El origen del sistema solar, la hipótesis nebular

El sistema solar se originó hace 4 600 millones de años aproximadamente, pero el proceso que lo provocó sigue siendo una incógnita. De hecho, varios astrónomos y científicos apuntan que la hipótesis nebular puede ser la que mejor se ajusta a la realidad.

Otras hipótesis sobre el origen del sistema solar

Antes de centrarnos en los detalles de la hipótesis nebular, consideramos oportuno repasar los detalles de otras teorías que abordan el mismo tema.

La hipótesis del encuentro

Sus defensores indican que el sistema solar es la consecuencia del encuentro entre el Sol y otra estrella. Al estar tan próximos los dos astros, el choque entre ambos provocó que parte de su materia se desprendiese, provocando así la formación de los planetas.

La hipótesis de la captura

Esta teoría se remonta a cuando el Sol era una protoestrella. Fue entonces cuando atrajo un filamento de materia que, tras varios procesos de condensación y una colisión, ayudó a que se formasen los planetas y los astros que hoy conocemos.

Las fuerzas electromagnéticas

En este caso, se estima que las fuerzas electromagnéticas del Sol provocaron una cadena de condensaciones que dio como resultado la formación de los planetas gracias a la fuerza de la gravedad.

Imagen

La hipótesis nebular: origen, características y evolución

Fue Descartes en el siglo XVII quien propuso esta idea como posible punto de partida del sistema solar. Durante el siglo siguiente, Swendenborg, Kant y Laplace le dieron mayor importancia a una teoría que desarrollaron. Desde entonces, muchos científicos han matizado la idea original, pero no negado que esta hipótesis puede ser la más cercana a la verdad.

La base de la teoría reside en que el sistema solar surge cuando una nube molecular con un enorme tamaño colapsa hace 4600 millones de años. La onda expansiva provocada por una supernova incidió en el núcleo de la nebulosa, la cual comenzó a atraer partículas de polvo cósmico.

Tal fue la magnitud de la atracción gravitacional, que terminó por provocar que la nebulosa explotase. Además, la nube cósmica comenzó a girar a gran velocidad dando lugar a que su fuerza de rotación, la presión de los gases, la gravedad y otros factores externos terminasen por lanzar la masa hacia su centro.

Fue en esta zona donde la temperatura aumentó sensiblemente y apareció así un protosol que terminó, al cabo de los años, convertido en el Sol que hoy nos alumbra. El resto de la masa adoptó una forma plana con forma de disco a partir de la que fueron formándose primero los protoplanetas y luego los planetas actuales, los satélites y el resto de cuerpos del sistema.

A finales del siglo XIX, James Clarke Maxwell puso en duda la teoría indicando que era complicado concretar que un planeta se formase a raíz de un anillo. A él se le debe que hablemos de un disco protoplanetario. También añadió que el momento angular era indispensable para entender por qué se formaron los planetas. En lugar de multiplicar la masa por la velocidad para conocer la cantidad de movimiento, defendió que ni la masa ni la velocidad cambian, por lo que la trayectoria de cada cuerpo debía ser recta, salvo que actuasen elementos externos.

¿Cómo crecieron los planetas?

Chris Johnson, Matthew D. Affolter, Paul Inkenbrandt y Cam Mosher firman un estudio en el que comentan este aspecto. Tanto los gaseosos como los rocosos crecieron de forma similar. Las partículas de polvo que flotaban en el disco original se atraían tanto por la gravedad como por las cargas estáticas. A mayor cantidad de polvo, mayor era su tamaño y más opciones había de colisionar, pegarse y formar protoplanetas. Este proceso duró millones de años al nutrirse del material que provenía del disco.

Los planetas rocosos

Los dos tipos de planetas tenían en su núcleo una roca. Los rocosos añadieron más roca y los gaseosos, hielo y gas. En los bordes más lejanos del disco se formaron planetas en los que había en torno a un 90 % de gas hidrógeno o helio (como ocurre en Saturno o Júpiter). Los conocidos como «gigantes de hielo», Urano y Neptuno, acumulan un 80 % de hielo de metano y un 20 % de helio e hidrógeno.

Los planetas gaseosos

Debemos subrayar que su tamaño es totalmente distinto al de los planetas anteriores. Hay dos motivos para ello:

• La nebulosa estaba compuesta de hielos y gases, pero también, aunque en menor medida, de rocas y metales. Sus compuestos eran carbono, oxígeno, hidrógeno y nitrógeno. Había pequeñas cantidades de hierro y silicio.
• La atracción gravitacional de los planetas de mayor tamaño provocó que captasen más helio e hidrógeno que otros planetas más pequeños.

