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Estudio Revela Que Júpiter Ya Fue Hasta Dos Veces Mayor Al Inicio del Sistema Solar; Cálculo Basado en las Órbitas de Dos Pequeñas Lunas Indica Planeta Primitivo Gigante.
El astrónomo Konstantin Batygin, conocido por proponer en 2016 la hipótesis del Planeta Nueve, volvió a llamar la atención de la comunidad científica en mayo de 2025 con un descubrimiento diferente. En lugar de prever un nuevo cuerpo celeste, intentó responder una pregunta fundamental de la formación del Sistema Solar: ¿cuál era el tamaño de Júpiter cuando los planetas aún estaban formando? En un estudio publicado en la revista científica Nature Astronomy, Batygin y el astrofísico Fred C. Adams, de la Universidad de Michigan, reconstruyeron las condiciones físicas de Júpiter alrededor de 3,8 millones de años después del nacimiento del Sistema Solar.
El resultado fue sorprendente: Júpiter primordial era mucho más grande que el planeta que vemos hoy, con hasta 2,5 veces el radio actual. Lo más inusual es el método utilizado por los investigadores. En lugar de depender de modelos teóricos complejos, el estudio utilizó datos observables de dos pequeñas lunas de Júpiter — Amalteia y Tebe — cuyas órbitas preservan registros gravitacionales de hace miles de millones de años.
Estas dos lunas funcionan como verdaderos fósiles orbitales de la juventud del Sistema Solar.
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Amalteia y Tebe: Las Pequeñas Lunas de Júpiter Que Guardan Pistas de 4,5 Mil Millones de Años
Amalteia y Tebe son dos lunas internas de Júpiter que raramente aparecen en discusiones populares sobre el planeta. Orbitan el gigante gaseoso a distancias menores que Io, la más interna de las cuatro grandes lunas galileanas descubiertas por Galileo Galilei en 1610. Amalteia completa una órbita alrededor de Júpiter en menos de 12 horas, mientras que Tebe tarda poco más de 16 horas.
A pesar de ser pequeñas e irregulares, estas lunas poseen una característica orbital que llamó la atención de los investigadores: sus órbitas están levemente inclinadas en relación al ecuador de Júpiter. La inclinación es pequeña, apenas algunos grados, pero este detalle aparentemente simple revela una historia gravitacional antigua.
Según Batygin y Adams, esta inclinación es el resultado fosilizado de interacciones gravitacionales que ocurrieron hace miles de millones de años, cuando el Sistema Solar aún estaba en formación. En ese momento, Io orbitaba mucho más cerca de Júpiter y gradualmente migraba hacia regiones más externas debido a las fuerzas de marea.
Durante esta migración orbital, Io entró en resonancia gravitacional con Amalteia y Tebe. Esta interacción alteró ligeramente los planos orbitales de estas dos lunas.
La intensidad de esta perturbación gravitacional depende directamente de la fuerza gravitacional de Júpiter, que a su vez depende del tamaño del planeta en ese momento.
En otras palabras, las inclinaciones orbitales actuales de estas lunas funcionan como un registro indirecto del tamaño de Júpiter en el pasado. Fred C. Adams describió estas órbitas como testimonios impresionantes de la fase primitiva del Sistema Solar, afirmando en un comunicado que es sorprendente que pistas físicas tan antiguas aún puedan ser detectadas tras 4,5 mil millones de años de evolución orbital.
El Cálculo Que Permitió Reconstruir el Tamaño del Joven Júpiter
Gran parte de los modelos tradicionales de formación planetaria depende de variables difíciles de observar directamente. Entre ellas están factores como:
- la tasa de acreción de gas por el planeta
- la opacidad de la atmósfera primitiva
- la cantidad de material sólido presente en el núcleo
Estos parámetros introducen incertidumbres significativas en las simulaciones. Batygin y Adams optaron por un camino diferente. En lugar de depender de esos parámetros inciertos, utilizaron dos cantidades físicas directamente medibles: las órbitas de las lunas internas de Júpiter y la conservación del momento angular del planeta.
El momento angular es una propiedad fundamental de la física que permanece constante cuando no hay fuerzas externas actuando en el sistema. Un ejemplo clásico es el de un patinador sobre hielo. Cuando acerca los brazos al cuerpo, gira más rápido porque el momento angular debe ser conservado.
El Mismo Principio se Aplica a los Planetas
A medida que Júpiter se encogió a lo largo de miles de millones de años, su rotación se aceleró. Sabiendo cuál es el momento angular actual del planeta — medido con alta precisión por la sonda Juno de la NASA — los investigadores pudieron calcular retroactivamente cuál debería ser el tamaño del planeta en el pasado.
Este cálculo se combinó con datos cronológicos sobre un evento importante en la historia del Sistema Solar: la dissipación de la nebulosa protoplanetaria, la nube de gas y polvo que rodeaba al Sol joven. Estudios basados en meteoritos primitivos indican que esa disipación ocurrió alrededor de 3,8 millones de años después de la formación de los primeros sólidos del Sistema Solar.
Curiosamente, un estudio independiente publicado en 2023, basado en el magnetismo preservado en meteoritos, llegó al mismo intervalo de tiempo. Esta coincidencia proporcionó una referencia cronológica confiable para el modelo de Batygin y Adams.
