Hace tres años escribí una entrada en la que explicaba que se puede estimar cuándo se formó una cosa estudiando la proporción de ciertos elementos químicos e isótopos que contiene y, de paso, también comenté que el análisis del material de los meteoritos más antiguos que se han encontrado sugiere que el sistema solar se empezó a formar hace unos 4.600 millones de años. El reencuentro con esta entrada antigua (y mi reciente obsesión por los meteoritos) me ha llevado a buscar más información sobre el origen del sistema solar y me he dado cuenta de que hay un detalle muy interesante que aún no he tratado nunca: aunque las órbitas de los planetas parecen inamovibles, nuestro sistema solar no siempre ha tenido el aspecto que tiene en la actualidad.
Por eso hoy quería hablar sobre cómo han cambiado las órbitas de los planetas desde que el sistema solar se formó, sobre la posibilidad de que su posición vuelva a cambiar en el futuro… Y si ese cambio podría llegar a poner a la Tierra en peligro.
Al lío.
Como ya he comentado otras veces, el sol se formó a partir del colapso de una gran nube de polvo y gas interestelar en la que los granos de material sólido fueron chocando y uniéndose, acumulándose en masas cada vez más grandes que crecieron hasta producir los planetas. Ahora bien, aunque las pinceladas generales de este proceso están bastante claras, la cadena de acontecimientos exacta que otorgó a los planetas sus órbitas actuales es un terreno más incierto porque, como comentaré en un rato, cualquier pequeña perturbación que sufra la órbita de un planeta puede amplificarse a lo largo de millones de años, así que modelar el pasado lejano del sistema solar no es una tarea fácil.
Por tanto, la distribución de los diferentes cuerpos del sistema solar primitivo se suele estudiar mediante simulaciones: se recrean muchas versiones diferentes del sistema solar primigenio en las que los cuerpos celestes se encuentran en configuraciones distintas y se simula la evolución de sus órbitas a lo largo de miles de millones de años. Al final, las versiones del sistema solar temprano que acaban produciendo órbitas similares a las que vemos hoy en día son las que mejor reflejan cómo podrían haber sido hace 4.600 millones de años.
Aquí tenéis un ejemplo (muy básico) de un sistema solar simulado ficticio y la evolución de sus órbitas:
Este tipo de estudios sugieren que, durante sus primeros millones de años de vida, en nuestro sistema solar se podrían haber formado entre 50 y 100 cuerpos rocosos de un tamaño comparable al de la Luna o el de Marte que, a través de sus interacciones gravitatorias, fueron chocando y uniéndose hasta formar los cuatro planetas rocosos interiores que conocemos hoy en día: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte.
También es posible que nuestro mundo y sus vecinos rocosos no se formaran de manera directa a través de las colisiones de estos embriones planetarios y que, en su lugar, en el sistema solar primigenio aparecieran primero varias «supertierras» como las que se han encontrado en otros sistemas extrasolares… Pero la existencia de estos primeros planetas rocosos hubiera sido efímera, porque, mientras los cuerpos celestes tomaban forma, Júpiter se acercó hacia el sol hasta alcanzar la posición en la que hoy en día se encuentra Marte. Desde ahí, la inmensa gravedad de Júpiter habría desorganizado las órbitas de estas supertierras cercanas al sol, haciendo que algunas se precipitaran contra nuestra estrella y que otras chocaran entre ellas, llenando de escombros la región en la que se encontraban.
Por suerte, este evento habría coincidido con la época en la que Saturno también se estaba formando y las interacciones gravitatorias de Júpiter con este otro gigante gaseoso empezarían a arrastrar a ambos hacia órbitas más alejadas, permitiendo que los escombros de esos primeros planetas interiores se volvieran a unir y formaran los cuatro planetas rocosos que conocemos en la actualidad.
Por otro lado, las teorías de formación planetaria sugieren que Urano y Neptuno no se pudieron formar en sus posiciones actuales porque, a esa distancia del sol, no habrían tenido suficiente gas a su disposición como para alcanzar su tamaño actual.
