Aunque el suelo bajo nuestros pies se siente sólido y tranquilizador (la mayoría de las veces), nada en este Universo dura para siempre.
Un día, nuestro Sol morirá, expulsando una gran proporción de su masa antes de que su núcleo se reduzca a una enana blanca, perdiendo gradualmente calor hasta que no sea más que un frío y oscuro trozo de roca muerta, mil billones de años más tarde.
Pero el resto del Sistema Solar ya habrá desaparecido para entonces. Según las nuevas simulaciones, le tomará sólo 100 mil millones de años a cualquier planeta restante salir corriendo por la galaxia, dejando al moribundo Sol muy atrás.
Los astrónomos y físicos han estado intentando averiguar el destino final del Sistema Solar durante al menos cientos de años.
«Comprender la estabilidad dinámica a largo plazo del sistema solar constituye uno de los más antiguos objetivos de la astrofísica, que se remonta al propio Newton, quien especuló que las interacciones mutuas entre los planetas acabarían provocando la inestabilidad del sistema», escribieron los astrónomos Jon Zink de la Universidad de California en Los Ángeles, Konstantin Batygin de Caltech y Fred Adams de la Universidad de Michigan en su nuevo trabajo.
Pero eso es mucho más complicado de lo que parece. Cuanto mayor es el número de cuerpos que están involucrados en un sistema dinámico, interactuando entre sí, más complicado se vuelve ese sistema y más difícil es predecirlo. Esto se llama el problema del cuerpo N.
Debido a esta complejidad, es imposible hacer predicciones deterministas de las órbitas de los objetos del Sistema Solar más allá de ciertas escalas de tiempo. Más allá de unos cinco a diez millones de años, la certeza vuela por la ventana.
Pero, si podemos averiguar lo que le va a pasar a nuestro Sistema Solar, eso nos dirá algo sobre cómo podría evolucionar el Universo, en escalas de tiempo mucho más largas que su actual edad de 13.800 millones de años.
En 1999, los astrónomos predijeron que el Sistema Solar se desmoronaría lentamente en un periodo de al menos mil millones de años, eso es 10^18, o un quintillón. Ese es el tiempo que tardarían, según calcularon, las resonancias orbitales de Júpiter y Saturno en desacoplar a Urano.
Sin embargo, según el equipo de Zink, este cálculo dejó fuera algunas influencias importantes que podrían perturbar el Sistema Solar antes.
En primer lugar, está el Sol.
En unos 5.000 millones de años, cuando muera, el Sol se hinchará hasta convertirse en una gigante roja, engullendo a Mercurio, Venus y la Tierra. Entonces expulsará casi la mitad de su masa, volando al espacio por vientos estelares; la enana blanca restante será alrededor del 54% de la masa solar actual.
Esta pérdida de masa aflojará el control gravitacional del Sol sobre los planetas restantes, Marte y los gigantes exteriores de gas y hielo, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
En segundo lugar, a medida que el Sistema Solar orbita el centro galáctico, otras estrellas deberían acercarse lo suficiente para perturbar las órbitas de los planetas, alrededor de una vez cada 23 millones de años.
«Teniendo en cuenta la pérdida de masa estelar y la inflación de las órbitas de los planetas exteriores, estos encuentros serán más influyentes», escribieron los investigadores.
«Con el tiempo suficiente, algunos de estos sobrevuelos se acercarán lo suficiente para disociar – o desestabilizar – los planetas restantes».
Teniendo en cuenta estas influencias adicionales en sus cálculos, el equipo realizó 10 simulaciones de N-cuerpos para los planetas exteriores (dejando fuera a Marte para ahorrar en costes de cálculo, ya que su influencia debería ser insignificante), utilizando el poderoso Cúmulo Compartido Hoffman2. Estas simulaciones se dividieron en dos fases: hasta el final de la pérdida de masa del Sol, y la fase que viene después.
Aunque 10 simulaciones no es una muestra estadística fuerte, el equipo encontró que un escenario similar se desarrolló cada vez.
Después de que el Sol completa su evolución en una enana blanca, los planetas exteriores tienen una órbita más grande, pero aún permanecen relativamente estables. Júpiter y Saturno, sin embargo, se capturan en una resonancia estable 5:2 – por cada cinco veces que Júpiter orbita el Sol, Saturno orbita dos veces (esa eventual resonancia ha sido propuesta muchas veces, no menos por el mismo Isaac Newton).
Estas órbitas expandidas, así como las características de la resonancia planetaria, hacen que el sistema sea más susceptible a las perturbaciones de las estrellas que pasan.
Después de 30.000 millones de años, tales perturbaciones estelares convierten esas órbitas estables en caóticas, lo que provoca una rápida pérdida de planetas. Todos los planetas menos uno escapan de sus órbitas, huyendo a la galaxia como planetas solitarios.
Este último planeta solitario se mantiene durante otros 50.000 millones de años, pero su destino está sellado. Eventualmente, también es liberado por la influencia gravitacional de las estrellas que pasan. Finalmente, 100.000 millones de años después de que el Sol se convierta en una enana blanca, el Sistema Solar ya no existe.
Ese es un marco de tiempo significativamente más corto que el propuesto en 1999. Y, los investigadores observan cuidadosamente, depende de las observaciones actuales del entorno galáctico local, y de las estimaciones del paso de las estrellas, que pueden cambiar. Así que de ninguna manera está grabado en piedra.
Incluso si las estimaciones de la línea de tiempo de la desaparición del Sistema Solar cambian, sin embargo, todavía está a muchos miles de millones de años de distancia. La probabilidad de que la humanidad sobreviva lo suficiente para verlo es escasa.
La investigación ha sido publicada en la revista The Astronomical Journal.