El Tamaño de Júpiter al Inicio del Sistema Solar
Los resultados publicados en Nature Astronomy indican que, aproximadamente 3,8 millones de años después del inicio de la formación planetaria, Júpiter tenía entre dos y dos veces y media el radio actual. Hoy, el radio medio de Júpiter es de aproximadamente 71.400 kilómetros, cerca de 11 veces el radio de la Tierra. Al inicio de su historia, el planeta probablemente tenía entre 142 mil y 178 mil kilómetros de radio.
En términos de volumen, la diferencia es aún más dramática. El Júpiter actual tiene un volumen suficiente para albergar alrededor de 1.321 planetas del tamaño de la Tierra. En cambio, el Júpiter primordial podría acomodar más de 2.000 Tierras.
Este planeta gigantesco todavía estaba en proceso de contracción gravitacional y acumulaba gas de la nebulosa solar a una tasa estimada entre 1,2 y 2,4 masas de Júpiter por millón de años.
El Campo Magnético del Joven Júpiter Era 50 Veces Más Fuerte
Otro resultado relevante del estudio implica el campo magnético de Júpiter al inicio del Sistema Solar. Según los cálculos de los investigadores, el joven Júpiter poseía un campo magnético de alrededor de 21 militeslas, aproximadamente 50 veces más intenso que el valor actual.
Este campo magnético extremadamente poderoso interactuaba directamente con el disco circumplanetario de gas que alimentaba al planeta durante su formación. Esta interacción generaba torques magnéticos, que regulaban simultáneamente la rotación del planeta y la tasa de acreción de gas.
El proceso formaba un sistema de retroalimentación entre campo magnético, rotación y flujo de gas, dejando marcas gravitacionales en las órbitas de las lunas internas. Estas marcas aún pueden ser observadas hoy en las órbitas de Amalteia y Tebe.
El Debate Científico Sobre el Nacimiento de los Gigantes Gaseosos
El descubrimiento también ayuda a esclarecer un antiguo debate de la cosmogonía planetaria: si los gigantes gaseosos nacieron con un “inicio caliente” o un “inicio frío”. Estos términos se refieren a la cantidad de energía térmica retenida por el planeta durante su formación.
En los modelos de inicio frío, el planeta se forma de manera más gradual y compacta, disipando gran parte de la energía liberada durante el colapso gravitacional.
En cambio, en los modelos de inicio caliente, el planeta nace mucho más inflado y caliente, manteniendo una fracción significativa de esa energía.
El resultado obtenido por Batygin y Adams — un Júpiter con hasta 2,5 veces el radio actual — es compatible con un escenario de formación caliente o moderadamente caliente, descrito por los autores como un “inicio tibio”.
Este resultado también refuerza la teoría dominante de formación de los gigantes gaseosos: la teoría de la acreción de núcleo. En este modelo, un núcleo sólido compuesto de roca y hielo crece hasta alcanzar alrededor de 10 masas terrestres. A partir de ese punto, el planeta empieza a atraer rápidamente grandes cantidades de gas de la nebulosa solar.
El Impacto del Joven Júpiter en la Arquitectura del Sistema Solar
Júpiter no solo es el planeta más grande del Sistema Solar. También desempeña un papel central en la arquitectura gravitacional del sistema. Durante la fase inicial de formación planetaria, un Júpiter dos veces más grande y con un campo magnético mucho más intenso ejercía una influencia gravitacional aún más fuerte sobre los cuerpos a su alrededor.
Esta influencia ayudó a moldear varias estructuras del Sistema Solar. El Cinturón de Asteroides, por ejemplo, existe entre Marte y Júpiter precisamente porque la gravedad joviana impidió que el material de esta región se consolidara en un planeta. La presencia de Júpiter también influye en las órbitas de Saturno, Urano y Neptuno.
Al algunos modelos dinámicos sugieren incluso que Júpiter puede haber contribuido a expulsar un quinto planeta gigante gaseoso del Sistema Solar primitivo, un cuerpo que habría sido lanzado al espacio interestelar durante inestabilidades gravitacionales antiguas.
Cómo Dos Pequeñas Lunas Permitieron Reconstruir la Historia de Júpiter
Según Batygin, conocer el tamaño y el campo magnético de Júpiter en un momento específico de la historia del Sistema Solar representa un punto de referencia importante para reconstruir la evolución del sistema planetario. El trabajo demuestra cómo registros gravitacionales aparentemente sutiles pueden preservar información extremadamente antigua.
En el fondo, lo que Batygin y Adams hicieron fue usar las leyes fundamentales de la mecánica como una especie de máquina del tiempo científica. Sin la necesidad de nuevos telescopios o misiones espaciales, los investigadores utilizaron solo las órbitas levemente inclinadas de dos pequeñas lunas — Amalteia y Tebe — y las leyes de la física formuladas por Isaac Newton hace más de tres siglos.
Estas leyes aún son lo suficientemente precisas como para revelar cómo era el planeta más grande del Sistema Solar hace aproximadamente 4,5 mil millones de años, cuando el sistema planetario aún estaba en formación.
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