Un planeta helado orbitando lejos de su estrella. Crédito: NASA/JPL-Caltech
Nuestro sistema solar ha tenido un pasado caótico. La Tierra y otros planetas se encuentran ahora en órbitas estables, pero han experimentado cambios drásticos de posición durante la formación. Júpiter probablemente estaba mucho más cerca del Sol de lo que está ahora, y su cambio no solo desplazó a los 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 gravitacional del sistema solar. De vez en cuando, un trozo de material helado será atraído gravitacionalmente hacia el sistema solar interior y se convertirá en uno de los muchos cometas que vemos. Si bien la mayoría de los escombros de la Nube de Oort son probablemente relativamente pequeños, es posible que allí se escondan objetos del tamaño de un planeta, incluso más distantes que el hipotético Planeta X.
Algunos de los escombros expulsados del sistema solar interior probablemente fueron expulsados aún más. A esa velocidad, escaparon de la gravedad del sol y se desplazaron por el espacio interestelar. Sabemos que esto es posible porque hemos tenido al menos dos cometas visitantes de otros sistemas estelares, Oumuamua en 2017 y Borisov en 2019. También hemos observado planetas solitarios que han roto los enlaces gravitatorios de su estrella madre. En una escala cósmica, hay muchos huérfanos celestiales en la galaxia.
Pero eso también plantea una pregunta interesante. Si un sistema planetario joven puede rechazar cometas y planetas, ¿pueden otros sistemas estelares apoderarse de algunos de estos mundos? Este es el tema de un nuevo artículo aceptado para su publicación en la revista The Avisos mensuales de la Royal Astronomical Society y disponible en el servidor de preimpresión arXiv.
Cómo el Sol podría capturar un mundo con la masa de Saturno. Fuente: Raymond et al.
El equipo realizó una serie de simulaciones por computadora para ver cómo los sistemas planetarios rechazan los planetas grandes y cómo un sistema planetario puede atraparlos. La danza gravitatoria es un poco complicada porque para ser expulsado, un planeta debe ganar suficiente energía cinética para escapar de la atracción de su estrella. Pero eso también significa que tiene tanta energía cinética que es difícil de sostener para otro sistema estelar. Al igual que con las visitas de Oumuamua y Borisov, la mayoría de los encuentros celestiales de un planeta rebelde serían fugaces.
Sin embargo, el equipo descubrió que la atracción gravitacional de la propia galaxia puede amortiguar el movimiento de un planeta rebelde y, por lo tanto, una pequeña fracción de los encuentros celestiales hará que la estrella se aferre al planeta y lo reclame como un nuevo mundo. La mayor posibilidad de que esto suceda no es cuando el planeta pasa cerca de la estrella, sino cuando se desplaza justo en la nube de Oort. La mayoría de los planetas capturados por la estrella estarán ubicados en el borde exterior del sistema.
Según sus cálculos, hasta el 10% de los planetas primordiales de la estrella podrían ser expulsados al espacio. Dada la dinámica de la galaxia y el sistema solar primitivo, existe un 7% de posibilidades de que nuestro sistema solar tenga un planeta gigante helado capturado en la nube de Oort. Estas probabilidades son mayores que las probabilidades de que un gigante de hielo formado en el sistema solar haya sido empujado hacia la Nube de Oort, que tiene una probabilidad de 1 en 200.
Entonces, si hay un planeta en el borde del sistema solar, es más probable que sea un hijo adoptivo que uno de los descendientes del Sol. Todavía es muy probable que la Nube de Oort no tenga mundos grandes, pero este estudio muestra que los sistemas planetarios no siempre se forman de forma aislada, y hay muchos sistemas estelares que probablemente sean de familias mixtas.