Aurora en Saturno. O.E. Hubble. |
Guía Astronómica Gonzalo Duque-Escobar, P. As. Universidad Nacional de Colombia Manizales, 1992 |
GUIA Nº 5
1.
SISTEMA SOLAR
Compuesto
por nueve planetas. El 10º Riga (?). Dos mil asteroides mayores, 100.000
millones de cometas estimados. Gas y polvo y 49 satélites conocidos. El Sol se
desplaza a 20 km/seg respecto al patrón local de reposo hacia Vega. En su
familia, las órbitas de los planetas son casi coplanares; los menos son
Mercurio (7°)
y Plutón (17°).
Las traslaciones planetarias son retrógradas respecto a la Polar y las rotaciones
igualmente retrógradas, excepto Venus y Urano. Mientras los planetas menores o
terrestres son sólidos, densos, de rotación lenta, con pocos o ningún satélite
y de atmósfera poco extensa y densa, por la gravedad. Los planetas mayores se
agrupan hacia el exterior de los anteriores, son más grandes, poco densos
(líquido y gas con pequeño núcleo sólido) y presentan una atmósfera extensa,
una velocidad de rotación alta y muchos satélites. Plutón por su estructura,
por la excentricidad de su órbita y ubicación en el sistema, rompe la armonía y
entra como planeta irregular.
Los
satélites se subdividen en regulares e irregulares, según la órbita sea
circular o excéntrica, poco o muy inclinado y la rotación y traslación del W al
E (retrógrada) o del E al W (directa), respectivamente. Los primeros serían
congénitos al planeta; los segundos, probablemente, asteroides capturados; una
tercera posibilidad supone al satélite
como producto de una fragmentación planetaria: su origen no se considera ni
catastrófico ni evolutivo.
Propiedades
del sistema planetario
El
sistema cósmico formado por el Sol, posee las siguientes propiedades: (los
planetas se detallarán en el numeral 3 y en el anexo Nº 1).
El
Sol, en el centro del sistema planetario, tiene la mayor parte de la masa
(todos los planetas y lunas juntos sólo son 1/700 de la masa solar), las
distancias de los planetas al Sol (a excepción de Neptuno y Plutón) siguen la
serie de Titus-Bode.
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Para
calcular en UA (Unidades Astronómicas), la distancia entre los miembros del
sistema solar, a la serie 0, 3, 6, 12, 24... Boode sumó 4 y dividió por 10, la suma.
El
Sol, los planetas (excepto Urano) y casi todas las lunas, giran alrededor de su
eje en la misma dirección en que los planetas giran en torno al Sol (en sentido
anti-horario). Las órbitas casi circulares de los planetas grandes, casi
coinciden con el plano ecuatorial del Sol. Los movimientos, en sí, obedecen a
las leyes de Kepler.
El
momento de rotación del Sol es 1/50 del momento angular orbital de los
planetas; el momento de rotación de los planetas es mayor que el momento
angular orbital de sus lunas (con la única excepción de la luna de la Tierra).
La
formación del sistema planetario sólo puede ser considerada en el marco de la
teoría de la evolución estelar, según la cual, probablemente, se desarrolló a
partir de una nube gaseosa giratoria bajo la influencia de un campo magnético,
hasta el estado observable en la actualidad, a lo largo de unos 4600 millones
de años (la hipótesis nebular y la hipótesis rotacional son sus precursores).
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Figura
22. El Sistema Planetario.
2.
EL SOL
2.1
Estructura del Sol
Se
dará una descripción somera de la estructura solar; más adelante, al ver la
estructura de las estrellas, volveremos a lo mismo para describir las regiones
del Sol en detalle.
El
Sol genera la energía en el núcleo; el manto la transmite por convección,
radiación y conducción hacia la fotosfera. La fotosfera, con sus manchas
solares asociadas a tormentas magnéticas, es la región visible del Sol. La
cromosfera con sus protuberancias y fulguraciones, la corona con su temperatura
de 106 grados °C y el vviento solar, son las regiones
restantes de la estructura solar.
La
zona de convección abarca poco más abajo de la superficie solar
hasta unos 130000 km de profundidad, tiene un enorme gradiente de temperatura;
en ella el hidrógeno está todavía en estado neutro, mientras que debajo está
ionizado.
La
fotosfera es la capa que se ve a simple vista con un anteojo
normal, su espesor es de 400 km. Presenta una granulación observable por
medio de telescopios a bordo de globos donde no son afectados por la atmósfera. La granulación se observa en toda la
superficie solar, como bolas de gas más calientes que su entorno, y que debido
a su mayor temperatura ascienden rápidamente, se enfrían y vuelven a descender.
