El paso de las estrellas ha cambiado la órbita de la Tierra, pero no sabemos cómo

Contrariamente a lo que se suponía en el pasado, el paso de las estrellas puede provocar cambios en las órbitas de los planetas, incluida la Tierra, que son lo suficientemente grandes como para afectar el clima, sugiere una investigación. Al no tener esto en cuenta, hemos sobreestimado nuestra capacidad para calcular variaciones orbitales pasadas y, por tanto, nuestra capacidad para atribuir cambios climáticos pasados a variaciones en la órbita de la Tierra en ese momento.
Para entender la magnitud de estos cambios es importante establecer la diferencia entre órbita y orbital, dos términos que a menudo se confunden. La órbita es la trayectoria que sigue un cuerpo celeste, como la Tierra, alrededor de otro, como el Sol, debido a la influencia gravitacional. Por otro lado, un orbital se refiere a las regiones del espacio alrededor del núcleo de un átomo donde es más probable encontrar electrones. Este artículo se centra en las órbitas planetarias y su dinámica.
En comparación con muchos asteroides o cometas, la órbita de la Tierra es un monumento a la coherencia: si no fuera así, la vida podría no haber sobrevivido. Sin embargo, todavía se producen cambios sutiles como resultado de factores como la influencia gravitacional de otros planetas. Se sabe que algunos de estos, conocidos como ciclos de Milankovitch, han impulsado ciclos recientes de edades de hielo y eras interglaciares. Estas influencias no cambian la distancia promedio de la Tierra al Sol, pero pueden desencadenar cambios entre órbitas más redondas y más alargadas, lo que puede tener un efecto sorprendentemente grande en el clima del planeta.
Entendemos la relación entre la Tierra y los otros planetas lo suficientemente bien como para pensar que podemos calcular la variación orbital durante los últimos 50 a 100 millones de años. Junto con los movimientos de los continentes, esto se ha utilizado para explicar lo que el registro geológico muestra como períodos más cálidos y más fríos, pero es posible que estemos pasando por alto algo.
Cada objeto masivo del universo ejerce una influencia gravitacional sobre todos los demás objetos, pero ésta suele ser demasiado pequeña para importar. Hemos calculado los efectos de estrellas cercanas como Alpha Centauri y gigantes como Eta Carinae, y hemos descubierto que sus efectos son microscópicos, superados incluso por los planetas enanos del Sistema Solar exterior. En consecuencia, las estrellas más allá del Sol han quedado excluidas de los esfuerzos por hacer retroceder el reloj y revelar la órbita histórica de la Tierra.
Sin embargo, las estrellas, independientemente de lo que te hayan dicho los antiguos, no son fijas. En unos pocos miles de años Alfa Centauri estará más de un año luz más cerca de lo que está hoy. Eso todavía no será suficiente para que su gravedad nos afecte, pero ¿y si se acercara aún más, realmente cerca?
Sabemos que esas cosas suceden. La estrella HD 7977 sigue un camino a través de la Vía Láctea muy diferente de la majestuosa órbita de nuestro propio Sol. Se ha calculado que hace 2,8 millones de años procedía de unas 13.000 unidades astronómicas del Sol (aproximadamente 0,2 años luz); hay un 5 por ciento de posibilidades de que estuviera a menos de 4.000 AU.
El Dr. Nathan Kaib del Instituto de Ciencias Planetarias y el Dr. Sean Raymond de la Universidad de Burdeos probaron si el tirón gravitacional de HD 7977 habría sido suficiente para que su influencia se tuviera en cuenta en los cálculos de ese momento. Descubrieron que un paso de 13.000 AU no tendría efectos perceptibles, pero eso no es cierto para uno más de tres veces más cerca (y por lo tanto con efectos gravitacionales más de 10 veces mayores).
Cómo el paso cercano de HD 7977 aumenta la incertidumbre sobre la órbita de la Tierra durante los últimos 56 millones de años. El gráfico representa la excentricidad de la órbita de la Tierra y la dirección del perihelio. Los resultados varían según las estimaciones de la distancia de HD 7977.
Haber de imagen: N Kaib/PSI
Quizás sea sorprendente que HD 7977 no supusiera mucha diferencia directa para la Tierra. Sin embargo, al estar más lejos del Sol, los gigantes gaseosos son más susceptibles y, a su vez, influyen en la Tierra. De hecho, si HD 7977 hizo un paso tan cercano, Júpiter y Saturno se asentaron en sus nuevas órbitas y habrían seguido afectando a la Tierra en la forma dictada por el paso mucho después de que la estrella se hubiera ido.
Aunque el efecto es indirecto, el sobrevuelo de HD 7977 significa que sólo podemos retroceder el reloj en la órbita de la Tierra con precisión unos 50 millones de años, concluyen Kaib y Raymond, en lugar de unos 60 millones como se pensaba anteriormente.
“El registro geológico muestra que los cambios en la excentricidad orbital de la Tierra acompañan a las fluctuaciones en el clima de la Tierra. Si queremos buscar mejor las causas de las antiguas anomalías climáticas, es importante tener una idea de cómo era la órbita de la Tierra durante esos episodios», dijo Kaib en un comunicado.
«Un ejemplo de tal episodio es el Máximo Térmico del Paleoceno-Eoceno hace 56 millones de años, donde la temperatura de la Tierra aumentó entre 5 y 8 grados centígrados [9-14°F]. Ya se ha propuesto que la excentricidad orbital de la Tierra fue notablemente alta durante este evento, pero nuestros resultados muestran que las estrellas que pasan hacen predicciones detalladas de la evolución orbital pasada de la Tierra en este momento muy inciertas, y es posible un espectro de comportamiento orbital más amplio de lo que se pensaba anteriormente.»
Es muy posible que los pasajes anteriores de otras estrellas fueran aún más cercanos y más perturbadores.
El estudio es de acceso abierto en Astrophysical Journal Letters.