¡Descarga El Sistema Solar: Planetas, Satélites y Cometas y más Apuntes en PDF de Ciencias Naturales solo en Docsity!
EL SISTEMA SOLAR
El Sistema Solar está formado por el Sol y todos aquellos objetos celestes ligados a él por la fuerza de gravedad. Estos objetos son: 8 planetas, sus más de 150 satélites o lunas, cinco planetas enanos y un número enorme de otros cuerpos pequeños. Los cuerpos pequeños incluyen asteroides, objetos trans-neptunianos, cometas y meteoroides. Hay también gas y polvo disperso.
Los planetas, y la mayoría de los satélites y asteroides, se mueven en órbitas que están casi en un mismo plano, y las recorren en el mismo sentido llamado directo. También la rotación del Sol y la de la mayoría de los planetas y satélites se cumplen en sentido directo^1.
SOL
Es una estrella de la secuencia principal del diagrama HR, tiene unos 6000 K de temperatura superficial, y contiene más del 99% de la masa del sistema. Con un diámetro de 1.400.000 km, está compuesto mayormente de hidrógeno, algo de helio y un ínfimo porcentaje de otros elementos químicos. Como vemos, tanto en tamaño como en masa, el Sol es el cuerpo más importante del sistema. El Sistema Solar lleva ese nombre debido justamente al Sol. Como concepto importante, recuerde entonces que el Sol está dentro del Sistema Solar. Y a su vez, el Sistema Solar contiene una única estrella que es el Sol.
PLANETAS
Los 8 planetas del Sistema Solar, en distancias crecientes al Sol, son: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Los planetas son los cuerpos más grandes luego del Sol. La interacción gravitatoria con el Sol los mantiene moviéndose alrededor de él. Además tienen suficiente masa para que su gravedad les haya dado una forma prácticamente esférica^2. Sus tamaños, y más precisamente sus grandes masas, han permitido que los planetas “hayan limpiado” sus órbitas: cada planeta es único en su órbita alrededor del Sol.
El tiempo que tarda un planeta en completar su órbita o trayectoria se llama período de traslación. Por ejemplo el período de traslación de la Tierra es de 1 año aproximadamente, y el de Saturno es de casi 30 años terrestres. Decimos entonces que el año de Saturno es casi 30 veces mayor al terrestre. Además de dar vueltas o trasladarse alrededor del Sol, los planetas giran sobre sí mismos. En este caso el giro se denomina rotación del planeta. El tiempo que tarda en rotar una vuelta completa se llama período de rotación. En el caso de la Tierra el período de rotación es de más o menos 1 día, y por ejemplo el de Júpiter es de 0.4 días terrestres. Otra forma de decirlo es que el día de Júpiter es 4 décimos del día terrestre (menos de la mitad).
SATÉLITES
Son cuerpos que giran alrededor de los planetas, algunos de gran tamaño, como la Luna en la Tierra, Ganímedes en Júpiter o Titán en Saturno.
(^1) El sentido directo se puede determinar con la regla de la mano derecha. Por ejemplo, se pueden usar los polos del Sol. Con el pulgar se apunta del polo sur al norte. Entonces los restantes dedos al cerrarse indican el sentido de giro directo. 2 Todas las porciones de un planeta se atraen mutuamente por la fuerza de gravedad. La resultante sobre cada porción es una fuerza que empuja hacia dentro del planeta. Técnicamente se dice que en un planeta, la gravedad superó la fuerza del cuerpo rígido, que es quien se opone a que adquiera forma esférica.
Mercurio y Venus no tienen satélites. La Tierra tiene a la Luna, de tamaño relativamente grande si se compara con el de la propia Tierra. En cambio Marte tiene dos satélites muy pequeños (el más grande apenas supera los 20 km de diámetro), que según se piensa habrían sido capturados por el planeta a través de su gravedad. Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno tienen decenas de satélites. Neptuno, el que tiene menos de los cuatro, tiene más de 10. Nuestra Luna es el quinto satélite en tamaño del Sistema Solar.
PLANETAS ENANOS
La Unión Astronómica Internacional creó en 2006 una nueva categoría para algunos cuerpos del Sistema Solar, la de los planetas enanos, en la que fue incluido Plutón. “Un planeta enano es un objeto en órbita alrededor del Sol, lo suficientemente grande (con suficiente masa) para que su propia gravedad le dé una forma aproximadamente esférica. Generalmente, un planeta enano es más chico que Mercurio. Un planeta enano puede orbitar en una zona con muchos otros objetos en ella”.^3 Hasta el momento hay cinco objetos considerados planetas enanos: Ceres, Plutón, Eris, Makemake y Haumea, pero hay más candidatos a estudio. Por ejemplo, Ceres tiene forma aproximadamente esférica, pero su órbita está dentro del llamado Cinturón de Asteroides, y está por tanto en una zona con muchos otros objetos. El caso de Plutón es similar: su órbita está en una zona ocupada por otros cuerpos llamados objetos trans- neptunianos. Por eso Plutón dejó de ser planeta: porque no limpió su órbita de otros cuerpos. Por tanto, y como resumen general, un planeta enano es un cuerpo esférico, que gira alrededor del Sol, pero que no limpió su órbita y la comparte con otros cuerpos.
