Las teorías sobre el origen del sistema solar tienen puntos oscuros que hacen que lo conocido hasta el momento no termine de cerrar. La falta de pruebas dificulta conocer como fue realmente el origen de nuestro sistema solar. Aquí una nueva teoría que puede aclarar o tal vez complicar la búsqueda de la verdad.

 

Las hipótesis sobre la formación del sistema solar comienzan a tambalear.

A finales del siglo XIX la hipótesis nebular de Kant-Laplace fue criticada por James Clerk Maxwell, quien probó que si la materia de los planetas conocidos hubiera estado alguna vez distribuida alrededor del Sol formando un disco, las fuerzas de rotación diferencial habrían impedido la condensación de planetas individuales. Otra objeción fue que el Sol posee un momento angular menor que el requerido por el modelo de Kant-Laplace. Por mucho tiempo los astrónomos defendieron la hipótesis de las colisiones cercanas, que sugería que la aproximación de otra estrella al Sol habrían formado los planetas. Esta cercanía habría arrancado gran cantidad de materia del Sol y de la otra estrella, gracias a las fuerzas de marea, que al condensarse formaron los planetas.

La hipótesis de las colisiones cercanas también fue criticada y, en los años 40, se mejoró el modelo nebular para conseguir aceptación de parte de la comunidad científica. En la versión modificada, se asumió que la masa del protoplaneta original fue mayor y que la variación del momento angular se debió a las fuerzas magnéticas.  El joven Sol transfirió algo de momento angular al disco protoplanetario y a los planetesimales.

El nuevo modelo nebular modificado, se desarrolló completamente en base a las observaciones de nuestro propio sistema solar, porque era el único que se conocía hasta mediados de los 90. Se creía que se podía aplicar tambien otros sistemas planetarios, por lo que los científicos estaban ansiosos de probar el modelo nebular encontrando discos protoplanetarios o incluso planetas alrededor de otras estrellas.

Actualmente empleando el telescopio espacial Hubble se observaron nebulosas estelares y discos protoplanetarios en la Nebulosa de Orión y en otras regiones con estrellas en formación. Algunas de estas áreas tienen hasta 1000 UA de diámetro.

En noviembre del 2006, el descubrimiento de más de 200 exoplanetas​ provocó que el modelo nebular dejara de ser coherente con los datos experimentales y se hizo necesario ser revisado para tener en cuenta estos sistemas planetarios, pues un nuevo modelo debía ser propuesto. No existe un acuerdo para explicar los “Júpiter calientes” observados, pero la idea mayoritaria es la de migración planetaria. La hipótesis consiste en que los planetas deben ser capaces de migrar de sus órbitas iniciales a estrellas más cercanas por alguno de los diversos procesos físicos posibles, como la fricción orbital cuando el disco protoplanetario todavía estaba compuesto solo por hidrógeno y helio.

En los últimos años se desarrolló un modelo de formación de sistemas solares, conocido como  “la Teoría de la Captura”, que sostiene que la gravedad de un objeto errante podría extraer materia del sol, que luego se condensaría y enfriaría formando los planetas. Este modelo explica características del sistema solar no explicadas por el modelo nebular. Sin embargo, la Teoría de la Captura ha sido criticada por el hecho de que supone una edad diferente para el sol y para los planetas. Existen pruebas de que el Sol y el resto del sistema solar fueron formados aproximadamente en la misma época.

Problemas con el modelo de la nebulosa solar

Uno de los problemas del modelo de nebulosa solar es el referido al momento angular. La mayor parte de la masa del sistema se acumula alrededor de una nube en rotación, la hipótesis predice que la gran mayoría del momento angular del sistema se debería acumular en ese mismo lugar. Sin embargo, la rotación del sol es mucho más lenta de lo presupuestado, y los planetas, a pesar de contar con menos del 1 % de la masa total del sistema, cuentan con más del 90 % de su momento angular. Una resolución a este problema es que las partículas de polvo del disco original crearon fricción, lo que disminuyó la velocidad de rotación en el centro.​

Un problema para el sistema de la nebulosa solar son los planetas en el “lugar equivocado”. Por ejemplo Urano y Neptuno están ubicados en una región donde su formación es muy poco factible debido a la baja densidad de la nebulosa solar y los largos tiempos orbitales en su región. Planetas similares a Júpiter que ahora se observan alrededor de otras estrellas no se pudieron haber formado en sus posiciones actuales, si es que ellas se formaron a partir de “nebulosas solares” también. La solución a estos problemas puede estar en las migraciones planetarias por las cuales los planetas cambian con el tiempo su distancia al Sol bien acercándose o alejándose.

