Según más de un centenar de simulaciones informáticas, dos planetas adicionales habrían circulado antaño en las regiones exteriores del sistema solar, antes de ser eyectados al espacio interestelar. Su paso habría remodelado profundamente las órbitas de sus vecinos.
Esta hipótesis se apoya en el célebre "modelo de Niza", propuesto ya en 2005. Describe una gran inestabilidad de los planetas gigantes actuales — Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno — que habrían migrado desde sus posiciones originales para alcanzar las órbitas que conocemos. Esta migración, provocada por encuentros cercanos, sería así el origen de la configuración actual del sistema solar.
Una versión revisada del modelo ya contemplaba la presencia de un quinto gigante, eyectado más tarde. El nuevo estudio va más allá al probar sistemáticamente los efectos de estos encuentros sobre los satélites de los gigantes actuales.
Para aclararlo, los investigadores revisaron una base de 100 000 simulaciones de la evolución del joven sistema solar. Extrajeron 122 que reproducían la configuración final de los planetas gigantes actuales. En aproximadamente dos quintos de estos escenarios, el sistema solar contaba con cinco gigantes, y seis en los restantes, representando así el caso más probable. Al "reproducir" los encuentros planetarios con los satélites en su lugar, pudieron observar el destino de esas lunas.
Los resultados obtenidos son sorprendentes. Las simulaciones con dos gigantes adicionales estabilizaban las lunas de Júpiter, mientras que aquellas con un solo gigante adicional conservaban las lunas de Urano. En otras palabras, los satélites de Júpiter y Urano parecen haber sido preservados durante eventos distintos. La danza orbital de las lunas galileanas de Júpiter — Ío, Europa y Ganímedes —, actualmente en resonancia 1:2:4, aboga a favor de dos gigantes adicionales.
Estos planetas adicionales, al migrar entre los gigantes gaseosos y Urano, habrían desestabilizado las lunas de Urano. Consecuencia: fragmentación de sus satélites y vaporización de los materiales volátiles como el hielo. Este hielo se habría acumulado luego sobre los restos en órbita, explicando por qué Miranda, una luna de Urano, contiene un 50 % más de hielo que las demás. Pero no es la única pista: dos simulaciónes lograron conservar los satélites de ambos planetas con un solo gigante adicional. Trabajos futuros decidirán entre estas hipótesis.
¿Qué sabemos de estos planetas desaparecidos? Poco, salvo su masa. En el escenario de cinco gigantes, el único planeta adicional tenía una masa cercana a la de Neptuno. Con seis gigantes, los dos planetas adicionales eran "súper-Tierras", con masas comprendidas entre la de la Tierra y la de Neptuno. Sus propiedades físicas debían parecerse a las de Urano y Neptuno. Los investigadores continuarán estudiando las lunas de Urano para detectar rastros de estas lejanas perturbaciones.