Júpiter puede librarnos de muchos asteroides que supondrían un serio peligro para la vida en la Tierra, pero también puede lanzarnos algunos de estos asesinos de civilizaciones.

Desde hace dedadas los astrónomos discuten sobre su Júpiter es un escudo protector que permite la existencia de vida en nuestro planeta o si en realidad es el dios malvado que posee las llaves para mandarnos al inframundo al lanzarnos sobre nosotros asteroides y cometas, así que la cuestión real es si Júpiter es en realidad protector o destructor, aunque la respuesta a esta cuestión podría ser que es ambas cosas a la vez.

Y mientras que el debate continúa, surge una pregunta más sutil sobre la influencia que Júpiter ejercía durante los primeros millones de años de vida del Sistema Solar. Júpiter es, con mucho, el planeta más pesado del Sistema Solar, su masa es unas 320 veces la masa terrestre. Su gravedad no sólo influye en los pequeños asteroides que viajan por esa región del espacio, sino que también es capaz de remolcar otros planetas en el sistema solar, incluyendo el nuestro.

En la actualidad, Júpiter describe una órbita bastante circular, pero que hubiera ocurrido si tuviese una órbita más excéntrica ¿Podría esto afectar a la habitabilidad de la Tierra? Un nuevo estudio presentado en la Conferencia Australiana de Ciencia Espacial examina estas cuestiones con más detalle.

A primera vista podría parecer que si la posición de Júpiter dentro el sistema solar variase esto no tendría por qué afectar en gran medida a la vida tal como la conocemos, pero necesitamos realizar nuevos estudios para descubrir cuál es la influencia de otros planetas en el clima terrestre antes de que podamos comprender mejor lo que está pasando, señalaron los investigadores durante su presentación. Dependiendo de cómo Júpiter interactúa con la Tierra en diferentes escenarios, la órbita de la Tierra podría variar drásticamente, lo que influiría en la cantidad de energía solar que nos llega hasta la superficie del planeta. Una vez que comencemos a averiguar los rangos de habitabilidad en diferentes modelos, podríamos por fin señalar que sistemas estelares podrían ser en realidad habitables.

Hasta ahora, todos los estudios realizados gracias a los diferentes observatorios parecen coincidir en una cosa, si una estrella tiene un planeta en su órbita, entonces es casi seguro que hay más, los planetas tienden a formarse en grupos. Aunque la configuración ideal de nuestro sistema solar no parecer ser la regla en la galaxia, hemos visto una gran variedad de sistemas planetarios, incluyendo aquellos en los que los gigantes gaseosos conocidos como "Júpiter calientes" se encuentran muy cerca de sus estrellas principales.

Los estudios de habitabilidad de otros sistemas a menudo se centran en la búsqueda de planetas o lunas de tamaños similares al de la Tierra y que se encuentren a la distancia adecuada de su estrella como para permitir la presencia de agua líquida en sus superficies. Sin embargo, hay otros muchos factores a tener en cuenta que también influyen en la habitabilidad de un planeta, como la variabilidad de la órbita del planeta, o la inclinación de sus polos, factores que podrían ser alterados por la presencia de los grandes planetas gaseosos.

De esta manera, los investigadores se interesaron por los efectos de los planetas cercanos sobre la vida tras observar nuestra propia Luna.

"Empecé a buscar los efectos de la Luna sobre el clima de la Tierra", comento David Waltham, de la Universidad de Londres geólogo, uno de los autores del estudio. "A menudo se dice la Luna estabiliza el eje de la Tierra. Es erróneo. Realmente casi desestabiliza el eje".

Ciertamente, si de repente la Luna se alejase, el eje de la Tierra se desestabilizaría. Pero Waltham pensó que lo mejor sería preguntarse qué pasaría si desde el principio tuviésemos una luna mucho más grande.

"Cualquier planeta inicialmente estable con el tiempo se volverá inestable a medida que su rotación se ralentiza pero, sin luna, esto podría tardar decenas o cientos de miles de millones de años", señalo Waltham.

"Tener una luna aumenta la velocidad con la que el giro se ralentiza de manera que, en el caso de la Tierra, por ejemplo, sólo tendremos unos 6.000 millones años (desde su formación) para que el eje de la Tierra se vuelva inestable."

En pocas palabras, nuestro planeta no es el mismo con la Luna en su posición actual que como era cuando esta se formo. Durante los últimos 4.000 millones de años, la rotación terrestre ha ido perdiendo velocidad, los días son más largos.

El tamaño de los planetas del sistema solar a escala. Las distancias orbitales no son las correctas y son meramente representativas. Lunar and Planetary Institute

A partir de ahí, Waltham comenzó a considerar escenarios en los que las lunas no desestabilizarían un planeta tan rápidamente. Uno de ellos sería que el movimiento, la precesión, del sistema solar fuese muy lento. Esto lo llevó a preguntarse acerca de la influencia de otros planetas en la Tierra, una pregunta que también preocupa a Jonti Horner, un astrónomo y astrobiólogo de la Universidad de Southern Queensland, que está afiliada con el Centro Australiano de Astrobiología.