Pero el escenario en el que Júpiter se adentró en el sistema solar y luego migró hacia una órbita más alejada puede resolver este problema: Urano y Neptuno se podrían haber formado en los alrededores de Júpiter y Saturno (donde la densidad del gas era mayor) y, mientras estos dos planetas se alejaban del sol, sus interacciones gravitatorias también los hubieran arrastrado hacia el exterior del sistema solar. Es más, aunque hoy en día Neptuno es el planeta que se encuentra más lejos del sol, es posible que ese título hubiera pertenecido a Urano en el pasado y que los dos planetas «intercambiaran» sus sitios durante su migración.
Menudo percalazo era el sistema solar primigenio. Me gustaría añadir otro detalle curioso: una señal más de cómo ha cambiado nuestro sistema solar es ese planeta que existía entre Marte y Júpiter, pero que terminó destruido por algún impacto y sus escombros acabaron formando el cinturón de asteroides.
Buen apunte, voz cursiva.
Es cierto que durante un tiempo se pensó que el cinturón de asteroides estaba compuesto por los restos de un planeta destruido, pero esta hipótesis se terminó descartando, entre otras cosas, porque la masa de todos los asteroides de esta región combinados equivale a sólo un 4% de la masa de la Luna y porque, aun así, el impacto necesario para hacer añicos un cuerpo así tendría que ser terriblemente energético. Por tanto, la hipótesis más aceptada hoy en día es que el cinturón de asteroides simplemente es material que sobró durante la formación del sistema solar y que nunca pudo llegar a unirse para formar un cuerpo mayor debido a la acción de la gravedad de Júpiter.
Pero en una cosa sí que tienes razón, voz cursiva: es posible que, en el pasado, el sistema solar hubiera contenido algún otro planeta que ya no está con nosotros.
Por ejemplo, se ha especulado que la migración de Júpiter hacia una órbita más alejada del sol podría haber eyectado otro gigante gaseoso de nuestro sistema solar. Además, las simulaciones sugieren que durante la formación de los sistemas solares que contienen planetas gigantes gaseosos, algunos cuerpos rocosos del tamaño de Marte suelen acabar expulados al espacio interestelar… Y, de hecho, el descubrimiento de planetas que vagan por el espacio sin orbitar ninguna estrella (los llamados planetas interestelares) parece sugerir que estos eventos son bastante comunes.
Qué barbaridad… Pero, si las órbitas de nuestro sistema solar han cambiado tanto desde su origen, ¿podrían seguir cambiando en el futuro?
Actualmente el sistema solar se encuentra en una configuración mucho más estable que cuando se estaba formando, pero las interacciones gravitatorias que tienen lugar entre los planetas aún podrían llegar a modificarlo a largo plazo.
Parece que el candidato más claro a sufrir perturbaciones serias en su órbita en el futuro es Mercurio, porque su perihelio (el punto de su órbita más alejado del sol) se irá alineando con el de Júpiter. Cuando esto ocurra, Mercurio empezará a sufrir los tirones gravitatorios de Júpiter en intervalos de tiempo regulares y el efecto de estas perturbaciones se irá magnificando por resonancia, haciendo que su órbita se vuelva cada vez más excéntrica (más ovalada).
Con el tiempo, es posible que la órbita de Mercurio termine volviéndose tan excéntrica que se acabe cruzando con la órbita de Venus y, llegados a este punto, Mercurio podría llegar a ser eyectado del sistema solar… O incluso impactar contra Venus, la Tierra o Marte.
¡¡Nooo!! ¿¡Y que hago!? ¿¡Compro provisiones!? ¿¡Empiezo a construir un búnker!?
No tienes que preocuparte ni hacer nada, voz cursiva, porque este tipo de fenómenos ocurren en escalas de tiempo geológicas. De hecho, se ha predicho que la desestabilización de la órbita de Mercurio tendría lugar entre los siguientes 3.000 y 4.000 millones de años y, aun así, la probabilidad de que un evento como este ocurra sólo es de entre el 1% y el 2%.
