El modelo de Niza

El modelo de Niza es un escenario de dinámica evolutiva del Sistema Solar. Fue concebida en una institución universitaria en Niza, Francia. El modelo propone que los cuatro planetas gigantes se han desplazado desde una posición inicial más compacta a su ubicación actual, mucho después de la disipación del disco de gas protoplanetario. Esta teoría se aplica en simulaciones de la dinámica del Sistema Solar para explicar hechos que ocurrieron en el pasado como el Bombardeo Intenso Tardío del sistema solar interior, la formación de la nube de Oort, y la existencia de regiones con cuerpos menores como el cinturón de Kuiper, los satélites troyanos de Júpiter y Neptuno (cuerpos que comparten su órbita ubicándose en los puntos Lagrangianos L4 y L5) , y numerosos objetos transneptunianos resonantes con Neptuno (con órbitas con periodos que son multiplo enteros). El que pueda explicar muchos de los misterios sobre la formación del sistema solar hace que sea aceptada ampliamente como el modelo actual más real de la evolución inicial del mismo, aunque todavía algunos científicos no la dan por buena.

Simulación que muestra los planetas exteriores y el cinturón de Kuiper: a) Configuración inicial, antes de que la resonancia Júpiter/Saturno fuese 2:1. b) Espaciamiento de los planetesimales del cinturón de Kuiper después del cambio orbital de Neptuno (azul) y Urano (verde). c) Después de la expulsión del cinturón de Kuiper por los planetas gigantes.

Los autores de la teoría proponían que después de la disipación del gas y el polvo del disco primordial del sistema solar, los cuatro planetas gigantes (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) se hallaban en órbitas casi circulares entre aproximadamente 5,5 y 17 unidades astronómicas  (1 UA= distancia de la Tierra al Sol), con menos espacio entre ellos y por tanto más compactos que en la actualidad. Originalmente un disco (mucho más denso que el actual) de pequeños planetesimales de roca y hielo, con una masa total de unas 35 masas terrestres, se extendía desde la órbita de Neptuno a unos 17 U.A. hasta las 35 UA. Por su distancia del Sol, la acreción(aglomeración de cuerpos para formar uno mayor) fue demasiado lenta para permitir formar planetas antes de que la nebulosa solar se dispersara, y al disco inicial le faltó una densidad suficiente para consolidarse en un planeta.

Después de la formación del Sistema Solar, las órbitas de todos los planetas gigantes continuaron cambiando despacio, influenciado por su interacción con el número grande de planetesimales restante. Después de 500–600 millones de años (hace aproximadamente 4 mil millones años) Júpiter y Saturno entraron en una resonancia 2:1; Saturno daba una vuelta al Sol mientras que Júpiter daba dos vueltas. Esta resonancia creó un empujón gravitatorio que causó un desplazamiento hacia fuera de Urano y especialmente Neptuno y provocó que sus órbitas fuesen más excéntricas. Este hecho contribuyó a limpiar en un 99% la masa del disco de materia que se encontraba por detrás de estos 4 planetas gigantes. Cuando Urano y Neptuno irrumpieron en el disco arrojaron decenas de miles de cuerpos desde sus posiciones estables. Algunos de ellos fueron arrojados al Sistema Solar interno produciendo el bombardeo intenso tardío. Este bombardeo es el causante de la mayor parte de los cráteres que actualmente se observan tanto en la Luna como en Mercurio, que gracias a la falta de erosión aun pueden apreciarse.

Algunos de estos cuerpos encontraron una posición estable en el cinturón de asteroides y otros en la zona de las Hildas.

Ubicación de los grupos de asteroides en el sistema solar interno.

El modelo de Niza también es muy bueno para explicar la baja densidad del cinturón de Kuiper, que no justifica la existencia de cuerpos tan grandes como Plutón, que para haberse formado por acreción habría necesitado de mucha más masa de la que existe actualmente en el cinturón.

La Nube de Oort según esta teoría estaría compuesta por los cuerpos que fueron arrojados fuera del sistema solar.

Tanto Urano como Neptuno debido a la dinámica con la inmensidad de cuerpos del disco de asteroides finalmente se fueron estabilizando en unas órbitas menos excéntricas hasta su ubicación actual.

En definitiva, esta teoría es muy interesante de obligado conocimiento para poder entender como se formó el Sistema Solar.