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EL SISTEMA SOLAR

 

Sistema solar. Imagen de satélites y planetas. El sistema solar.

 

Sistema solar

 

 

1 INTRODUCCIÓN AL SISTEMA SOLAR

Sistema Solar, sistema formado por el Sol, ocho planetas (después de la recalificación de Plutón como planeta enano en agosto de 2006), planetas enanos, satélites, asteroides, cometas y meteoroides, y polvo y gas interplanetario.

 

 

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Sistema Solar

Las dimensiones de este sistema se especifican en términos de distancia media de la Tierra al Sol, denominada unidad astronómica (UA). Una UA corresponde a unos 150 millones de kilómetros. La frontera entre el Sistema Solar y el espacio interestelar —llamada heliopausa— se supone que se encuentra a 100 UA. Los cometas, sin embargo, son los cuerpos más alejados del Sol, con órbitas muy excéntricas, que se extienden hasta 50.000 UA o más.

El Sistema Solar era el único sistema planetario existente conocido hasta 1995, año en que los astrónomos descubrieron un planeta con una masa comparable a la de Júpiter, orbitando en torno a la estrella 51 Pegasi, semejante al Sol. Más tarde, los astrónomos detectaron otros dos planetas, de masas superiores a la de Júpiter, que giraban alrededor de sendas estrellas: 70 Virginis y 47 Ursae Maioris. En 1999, dos equipos de astrónomos que trabajaron independientemente anunciaron el descubrimiento del primer sistema multiplanetario distinto del nuestro; se trataba de tres planetas gaseosos orbitando alrededor de la estrella Ípsilon Andromedae. En enero de 2000 se anunció el descubrimiento de otros dos sistemas planetarios extrasolares. El sistema planetario más parecido al Sistema Solar descubierto hasta el momento es el formado por al menos dos planetas que giran en torno a la estrella 55 Cancri. En junio de 2002 se anunció el descubrimiento del segundo de estos planetas, que se encuentra a una distancia de su estrella similar a la que existe entre Júpiter y el Sol. Su órbita es algo elíptica, también semejante a la de Júpiter. Desde que en 1995 se descubrió el primer planeta fuera de nuestro Sistema Solar, se han detectado ya más de doscientos de estos planetas. Véase Planetas extrasolares.

 



2 EL SOL

El Sol es una estrella característica de tamaño y luminosidad intermedios. La luz solar y otras radiaciones se producen por la conversión del hidrógeno en helio en el interior denso y caliente del Sol (véase Energía nuclear). Aunque esta fusión nuclear convierte 600 millones de toneladas de hidrógeno por segundo, el Sol tiene tanta masa (2 × 1027 toneladas) que puede continuar brillando con su luminosidad actual durante 6.000 millones de años. Esta estabilidad permite el desarrollo de la vida y la supervivencia en la Tierra. A pesar de la gran estabilidad del Sol, se trata de una estrella sumamente activa. En su superficie aparecen y desaparecen manchas solares oscuras lindando con intensos campos magnéticos en ciclos de 11 años. Los repentinos estallidos de partículas cargadas procedentes de las fulguraciones solares pueden provocar auroras y alterar las señales electromagnéticas de la Tierra; un continuo flujo de protones, electrones e iones abandona el Sol y se mueve por el Sistema Solar, formando espirales con la rotación del Sol. Este viento solar configura las colas de gas de los cometas y deja sus rastros en el suelo lunar.

3 LOS PLANETAS

Después de la definición de planeta dada por la Unión Astronómica Internacional en agosto de 2006, el Sistema Solar tiene, en la actualidad, ocho planetas. Normalmente se dividen en dos grupos: los planetas interiores (Mercurio, Venus, Tierra y Marte) y los planetas exteriores (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno). Los interiores son pequeños y se componen sobre todo de roca y hierro. Los exteriores son mayores y se componen, principalmente, de hidrógeno, hielo y helio.

Mercurio es muy denso, en apariencia debido a su gran núcleo compuesto de hierro. Con una atmósfera tenue, Mercurio tiene una superficie marcada por impactos de asteroides. Venus tiene una atmósfera de dióxido de carbono (CO2) 90 veces más densa que la de la Tierra; esto causa un efecto invernadero que hace que la atmósfera venusiana conserve mucho el calor. La temperatura de su superficie es la más alta de todos los planetas: unos 477 °C. La Tierra es el único planeta con agua líquida abundante y con vida. Existen sólidas pruebas de que Marte tuvo, en algún momento, agua en su superficie, pero ahora su atmósfera de dióxido de carbono es tan delgada que el planeta es seco y frío, con capas polares de dióxido de carbono sólido o nieve carbónica. Júpiter es el mayor de los planetas y el que más satélites conocidos tiene orbitando a su alrededor. Su atmósfera de hidrógeno y helio contiene nubes de color pastel y su inmensa magnetosfera, sus anillos y sus satélites, lo convierten en un sistema planetario en sí mismo. Saturno rivaliza con Júpiter, con una estructura de anillos más complicada y con un gran número de satélites, entre los que se encuentra Titán, con una densa atmósfera. Urano y Neptuno tienen poco hidrógeno en comparación con los dos gigantes; Urano, también con una serie de anillos a su alrededor, se distingue porque su eje de rotación forma un ángulo de 8° con el plano de su órbita.

