Los planetas gigantes del sistema solar se desintegran en 9 de cada 10 simulaciones

Durante mucho tiempo, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno han sido considerados la maquinaria más perdurable del sistema solar, un conjunto de órbitas que se esperaba sobreviviera al universo muchas veces. Nuevas simulaciones sostienen que el propio Sol desarmará esa maquinaria al morir, muy probablemente dentro de unos mil millones de años después de convertirse en una enana blanca.

El responsable es la manera en que el Sol pierde masa. Cálculos anteriores suponían que un Sol moribundo desprendería sus capas exteriores de forma uniforme, como una fuga lenta, lo que estira todas las órbitas sin alterar el orden de los planetas. El nuevo trabajo, de Konstantin Batygin y Jim Fuller, de Caltech, y Fred Adams, de la University of Michigan, parte de evidencias de que las estrellas moribundas expulsan sus envolturas en estallidos separados y asimétricos. Cada estallido da al Sol un pequeño empujón, y los planetas sienten cada uno de ellos.

A lo largo de cientos de futuros simulados, esos empujones se acumularon. En el escenario que los autores consideran más cercano a las observaciones, cerca del 40% de los sistemas solares simulados ya se habían desestabilizado o revuelto violentamente para cuando se formó la enana blanca, y aproximadamente nueve de cada diez se desintegraron en un plazo de 3.000 millones de años. En algunas simulaciones, Saturno fue expulsado por completo del sistema solar. En otras, Urano y Neptuno intercambiaron posiciones.

Si el resultado se confirma, el final del sistema solar deja de ser un accidente lejano causado por una estrella que pasa cerca. Pasa a formar parte de la manera en que muere el Sol, y la misma lógica alcanza a casi todos los sistemas planetarios de la galaxia, porque casi todas las estrellas terminan sus vidas como enanas blancas.

Por qué un Sol moribundo da patadas a sus propios planetas

Dentro de aproximadamente 5.000 millones de años, el Sol se hinchará hasta convertirse en una gigante roja y, durante sus fases gigantes, perderá alrededor del 46% de su masa. Al haber menos masa que los mantenga sujetos, los planetas se alejan hacia afuera. En el escenario uniforme, cada órbita crece por un factor de alrededor de 1,85, de modo que el sistema solar exterior se convierte en una copia más grande y más lenta del que conocemos.

La pista de que esa pérdida no es uniforme procede de Gaia, el satélite cartográfico de estrellas de la European Space Agency. Al seguir pares de estrellas que orbitan entre sí a grandes distancias, los astrónomos descubrieron que las enanas blancas recién formadas se desplazan como si hubieran recibido una patada de unos 0,75 km por segundo, aproximadamente 2.700 km/h. Una estrella que expulsara su gas de manera uniforme en todas las direcciones no recibiría ninguna patada.

La principal explicación, un marco que Fuller propuso recientemente, es que la envoltura de una gigante roja se desprende en plumas discretas impulsadas por la agitación de sus capas exteriores. Los telescopios que combinan la luz de varios espejos ya muestran nubes de polvo separadas y cambiantes alrededor de estrellas gigantes envejecidas. Cada pluma empuja ligeramente a la estrella en una dirección aleatoria, y los empujones se suman hasta producir la patada observada.

Para los planetas, un empujón al Sol equivale a un empujón simultáneo a todas las órbitas. En el caso de referencia del estudio, el Sol recibe unos 4.600 retrocesos de unos pocos metros por segundo cada uno, con una mediana de aproximadamente 7 m/s. Por separado son diminutos. Como impactan en puntos aleatorios de la órbita de cada planeta, no se anulan entre sí y las órbitas empiezan a desviarse. «Todo cambia cuando la envoltura se desprende en fragmentos», escriben los autores.

Cómo lo hicieron

El equipo utilizó rebound, un código de código abierto ampliamente empleado que calcula cómo se mueven los cuerpos bajo la gravedad mutua, y lo combinó con un modelo de la evolución del Sol construido con MESA, un programa estándar de evolución estelar. Los cuatro planetas gigantes partieron de sus posiciones y velocidades actuales, y luego el Sol perdió masa siguiendo la trayectoria de ese modelo.