CUERPOS PEQUEÑOS O MENORES DEL SISTEMA SOLAR
Entran en esta categoría todos los cuerpos que orbitan alrededor del Sol, pero que no tienen forma esférica por ser muy pequeños (con poca masa). Se citan seguidamente algunos ejemplos.
- Asteroides. En general se considera un asteroide a un cuerpo mayor a 10 metros, que no llega a ser un planeta enano, que está en órbita alrededor del Sol, y que en general su distancia al Sol es menor a la de Neptuno. Son de material rocoso, carbonáceos , y metálicos^4. La mayor parte son carbonáceos. Aunque hay asteroides a distancias muy variadas del Sol, la mayoría está en el llamado Cinturón de Asteroides. Se trata de un anillo ubicado entre las órbitas de Marte y Júpiter, donde miles de ellos se encuentran girando alrededor del Sol. En el pasado, el más grande era Ceres, que está dentro del Cinturón, pero ya no es un asteroide: desde 2006 pasó a ser un planeta enano porque es más o menos esférico. - Objetos trans-neptunianos. Llevan este nombre por estar más alejados del Sol que el planeta Neptuno. En general los objetos trans-neptunianos son cuerpos menores, con cuatro excepciones que son los planetas enanos: Plutón, Eris, Makemake y Haumea, y que son los objetos trans-neptunianos más grandes conocidos hasta ahora.
(^3) Extraído de la página web de la Unión Astronómica Internacional. (^4) Se llama material rocoso por su similitud con las rocas terrestres, cuyo elemento químico característico es el silicio.
Los carbonáceos tienen cantidades significativas de carbono; y los metálicos, hierro y níquel.
Otro ejemplo, pero ahora de período largo, es el cometa West. Pasó cerca del Sol en 1976, a unas 0.2 unidades astronómicas, es decir, a menor distancia que Mercurio. Los cálculos indican que el período orbital es superior a 250 mil años, y en su mayor distancia al Sol alcanzará las 70 mil unidades astronómicas, o sea, más de 1 año luz.
En todo su trayecto, los cometas van dejando una faja de pequeñas partículas detrás de ellos. Cuando la Tierra atraviesa la órbita de un cometa, algunas de estas partículas ingresan a la atmósfera produciendo una lluvia de meteoros. Por ejemplo, cada año en octubre se produce la lluvia de meteoros llamada "las oriónidas", que sucede cuando la Tierra cruza la órbita del cometa Halley.
- Meteoroides.^7 (Meteoroides, estrellas fugaces o meteoros, y meteoritos). Los meteoroides son objetos sólidos, rocosos o metálicos, y muy chicos. Se considera que si el tamaño supera los 10 metros, ya no es un meteoroide y pasa a ser un asteroide. Y en el caso opuesto, si es más chico que 0.01 milímetros, ya es una partícula de polvo. (No hay una definición "oficial" sobre esto, pero lo asumiremos como criterio de trabajo). En lenguaje poco técnico diríamos que un meteoroide es una piedra girando alrededor del Sol.
Cuando un meteoroide ingresa en la atmósfera terrestre habitualmente produce una estela luminosa en el cielo nocturno. Este evento se conoce como estrella fugaz o meteoro. La luz se debe al incremento de temperatura del meteoroide y del aire que atraviesa. Si el meteoroide alcanza el suelo terrestre, el cuerpo recuperado se denomina meteorito. La mayoría de los meteoritos recuperados son de material rocoso y en menor medida son metálicos.