Las detalladas características de los planetas son también un problema. La hipótesis de la nebulosa solar predice que todos los planetas se formarán exactamente en el plano eclíptico. En cambio, las órbitas de los planetas clásicos tienen pequeñas inclinaciones respecto de la eclipse. Los gigantes gaseosos tampoco están inclinados respecto del plano elíptico,  Urano tiene una inclinación de 98°.

La Luna, siendo relativamente grande en comparación a la Tierra, y otras lunas que se encuentran en órbitas irregulares respecto a su planeta son otro problema. Ahora se cree que estas observaciones se explican por eventos que ocurrieron después de la formación inicial del sistema solar.

El gran  Isaac Newton creía que el Sistema Solar podía haberse formado a partir de una tenue nube de gas y polvo, condensada lentamente bajo la atracción gravitatoria. A medida que las partículas se aproximaban, el campo gravitatorio se hace más intenso, acelerando la condensación hasta que la masa total llega a colapsar, para dar origen a un cuerpo denso incandescente, el Sol, a causa de la energía de la contracción.

Esta es la base de las teorías más populares de la actualidad, sobre el origen del Sistema Solar. Pero hay muchas preguntas sin resolver todavía.  Por ejemplo: ¿Cómo puede ser que un gas altamente disperso podía ser forzado a unirse, por una fuerza gravitatoria tan débil?

Teoría nebular de Laplace.

Laplace, pensaba que al aumentar la velocidad de rotación de la nube, ésta empezaba a proyectar un anillo de materia a partir de su ecuador, en rápida rotación. Esto disminuyó en cierto grado el momento angular, de tal modo que se redujo la velocidad de giro de la nube restante; pero al seguir contrayéndose, alcanzó de nuevo una velocidad que le permitía proyectar otro anillo de materia. Así, el Sol fue dejando tras sí una serie de anillos (nubes de materia, en forma de rosquillas), que se fueron condensando lentamente, para formar los planetas; con el tiempo, éstos expelieron, a su vez, pequeños anillos, que dieron origen a sus satélites.

La hipótesis nebular de Laplace parecía explicar muy bien las características principales del Sistema Solar. Por ejemplo, los anillos de Saturno podían ser los de un satélite que no se condenso, y que de unirse, podría haberse formado un satélite de gran tamaño. De manera similar, los asteroides que giraban, en cinturón alrededor del Sol, entre Marte y Júpiter, podrían ser condensaciones de partes de un anillo que no se hubieran unido para formar un planeta.

La hipótesis nebular mantuvo su validez durante la mayor parte del siglo XIX. Pero a finales del siglo empezó a mostrar sus puntos débiles. En 1859, James Clerk Maxwell, al analizar de forma matemática los anillos de Saturno, llegó a la conclusión de que un anillo de materia gaseosa lanzado por cualquier cuerpo podría condensarse sólo en una acumulación de pequeñas partículas, que formarían tales anillos, pero que nunca podría formar un cuerpo sólido, porque las fuerzas gravitatorias fragmentarían el anillo antes de que se materializara su condensación.

La teoría nebular pierde fuerza

El problema del momento angular no podía explicarse con la teoría nebular. Se trataba de que los planetas, que constituían sólo algo más del 0,1% de la masa del Sistema Solar, contenían, el 98% de su momento angular. O sea que el Sol retenía únicamente una pequeña fracción del momento angular de la nube original.

Era difícil demostrar cómo fue transferida la casi totalidad del momento angular a los pequeños anillos formados a partir de la nebulosa. El problema se complica al comprobar que, en el caso de Júpiter y Saturno, cuyos sistemas de satélites les dan el aspecto de sistemas solares en miniatura y que han sido, presumiblemente, formados de la misma manera, el cuerpo planetario central retiene la mayor parte del momento angular.

