Las colisiones: vida o muerte de los planetas

Uno de los problemas m¨¢s interesantes y actuales en la astronom¨ªa moderna es saber c¨®mo se form¨® y evolucion¨® ese peque?o barrio a las afueras de la galaxia en el que vivimos: el Sistema Solar. La comprensi¨®n de los mecanismos que llevaron a su formaci¨®n y el estudio de las circunstancias que acabaron por moldearlo en la forma en que lo conocemos, pasa inevitablemente por la comprensi¨®n de los fen¨®menos relacionados con los procesos colisionales. Esto, que parece una obviedad, dada la gran cantidad de cr¨¢teres visibles en las im¨¢genes de la Luna y de todos los dem¨¢s cuerpos planetarios con superficies s¨®lidas es, sin embargo, una conquista cient¨ªfica del ¨²ltimo cuarto del siglo XX.

Las familias de asteroides son los fragmentos producidos por colisiones extremadamente violentas

El descubrimiento y reconocimiento geol¨®gico de numerosos cr¨¢teres de impacto en la superficie de la Tierra condujo al estudio, en las d¨¦cadas de los setenta y ochenta, de distintos tipos de cr¨¢teres de impacto y a la comprensi¨®n de los procesos f¨ªsicos involucrados en su producci¨®n. Estos descubrimientos dieron origen a numerosos estudios relacionados con los procesos de acrecimiento, por medio de esos impactos, de los planetesimales, embriones de planetas en sus fases iniciales, que son la base de la explicaci¨®n de las fases intermedias de la formaci¨®n planetaria.

En los primeros tiempos de la formaci¨®n planetaria, las ¨®rbitas de la gran cantidad de planetesimales presentes en el Sistema Solar eran pr¨¢cticamente circulares y se encontraban en el mismo plano, por lo que la mayor¨ªa de colisiones ocurr¨ªan a bajas velocidades relativas. Esta situaci¨®n favoreci¨® el acrecimiento acumulativo y la formaci¨®n planetaria.

Fragmentaciones catastr¨®ficas

En el otro extremo del amplio abanico de posibles colisiones interplanetarias est¨¢n las que tienen como resultado las fragmentaciones catastr¨®ficas. La diferencia entre la formaci¨®n de un cr¨¢ter y una fragmentaci¨®n est¨¢ en la menor o mayor energ¨ªa de una colisi¨®n y esto est¨¢ relacionado con la menor o mayor velocidad a la que esa ocurre.

Si bien nunca se ha podido observar directamente un evento de fragmentaci¨®n, s¨ª que es posible detectar sus efectos observando el cintur¨®n de asteroides. En esa zona del Sistema Solar, situada entre las ¨®rbitas de Marte y J¨²piter, existe una gran cantidad de peque?os cuerpos rocosos (los asteroides), que jam¨¢s consiguieron agregarse para formar un planeta. J¨²piter parece ser el principal responsable de este aborto planetario, dado que, con su gran masa, pudo perturbar las ¨®rbitas de los planetesimales all¨ª presentes, de forma que las colisiones entre ellos iniciaron a producirse a velocidades relativas muy elevadas, inhibiendo el acrecimiento y favoreciendo la destrucci¨®n por colisiones de los embriones planetarios de esa zona.

Estos eventos catastr¨®ficos dejaron huellas din¨¢micas, las denominadas familias de asteroides, que hoy podemos observar e interpretar como los fragmentos producidos por colisiones extremadamente violentas, ocurridas a velocidades relativas de varios kil¨®metros por segundo.

En la actualidad y por la importancia de comprender en profundidad estos mecanismos que moldearon nuestro Sistema Solar, se realizan estudios que abordan el problema desde distintos enfoques. Por una parte se llevan a cabo experimentos de laboratorio sobre objetos de pocas decenas de cent¨ªmetro de tama?o, para encontrar patrones en la fragmentaci¨®n de distintos materiales por colisiones a altas velocidades. Por otra, se realizan complejos modelos y simulaciones num¨¦ricas para intentar reproducir sint¨¦ticamente estos procesos naturales tan violentos y peculiares.

Este tipo de colisiones debi¨® ser muy frecuente en todo el Sistema Solar en las fases finales de su formaci¨®n, cuando los planetas ya estaban pr¨¢cticamente formados y ejerc¨ªan sus perturbaciones din¨¢micas sobre los residuos de esa formaci¨®n.

Variaci¨®n de la ¨®rbita

Especialmente en las proximidades de los planetas gigantes que se fueron formando (J¨²piter, Saturno, Urano y Neptuno), los encuentros cercanos con ¨¦stos variaron la forma de las ¨®rbitas de los planetesimales, con el resultado de aumentar las colisiones altamente energ¨¦ticas y destructivas.

Este fue, veros¨ªmilmente, el origen del cintur¨®n de asteroides y del cintur¨®n de Edgeworth-Kuiper (conocido tambi¨¦n como de objetos transneptunianos), zonas del Sistema Solar que, por esta raz¨®n, retienen todav¨ªa las se?as de la evoluci¨®n planetaria y que representan, en buena medida, el material primordial del mismo. Su estudio y comprensi¨®n se revela as¨ª de fundamental importancia en el ¨¢mbito de las ciencias planetarias y en la comprensi¨®n de los mecanismos de formaci¨®n del Sistema Solar.

Adriano Campo Bagatin pertenece a la Universidad de Alicante