Para aclarar ideas, pongamos un ejemplo. Supongamos que un objeto rocoso de 1 cm se dirige hacia la Tierra: podríamos decir que es una piedra pequeña. La piedra se encontraba girando alrededor del Sol, y justo encuentra a la Tierra en su camino. Es un meteoroide porque mide menos que 10 m y más que 0.01 milímetros. Al entrar en la atmósfera terrestre lo hace a gran velocidad. Por ejemplo, un valor típico es 20 km/s = 72 000 kilómetros por hora. Como se mueve dentro de la atmósfera, el cuerpo se va calentando^8 y empieza a desintegrarse. Este incremento de temperatura hace brillar al meteoroide, a las partículas que va dejando en el camino, y al aire que atraviesa. Desde la Tierra, una persona mira el cielo y ve una estela de luz, o sea, ve una estrella fugaz o meteoro. Nuestro meteoroide finalmente puede desintegrarse por completo en la atmósfera. Pero supongamos que resiste e impacta la superficie terrestre. Cuando una persona lo encuentra, se dice que ha recogido un meteorito. Lógicamente, cuanto más pequeño, más chance tiene de desintegrarse sin alcanzar el suelo; lo que también dependerá de si es rocoso o metálico.
Los términos son parecidos, y por tanto confusos. Aclaremos bien las diferencias: El meteoroide es la piedra que viaja por el espacio alrededor del Sol. Al entrar a la atmósfera, forma una estela luminosa llamada meteoro o también estrella fugaz. Una vez que llegó al suelo, se llama meteorito.
(^7) Respecto a los demás componentes del Sistema Solar, los meteoroides son poco relevantes. Sin embargo les
dedicaremos un poco de atención, ya que generan las "estrellas fugaces", que son bastante comunes de observar. 8 El meteoroide se calienta por la fricción con el aire, pero también porque el aire que está por delante de él se comprime y calienta súbitamente.
Note que la expresión "estrella fugaz" también llama a la confusión. Una estrella fugaz no es una estrella^9 , sino una pequeña piedra que entró en la atmósfera, generando una "raya luminosa" en el cielo nocturno. La misma advertencia puede hacerse de la expresión "lluvia de estrellas", que significa “lluvia de meteoros”, y que como se dijo son producidas por partículas que dejan los cometas a su paso. En una lluvia de meteoros, a lo largo de una noche, pueden verse decenas o centenas de estrellas fugaces más o menos brillantes. En general son meteoroides del tamaño de granos de arena, y que se desintegran en la parte alta de la atmósfera, a unos 70-100 km de altura.
Se calcula que por día entran en la atmósfera terrestre unas 45 toneladas de materia sólida, proveniente de meteoroides y partículas de polvo que llegan del espacio exterior.
POLVO Y GAS INTERPLANETARIOS
El espacio entre los planetas del Sistema Solar contiene polvo y gas, aunque con tan baja densidad, que podríamos decir que es casi un vacío perfecto. El polvo interplanetario está compuesto de partículas microscópicas sólidas, digamos menores que 0.01 mm. Se encuentran mayormente en el plano en el que están las órbitas de todos los planetas. El gas que hay entre los planetas se debe al viento solar, y también contribuyen las atmósferas de los planetas liberando gas al espacio. El viento solar es un tenue flujo de partículas cargadas (electrones y protones) que forman un plasma y que es expulsado permanentemente por el Sol.
EL TAMAÑO DEL SISTEMA SOLAR
El viento solar forma una burbuja alrededor del Sol llamada heliósfera. Todo el Sistema Solar está dentro de ella, y la frontera de esta burbuja se llama heliopausa. El límite exterior del Sistema Solar suele tomarse en la heliopausa, que se encuentra a unas 100 u.a. del Sol. La heliopausa es donde el viento solar finalmente es detenido por el medio interestelar. Es decir, el viento solar ya no predomina respecto al viento producido por las otras estrellas. Podemos considerar entonces que 100 u.a. es el radio del Sistema Solar. En realidad, vimos que hay objetos trans-neptunianos que alcanzan distancias al Sol mucho mayores, pero usaremos este valor por simplicidad para el siguiente razonamiento. Sabemos que Próxima Centauri es la estrella más cercana y está a 4.2 años luz de nosotros. Haciendo cálculos, la distancia a Próxima vale unas 270 000 u.a. Este valor es 2700 veces mayor que el radio del Sistema Solar (270 000 / 100 = 2700). Para interpretar todo el conjunto, pensemos al Sistema Solar como una esfera de radio 100 u.a. El Sol estaría ubicado en el centro, y es la única estrella que contiene. Los planetas, que giran alrededor del Sol, también están dentro de la esfera. Próxima Centauri queda fuera de la esfera, y está a una distancia grande comparada con el radio (2700 veces mayor). El resto de las estrellas están todavía más lejos. Como está a 270 000 u.a., que es un número muy grande, decir que Próxima está a 4.2 años luz del Sistema Solar, es equivalente a decir que está a 4.2 años luz de la Tierra, o bien del Sol.
(^9) Las estrellas que vemos de noche son soles lejanos, que en muchos casos son más grandes que el propio Sol.
