Júpiter, la increíble historia del planeta menguante

Por muchas razones, Júpiter es el auténtico rey del Sistema Solar. Su inmensa gravedad ha moldeado las órbitas del resto de los planetas y, a la vez, ha servido de 'escudo' a la Tierra, protegiéndola contra la agresión de cometas y asteroides, atrayéndolos o desviándolos de sus mortíferas trayectorias. Lo cual, de paso, pudo favorecer el desarrollo de la vida.

Sin embargo, y a pesar de su tamaño y majestuosidad, Júpiter ha resultado ser un 'planeta menguante'. Es decir, que en el pasado llegó a ser mucho más grande de lo que es en la actualidad. En un artículo recién publicado en 'Nature Astronomy', Konstantin Batygin, geólogo planetario del Caltech (Instituto de Tecnología de California) y Fred C. Adams, astrofísico de la Universidad de Michigan, han conseguido revelar un Júpiter que era muy diferente al actual en sus primeros días de existencia.

Según los investigadores, hace unos 4.500 millones de años, justo cuando alrededor del Sol el disco de materiales sobrantes de su propia formación, conocido como nebulosa protoplanetaria, empezaba a disiparse, Júpiter era significativamente mayor de lo que es hoy y poseía un campo magnético mucho más potente. En ese momento, aproximadamente 3,8 millones de años después de que se formaran los primeros cuerpos sólidos en el Sistema Solar, Júpiter tenía aproximadamente el doble de su tamaño actual.

«Nuestro objetivo -afirma Batygin- es comprender de dónde venimos, y determinar las fases tempranas de la formación planetaria es esencial para resolver el rompecabezas. Esto nos acerca a comprender cómo no solo Júpiter, sino todo el Sistema Solar tomó forma».

Para llegar a estas conclusiones, Batygin y Adams estudiaron a fondo dos de las lunas más pequeñas de Júpiter: Amalthea y Thebe, que orbitan aún más cerca del planeta que IO, las más pequeñas y más cercanas de las cuatro grandes lunas 'galileanas' (Ío, Europa, Ganímedes y Calisto, descubiertas por Galileo en 1610).

Lo más fascinante de Amalthea y Thebe es que sus órbitas presentan una ligera inclinación. Y al analizar esas pequeñas discrepancias orbitales, Batygin y Adams pudieron 'retroceder en el tiempo' y calcular el tamaño original de Júpiter. El proceso podría compararse a estudiar las huellas dejadas por un coche y deducir a partir de ellas el tipo de vehículo y el modo en que se movió.

Los investigadores también determinaron que, en aquel momento, el campo magnético de Júpiter era aproximadamente 50 veces más fuerte que el actual. Un campo magnético es una región invisible de fuerza generada por el movimiento de material conductor dentro de un planeta. En la Tierra, nuestro campo magnético nos protege de las dañinas partículas solares; en Júpiter, es un testimonio de la intensidad de sus procesos internos durante sus primeros días. En sus primeros días, el campo magnético de Júpiter llegó a ser hasta 400 veces más fuerte que el de la Tierra.

«Resulta asombroso -subraya Adams- que incluso después de 4.500 millones de años queden suficientes pistas para permitirnos reconstruir el estado físico de Júpiter en los albores de su existencia».

Lo que hace que estos hallazgos sean aún más significativos es la forma en que se obtuvieron. A diferencia de muchos modelos de formación planetaria, que a menudo se basan en suposiciones sobre la opacidad del gas (lo transparente que es a la radiación), la tasa de acreción (lo rápido el planeta acumula material) o la masa del núcleo de elementos pesados, Batygin y Adams se centraron en cantidades que son directamente medibles.

De hecho, se basaron en la dinámica orbital de las lunas de Júpiter y en la conservación del momento angular del planeta (una medida de su rotación y el patrón de su movimiento). Lo cual les permitió establecer una imagen clara y precisa de Júpiter en el momento en que la nebulosa solar circundante empezó a evaporarse, un punto de transición fundamental, ya que los materiales de construcción para la formación de planetas desaparecieron y la arquitectura primordial del Sistema Solar quedó establecida.

Estos resultados, además, añaden detalles cruciales a las ideas dominantes sobre la formación de planetas. Las teorías actuales, d hecho, sugieren que Júpiter, igual que otros planetas gigantes alrededor de otras estrellas, se formaron a través de un proceso llamado 'acreción del núcleo'. Proceso que implica que lo que primero se forma es un núcleo rocoso y helado, que atrae después y acumula rápidamente grandes cantidades de gas de la nebulosa circundante.

Batygin enfatiza que, si bien los primeros instantes de Júpiter siguen siendo inciertos, su estudio aclara significativamente nuestra imagen de las etapas críticas de desarrollo del planeta. «Lo que hemos establecido aquí -afirma- es un valioso punto de referencia. Un punto desde el que podemos reconstruir con mayor confianza la evolución de nuestro Sistema Solar».

Júpiter, por lo tanto, fue mucho más grande en el pasado pero, ¿por qué se encogió? Actualmente, el planeta sigue encogiéndose a un ritmo de aproximadamente 2 centímetros por año. Un proceso se debe a un mecanismo conocido como Kelvin-Helmholtz. Esencialmente, los planetas se hacen más pequeños a medida que se enfrían. Y a medida que Júpiter se enfría lentamente, su presión interna disminuye, lo que hace que el planeta se contraiga de manera constante. Si bien el nuevo estudio nos ofrece una imagen de su tamaño en el pasado, aún no está claro cuándo comenzó exactamente este proceso de contracción. Eso, dicen los investigadores, habrá que dejarlo para futuros estudios.