Las arquitecturas de sistemas solares como la nuestra tienen la mayor probabilidad de capturar planetas gigantes en su confín, caso del "planeta Nueve" que podría acechar en el sistema solar exterior.
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Así lo revelan simulaciones complejas de captura de planetas en órbitas distantes entre diversos sistemas planetarios hipotéticos, realizadas por investigadores de la Universidad Rice y del Planetary Science Institute (PSI) y que se publican en Nature Astronomy. En el caso del planeta Nueve, el estudio le atribuye un 40% de posibilidades de que finalmente exista.
"En esencia, estamos viendo pinballs en una sala de juegos cósmica", explicó en un comunicado el autor principal del estudio, André Izidoro, profesor adjunto de la Universidad de Rice. Cuando los planetas gigantes se dispersan entre sí debido a interacciones gravitacionales, algunos son expulsados lejos de su estrella. Si el momento y el entorno circundante son los adecuados, esos planetas no son expulsados, sino que quedan atrapados en órbitas extremadamente amplias.
Para el estudio, el equipo realizó miles de simulaciones con diferentes sistemas planetarios integrados en entornos realistas de cúmulos estelares. Modelaron diversas condiciones, desde sistemas como nuestro sistema solar, con una mezcla de gigantes gaseosos y helados, hasta sistemas más exóticos, incluyendo aquellos con dos soles. Lo que descubrieron fue un patrón recurrente: los planetas eran empujados frecuentemente a órbitas amplias y excéntricas por inestabilidades internas, y luego estabilizados por la influencia gravitacional de las estrellas cercanas del cúmulo.
"Cuando estos impulsos gravitacionales ocurren en el momento justo, la órbita de un planeta se desacopla del sistema planetario interior", explicó Kaib. "Esto crea un planeta de órbita amplia, uno que permanece prácticamente congelado en su lugar después de que el cúmulo se dispersa".
Los investigadores definen los planetas de órbita ancha como aquellos con semiejes mayores entre 100 y 10*000 UA, distancias que los sitúan mucho más allá del alcance de la mayoría de los discos de formación planetaria tradicionales.
40% DE POSIBILIDADES DE QUE HAY UN PLANETA NUEVE
Los hallazgos podrían ayudar a explicar el antiguo misterio del planeta Nueve, un planeta hipotético que se cree que orbita nuestro Sol a una distancia de entre 250 y 1.000 UA. Aunque nunca se ha observado directamente, las extrañas órbitas de varios objetos transneptunianos sugieren su presencia. Sus simulaciones muestran que existe una probabilidad de hasta un 40 % de que un objeto similar al planeta Nueve haya quedado atrapado.
El estudio también vincula los planetas de órbita ancha con la creciente población de planetas errantes, que son mundos expulsados por completo de sus sistemas.
"No todos los planetas dispersos tienen la suerte de quedar atrapados", afirmó Kaib. La mayoría terminan siendo lanzados al espacio interestelar. Pero la velocidad a la que quedan atrapados nos proporciona una conexión entre los planetas que observamos en órbitas amplias y los que encontramos vagando solos por la galaxia.
Este concepto de "eficiencia de atrapamiento", que es la probabilidad de que un planeta disperso permanezca ligado a su estrella, es fundamental para el estudio. Los investigadores descubrieron que sistemas solares similares al nuestro son particularmente eficientes, con probabilidades de atrapamiento del 5 al 10%. Otros sistemas, como los compuestos únicamente por gigantes de hielo o planetas circumbinarios, presentaron eficiencias mucho menores.
"Esperamos aproximadamente un planeta de órbita amplia por cada mil estrellas", afirmó Izidoro. "Puede parecer poco, pero considerando miles de millones de estrellas en la galaxia, la cifra es considerable".
Los investigadores también señalaron que, de existir el planeta Nueve, podría descubrirse poco después de que el Observatorio Vera C. Rubin entre en funcionamiento. Gracias a su capacidad incomparable para estudiar el cielo en profundidad y detalle, se espera que el observatorio impulse significativamente la búsqueda de objetos distantes del sistema solar, aumentando la probabilidad de detectar el planeta Nueve o de proporcionar la evidencia necesaria.
