Última actualización 10 de mayo de 2023

La caótica formación del sistema solar

Las perturbaciones gravitatorias de nuestra nube molecular gigante

Hace 4500 millones de años, la formación del sistema solar fue un proceso complejo y extremadamente caótico que duró millones de años.
Como se puede observar hoy en día en otros sistemas estelares en formación, el sistema solar se formó a partir de una enorme nube de gas y polvo interestelar muy frío y muy denso denominada nube molecular gigante.
Es en estos capullos de polvo y gas donde nacen las estrellas.

Las nubes moleculares gigantes, en frágil equilibrio, pueden estar sujetas a perturbaciones externas, como ondas de choque generadas por supernovas, explosiones de estrellas masivas. Estas perturbaciones pueden comprimir y perturbar las nubes y provocar un colapso gravitacional.
Los movimientos aleatorios de las moléculas de gas y polvo, conocidos como movimientos Brown, también pueden provocar fluctuaciones de densidad y también contribuir al colapso gravitatorio.

Cuando la presión de radiación y la presión térmica ejercida por el gas y el polvo ya no son suficientes, la fuerza gravitacional se hace cargo y la nube comienza a colapsar. Luego, bajo el efecto de su propia gravedad, su colapso se acelera. En el centro, la materia se concentra, la temperatura aumenta y la protoestrella absorbe toda la materia circundante.

Cuando la protoestrella alcanza una masa suficiente (alrededor de 80 veces la masa de Júpiter), comienzan las reacciones termonucleares. Todo el sistema es arrastrado en un disco protoplanetario que gira cada vez más rápidamente alrededor de su centro. Es en este punto que los agregados de materia y gas comienzan a formar cúmulos de rocas cada vez más grandes, hasta formar protoplanetas.

Cerca de la línea de hielo, a 4 unidades astronómicas, los planetas gigantes se forman primero, acumulando materia a su alrededor y tallando un surco en el disco de acreción en solo un millón de años.
Las perturbaciones gravitacionales causadas por los planetas gigantes provocarán colisiones dramáticas que alterarán la temperatura, la densidad y la composición química del disco protoplanetario.

Dentro de la línea de hielo, frente a Júpiter y Saturno, se están formando unas pocas docenas de planetas del tamaño de Marte. Pero más allá de Júpiter y Saturno, también se están formando una docena de planetas del tamaño de Urano. Este proceso de formación de planetas no ha sido suave y lineal, sino más bien caótico.
La migración de los planetas gigantes empujará frente a ellos a muchos protoplanetas hacia el Sol provocando terribles colisiones. La mayoría de los protoplanetas se desintegran y son arrojados al Sol naciente.

Según los modelos actuales de formación del sistema solar, Júpiter y Saturno migraron hacia el centro del sistema solar durante el primer millón de años de su existencia. Esta migración fue causada por interacciones gravitatorias entre los planetas gigantes y el disco de gas y polvo que rodeaba al joven Sol.
Las simulaciones por computadora sugieren que este período de formación caótica resultó en intercambios significativos de masa y movimiento entre los cuerpos en formación, lo que llevó a migraciones planetarias y colisiones violentas. Los protoplanetas pueden haber sido expulsados del sistema solar o chocar contra el Sol, mientras que otros se fusionaron para formar planetas más masivos.
Cuando los planetas gigantes detienen su migración debido a la retroalimentación gravitatoria, solo quedan 4 planetas interiores, ¡suerte!

De vuelta en la línea de hielo, Júpiter y Saturno también causan perturbaciones gravitatorias caóticas detrás de ellos. Es probable que algunos planetas fueran expulsados del sistema solar o puestos en órbitas muy elípticas y muy inclinadas. Hoy sólo quedan Urano y Neptuno.
El eje de rotación de Neptuno (28,32°) y especialmente el de Urano (97,8°) muestran que estos planetas han sufrido colisiones titánicas que atestiguan el pasado violento de nuestro sistema solar.

Este período caótico dio forma a la estructura y composición del sistema solar tal como lo conocemos hoy. Es responsable de muchas características únicas de nuestro sistema solar.