Un grupo internacional de astrónomos y físicos descubre por qué los planetas del sistema solar tienen órbitas inclinadas

Los investigadores utilizaron datos del proyecto exoALMA para comprender cómo se forman las órbitas de los planetas y por qué están inclinadas.

Los planetas tienen órbitas inclinadas y los astrónomos utilizan datos de ALMA para explicar el motivo.
Los planetas tienen órbitas inclinadas y los astrónomos utilizan datos de ALMA para explicar el motivo.

Al observar las ilustraciones de las órbitas de los planetas, tenemos la impresión de que están completamente alineados en un plano alrededor del Sol. Sin embargo, las órbitas presentan inclinaciones con respecto al plano solar: algunas ligeramente inclinadas, como la de la Tierra, y otras más extremas, como la del planeta enano Plutón. Estas inclinaciones indican procesos que ocurrieron durante la formación del sistema solar.

Dado que no podemos observar directamente todos los planetas del sistema solar en el plano del Sol, es difícil comprender cómo ocurrió este proceso. Por lo tanto, estudiar los discos protoplanetarios del universo es importante para comprender cómo surgió el sistema solar. Estos discos son la cuna de los planetas y contienen todo el material que forma los sistemas planetarios.

Un grupo de astrónomos publicó un estudio en la revista Astrophysical Journal Letters que compara modelos teóricos de discos protoplanetarios con datos obtenidos por exoALMA. El estudio sugiere que las distorsiones e interacciones gravitacionales en el disco durante la formación planetaria fueron responsables de las inclinaciones observadas en las órbitas del sistema solar. Estos resultados ayudan a explicar cómo pequeñas perturbaciones iniciales pueden generar la configuración orbital inclinada que observamos hoy.

Inclinación de las órbitas

Como sabemos, las órbitas de los planetas del sistema solar no están completamente alineadas y presentan ligeras inclinaciones con respecto al plano de referencia del Sol. La órbita de la Tierra, por ejemplo, está ligeramente inclinada con respecto al plano del Sol. Hace unos años, algunos astrónomos argumentaron que la inclinación de la órbita de la Tierra se debía a la influencia de una estrella cercana.

Este enfoque habría provocado pequeñas perturbaciones gravitacionales que provocaron un cambio gradual en el plano orbital de la Tierra a lo largo de millones de años.

Estas perturbaciones también podrían haber afectado a otros planetas, provocando la inclinación de varios de ellos. Sin embargo, la influencia de una sola estrella no puede explicar el fenómeno en todos los planetas del sistema solar. Otra hipótesis sugiere que factores adicionales, como las perturbaciones en el disco protoplanetario que formó el sistema solar, contribuyeron a esta configuración.

Proyecto exoALMA

El proyecto exoALMA es una iniciativa que utiliza el Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) para estudiar los discos alrededor de estrellas jóvenes. El objetivo es comprender la formación de sistemas planetarios y la evolución del material que da origen a los planetas. Esto permite a los astrónomos comparar diferentes sistemas y comprender cómo los factores físicos influyen en la configuración final de los planetas.

Las observaciones de discos planetarios realizadas por el proyecto ALMA lograron capturar perturbaciones y distorsiones que causarían la inclinación de los planetas. Crédito: Winter et al. 2025
Las observaciones de discos planetarios realizadas por el proyecto ALMA lograron capturar perturbaciones y distorsiones que causarían la inclinación de los planetas. Crédito: Winter et al. 2025

Un disco protoplanetario es una estructura discoidal compuesta de gas y polvo que rodea a las estrellas recién formadas. Este disco contiene el material que eventualmente formará planetas, lunas y otros cuerpos en el sistema. Al observar estos discos, los astrónomos pueden estudiar los procesos de acreción, la migración planetaria y la formación de planetesimales. Las observaciones de ALMA, que contienen datos sobre la radiación milimétrica y submilimétrica emitida por el disco, son esenciales para observar estos discos.

La explicación de los expertos

Utilizando datos del proyecto exoALMA, los astrónomos se dieron cuenta de que la inclinación de las órbitas podría explicarse por el propio disco protoplanetario. Esto se debe a que algunas observaciones mostraron que el disco podría estar ligeramente deformado o distorsionado, alterando naturalmente el movimiento del gas y el polvo. Estas deformaciones influirían en la acumulación de polvo y la estructura de los planetas.

Para comprobar esta hipótesis, los investigadores utilizaron mapas de velocidad del gas que rodea a estrellas jóvenes y los compararon con modelos de rotación. Consideraron los discos como una serie de anillos ligeramente inclinados, estimando el grado de deformación y comparándolo entre diferentes sistemas. Concluyeron que una pequeña distorsión es comparable a las diferencias de inclinación observadas entre los planetas del sistema solar.

Relación con la estrella

El grupo también descubrió que el grado de deformación de los discos protoplanetarios podría estar relacionado con la actividad de la estrella central. Esto es previsible, ya que la joven estrella es lo suficientemente caliente como para que la radiación afecte su proceso de formación. Esta es una de las razones por las que solo se han formado planetas pequeños y rocosos cerca del Sol. La radiación podría estar asociada con la turbulencia y las perturbaciones en los discos.

Sin embargo, para confirmar esta hipótesis, se necesitan más datos. El estudio muestra que la curvatura del disco es un factor importante en la formación y evolución planetaria. Estos datos solo pueden compararse con simulaciones numéricas y modelos de formación. Por lo tanto, es necesario observar las diferentes etapas del disco protoplanetario.

Referencia de la noticia

Winter et al. 2025 exoALMA. XVIII. Interpreting Large-scale Kinematic Structures as Moderate Warping The Astrophysical Journal Letters