Caos en el Sistema Solar (II)
Si bien el caos era considerado el primer artículo (E. Lorenz), de 1963, el estudio de este tipo de sistemas no se extendió hasta la próxima década. Este es, por supuesto, el bajo nivel de análisis de ejemplos físicos de sistemas caóticos. Por eso se nos planteaban tantos problemas sin respuesta al terminar el número anterior, cuando hablamos de la estabilidad del Sistema Solar.
Esta vez abandonamos los planetas y nos limitamos al estudio del comportamiento de cuerpos más pequeños. Estos no ponen en peligro la estabilidad del conjunto del Sistema Solar, pero sus comportamientos pueden ser mucho más llamativos que los descritos en el número anterior para los planetas.
Hyperion, satélite de Saturno, es uno de los primeros en descubrir el caso del caos. Sin embargo, para entonces ya habíamos entrado en la década de los 80, porque se encontró gracias a las imágenes enviadas por el Voyager 2. Hyperion es un cuerpo de aspecto irregular, su órbita es bastante excéntrica y parece que tanto el período como el eje del movimiento de giro sobre sí mismo cambian caóticamente. Teniendo en cuenta las dimensiones de este satélite y las particularidades de su órbita, podría pensarse que, al igual que la Luna, los períodos de rotación y traslación de Hyperion deberían ser iguales debido a la disminución disminución provocada por las fuerzas mareales. Es decir, Hyperion debería girar a Saturno siempre con la misma cara.
J. Wisdom, sin embargo, descubrió las consecuencias completamente desconocidas al analizar las imágenes mencionadas en Voyager. En su opinión, este satélite podía pasar de no tener movimiento de giro hasta dos traslaciones en torno a Saturno a girar con un período de diez días. Los cambios en el eje de giro también son sorprendentes. No sólo se reorienta en el espacio con el satélite, sino que también cambia su posición física en este último. Se necesita una razón importante para que en el sistema de Saturno, que se ha formado con todo el Sistema Solar, haya un satélite que no haya logrado la estabilidad. J. Wisdom, S. J. Peale y F. Según la hipótesis que adelantaron Mignard, esta situación inestable no es una cuestión ancestral, sino que se debe a que relativamente poco tiempo es generado, cuando Hyperion cae en un caótico campo. Esta región de caos es una región en la que las fuerzas que actúan sobre el satélite se equilibran casi por completo.
El equilibrio es tan preciso que no es posible predecir cuál será el comportamiento del cuerpo. Por otra parte, la forma irregular de dicho satélite y la excentricidad de su órbita favorecen la aparición del caos. Los datos enviados por Voyager eran escasos para determinar la corrección de la hipótesis planteada, y los resultados de otros estudios posteriores tampoco han permitido una conclusión clarificadora. Sin embargo, los valores de los períodos de rotación que han dado estos estudios, aunque diferentes, no se ajustan en absoluto al período de traslación.
Más información El mismo Wisdom y J. Los Klaveter han estudiado la curva luminosa del satélite y consideran que el comportamiento caótico de Hyperion es evidente.
Hyperion no es J. El único caso analizado por Wisdom. Según él, Phobos y Deimas, satélites de Marte, también han sufrido largos períodos de evolución caótica antes de alcanzar la situación actual estable. En el primer caso, el periodo caótico se sitúa en torno a los 20 millones de años, mientras que en el caso de Deimos es cinco veces más largo. Por lo general, todos los cuerpos pequeños del Sistema Solar serían los que sufrieron el caos antes de estabilizarse en la rotación sincrónica con sus planetas.
También estudió los asteroides entre las órbitas de Martitz y Júpiter. Como es sabido, los cuerpos que se mueven en la cinta de asteroides no están uniformemente separados. Sus órbitas se acumulan a determinadas distancias del Sol, dejando huecos entre conjuntos de órbitas, los llamados huecos de Kirkwood. Su razón radica en la relación entre el período de los asteroides que pueden girar en él y el de Júpiter. Este último sería múltiplo de los demás. En consecuencia, el efecto gravitatorio repetitivo de Júpiter generaría condiciones de caos lanzando asteroides desde su órbita en un tiempo relativamente corto.
Una de las peculiaridades de las situaciones de caos es su sensibilidad a las condiciones iniciales. Por lo tanto, los cuerpos que se encuentran en los tramos de Kirkwood, tras caer en el caos, pueden acabar en condiciones dinámicas completamente diferentes. En concreto, si son proyectados pueden salir en distintas direcciones. Curiosamente, uno de los huecos de Kirkwood podría ser la fuente de algunos de los meteoritos que llegan al suelo. El vacío, en concreto, corresponde a los cuerpos cuyo período de traslación es de un tercio del período de traslación de Júpiter.
G. Wetherill confirma a J. Esta hipótesis de Wisdom. Según sus estudios, las rutas de caída de los meteoritos denominados Kondrita son compatibles con el proceso de lanzamiento de asteroides propuesto por Wisdom.
M. Duncan, T. Wuinn y S. El equipo de investigadores formado por Tremain también ha analizado la dinámica de los asteroides entre Martitz y Júpiter en un trabajo más amplio. Como se puede apreciar en la imagen tomada de su trabajo, el comportamiento del cuerpo que giraba a 3,8 unidades astronómicas del Sol siguiendo la trayectoria circular podría convertirse en un comportamiento totalmente caótico. Para las condiciones del cuerpo de estudio este comportamiento comienza bruscamente en unos 100 millones de años. En la imagen se representa la distancia al Sol y la excentricidad de la órbita.
Concretamente, en el trabajo de los tres científicos mencionados se realiza un modelo de Sistema Solar por 300 fracciones. Además de lo que acabamos de decir sobre los asteroides, llega a conclusiones significativas sobre los cuerpos que podrían girar entre las órbitas de Urano y Neptuno. Aproximadamente la mitad de sus movimientos se convertirían en el caos suficiente para que el cuerpo fuera expulsado del Sistema Solar.
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