A partir de 1900 la hipótesis nebular perdió tanta fuerza para explicar la formación del Sistema Solar, que la idea de cualquier proceso evolutivo pareció desacreditada para siempre. Era el momento de rever una teoría catastrófica.

En 1905, Thomas Chrowder Chamberlin y Forest Ray Moulton, dos sabios norteamericanos, propusieron una teoría nueva, que explicaba el origen de los planetas como el resultado de una cuasicolisión entre nuestro Sol y otra estrella.

Hipótesis planetesimal. Posible colisión entre el Sol y otra estrella

La hipótesis planetesimal involucra un choque entre dos estrellas. Este encuentro habría arrancado materia gaseosa de cada uno de los soles, y las nubes de material abandonadas en la vecindad de nuestro Sol se habrían condensado en pequeños “planetesimales”, y éstos, a su vez, en planetas.

El momento angular lo trataron de explicarse los científicos británicos James Hopwood Jeans y Harold Jeffreys, en 1918, sugiriendo que la atracción gravitatoria del Sol que pasó junto al nuestro habría comunicado a las masas de gas una especie de “impulso lateral”, motivo por el cual les habría impartido un momento angular.

Si la teoría catastrófica fuese cierta, entonces los sistemas planetarios deberían de ser muy escasos. Las estrellas son tan numerosas en el Universo, que las colisiones estelares son 10.000 veces menos comunes que las de las supernovas, las cuales no son muy frecuentes. Según se calcula, en la vida de la Galaxia sólo ha habido tiempo para unos diez encuentros del tipo que podría generar sistemas solares con arreglo a dicha teoría.

Durante la década del 30, Lyttleton especuló con la posibilidad de una colisión entre tres estrellas, y Hoyle posteriormente, sugirió que el Sol había tenido un compañero, que se transformó en supernova y dejó a los planetas como último legado. Sin embargo, en 1939, el astrónomo americano Lyman Spitzer demostró que un material proyectado a partir del Sol, en cualquier circunstancia, tendría una temperatura tan elevada que no se condensaría en planetesimales, sino que se expandiría en forma de un gas tenue. Esto pareció terminar con toda la idea de la catástrofe.

Teoría nebular revisada

En el año 1965, el astrónomo británico, M. M. Woolfson, volvió a insistir sobre el tema, y sugirió que el Sol podría haber arrojado su material planetario a partir de una estrella fría, muy difusa, de forma que no tendrían que haber intervenido necesariamente temperaturas extremas.

Una vez se hubo acabado con la teoría planetesimal, los astrónomos volvieron a las ideas evolutivas y reconsideraron la hipótesis nebular de Laplace.

En 1944, el astrónomo alemán Cari F. von Weizsácker llevó a cabo un detenido análisis de esta idea. Calculó que en los remolinos mayores habría suficiente materia como para formar galaxias. Durante la turbulenta contracción de cada remolino se generarían remolinos menores, cada uno de ellos lo bastante grande como para originar un Sistema Solar, con uno o más soles.

En los límites de nuestro remolino solar, los remolinos menores podrían generar los planetas. En las uniones en las que se encontraban estos remolinos, se formarían partículas de polvo que colisionarían y se fundirían, primero los planetesimales, que luego formarían los planetas.

La teoría de Weizsácker no resolvió los interrogantes sobre el momento angular de los planetas, ni aportó más aclaraciones que la versión, mucho más simple, de Laplace. El astrofísico sueco Hannes Alfven incluyó en sus cálculos el campo magnético del Sol, cuando el joven Sol giraba rápidamente, su campo magnético actuaba como un freno moderador de ese movimiento, y entonces se transmitiría a los planetas el momento angular.

En base a estos conceptos, Hoyle elaboró de nuevo la teoría de Weizsácker, incluyendo las fuerzas magnéticas y gravitatorias. Esta teoría es la que hasta hoy mejor explica el origen del Sistema Solar.

En años recientes, algunos astrónomos han propuesto que la fuerza iniciadora en la formación de nuestro Sistema Solar debería ser la explosión de una supernova.

Cabe imaginar que una vasta nube de polvo y gas que ya existiría, relativamente incambiada, durante miles de millones de años, habría avanzado hacia las vecindades de una estrella que acababa de explotar como una supernova.

