El Planeta V es un hipotético quinto planeta terrestre , según los científicos de la NASA John Chambers y Jack J. Lissauer, que alguna vez existió entre Marte y el cinturón de asteroides . Según su hipótesis, el bombardeo intenso tardío de la era Hadeana comenzó después de que las perturbaciones de otros planetas terrestres provocaran que la órbita del Planeta V cruzara hacia el cinturón de asteroides. Chambers y Lissauer presentaron los resultados de las pruebas iniciales de esta hipótesis durante la 33ª Conferencia de Ciencia Planetaria y Lunar , celebrada del 11 al 15 de marzo de 2002. [1]
En la hipótesis del Planeta V, se produjeron cinco planetas terrestres durante la era de formación planetaria . El quinto planeta terrestre comenzó en una órbita de baja excentricidad entre Marte y el cinturón de asteroides con un semieje mayor de entre 1,8 y 1,9 UA . Si bien tuvo una larga vida, esta órbita era inestable en una escala de tiempo de 600 millones de años. Finalmente, las perturbaciones de los otros planetas interiores llevaron al Planeta V a una órbita de alta excentricidad que cruzó hacia el cinturón de asteroides interior. Los asteroides se dispersaron en órbitas resonantes y que cruzaban Marte por encuentros cercanos con el Planeta V. Muchos de estos asteroides evolucionaron luego hacia órbitas que cruzaban la Tierra, mejorando temporalmente la tasa de impacto lunar . Este proceso continuó hasta que el Planeta V se perdió, probablemente por impactar al Sol después de entrar en la resonancia secular ν 6 . [2]
Como prueba inicial de la hipótesis del Planeta V, Chambers y Lissauer realizaron 36 simulaciones por computadora del Sistema Solar con un planeta terrestre adicional. Se utilizó una variedad de parámetros para determinar los impactos de la órbita y la masa iniciales del Planeta V. Se descubrió que el tiempo medio en el que se perdió el Planeta V aumentó de 100 Myr a 400 Myr a medida que su semieje mayor inicial aumentó de 1,8 a 1,9 AU. Los resultados consistentes con el Sistema Solar actual fueron más comunes con un Planeta V con una masa de Marte de 0,25. En los casos con una masa mayor, el Planeta V era probable que se produjeran colisiones entre planetas. En general, un tercio de estas simulaciones se consideraron exitosas porque el Planeta V fue eliminado sin impactar a otro planeta. Para probar si el Planeta V podría aumentar la tasa de impacto lunar, agregaron partículas de prueba a una de las simulaciones. Después de una disminución inicial, el número de partículas en las órbitas que cruzan la Tierra aumentó después de que el Planeta V entró en el cinturón de asteroides interior, un patrón consistente con el LHB. Estos resultados fueron presentados en la 33ª Conferencia de Ciencia Planetaria y Lunar. [2]
En un artículo posterior publicado en la revista Icarus en 2007, Chambers informó los resultados de 96 simulaciones que examinaban la dinámica orbital del Sistema Solar con cinco planetas terrestres. En una cuarta parte de las simulaciones el Planeta V fue expulsado o impactó contra el Sol sin que otros planetas terrestres sufrieran colisiones. Este resultado era más frecuente si la masa del Planeta V era inferior a 0,25 de la de Marte. Las otras simulaciones no se consideraron exitosas porque el Planeta V sobrevivió durante los mil millones de años completos de las simulaciones o se produjeron colisiones entre planetas. [3]
La hipótesis del Planeta V terrestre fue examinada por Ramon Brasser y Alessandro Morbidelli en 2011. Su trabajo fue el primero en centrarse en la magnitud del bombardeo causado por el Planeta V. Brasser y Morbidelli calcularon que para crear el Bombardeo Pesado Tardío el Planeta V tendría que eliminar el 95% del cinturón de asteroides principal anterior al LHB o el 98% del cinturón de asteroides interior (semieje mayor < 2,5 AU). Se descubrió que agotar el cinturón de asteroides principal en un 95% con un Planeta V de 0,5 masa de Marte requeriría que permaneciera en una órbita que cruzara todo el cinturón de asteroides durante 300 millones de años. Esta evolución orbital no se observó en ninguna simulación; El Planeta V normalmente entraba en una órbita que cruzaba la Tierra, lo que resultaba en una corta vida dinámica antes de entrar en dicha órbita. En un pequeño porcentaje de simulaciones, el Planeta V permaneció en el cinturón interior el tiempo suficiente para producir el LHB. Sin embargo, producir el LHB a partir del cinturón de asteroides interior requeriría que el cinturón de asteroides interior hubiera comenzado con entre 4 y 13 veces la masa y entre 10 y 24 veces la densidad orbital que el resto del cinturón de asteroides. [4]
Brasser y Morbidelli también examinaron la hipótesis de que el Planeta V causó el LHB al alterar supuestos cinturones de asteroides entre los planetas terrestres. Los autores señalaron que la falta de detección actual de los restos de estos cinturones impone una limitación significativa a esta hipótesis, ya que requiere que estén agotados en un 99,99% antes de que se pierda el Planeta V. Si bien esto ocurrió en el 66% de las simulaciones compatibles con el Sistema Solar actual para un cinturón Venus-Tierra, no ocurrió en ninguna para el cinturón Tierra-Marte debido a su mayor estabilidad. Morbidelli y Brasser concluyeron a partir de este resultado que un cinturón Tierra-Marte no podría haber contenido una población significativa. Aunque el Planeta V podría generar un bombardeo intenso tardío simplemente perturbando un cinturón masivo de Venus-Tierra, los autores observaron que no se han producido diferencias significativas en estos cinturones en los modelos de formación planetaria. [4]
Recientemente se ha propuesto como explicación del intenso bombardeo tardío un impacto del Planeta V sobre Marte, formando la Cuenca Boreal. Los escombros de este impacto tendrían una distribución de tamaño diferente a la del cinturón de asteroides, con una fracción más pequeña de cuerpos grandes y darían como resultado un número menor de cuencas de impacto gigantes en relación con los cráteres. [5] [6]