No en vano, la gravedad masiva del planeta Júpiter ayudó a moldear la forma del sistema solar y contribuyó a que los planetas rocosos internos crecieran. Progresivamente, la nebulosa se fusionó con los planetas y Júpiter aceleró el desplazamiento de los materiales más cercanos. El resultado fue una serie de colisiones que provocaron la fractura de material.

Semejante proceso destructivo ayudó a crear un cinturón de asteroides y un planeta por terminar (entre Júpiter y Marte). Del mencionado cinturón provienen los meteoritos que terminan impactando en nuestro planeta. Gracias al estudio de sus restos, es posible datar con mayor exactitud cuántos años tiene la Tierra y la composición de su manto, núcleo y corteza.

También la gravedad de Júpiter explica por qué Marte tiene menor tamaño al tener menor atracción gravitacional.

Las zonas menos conocidas del sistema solar

Comenzamos comentando el cinturón de Kuiper, poblado de cuerpos helados y de rocas. La nube de Oort está repleta de pequeños trozos de hielo. Es en ambas donde se forman los cometas y donde orbitan, pero de forma irregular. En esta misma zona está Plutón, que en 2006 dejó de ser considerado un planeta para pasar a ser un planeta enano por no cumplir con la descripción de la Unión Astronómica Internacional o IAU. En esta calificación le acompaña Eris, de mayor tamaño que Plutón. Para ser un planeta, la IAU considera que deben cumplirse varias condiciones:

• Disponer de una masa que permita tener fuerzas gravitacionales que redondeen su forma.
• No ser demasiado masivo como para dar lugar a una fusión.
• Tener un tamaño grande que le permita tener una órbita libre y sin planetesimales. Estos deberían incorporarse cuando se formó el planeta.

Plutón cumplió solo con las dos primeras condiciones y Eris no cumplió la segunda.

El futuro del sistema solar

Según los científicos, los cuatro planetas de mayor tamaño del sistema solar seguirán al menos 5000 millones de años más orbitando. Será entonces cuando el Sol se expanda y termine por destruir a los planetas interiores. Sin embargo, no hay ninguna certeza de que Marte, Venus, Mercurio y la Tierra vayan a seguir existiendo para ese momento.

Según sus estimaciones, la atracción de Mercurio y Júpiter puede termina provocando que el primero se cruce con Venus. También podría alterar su órbita y provocar que Marte o Venus terminasen impactando contra la Tierra (hay una probabilidad entre 50 000 de que esto suceda).

Lo que no se puede determinar es si los efectos de la gravedad van a terminar por provocar que la Tierra termine incinerada por la acción del Sol. Lo anterior confirma que todo sigue siendo una incógnita, aunque hay voces que parecen tener algo más claro qué podría ocurrir.

Un estudio del Instituto de Astrofísica de Andalucía fechado en 2021 indica que en 5000 millones de años el Sol irá perdiendo su combustible y se hundirá. Poco a poco, las capas externas del sistema se calentarán y se dilatarán. Así, las órbitas de Venus, Mercurio y, posiblemente, la Tierra terminarán siendo engullidas.

Sin embargo, tras esta primera etapa, la envoltura formará una nueva nebulosa planetaria. En su centro estará el núcleo del Sol, pero ahora convertido en una estrella enana de color blanco.

A su alrededor se formarán planetas jovianos, sin que ello implique que los nueve planetas que no se vean afectados por lo comentado dejen de existir. El análisis de la microlente gravitatoria confirma que, si una estrella cercana a nuestro planeta se alinea con otra lejana, la primera amplía la luz de la segunda.

La estimación indica que un 97 % de las estrellas se convertirán en enanas blancas, lo que justificaría la aparición de exoplanetas que no necesitarían tener al Sol como centro de su sistema.

Por lo tanto, la durabilidad de este sistema tiene como límite unos 5000 millones de años. A buen seguro, durante ese tiempo surgirán nuevas tecnologías y teorías que aclaren si será posible que la Tierra no tenga que depender del Sol en el futuro o cuál será la estrella sobre la que fije su órbita.

Lo que sí se confirma es que la hipótesis nebular sigue siendo una de las más contrastadas e investigadas por parte de los astrónomos. Asimismo, se confirma que el sistema solar puede seguir en continua evolución hasta llegar al punto de partida y comenzar a formarse un nuevo sistema planetario.