4 LOS PLANETAS ENANOS

La resolución de la Unión Astronómica Internacional de agosto de 2006 en la que se definía “planeta”, incluía también la creación de otras dos categorías de cuerpos dentro del Sistema Solar: los planetas enanos y los cuerpos pequeños del Sistema Solar. A diferencia de los planetas, los planetas enanos no han eliminado otros cuerpos existentes en las proximidades de su órbita, es decir, no han despejado las inmediaciones de su órbita. Los tres primeros miembros de esta categoría son Plutón, Ceres y Eris, un cuerpo celeste, ligeramente mayor que Plutón, al que se nombró de forma provisional como 2003 UB313 (también conocido anteriormente como Xena).

Plutón parece similar a los satélites más grandes y helados de Júpiter y Saturno; está tan lejos del Sol y es tan frío que el metano se hiela en su superficie. Ceres, con un diámetro de unos 950 km, gira en torno al Sol entre las órbitas de Marte y Júpiter. Eris fue descubierto en julio de 2005 dentro del cinturón de Kuiper, un anillo de cuerpos rocosos que orbitan el Sol más allá de Neptuno.

5 OTROS COMPONENTES

La categoría de “cuerpos pequeños del Sistema Solar” incluye a todos los objetos que no son planetas ni planetas enanos, a excepción también de los satélites. Es decir, incluye la mayor parte de los asteroides y los objetos transneptunianos, los cometas y los meteoroides.

Los asteroides son cuerpos rocosos que se mueven en órbitas elípticas, sobre todo entre las órbitas de Marte y Júpiter. Calculados en miles, los asteroides tienen tamaños muy diferentes, los más grandes con diámetros de cientos de kilómetros. Algunos asteroides son desviados hacia órbitas excéntricas que les pueden llevar más cerca del Sol. Los cuerpos más pequeños que orbitan el Sol se llaman meteoroides. Algunos se estrellan contra la Tierra y aparecen en el cielo nocturno como rayos de luz; se les llama meteoros. Los fragmentos rescatados se denominan meteoritos. Los estudios en los laboratorios sobre los meteoritos han revelado mucha información acerca de las condiciones primitivas de nuestro Sistema Solar. Las superficies de Mercurio, Marte y diversos satélites de los planetas (incluyendo la Luna de la Tierra) muestran los efectos de un intenso impacto de asteroides al principio de la historia del Sistema Solar. En la Tierra estas marcas se han desgastado, excepto en algunos cráteres de impacto reciente.

Parte del polvo interplanetario puede también proceder de los cometas, que están compuestos básicamente de polvo y gases helados, con diámetros de 1 a 10 km. Muchos cometas orbitan el Sol a distancias tan grandes que pueden ser desviados por las estrellas hacia órbitas que los transportan al Sistema Solar interior. A medida que los cometas se aproximan al Sol liberan su polvo y gases formando una cabellera y una cola espectaculares. Bajo la influencia del potente campo gravitatorio de Júpiter, los cometas adoptan algunas veces órbitas mucho más pequeñas. El más conocido es el cometa Halley, que regresa al Sistema Solar interior cada 75 años. Su última aparición fue en 1986. En julio de 1994 los fragmentos del cometa Shoemaker-Levy 9 chocaron contra la densa atmósfera de Júpiter a velocidades de 210.000 km/h. Con el impacto, la enorme energía cinética de los fragmentos se convirtió en calor a través de explosiones gigantescas, formando bolas de fuego mayores que la Tierra.

Las superficies de los satélites helados de los planetas exteriores están marcadas por los impactos de los núcleos de los cometas. En realidad, el asteroide Quirón, que orbita entre Saturno y Urano, puede ser un enorme cometa inactivo. De forma semejante, algunos de los asteroides que cruzan la órbita de la Tierra pueden ser los restos rocosos de cometas extinguidos.

Los cometas se encuentran en torno al Sol en dos grandes grupos: el cinturón de Kuiper y la nube de Oort. El primero es un anillo que se extiende más allá de la órbita de Neptuno, entre 30 y 50 UA; se trata de una reserva de cometas con periodos inferiores a 500 años. La nube de Oort es, en teoría, una capa esférica de cometas situada hacia la mitad de la distancia entre el Sol y la heliopausa.

