaginar una bañera llena de agua y espuma. Si se quita el tapón de la bañera, el agua empezará a caer por el desagüe formando un remolino. A medida que el remolino arrastra el agua, algunas burbujas de la superficie se unirán entre ellas y formarán burbujas aún más grandes mientras «orbitan» el desagüe pero, al juntarse, seguirán moviéndose en la misma dirección en la que gira el remolino que las arrastra. En este ejemplo, las burbujas serían los trozos de materia del disco protoplanetario que se unen al chocar para formar los planetas.

Sí, vale, captado. Pero todo eso pasó hace mucho tiempo, ¿cómo saben los astrónomos que nuestro sistema solar realmente se formó así?

Pues esta hipótesis del mecanismo de formación del sistema solar se remonta a mediados siglo XVIII y se ha ido refinando hasta la actualidad. Gracias a las mejoras de los telescopios, se han observado directamente estrellas rodeadas por discos protoplanetarios, confirmando que, en efecto, la idea es correcta.

Un disco protoplanetario formándose en la nebulosa de Orión. (Fuente)

Ahora bien, hemos visto que todos los planetas de un mismo sistema solar deberían orbitar en el mismo sentido (el de la rotación de su estrella) porque conservan la dirección de rotación del disco protoplanetario en el que se forman. Pero, aun así, se han encontrado planetas que dan vueltas alrededor de sus estrellas en dirección opuesta a la que cabría esperar, un fenómeno que se llama órbita retrógrada… Aunque esos planetas no están en nuestro sistema solar, claro.

Por ejemplo, tanto WASP-17b como HAT-P-7b son dos exoplanetas con una masa similar a la de Júpiter que dan vueltas alrededor de sus estrellas en dirección contraria al sentido de rotación de su astro, algo que no encaja con el modelo de formación planetaria que acabamos de ver.

¿Y qué tipo de fuerza puede darle la vuelta a la órbita de un planeta? Es cosa de los extraterrestres, ¿verdad?

Pues no, voz cursiva, los extraterrestres no son necesarios para explicar este fenómeno porque existen varios mecanismos que pueden hacer que un planeta adopte una órbita retrógrada de manera completamente natural.

Por ejemplo, si un planeta gira en dirección opuesta a su estrella es posible que, en vez de formarse en el mismo disco protoplanetario que los demás, fuera capturado por la gravedad de la estrella  mientras vagaba libremente por el espacio. Al fin y al cabo, se han descubierto planetas interestelares (como PSO J318.5-22) que se mueven por el espacio sin estar asociados a ninguna estrella, así que no es un escenario descabellado.

De hecho, en nuestro propio sistema solar existe un caso parecido, pero a pequeña escala: una de las lunas de Neptuno, Tritón, da vueltas alrededor del planeta en dirección contraria al resto de sus satélites, así que se especula que podría ser un objeto del cinturón de Kuiper que fue capturado por la gravedad de Neptuno.

Mosaico de Tritón hecho a partir de fotos tomadsa por la sonda Voyager 2. (Fuente)

Pero, curiosamente, los planetas con una órbita retrógrada no tienen por qué haber sido capturados por separado, porque también hay mecanismos permiten que este tipo de órbitas aparezcan durante la fase de formación planetaria.

Por ejemplo, se ha descubierto una estrella que está rodeada de un disco protoplanetario cuya región interior gira en el sentido contrario a la exterior, lo que podría dar lugar a un sistema donde los planetas interiores y los exteriores orbiten la estrella en direcciones opuestas. En este caso, este fenómeno se podría haber producido por el intercambio de material entre dos nebulosas planetarias que giraban en direcciones opuestas, produciendo dos bandas de material que giran alrededor de la estrella en sentidos distintos, como se ilustra en la siguiente imagen:

(Fuente)

Por último, un planeta que da vueltas alrededor de su estrella en la dirección «normal» puede adoptar una órbita retrógrada gracias al mecanismo de Kozai. Este fenómeno se produce cuando las perturbaciones gravitatorias de un segundo planeta aumentan paulatinamente la inclinación de la órbita del otro hasta que le da la vuelta completa, haciendo que termine orbitando alrededor de su estrella en el sentido opuesto a su dirección original.

Aquí tenéis una animación del proceso.

Y, bueno, ahora que lo pienso, creo que hasta aquí llega la entrada de hoy.

¿Ya está? ¿Tan rápido? ¿Te encuentras bien?

Sí, sí, pero las preguntas de Alberto ya están respondidas y no tengo más ramas a las que agarrarme, así que aquí acaba la cosa. Pero, ya que lo preguntas, aprovecho para anunciar que, de ahora en adelante, intentaré escribir entradas más cortas de vez en cuando para poder actualizar el blog más a menudo.

Y dicho, esto, pasemos a publicidad.

 

 

 

 

14 comentarios

14 comentarios

Link febrero 7, 2018 - 11:32 pm

Esta perfectamente explicado. Es un concepto «sencillo» pero al mismo tiempo sin una referencia visual hay personas que les cuesta comprenderlo.
Enhorabuena por tu trabajo.

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Gerardo Oscar JT febrero 11, 2018 - 12:16 am

¿podría ocurrir que durante el proceso de formación dos planetas girasen rápidamente atraídos entre sí y uno de ellos quedase en una órbita en sentido opuesto al resto?