Primero llegó el experimento de control. En más de 60 simulaciones con pérdida uniforme de masa, el resultado nunca cambió: las órbitas se expandieron, las proporciones entre los períodos orbitales de los planetas permanecieron congeladas y el sistema se mantuvo estable durante miles de millones de años.

Después, los investigadores dividieron la pérdida de masa en fragmentos. Ejecutaron 672 simulaciones, variando el tamaño de cada porción de gas expulsada desde una diez millonésima hasta una diezmilésima parte de la masa del Sol, y variando si los estallidos atravesaban todas las fases gigantes del Sol o solo la última, llamada rama gigante asintótica. Después, cada estado final fue seguido durante otros 3.000 millones de años, sin estrellas pasajeras ni otras perturbaciones externas.

De 10¹⁸ años a alrededor de mil millones

Las cifras que están siendo sustituidas son enormes. Se estimaba que el caos por sí solo necesitaría unos 10¹⁸ años, un trillón de años, para desestabilizar a Urano. La incorporación de estrellas pasajeras, que encuentran en las órbitas ensanchadas un blanco más fácil, redujo la estimación a entre 30.000 y 100.000 millones de años. El universo tiene unos 13.800 millones de años.

Con la calibración que favorecen los autores, el sistema solar ahora se desintegra por sí solo alrededor de mil millones de años después de que se forme la enana blanca, cien veces antes que la espera prevista para la primera estrella pasajera perturbadora. En las simulaciones más violentas, la órbita de Neptuno se estiró hasta una excentricidad de alrededor de 0,5, por lo que su distancia respecto del Sol oscilaría por un factor de tres entre sus puntos más cercano y más lejano.

El problema no siempre espera a que el Sol termine de morir. En 37 de las 48 simulaciones del escenario preferido, las órbitas comenzaron a cruzarse antes de que terminara la pérdida de masa; en el caso más temprano, mientras el Sol aún era una gigante roja que conservaba el 89% de su masa actual. En un ejemplo, Saturno fue expulsado dentro de los 2,5 millones de años posteriores al nacimiento de la enana blanca, dejando a Urano y Neptuno atrapados juntos.

Isaac Newton sospechaba que la atracción mutua de Júpiter y Saturno acabaría por destruir el orden de los planetas. Más tarde, Laplace y Lagrange demostraron que, para su nivel de aproximación, las órbitas solo oscilan, y tres siglos de cálculos siguieron alejando el veredicto. «La inestabilidad imaginada por Newton es real después de todo. Solo se equivocó respecto al responsable», concluyen los autores.

No todos los resultados fueron destructivos. Algunas simulaciones atraparon pares de planetas en resonancias, patrones orbitales rítmicos que el sistema solar nunca ha tenido: Júpiter y Saturno en una proporción de 5:2, o Urano completando dos órbitas por cada una de Neptuno. En 8 de las 672 simulaciones, ambos pares quedaron atrapados al mismo tiempo. Esos sistemas bloqueados no eran más seguros y, en las simulaciones más granulares, sobrevivieron con una frecuencia ligeramente menor que los demás.

Lo que las simulaciones no resuelven

Todo depende de una cantidad que nadie ha medido directamente: qué tan grande es cada bocanada de gas que escapa. Si el Sol desprende su envoltura en porciones de una diez millonésima parte de su masa o menos, los estallidos en gran medida se compensan entre sí y el sistema solar sobrevive como una copia ampliada de sí mismo. Los resultados violentos predominan una vez que las porciones alcanzan aproximadamente una cienmilésima de una masa solar.