 

Nueva teoría de la formación del Sistema Solar

Así se habría formado el Sistema Solar:

Una vez que se ha llegado a la conclusión de que hay muchos interrogantes sin resolver en cuanto al conocimiento del origen del Sistema Solar y las teorías actuales son incapaces de explicar estos enigmas, se puede pensar en una teoría alternativa que trate de explicar algunas cuestiones que parecen no encontrar respuestas en las ideologías hasta hoy propuestas.

 

Preguntas sin resolución:

Si los planetas derivan de “anillos” solares de acuerdo a la teoría nebular, ¿Porque hay planetas de composición rocosa, con componentes como el  hierro, magnesio, silicio, etc? ¿Y otros de composición básicamente gaseosa, como  Júpiter y Saturno?

¿Porque el momento angular del Sol en inferior al momento angular de los planetas?

¿Por qué la forma de los cuerpos celestes, planetas y satélites, es extraordinariamente redonda?

¿La teoría de la acreción puede dar origen a cuerpos redondos casi perfectos? ¿Por qué los cuerpos celestes son tan redondos?

¿Cuál es el origen de La Luna y los demás satélites?

¿Por qué los elementos más pesados se encuentran más abajo, cerca del núcleo? ¿La acreción fue selectiva y ordenada para dar este resultado?

¿Por qué hay tantos cráteres en los planetas y lunas?

¿Por qué la Tierra y la Luna tienen más o menos la misma edad?

 

Posible explicación: TEORIA DE LAS BURBUJAS ESTELARES. (Provenientes de la explosión de una supernova compañera del Sol).

 

La composición química de los cuerpos

La composición química de algunos planetas, evidencian por si solos, que no pueden haber sido originados de ninguna manera a partir del Sol. Por ende, es necesario que haya coexistido una supernova con nuestro sol, ya sea girando en conjunto como una estrella binaria, conformando un sistema hasta la explosión de esa supernova, quien fue la que dio origen en su estallido a cientos de miles de protoplanetas y protosatélites de variada composición que salieron expelidos en estado gaseoso o liquido o ambos, a modo de burbujas y unos pocos de ellos, no más de diez, tuvieron la masa y la velocidad justa para ser atrapadas gravitacionalmente por el Sol, convertirse en planetas y  girar alrededor de él.  Otros cuerpos menores, de iguales características, (los satélites), fueron capturados gravitacionalmente por  los planetas que se estaban formando y que recién comenzaban a girar en sus orbitas. Con esa suprema explosión, hubo un sinfín de partículas de distinto tamaño que surcaron el espacio cercano al Sol, la gran mayoría se perdió en el Universo, solo unos pocos encontraron su equilibrio perfecto, de su masa, fuerza centrífuga y gravitatoria, para girar en orbitas alrededor de nuestra estrella, en el caso de los planetas y alrededor de los planetas en el caso de los satélites. Estos cuerpos en estado líquido, se fueron acomodando estructuralmente, y esto dio origen a su actual organización en su composición.

Lo más difícil de explicar para cualquiera de estas teorías, es la presencia del cinturón de asteroides y los anillos en los planetas exteriores. Una posible explicación a este espinoso tema es que los asteroides pueden haber sido fragmentos originados en la explosión inicial de la supernova que hallaron su equilibrio gravitatorio en ese sector del sistema solar. Son cuerpos de poca masa, formados de material rocoso, y que por ese motivo no llegaron a adoptar una forma tan esférica. Mientras que los anillos de los planetas gaseosos y no gaseosos exteriores del sistema solar, con tamaños de micrómetros hasta de una decena de metros, pueden haber sido derivados de la ruptura de un satélite destruido por la acción de la fuerza de marea del planeta.

En estado gaseoso-liquido

Los diferentes cuerpos celestes del sistema solar presentan una forma esférica cuasi perfecta. Nos dice sin lugar a dudas que tuvieron un pasado gaseoso y luego líquido, a medida que se enfriaban, para terminar en estado sólido, tal cual los conocemos hoy.