Los investigadores realizaron diferentes modelos de nuestro Sistema Solar. Con cada iteración, siete de los ocho planetas del sistema solar se encuentran en las mismas condiciones de partida en términos de masa, ubicación y órbita. Con el octavo, Júpiter, mantuvieron la misma masa, pero lo desplazaron por el sistema solar de varias maneras.

Los investigadores utilizaron diferentes excentricidades orbitales que van desde una perfectamente circular a órbitas que son moderadamente excéntricas, o elípticas, donde las distancias cercanas y lejanas de Júpiter varían hasta un 20 por ciento más de lo habitual. En términos de distancia, esto significa Júpiter se desplazaría unas dos unidades astronómicas, desde las 4, 2 UA del Sol hasta las 6, 2 UA.

Además, los autores trasladaron toda la órbita de Júpiter hacia el interior y hacia el exterior para robar qué pasaría si se hubiera formado más cerca del Sol, o más lejos, y en cada nueva ubicación, de nuevo pusieron a prueba una serie de excentricidades orbitales, desde la circular hasta la moderadamente excéntrica. Esto significaba que, en su escenario más extremo, Júpiter alcanzaría en su perihelio una distancia al Sol de 3, 4 UA, mientras que en el escenario más extremo distante, se alejaría hasta las 7, 4 UA del Sol.

Usando decenas de miles de permutaciones, Waltham y Horner avanzaron la edad del sistema de cada una de las simulaciones un millón de años, registrando los parámetros orbitales de la Tierra cada 100 años para luego trazar los resultados.

Las diferentes simulaciones mostraron que al cambia a Júpiter se lugar la Tierra sufriría pequeños cambios en su órbita y su inclinación, aunque no están claros los efectos sobre el clima terrestre. Horner señalo que está trabajando con James Gilmore, climatólogo de la Universidad de Londres, para comprender mejor cómo los cambios de inclinación u órbita de la Tierra afectarían su habitabilidad. Al cambiar la inclinación quedarían afectados los periodos estacionales, mientras que el cambio de la órbita alteraría la cantidad de Sol que llega hasta la superficie.

Pero Waltham también señala que existen discrepancias una discrepancia entre los resultados de este estudio y otro anterior que mostraba que la posición de Júpiter tiene una influencia notable en el clima de la Tierra. Mientras que él cree que este nuevo trabajo es más preciso, quiere volver a revisar un anterior estudio para poder resolver las diferencias.

Aunque esta simulación se centro específicamente de la relación Tierra-Júpiter, hay implicaciones para mundos que están más allá de nuestro solar. Hay, por ejemplo, sistemas planetarios completos en una distancia orbital menos que la órbita de Mercurio.

"Se trata de separación", comento Waltham. "Creo que hay una fuerte implicación en que los sistemas solares compactos son menos propensos a tener planetas con ejes estables, lo que los hace menos propensos a ser habitables."

Dicho esto, advierte que no existen "reglas absolutas" sobre la habitabilidad. Puede haber situaciones donde el eje se mueva demasiado rápido para que la vida compleja pueda sobrevivir, pero las formas de vida más simples como las bacterias podrían ser capaces de evolucionar con suficiente rapidez como para adaptarse a los cambios de temperatura.

Por su parte, Horner está estudiando escenarios en los cuales los planetas gigantes lanzan hacia el sistema solar interior gigantes asteroides o cometas que podrían acabar con toda la vida. En nuestro sistema solar, Júpiter es a su vez protector y destructor de mundos, el gigante gaseoso es capaz de atraer hacia el grandes objetos alterando sus orbitas, pero esta influencia gravitacional puede ser también un serio problema para la Tierra, lanzándonos objetos.

Horner también señalo que la nueva investigación pone de relieve cómo un pequeño cambio en los parámetros de un sistema puede cambiar violentamente su habitabilidad, por lo que indica que es necesario descubrir nuevos sistemas solares que se encuentren en plena formación para entender bajo qué condiciones nacen los planetas.

Hizo hincapié en que las numerosas simulaciones realizadas por su equipo confirma la influencia de Júpiter sobre la habitabilidad de nuestro mundo, y que la posición actual de los planetas es a menudo resultado tanto del azar como de la física.

"Cada objeto que se agrega a un sistema planetario añade complejidad, y el resultado final es el resultado de las posibilidades del azar", comento Horner. "Así que si algo muy pequeño cambia cuando se está formando el sistema solar, puede resultar en algo un poco caótico".

El trabajo ha sido publicado en http://arxiv.org/abs/1401.6741