El puente entre las patadas de Gaia y el tamaño de las porciones también es una interpretación. Supone que las patadas proceden de muchas expulsiones independientes. Los autores sostienen que incluso el extremo inferior del rango medido, 0,25 km por segundo, implica porciones que ya se encuentran en el régimen violento. También señalan que su escenario principal extiende los estallidos más allá de la rama gigante asintótica, la fase en la que el modelo está mejor calibrado. Limitar los estallidos a esa fase eliminó toda desintegración temprana durante la etapa de gigante roja; sin embargo, el 83% de los sistemas siguió volviéndose inestable dentro de 3.000 millones de años.

El trabajo deja de lado a los planetas interiores. Solo sigue a los cuatro gigantes, por lo que Mercurio, Venus, la Tierra y Marte no forman parte del cálculo. Estudios anteriores situaron el propio riesgo de Mercurio en alrededor del 1%: esa es la probabilidad de que su órbita se vuelva inestable antes de que el Sol abandone su actual fase de quema de hidrógeno.

La teoría también hace predicciones que los astrónomos pueden comprobar. Si las estrellas moribundas habitualmente sacuden y liberan a sus planetas, las enanas blancas jóvenes deberían desplazarse acompañadas por una población de planetas flotantes libres. En estas simulaciones, los gigantes fueron expulsados con mucha más frecuencia de la que chocaron entre sí, y los restos que sí caen sobre las enanas blancas deberían proceder principalmente de cuerpos rocosos y no de planetas gigantes, lo que coincide con el material rocoso medido hasta ahora en enanas blancas contaminadas.

Preguntas frecuentes sobre la muerte del Sol y los planetas

¿El sistema solar se desintegrará cuando muera el Sol?

Según estas simulaciones, probablemente sí en el caso de los planetas gigantes. Si el Sol pierde sus capas exteriores en miles de estallidos separados, como sugieren las patadas de las enanas blancas, aproximadamente nueve de cada diez sistemas simulados se volvieron inestables dentro de los 3.000 millones de años posteriores a la formación de la enana blanca. Con una pérdida de masa uniforme, los planetas permanecieron estables.

¿Cuándo se convertirá el Sol en una gigante roja?

Dentro de aproximadamente 5.000 millones de años. El Sol perderá entonces alrededor del 46% de su masa durante sus fases gigantes antes de terminar como una enana blanca de unas 0,54 masas solares. En el estudio, las desintegraciones ocurren durante esa pérdida de masa o en los pocos miles de millones de años siguientes.

¿Qué es una patada de enana blanca?

Es la pequeña velocidad que una estrella parece adquirir al convertirse en una enana blanca, unos 0,75 km por segundo según las mediciones de Gaia sobre pares de estrellas ampliamente separados. Una patada significa que la estrella perdió su gas de forma desigual, y cada estallido desigual también empuja levemente a los planetas que estén en órbita.

¿Realmente podría Saturno ser expulsado del sistema solar?

En algunas simulaciones, sí. En una de ellas, Saturno fue expulsado dentro de los 2,5 millones de años posteriores a la formación de la enana blanca. Entre los planetas gigantes, las expulsiones fueron más comunes que las colisiones, por lo que los planetas perdidos vagarían por la galaxia como mundos flotantes libres.

Qué sigue

El estudio apareció en The Astrophysical Journal Letters en septiembre de 2026, después de una prepublicación en arXiv, y recibió una cobertura más amplia el 12 de octubre. Su cifra central puede afinarse con más mediciones de Gaia sobre las patadas de las enanas blancas y con mejores modelos sobre cómo las estrellas gigantes expulsan gas. Los autores también señalan que los planetas y restos que ahora se están encontrando alrededor de enanas blancas constituyen un registro de cómo murió cada estrella, de modo que cada nuevo sistema contabilizado allí pone a prueba si los gigantes del Sol están condenados o simplemente serán más grandes.

Referencia: Batygin et al., “Terminal Instability of the Solar System Triggered by Stochastic Solar Mass Loss,” The Astrophysical Journal Letters, 2026. DOI: 10.3847/2041-8213/aea290

Etiquetas: astronomía, enana blanca, Caltech, Konstantin Batygin, sistema solar, Sol