Si la rotación de un cuerpo planetario posee baja velocidad, dará origen a una esfera perfecta. Si por el contrario, posee una velocidad de rotación algo más elevada, como del orden de La Tierra, tendremos un cuerpo algo más estirado en su zona ecuatorial, debido a la fuerza centrífuga que es mayor en esas zonas que en los polos y resultara en un cuerpo de forma “geoide”. Solo se producirá tal efecto si el cuerpo celeste se originó en estado fluido, primero gaseoso y luego líquido.

 

El momento angular

Otra cuestión que no se puede explicar con la teoría nodular, es la del momento angular diferente del Sol y de los planetas. Esto es otra “prueba” que cada uno de ellos tuvo una génesis distinta.

 

La teoría del impacto como creador de lunas

La teoría del impacto de La Tierra con otro cuerpo de masa similar a Marte, llamado Tea, dando origen a la Luna, es poco creíble; ya que debió de haber ocurrido una coincidencia perfecta, entre la masa expelida, y su velocidad tangencial, para que justo, luego del choque, pase a girar en órbita alrededor de la Tierra. Tal vez exista una probabilidad de 1/10.000.000 de que esto ocurra. Además,  el resto de los satélites, es muy difícil que se hayan formado con supuestos impactos como el que sugieren que fue el creador de la Luna, menos aún en planetas gaseosos.

La Luna tiene aproximadamente la misma edad que la Tierra, unos 4500/4600 millones de años, obviamente es más joven, pues era necesario que exista la Tierra antes que la Luna para que esta última girara sobre ella.

Estudios recientes sobre isotopos pesados de potasio, presentes en la Luna, no así en la Tierra, obtenidos de las muestras lunares traídos por los astronautas norteamericanos, evidencian que se asocian a temperaturas extraordinariamente elevadas, tal vez de la explosión inicial de la supernova y no como producto del supuesto choque de la Tierra y Tea.

Nuestro planeta fue formado por una burbuja de composición netamente mayoritaria de hierro, magnesio, aluminio y silicio. Al encontrarse en estado fluido, pudo darse el acomodamiento de los elementos más pesados abajo y los más livianos encima, (la capa de SIMA, está debajo de la de SIAL).   Esto sería imposible que se hubiese producido mediante la acreción de partículas sólidas de acomodamiento errático.

 

Los cráteres, huellas de los impactos

La lluvia de impactos se produjo durante algún tiempo, unas decenas de millones de años; los planetas, satélites y todo cuerpo en órbita, hasta los asteroides, aun no estaban solidificados y recibían el constante bombardeo de partículas que dejaron huellas en ellos, en forma de cráteres, y que permanecen en aquellos que no poseen una atmosfera capaz de ir eliminándolos con el tiempo.

Tal vez el agua de los océanos se haya generado por el aporte de los cometas acuosos.

 

El origen de los continentes

También se puede especular que nuestros continentes se hayan generado por el impacto de una burbuja de composición similar a la de los continentes. Dicha burbuja cayo en lugar determinado, cuando aún no estaba completamente solidificado el planeta y “floto” como un supercontinente: la Pangea, se desparramo sobre la superficie como pudo, hasta que los movimientos tectónicos de la Tierra comenzaron a fragmentarlo, hace unos 200 millones de años, primero en dos: Laurasia y Gondwana y luego en otros continentes más.

En síntesis, el sistema solar se habría generado como resultado de la explosión de una estrella supernova que acompañaba al Sol, la cual genero la expulsión de burbujas de diferente composición química y fue la materia prima para la creación de los planetas, satélites, asteroides, cometas, anillos, etc. Todos estos cuerpos comenzaron casi simultáneamente en el tiempo y en estado gaseoso y/o líquido. A medida que se va enfriando, van sufriendo el bombardeo de material residual que dará origen a los cráteres que se observan en numerosos astros.

Sea como haya sido formado, las teorías sobre su origen seguirán apareciendo; hay eventos que van a ser casi imposibles o imposibles de explicar y confirmar. Nadie estuvo allí para registrar ese momento. El Universo se guarda sus mejores secretos.

 

 


admin

Soy licenciado en Ciencias Geológicas, egresado de la Universidad de Buenos Aires (UBA), Argentina y Máster en Ciencias Hidricas. Trabaje en exploración de hidrocarburos durante 18 años. Actualmente me desempeño como consultor en Medio Ambiente e Hidrologia.

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