Cuando el sol muera inevitablemente, ni siquiera el sistema solar externo estará a salvo del caos que se avecina, según sugieren nuevas investigaciones. Los científicos han sostenido durante mucho tiempo que el sistema solar externo —que comprende a los cuatro planetas gigantes Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno— conservaría en gran medida su apariencia actual durante cientos de miles de millones de años por venir. Pero un nuevo estudio propone que los gigantes de las fronteras podrían desarrollar órbitas extrañas a medida que el Sol agote su combustible, provocando que los planetas se crucen entre sí y se destruyan mutuamente por colisiones dentro de los tres mil millones de años siguientes a la transformación del Sol en una gigante roja.
Los hallazgos, publicados el 21 de septiembre en The Astrophysical Journal Letters, podrían cambiar nuestra comprensión de qué tipos de exoplanetas orbitan determinadas estrellas.
En unos 5 mil millones de años, el Sol se expandirá como una gigante roja tras agotar todo el hidrógeno en su núcleo. Durante esta fase de gigante roja, nuestra estrella se hinchará hasta alcanzar 100 veces su tamaño actual, engullendo a Mercurio, Venus y posiblemente incluso la Tierra en el proceso, dijo Nathan Kaib, un científico planetario de la Universidad de Oklahoma que no participó en la nueva investigación, a Live Science en un correo electrónico. Después de esta violenta hinchazón, el Sol se colapsará en un núcleo compacto llamado enana blanca.
Hasta ahora, los científicos creían que los cuatro planetas exteriores escaparían de esta fase relativamente indemnes. Un estudio basado en simulaciones de 1998 sugería que el gas que el Sol exhala desde sus capas externas empujaría a este cuarteto planetario hacia afuera, doblando el radio de la órbita de cada planeta. Solo el impacto gravitatorio de una estrella fugitiva podría desestabilizar este nuevo orden, y se cree que tales eventos ocurren solo una vez cada mil millones de años.
Retroceso solar
Estas predicciones dependían de la suposición de que el Sol expulsaría sus capas exteriores de forma suave. Sin embargo, observaciones recientes de estrellas sugieren una pérdida de masa más abrupta, con nubes de gas elevadas por plumas de plasma en el Sol —como si nuestra estrella escupiera racimos de masa—. “Son algo así como eyecciones de masa coronales, pero mucho más grandes”, dijo Jim Fuller, profesor de astrofísica teórica en Caltech y coautor del nuevo estudio, a Live Science por correo electrónico.
Cada “bulto” empuja la estrella hacia atrás, similar a cómo una bala disparada hace que un arma retroceda. Aunque cada empujón es pequeño, mover el Sol apenas a unos pocos pies por segundo, varios empujones pueden, con el tiempo, impartir el equivalente a un impulso enorme que altera la velocidad del Sol en varios cientos de pies por segundo. De hecho, los astrónomos ya han visto en otros sistemas estelares enanas blancas que ocurren tales impulsos.
Cuando Fuller, quien estudió estos impulsos, se los describió a Konstantin Batygin, profesor de ciencia planetaria en Caltech y autor principal del estudio, Batygin “se dio cuenta de que esto tendría importantes consecuencias para la evolución de nuestro propio sistema solar”, señaló Fuller. Eso se debe a que estos impulsos cambian la atracción gravitatoria del Sol sobre todo lo que lo rodea.
Caos en los límites de la ciudad
Para determinar cómo la pérdida de masa del Sol influiría en los planetas gigantes, Batygin creó simulaciones por computadora del Sol y de los planetas exteriores. Los investigadores consideraron tres escenarios: si el Sol perdía masa de forma suave, si expulsaba bolsas de masa distintas durante todo su tiempo de evolución como gigante roja, y si el Sol expulsaba esas bolsas solo durante sus etapas finales. Los investigadores también variaron la masa de cada bolsa expulsada.
El primer escenario produjo resultados similares a los de estudios previos, con el sistema solar externo conservando casi todas sus características durante miles de millones de años. En cambio, los otros dos casos mostraron resultados drásticamente diferentes. Realizando 672 simulaciones, los investigadores hallaron que si el Sol perdía masa en bolsas, los planetas gigantes serían arrojados al caos, intercambiando lugares, desarrollando órbitas extrañamente elípticas y, e incluso, siendo expulsados del sistema solar por completo. Lo más dramático: en el 96% de las simulaciones con las bolsas de masa expulsada más pesadas, los planetas se destruyen al colisionar entre sí.
Estos desarrollos también ocurrieron mucho más rápido: menos de unos pocos cientos de millones de años después de que el Sol se convirtiera en una enana blanca, o incluso durante la fase de gigante roja, en los escenarios más extremos.
Los hallazgos del estudio sugieren que análogos del sistema solar externo tal como lo conocemos alrededor de enanas blancas serían menos probables de existir de lo que se creía. Kaib señaló que los resultados del estudio indican que podrían dominar planetas con órbitas elípticas. Se piensa que los planetas habitables podrían existir alrededor de enanas blancas, pero los hallazgos de este estudio muestran que nuestra comprensión de esos sistemas estelares distantes podría estar incompleta y que tales mundos podrían, en la realidad, ser inestables.