La
cromosfera se encuentra por encima de la fotosfera y se llama
así porque en los eclipses de Sol aparece con tonalidad rojiza, su espesor es
de 8000 km.
2.2
El Sol como estrella fija y como cuerpo central
Radio:
6.9635x1010 cm = 109 veces el terrestre Superficie:
6.0936x1022cm2 = 11880 veces la terrestre Volumen:
1.4144x1033 cm3 = 1.306x106 veces el
terrestre Masa:
1.993x1033g = 332.270 veces
la terrestre |
Aceleración
de la gravedad en la superficie: 2.74x104
cm/seg2 = 27.9 veces la terrestre Velocidad
de rotación en el ecuador: 2.00 km/seg Densidad
media: 1.409 g/cm3 = 0.25 veces la terrestre Producción
energética: 3.98x1033 erg/seg |
Diámetro
solar medio aparente: 31'59" Inclinación
del ecuador solar respecto de la eclíptica: 7° 15' Constante
solar: 2.00 cal/cm2 min Potencia
de la radiación solar sobre toda la superficie terrestre: 1.78x1024
erg/seg = 1.78x1014 kw |
Paralaje
solar: 8.79" Tipo
espectral: G 2 Magnitud
absoluta: +4.73 Magnitud
aparente: -26.84 Distancia
mínima (perihelio): 1.4688x1013 cm Distancia
máxima (afelio): 1.5189x1013 cm |
Fuentes:
Diccionario Rioduero "Física del Espacio", 1978. Enciclopedia
Científica Salvat. "El Universo Desbocado".
2.3
Composición del Sol por capas
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3.
CATEGORIAS DE LOS PLANETAS
Existen
tres categorías:
3.1.
Grupo de los planetas terrestres: Compuestos
por elementos pesados. Son ellos Mercurio, Venus, Tierra y Marte.
Mercurio
Es
el planeta situado más cerca al Sol. Es una esfera de roca con cráteres
que órbita alrededor del Sol cada 88 días a una distancia media de 58 millones
de km. Tiene un diámetro de 4.880 km y gira alrededor de su eje cada 59 días.
No tiene satélites. Junto con Marte, es el único planeta en cuya superficie se
pueden distinguir o fotografiar con el telescopio detalles, aunque casi siempre
poco marcados; a esto se unen las condiciones poco favorables de observación
por su cercanía al Sol.
La
atmósfera es extraordinariamente tenue. La aceleración de la gravedad y la
velocidad de escape en la superficie, son tan pequeñas, que el planeta sólo
podría retener gases pesados como el anhídrido carbónico o el Argón. Su
atmósfera sufre también las fluctuaciones extremas de temperatura, entre el
lado diurno y el nocturno, +425°C y -1700°C
respectivamente.
Venus
Es
el segundo planeta en línea desde el Sol. Orbita alrededor del Sol cada 225
días. Su diámetro es de 12.000 km. Gira alrededor de su eje cada 243 días con
rotación retrógrada, a una distancia media de 108 millones de km. Su densa
atmósfera impide la visión de la superficie. Consta de 96% de anhídrido
carbónico, 3.5% de nitrógeno y 0.135% de vapor de agua, así como de trazas de
anhídrido sulfuroso, oxígeno molecular, helio, argón y neón. El "efecto de
invernadero" es tan fuerte que las temperaturas apenas varían de la noche
al día, fluctuando alrededor de +475°C; la prresión de la atmósfera es de 90 bar.
En estas condiciones es difícil pensar en que existan formas de vida, ni
siquiera inferiores.
Tierra
Es
el Planeta Azul a causa de los extensos océanos. En él se ha desarrollado la
vida. Tercero en línea desde el Sol. La Tierra tiene un diámetro en su
ecuador de 12.756 km. Su diámetro de un polo a otro, es ligeramente menor, de
12.714 km. Orbita alrededor del Sol cada año a una distancia media de él de
149.600.000 km. Gira sobre su propio eje una vez cada día, tiene un satélite
natural, la Luna.
Los
polos geográficos de la Tierra no son fijos sino que ejecutan oscilaciones casi
periódicas alrededor de una posición media. El motivo es que el eje de simetría
no coincide exactamente con el eje de rotación. La desviación máxima de los
polos a partir de su posición media es de 10 ó 15 metros.
