Estos gigantes gaseosos tienen importantes actividades meteorológicas y procesos de tipo gravitacional, con un pequeño núcleo y una gran masa de gas en convección permanente.
A Júpiter, Saturno, Urano, y Neptuno se les conoce como los planetas Jovianos, es decir, relativos a Júpiter. Son gigantescos comparados con la Tierra y tienen naturaleza gaseosa como la de Júpiter. Los planetas Jovianos son considerados gigantes de gas, aunque algunos tienen el centro sólido.
Los grandes planetas, Júpiter y Saturno, poseen sistemas de satélites que, en cierto modo, son modelos en miniatura del Sistema Solar. Aunque no disponen de fuentes termonucleares de energía, siguen liberando energía gravitatoria en cantidad superior a la radiación solar que reciben.
Otra característica común, es el poseer anillos formados por pequeñas partículas en órbitas más cercanas que las de sus satélites.
Teorías recientes sobre estos titanes del espacio
Una nueva teoría para explicar cómo llegaron los gigantes gaseosos del Sistema Solar a su ubicación implica un quinto planeta gigante desconocido, llamado Planeta X o Planeta 9, acechando a 80.000 millones de kilómetros del Sol, que se sumaría a los otros cuatro ya conocidos que son: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
«Nuestro sistema solar no siempre se ha visto como lo hace hoy. A lo largo de su historia, las órbitas de los planetas han cambiado radicalmente», expone en un comunicado el profesor Seth Jacobson de la Universidad Estatal de Michigan: «Pero podemos averiguar qué ha pasado». La investigación, publicada en la revista Natura el 27 de abril, ofrece una explicación de lo que les sucedió a los gigantes gaseosos en otros sistemas solares y en el nuestro, concretamente Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Las estrellas nacen de nubes masivas y arremolinadas de gas y polvo cósmico. Una vez que nuestro sol se activó, el sistema solar primitivo todavía estaba lleno de un disco primordial de gas que desempeñó un papel integral en la formación y evolución de los planetas, incluidos los gigantes gaseosos.
A finales del sigo XX, los científicos comenzaron a creer que los gigantes gaseosos inicialmente giraban alrededor del Sol en órbitas ordenadas, compactas y uniformemente espaciadas. Júpiter, Saturno y los demás, sin embargo, hace tiempo que se establecieron en órbitas que son relativamente oblongas, torcidas y extendidas.
Los investigadores se preguntan: «¿Por qué?»
En 2005, un equipo internacional de científicos propuso una respuesta a esa pregunta en un trío de artículos históricos de Natura. La solución se desarrolló originalmente en Niza, Francia, y se conoce como el modelo Niza. Postula que hubo una inestabilidad entre estos planetas, un conjunto caótico de interacciones gravitacionales que finalmente los colocó en sus caminos actuales. El modelo de Niza sigue siendo una explicación principal, pero en los últimos 17 años, los científicos han encontrado nuevas preguntas sobre qué desencadena la inestabilidad del modelo de Niza.
Por ejemplo, originalmente se pensó que la inestabilidad del gigante gaseoso tuvo lugar cientos de millones de años después de la dispersión de ese disco de gas primordial que dio origen al sistema solar. Pero la evidencia más reciente, incluidas algunas encontradas en rocas lunares recuperadas por las misiones Apolo, sugiere que sucedió más rápido. Eso también plantea nuevas preguntas sobre cómo evolucionó el sistema solar interior que alberga la Tierra.
Trabajando con Beibei Liu de la Universidad de Zhejiang en China y Sean Raymond de la Universidad de Burdeos en Francia, Jacobson ayudó a encontrar una solución que tiene que ver con cómo comenzó la inestabilidad. El equipo ha propuesto un nuevo disparador. «Creo que nuestra nueva idea realmente podría relajar muchas tensiones en el campo porque lo que hemos propuesto es una respuesta muy natural a cuándo ocurrió la inestabilidad del planeta gigante», dijo Jacobson.