¿Cómo que «la probabilidad»? Pero si los planetas no son más que bolas que dan vueltas alrededor del sol, que es una bola más grande… ¿Me quieres decir que tu sofisticada «ciencia» no puede decirnos con seguridad cómo se van a comportar unas simples bolas a largo plazo?
Pues resulta que predecir el comportamiento del sistema solar a largo plazo es mucho más complicado de lo que parece porque, aunque los movimientos de los planetas son muy predecibles a corto plazo, el problema es que cualquier pequeña perturbación que sufre una órbita puede magnificarse tanto con el paso del tiempo que el sistema termine en un estado completamente distinto al que hubiera adoptado si esa perturbación nunca hubiera tenido lugar.
Estas pequeñas perturbaciones imprevisibles pueden tener muchas causas: pueden ser ligeros tirones gravitatorios de cometas y asteroides, el empuje del viento solar o incluso el campo gravitatorio de una estrella cercana, pero, en cualquier caso, hacen que el estado futuro del sistema solar sólo se pueda predecir con precisión con una proyección de unos 5 millones de años. Más allá de eso, estas perturbaciones se magnifican tanto que el comportamiento real del sistema solar puede ser muy distinto al que se había calculado.
Bueno, vale, te compro lo de que el asunto es más complicado de lo que parece. Pero, ¿y qué hay de las órbitas del resto de los planetas? ¿Sólo Mercurio se va a volver loco a largo plazo o hay algún otro planeta que vaya a ser expulsado del sistema solar?
Dentro de las limitaciones que tiene este campo de estudio, no parece que las órbitas del resto de los planetas vayan a cambiar demasiado. En este gráfico se muestran los cambios de excentricidad que podrían sufrir las órbitas de los planetas durante los siguientes miles de millones de años (Gyr) y se puede ver que Mercurio es el planeta que se verá más afectado:
Ahora bien, la desestabilización de la órbita de Mercurio sí que podría afectar a los otros planetas interiores de manera indirecta.
En 2009 se realizaron 2.501 simulaciones de los siguientes 5.000 millones de años de vida del sistema solar y en cada una de ellas se cambiaron ligeramente las condiciones iniciales. En un 1% de esas simulaciones la órbita de Mercurio se desestabilizaba y el planeta terminaba chocando contra el sol o contra Venus, pero, en una de ellas en concreto, la alteración de la órbita de Mercurio provocaba que Marte terminara siendo eyectado del sistema solar. Los investigadores llevaron a cabo 201 simulaciones adicionales en las que replicaron las condiciones que daban lugar a esa inestabilidad tan específica y los resultados fueron los siguientes:
- Marte acababa siendo eyectado del sistema solar en 5 simulaciones.
- Mercurio sólo colisionaba con la Tierra en una de ellas.
- Marte colisionaba con la Tierra en 29 simulaciones.
- Venus y la Tierra colisionaban en otras 18.
Como podéis ver, a la Tierra no le faltan potenciales finales cataclísmicos, pero, aun así, hay que recordar que en la mayor parte de las simulaciones (el 99%, ni más ni menos) las órbitas de los planetas no se desestabilizan lo suficiente como para desatar el caos en el sistema solar interior en un futuro lejano.
O sea, que, respondiendo a la pregunta del titular de hoy: aunque no se puede asegurar con certeza, lo más probable es que las órbitas de los planetas de nuestro sistema solar se mantengan más o menos estables durante los próximos miles de millones de años… O, al menos, hasta que el sol se empiece a hinchar y se convierta en una gigante roja dentro de 5.000 millones de años. Cuando llegue este momento, Mercurio, Venus y la Tierra acabarán siendo engullidos por la estrella que una vez las iluminó, por muy estables que hayan sido sus órbitas hasta entonces.
Vaya… Así que, de una manera u otra, la Tierra acaba siendo destruida a largo plazo.
Efectivamente, voz cursiva, creo que esa es una muy buena moraleja para terminar la entrada de hoy.
