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La teoría libre de colisiones explica por qué Urano está acostado de costado
Uno de los grandes misterios de nuestro Sistema Solar es por qué Urano está inclinado de lado. Seguramente, si el sistema solar se formó a partir de la misma nube giratoria de polvo y gas, entonces todos los cuerpos dentro de él deberían girar de la misma manera. Y, sin embargo, el eje de rotación de Urano se encuentra a 97 grados con respecto al plano del sistema solar.
La explicación estándar es que Urano debe haber estado involucrado en algún tipo de colisión interplanetaria con un protoplaneta del tamaño de la Tierra en los primeros días del sistema solar. Es una idea tentadora, pero tiene algunas deficiencias. Por ejemplo, no explica por qué las órbitas de las lunas de Urano están inclinadas de manera similar, no la de sus anillos.
Hoy, Gwenael Boue y Jacques Laskar en el Observatoire de Paris en Francia han presentado otra idea. Dicen que Urano puede haberse inclinado durante el período poco después de la formación cuando los planetas estaban migrando a las órbitas que vemos ahora. Señalan que la presencia de satélites alrededor de un planeta puede aumentar su tasa de precesión, si tiene una inclinación inicial alta de más de, digamos, 17 grados. Este aumento puede ser de hasta un factor de 1000 si la masa de la luna y el radio de su órbita tienen ciertos valores. Para Urano, esto es para una luna de 0.01 masa de Urano y 50 radios de Urano.
El problema, por supuesto, es que Urano no tiene esa luna. Su compañero más distante es Oberon con una masa de solo 10 ^ -5 masas de Urano y una órbita de 23 radios de Urano.
La idea de Boue y Laskar es que Urano tuvo una vez una luna del tamaño y la órbita requeridos, lo que hizo que el planeta se inclinara durante la migración planetaria, pero que esta luna fue expulsada durante un encuentro cercano hacia el final de la migración.
Para estudiar si esta idea es factible, simularon el proceso de migración de planetas gigantes en el sistema solar temprano unas 10.000 veces. Luego descartaron todos los escenarios en los que los planetas colisionaron o no terminaron en el orden final correcto. Luego seleccionaron solo aquellos resultados en los que Urano tenía una inclinación de más de 17 grados y también rechazaron cualquier simulación en la que Urano se encontrara dentro de los 50 radios de Urano de otro planeta, ya que eso probablemente expulsaría a Oberón, así como a la supuesta luna adicional. Eso dejó 17 simulaciones.
Boue y Laskar luego agregaron la luna adicional para ver cómo afectaría la inclinación de Urano y repitieron cada uno de estos 17 escenarios 100 veces más. En 37 casos, la luna nueva ayudó a Urano a ponerse de lado y luego terminó siendo expulsada después de un encuentro cercano con otro gigante gaseoso.
Ese es un resultado interesante y no solo por la inclinación: algunos modelos de formación de planetas predicen que Urano debería haber tenido otra luna (aunque algo más pequeña que la que presentan Boue y Laskar). En consecuencia, esta idea tiene la elegante propiedad de explicar dos misterios por el precio de uno, lo que nunca es malo para la ciencia.
Ref: http://arxiv.org/abs/0912.0181: Un escenario sin colisiones para la inclinación de Urano