Marte
Cuarto
planeta desde el Sol. Es un cuerpo rocoso de 6.800 km de diámetro, que órbita
alrededor del Sol cada 687 días a una distancia media de 228 millones de km.
Marte gira alrededor de su eje en 24 h y 37.4 min. Tiene una atmósfera muy poco
densa formada principalmente por dióxido de carbono y presenta dos casquetes de
hielo. Tiene dos satélites Fobos y Deimos.
Canales
de Marte: Líneas rectas y largas sobre la superficie de
Marte, señaladas por varios observadores en el pasado y que se creía que eran
canales de agua construidos por los habitantes del planeta. Ahora se sabe que
no hay canales ni signos de vida.
3.2.
Júpiter y Saturno: predomiinan el Helio y el Hidrógeno, pero
pueden tener igualmente núcleos pesados.
Júpiter
Planeta
de mayor tamaño en el sistema solar, y quinto desde el Sol. Pesa doce veces más
que el resto de los planetas juntos. Está formado principalmente por hidrógeno
y helio. Júpiter tiene un diámetro de 142.800 km en su ecuador y 134.200 km de
un polo a otro. Gira alrededor de su eje en 9 horas 50 minutos en el ecuador.
Júpiter órbita alrededor del Sol cada 11.9 años a una distancia media de 778
millones de km.
Mancha
roja: formación ovalada, en las nubes de Júpiter de
aproximadamente 32.000 Km y 13.000 Km de ancho. Fue vista por primera vez hace
300 años y es la única característica del planeta que ha durado tanto tiempo.
Su color varía de rosa pálido y rojo, al anaranjado oscuro.
Saturno
Sexto
planeta desde el Sol, con anillos brillantes. Saturno es una esfera de gas de
120.000 Km de diámetro en el ecuador y 108.000 Km de polo a polo. Gira
alrededor de su eje cada 10 h 14 min en el ecuador; órbita al Sol cada 29.5
años con una distancia media de 1.430 millones de kilómetros.
Anillos
de Saturno: Los anillos están formados por innumerables piezas
de rocas recubiertas de hielo. Su tamaño oscila entre pocos milímetros y varios
metros de diámetro. Cada una de éstas piezas se mueve en una órbita alrededor
de Saturno como un diminuto satélite. Existen tres partes principales en los
anillos. La parte exterior se llama anillo A, el central anillo B, que es el
más brillante, y el interior anillo C, que permite ver a su través. El diámetro
global de los anillos es de aproximadamente 270.000 Km. Los anillos son los
restos de un antiguo satélite que se desintegró o bien los restos de un
satélite que no ha llegado a formarse.
División
de Cassini: Espacio de unos 3.000 km de ancho que hay entre
los anillos A y B.
3.3.
Urano y Neptuno: Se supoone que tienen un núcleo mayor y más
pesado, pero parecen estar envueltos en una densa cubierta gaseosa.
Urano
Séptimo
planeta descubierto por W. Herschel en 1781. Orbita alrededor del Sol cada 84
años, a una distancia media de 2.870 millones de km. Es una esfera de 52.000 km
de diámetro. Gira alrededor de su eje cada 17.24 horas. El eje de rotación de
Urano está inclinado 98° con resspecto a la vertical de modo que casi
está en el plano de su órbita. Tiene una serie de pálidos anillos alrededor de
su ecuador. Tiene trece satélites.
Neptuno
Octavo
planeta, descubierto por J. G. Galle en 1846. Orbita alrededor del Sol cada 165
años a una distancia media de 4.500 millones de km. Neptuno es una esfera de
gas de 48.000 km de diámetro. Gira alrededor de su eje cada 18 horas. Tiene
siete satélites conocidos.
3.4.
Plutón: posiblemente está en el grupo 3, pero no se sabe
mucho de él.
Plutón
El
más pequeño de los planetas del sistema solar con un diámetro de
aproximadamente 2345 km. Fue descubierto por Clyde Tombaugh en 1930. Plutón es una
esfera de baja densidad de roca y hielo, que gira alrededor de su eje cada 6
días 9 horas. Orbita alrededor del Sol cada 250 años, a una distancia media de
5.900 millones de km. Plutón guarda una distancia media mayor que cualquier
otro planeta, pero su órbita es tan elíptica que hay momentos en que se acerca
más al Sol que Neptuno, como sucedió en 1979 y 1999. Tiene un satélite de gran
tamaño llamado Caronte.
4.