Gigantes gaseosos del Sistema Solar
La idea comenzó con una conversación que Raymond y Jacobsen tuvieron en 2019. Ellos teorizaron que los gigantes gaseosos podrían haber seguido sus caminos actuales debido a cómo se evaporó el disco de gas primordial. Eso podría explicar cómo los planetas se extendieron mucho antes en la evolución del sistema solar de lo que postulaba originalmente el modelo de Niza y tal vez incluso sin la inestabilidad para empujarlos allí.
«Nos preguntábamos si el modelo de Niza era realmente necesario para explicar el sistema solar», dijo Raymond. «Se nos ocurrió la idea de que los planetas gigantes posiblemente podrían expandirse por un efecto ‘rebote’ a medida que el disco se disipaba, tal vez sin volverse inestable». Luego, Raymond y Jacobsen se acercaron a Liu, quien fue pionero en esta idea del efecto rebote a través de extensas simulaciones de discos de gas y grandes exoplanetas (planetas en otros sistemas solares) que orbitan cerca de sus estrellas.
Modelo de Niza
El equipo descubrió que esta disipación de adentro hacia afuera proporcionó un desencadenante natural para la inestabilidad del modelo de Niza, dijo Raymond. «Terminamos fortaleciendo el modelo de Niza en lugar de destruirlo», dijo. «Esta fue una ilustración divertida de probar nuestras ideas preconcebidas y seguir los resultados donde sea que nos lleven».
Con el nuevo disparador, la imagen al comienzo de la inestabilidad se ve igual. Todavía hay un Sol naciente rodeado por una nube de gas y polvo. Un puñado de gigantes gaseosos jóvenes giran alrededor de la estrella en órbitas ordenadas y compactas a través de esa nube.
Eso creó un agujero creciente en la nube de gas, centrado en el Sol. A medida que el agujero crecía. Su borde atravesaba cada una de las órbitas de los gigantes gaseosos. Esta transición conduce a la inestabilidad del planeta gigante requerida con una probabilidad muy alta, según las simulaciones por computadora del equipo.
El nuevo desencadenante también conduce a la mezcla de material del sistema solar exterior y del sistema solar interior. La geoquímica de la Tierra sugiere que tal mezcla debía ocurrir mientras nuestro planeta todavía está en medio de la formación.
«Este proceso realmente va a agitar el sistema solar interior y la Tierra puede crecer a partir de eso», dijo Jacobson. «Eso es bastante consistente con las observaciones». Explorar la conexión entre la inestabilidad y la formación de la Tierra es un tema de trabajo futuro para el grupo.
Planeta X, ¿el noveno planeta del Sistema Solar?
Aunque el artículo del equipo no enfatiza esto, Jacobson dijo que el trabajo tiene implicaciones para uno de los debates más populares y ocasionalmente acalorados sobre nuestro sistema solar: ¿Cuántos planetas tiene?
Actualmente, la respuesta es ocho, pero resulta que el modelo de Niza funcionó un poco mejor cuando el sistema solar primitivo tenía cinco gigantes gaseosos en lugar de cuatro. Lamentablemente, según el modelo, ese planeta adicional fue arrojado desde nuestro sistema solar durante la inestabilidad, lo que ayuda a los gigantes gaseosos restantes a encontrar sus órbitas.
En 2015, sin embargo, los investigadores de Caltech encontraron evidencia de que aún puede haber un planeta sin descubrir alrededor de las afueras del sistema solar a unos 80.000 millones de kilómetros del sol, aproximadamente 75.000 millones de kilómetros más lejos que Neptuno. Todavía no hay pruebas concretas de que este planeta hipotético, apodado Planeta X o Planeta 9, o el planeta «extra» del modelo de Niza exista realmente. Pero, si lo hacen, ¿podrían ser uno y el mismo?
Jacobson y sus colegas no pudieron responder esa pregunta directamente con sus simulaciones, pero pudieron hacer lo siguiente mejor. Sabiendo que su disparador de inestabilidad reproduce correctamente la imagen actual de nuestro sistema solar, podrían probar si su modelo funciona mejor comenzando con cuatro o cinco gigantes gaseosos. «Para nosotros, el resultado fue muy similar si comienzas con cuatro o cinco», dijo Jacobson. «Si comienzas con cinco, es más probable que termines con cuatro. Pero si comienzas con cuatro, las órbitas terminan coincidiendo mejor».
Fuente: 20minutos