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Eder Ardila C febrero 11, 2018 - 7:04 pm

Excelentes libros, me devore ambos en 3 semanas, felicitaciones por esta labor lúdica, saludos desde colombia

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Etien febrero 27, 2018 - 12:07 pm

Esto es solo una teoría. En realidad todo fue echo en seis dias! Y todas las planetas y estrellas en el mismo día.

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Emil marzo 14, 2018 - 2:21 pm

Quien te dijo eso??? Quiza te refieras a la Biblia pero esta misma no dice que esos dias sean a la perapectiva humana sino mas bien a la de Dios…..pensa en que cada dia creativo comienza y termina pero el 7 dia todavia esta en curso asi que eae dia esta durando miles de años todavia??….
Cada dia dice : «lleguó a haber tarde y llegó a haber mañana un día……» de genesis capitulo 1 versiculo 5, 8, 13, 19, 23, 31, (del primer al sexto día)…..pero ¿donde dice eso del 7 día?…..
De hecho miles de años despues Pablo en Hebreos 4:11 confirma eso diciendo que nosotros tenemos que entrar en el descanzo de Dios…..es decir Dios está descanzando todavía…..
Por lo tanto no son dias de 24 hs sino de miles y hasta millones pueden ser…..
Pensa que genesis 2:4 implica TODOS los dias creativos en UNO solo……
Soy Testigo de Jehová…..cualquier duda ve a JW.ORG…
Abrazo !!!!!

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Javier marzo 6, 2018 - 6:17 pm

He leido esta explicacion muchas veces y entiendo el principio de conservacion del momento angular. La nube de gas o nebulosa tiene un sentido de giro que hereda todo el sistema, pero yo me pregunto: Por que gira la nebulosa que forma el disco? Es decir, no existe nada en el universo que no este girando?

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Marcelo diciembre 2, 2018 - 3:42 am

es impresión mía o los polos quedan invertidos en el caso del planeta que adopta la órbita mediante el mecanismo de Kozai?

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Heraldo Canto diciembre 2, 2018 - 4:03 am

JORDI PEREYRA,
esta explicación me hizo pensar en la rotación retrógrada de Venus y Urano en nuestro sistema solar . quién sabe si nos regalas una entrada con ese fenómeno celeste en algún momento . gracias por todo .

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Mabel febrero 6, 2019 - 6:41 pm

Pueden chocar dos satelites que giran en una misma orbita y en el mismo sentido?

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Mabel febrero 6, 2019 - 6:43 pm

Que mantiene en orbita a un satelite artificial de la Tierra?

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roberto julio 24, 2019 - 12:27 pm

Nosotros giramos junto con la tierra dando una vuelta cada 24 horas, nos acarrea junto con la inercia que hace miles de millones de años se generó cuando el planeta tierra se estabilizó y empezo a orbitar alrededor del sol. Esa inercia genera también una fuerza centripeta que nos impide que salgamos flotando, por eso se explica que los planetas que tienen mayor masa y mayor aceleración, tienen mayor fuerza centripeta. Para que un objeto se «escape» de la orbita lo unico que le queda es alejarse suficientemente de su radio.

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Anonimo2020 mayo 5, 2020 - 2:10 pm

Si estoy de acuerdo con esa formación del sistema solar y su rotación,pienso que lo siguiente será la formación de una gota de agua . Fijándome en la foto de la nebulosa de Carina ,parece que se vea un mono(chimpancés) con su cría en brazos, en una roca. Que alucinante es el universo .He!!!!

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Anonimo2020 mayo 6, 2020 - 11:34 am

Hola, si, la formación del sistema solar y la traslación de los planetas y su rotación ,pueden ser una galaxia en miniatura que se esté formando , pues las galaxias parece que se estén formando igual que un sistema solar en su primera fase ,Osea que en el núcleo de la galaxia se esté formado el sol y los restos del gas hidrógeno (la espiral de la galaxia)formaran los planetas ,pues al ser mas pequeño el sistema solar se forma antes que un galaxia, ósea resumiendo que la foto del proceso de formación estelar que está arriba en esta página se le podría aplicar también a una galaxia. Las galaxias tardarán más en formarse pues son más grandes, acabando todo en un gota de agua gigantesca para nosotros!!! .tambien en la foto de la nebulosa Carina parece que arriba del todo se vea un oso apoyado en un tronco y un leon con su cola en alto encima del oso mordiéndole y más abajo la cola de otro leon, parece como si estuviesen huyendo de algo. Posdata : a lo mejor todo esto está solo en mi imaginación…..!!!

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Anonimo2020 mayo 7, 2020 - 1:18 pm

Hola , he pensado en la formación , la traslación y la rotacion de los planetas, como se expone aquí y pienso que se le podría añadir que si supuestamente el sistema solar se forma en un disco de gas hidrógeno ,las galaxias también se pueden formar igual y con una visión mejor y más grande de la formación ,que sería ,que los planetas se formarían en las espirales de la galaxia ósea cada espiral un planeta y quizás alguno más y el centro de la galaxia el sol. Eso explicaría la distancia de los planetas y sus órbitas y su tamaño y otras cosas más de los planetas en el sistema solar cuando estos se forman .resumiendo que el sistema solar en el principio de su formación también puede tener espirales como una galaxia.Saludos.

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