En 2002 se identificó, dentro del cinturón de Kuiper, un cuerpo celeste (bautizado provisionalmente como Quaoar) de unos 1.300 km de diámetro, el más grande hallado hasta ese momento orbitando el Sol desde que se descubrió Plutón en 1930. En 2004 se confirmó el descubrimiento de Sedna, un objeto del Sistema Solar de menor tamaño que Plutón pero, probablemente, mayor que Quaoar, y que podría formar parte de la nube de Oort. Sedna presenta una órbita extremadamente elíptica, y un color rojizo y un brillo característicos.

El Sol está rodeado por tres anillos de polvo interplanetario. Uno de ellos, entre Júpiter y Marte, es conocido desde hace tiempo como el origen de la luz zodiacal. De los otros dos anillos, que se descubrieron en 1983, uno está situado a una distancia del Sol de solamente dos anchos solares y el otro en la región de los asteroides.

6 MOVIMIENTOS DE LOS PLANETAS Y DE SUS SATÉLITES


Si se pudiera mirar hacia el Sistema Solar por encima del polo norte de la Tierra, parecería que los planetas se están moviendo alrededor del Sol en sentido contrario al de las agujas del reloj. Todos los planetas, excepto Venus y Urano, giran sobre su eje en el mismo sentido. Todo el sistema es bastante plano; sólo la órbita de Mercurio y la de Plutón son inclinadas. La del planeta enano es tan elíptica que hay momentos en que se acerca más al Sol que Neptuno.

Los sistemas de satélites siguen el mismo comportamiento que sus planetas principales, pero se dan muchas excepciones. Tanto Júpiter, como Saturno y Neptuno tienen algún satélite que se mueve a su alrededor en órbita retrógrada (en el sentido de las agujas del reloj), y muchas órbitas de satélites son muy elípticas. Júpiter, además, tiene atrapados dos cúmulos de asteroides (los llamados Troyanos), que se encuentran a 60° por delante y por detrás del planeta en sus órbitas alrededor del Sol. Algunos satélites de Saturno tienen atrapados de forma similar cuerpos más pequeños.

Dentro de este laberinto de movimientos, hay algunas resonancias notables: Mercurio gira tres veces alrededor de su eje por cada dos revoluciones alrededor del Sol; no existen asteroides con periodos de 1/2, 1/3,…, 1/n (donde n es un entero) del periodo de Júpiter; los tres satélites interiores de Júpiter, descubiertos por Galileo, tienen periodos en la proporción 4:2:1. Estos y otros ejemplos demuestran el sutil equilibrio de fuerzas propio de un sistema gravitatorio compuesto por muchos cuerpos.

7 TEORÍAS SOBRE EL ORIGEN

A pesar de sus diferencias, los miembros del Sistema Solar forman probablemente una familia común; parece ser que se originaron al mismo tiempo.

Entre los primeros intentos de explicar el origen de este sistema está la hipótesis nebular del filósofo alemán Immanuel Kant y del astrónomo y matemático francés Pierre Simon Laplace. De acuerdo con dicha teoría una nube de gas se fragmentó en anillos que se condensaron formando los planetas. Las dudas sobre la estabilidad de dichos anillos han llevado a algunos científicos a considerar algunas hipótesis de catástrofes como la de un encuentro violento entre el Sol y otra estrella. Estos encuentros son muy raros, y los gases calientes se dispersarían en lugar de condensarse para formar los planetas.

Las teorías actuales conectan la formación del Sistema Solar con la formación del Sol, ocurrida hace unos 4.700 millones de años. La fragmentación y el colapso gravitacional de una nube interestelar de gas y polvo, provocada quizá por las explosiones de una supernova cercana, puede haber conducido a la formación de una nebulosa solar primordial. El Sol se habría formado entonces en la región central, más densa. La temperatura es tan alta cerca del Sol que incluso los silicatos, relativamente densos, tienen dificultad para formarse allí. Este fenómeno puede explicar la presencia cercana al Sol de un planeta como Mercurio, que tiene una envoltura de silicatos pequeña y un núcleo de hierro denso mayor de lo usual. (Es más fácil para el polvo y vapor de hierro aglutinarse cerca de la región central de una nebulosa solar que para los silicatos más ligeros.) A grandes distancias del centro de la nebulosa solar, los gases se condensan en sólidos como los que se encuentran hoy en la parte externa de Júpiter.

La evidencia de una posible explosión de supernova de formación previa aparece en forma de trazas de isótopos anómalos en las pequeñas inclusiones de algunos meteoritos. Esta asociación de la formación de planetas con la formación de estrellas sugiere que miles de millones de otras estrellas de nuestra galaxia también pueden tener planetas. La abundancia de estrellas múltiples y binarias, así como de grandes sistemas de satélites alrededor de Júpiter y Saturno, atestiguan la tendencia del colapso de la nube de gas, fragmentándose en sistemas de cuerpos múltiples.
 

Enviado por: María Delgado Fornás, Logroño, España

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