ASTEROIDES
Al
referirnos a la estructura del Sistema solar, aludimos a la ley de Bode, que
establece la existencia de cierta proporción entre las distancias de cada
planeta respecto al Sol. Efectivamente, un planeta dista del Sol casi el doble
del anterior. De acuerdo con éste esquema los astrónomos encontraron un hueco
entre Marte y Júpiter. Para que esta ley se cumpliera, tenía que existir un
planeta a casi el doble de la distancia del Sol que Marte y este no era
visible. En su lugar se encontró un enjambre de pequeños planetas o
planetoides, con diámetro menor de 1000 km. Se calculan unos 20 millones en el
Sistema Solar.
Su
origen es incierto. Posiblemente se trata de los restos de un planeta que se
desintegró, o de materia que jamás llegó a formar un planeta.
Los
asteroides se separan en tres familias: el grupo Amor con perihelio
entre Tierra y Marte; el grupo Apolo con perihelio entre Sol y Tierra.
De todas maneras los de órbita muy excéntrica se les da nombres masculinos y a
los otros nombres femeninos. El tercer grupo es el de los Troyanos, que
se mueven en la órbita de Júpiter, situados en las distancias Lagrangianas de
±60°,
donde quedan libres de perturbación gravitacional y son ellos los subgrupos Aquiles
y Patroclo.
Los
meteoros: son diminutas partículas de materia que atraviesan
el espacio a 70 Km/s, entrando en incandescencia y consumiéndose debido a la
fricción con nuestra atmósfera. Por término medio los meteoros son tan pequeños
como un grano de arena. En realidad penetran en la atmósfera terrestre unos 100
millones de ellos por día.
Los
meteoros explican estrellas fugaces (m< 10 gm) y bolas de fuego
(m> 10 gm). Los más grandes entran a la troposfera, estallan, y caen sobre
la superficie en forma de meteorito.
Los
meteoritos: se generan por los meteoros, si han caído sobre la
superficie de la Tierra. También se denominan así pequeños "planetas"
que aún circundan el espacio exterior, en razón a su posibilidad de alcanzar el
suelo ante una eventual colisión con la Tierra.
La
mayoría de meteoritos (caídos) pesan algunos gramos, y entran en tres clases:
los aerolitos compuestos de roca (lapídeos), las tectitas ricas en silicio y
los sideritos de níquel-hierro.
5.
LOS COMETAS >
Se
subdividen en periódicos de período corto y largo según sea el período menor o
mayor de 200 años, y en los de trayectoria parabólica (sin retorno), todos
venidos de la Nube de Oort a 100.000 U. A. (α Centauro está a
275.000 U. A.), de donde salen por perturbaciones de gravedad, al paso de
estrellas. El núcleo de hielo sucio es amoníaco, CO2, Metano, H2O
y polvo congelados, y la cola es la sublimación de lo anterior por la radiación
solar: se separan el gas y el polvo y se disocia polvo, H, Cianuro, O, etc.
ionizados.
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Figura
23. Un cometa, con su cola en dirección contraria al Sol, a causa de la presión
ejercida por el viento solar.
El
cometa Halley: se traata de un cometa periódico y
retrógrado, el que ha sido observado en más ocasiones y el primero de los
cometas en calificarse de periódico, prediciéndose su retorno. Como todos, ha
sido instrumento para augurio de catástrofes y grandes acontecimientos.
Para
conocer los pasos del Halley, cuyo período es de 76 años, es necesario
hacer ajustes a algunos algoritmos, por efectos gravitacionales y no gravitacionales,
como los producidos por los planetas a los cuales se aproxima el cometa en su
perihelio.
De
los pasos históricos, los de 1531, 1607, y 1682, registrados por Halley, son
los más importantes por haberle servido al científico, cuyo nombre lleva el
cometa, para el primer pronóstico cometario.
La
segunda aparición es la del 85-86, ya que desde octubre de 1982 se le puede
detectar anticipadamente con el telescopio de Monte Palomar. Posiblemente, por
su espectacularidad, el retorno de 1910 fue más popular que los citados, por la
majestuosidad del fenómeno y por las falsas expectativas que se generalizaron
en el ambiente.
Figura
24. La Nube de Oort, un vasto halo de 100.000 millones de cometas, que giran en
torno al Sol a una distancia de unos dos años luz.
Gonzalo Duque Escobar. P. As.
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Manual de geología para ingenieros
Túneles excavados en rocas blandas
Ciencia, Tecnología & Sociedad, y Economía
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