Hablemos sobre el Sistema Solar (Parte I)

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En esta publicación me referiré a nuestro propio vecindario, el sistema solar, es posible que al igual que como me paso a mí, la primera vez que nos sentimos fascinados por el cosmos, fue cuando en algún momento en la escuela primaria, nos hablaron del sistema solar y nos dijeron que estaba formado por una estrella, el Sol, nueve planetas, en mi época de primaria aun Plutón era considerado planeta, los satélites naturales, cometas y los asteroides; bien hoy quiero profundizar un poco en esto, presentándoles algunos datos relevantes y curiosos que probablemente sean nuevos para algunos de ustedes.

¿Qué es el sistema solar?

El sistema solar es el sistema planetario en el que habitamos, en él un conjunto de cuerpos orbitan una única estrella central que conocemos como Sol. Además del Sol, los cuerpos que conforman el sistema son, los Planetas, planetas enanos, objetos transneptunianos, satélites, asteroides, meteoroides, cometas y centauros, además de éstos hay una buena cantidad de gas y polvo remanente de su formación y partículas expulsadas por el Sol en forma de viento solar.

Durante la mayor parte de la historia humana, existió la creencia de que el Sol, planetas y estrellas giraban alrededor de la tierra, era el llamado Modelo Geocéntrico, si bien esta creencia se puede datar desde la antigua Babilonia, su forma más moderna se debe al Griego Claudio Ptolomeo, quien en su tratado del siglo II Almagesto, definiría a la tierra como un cuerpo esférico que ocupaba el centro del sistema y alrededor de ella giraban la Luna el Sol y todos los planetas, en diferentes niveles o Esferas.

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Este modelo fue fácilmente asimilado por la iglesia cristiana, por la firme creencia de la Tierra como centro de la creación divina, lo que contribuyó a que se mantuviera vigente hasta bien entrado el siglo XVII cuando Johannes Kepler definiera sus tres leyes, las cuales permitían, con un gran margen de precisión, predecir el movimiento de la luna y los planetas, dando así un sustento matemático al modelo Heliocéntrico.

Antes de que Kepler definiera sus leyes, la idea de que el Sol sería el centro del sistema y alrededor de él girarían los planetas, fue propuesta por Aristarco de Samos en el siglo III, pero sería poco aceptada.

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Luego la idea del heliocentrismo fue retomada por Nicolas Copérnico, quien la propuso en su obra póstuma de 1543 De revolutionibus orbium coelestium, sin embargo, este modelo no permitía predecir con exactitud el movimiento planetario, además conservaba la idea de las esferas que contenían el movimiento de los planetas y de una bóveda celeste fija que contenía a las estrellas.

Años después de Copérnico, entre el 1609 y el 1619, Kepler definiría sus leyes del movimiento planetario y explicaría las órbitas de los cuerpos celestes como elípticas, con el Sol ubicado en uno de los focos de la elipse, mientras que el movimiento de traslación no tendría una velocidad constante a lo largo de toda la órbita, siendo más rápido en la medida que planeta se encontraba más cerca del Sol y más lento cuando más lejos se encontraba.

En el 1687 Isaac Newton definiría las Leyes de la Gravedad Universal, las cuales finalmente permitirían dar una explicación clara al movimiento planetario, excepto a la Precesión1 del Perihelio2 de Mercurio, la cual sería definitivamente explicada gracias a la Teoría de la Relatividad General de Einstein, formulada en 1915.

¿Cómo se formó el sistema solar?

Ya en una publicación previa he explicado un poco al respecto, fundamentalmente me enfoqué en el origen de nuestra estrella, sin embargo existen varias teorías sobre cómo se originó el sistema solar, como un todo, la que tiene más aceptación, a la vez que parece dar una mejor explicación a las particularidades del sistemas, proviene de los trabajos independientes de Emanuel Swedenborg, Emanuel Kant y Pierre-Simon Laplace, durante el siglo XVIII, para posteriormente ser ampliada con conocimiento proveniente de diversas áreas científicas y más recientemente del descubrimiento de varios sistemas planetarios extra solares.

La principal explicación del origen de sistema solar proviene de la Hipótesis Nebular, según la cual el Sol y los planetas se formarían en una nube molecular, una guardería estelar, con una gran concentración de hidrógeno y helio, pero que también contendría elementos pesados, originados en explosiones de supernovas, en esta nube se formarían varias estrellas que luego se dispersarían.

En un sector de esta nube, en el cual se concentraría un poco más de la masa que hoy poseen en conjunto todo los cuerpos que conforman el sistema solar, por efecto de la gravedad, se reuniría en su centro la mayor parte de esta materia y daría origen al Sol, por efecto de la conservación del movimiento angular de las partículas que lo formaron, estaría en rotación y el efecto de su gravedad y la tracción que ésta generaría, haría girar al gas y polvo restante a su alrededor formando en su plano orbital lo que sería el disco protoplanetario, del cual se generarían los planetas, el polvo más próximo a la estrella generaría la fricción suficiente para reducir su velocidad, mientras el resto del disco protoplanetario mantendría la propia, esto explicaría porque el Sol gira más lentamente que los planetas, posteriormente el polvo más próximo al Sol terminaría por evaporarse al incrementar éste su temperatura.

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Debido a las altas temperaturas del sistema solar interior, las moléculas de agua, metano y otros gases, no pudieron condensarse ahí y fueron barridas por el viento solar al sistema solar exterior, por esta razón los planetas interiores están formado principalmente por elementos pesados como silicio, hierro y aluminio, mientras que los gases fueron atrapados por los planetas exteriores donde se acumularon para formar los gigantes gaseosos, y mucha del agua se congelo para formar comentas y centauros.

Este es el modelo de formación del sistema solar que predomina en este momento, sin embargo, no explica del todo algunas peculiaridades de éste, como, por ejemplo, ¿por qué casi todos los planetas tienen inclinado su eje de rotación respecto al plano de su órbita?, así como, ¿por qué en muchos de los gigantes gaseosos, el plano de traslación de algunos de sus satélites está inclinado respecto al del planeta?.

Algunos científicos han propuesto que muchas de estas incógnitas se podrían explicar por eventos posteriores a la formación del sistema solar. Así, por ejemplo, uno de estas incógnitas es, ¿por qué nuestra Luna es tan grande en proporción al tamaño de la Tierra?, una de las explicaciones es que la Tierra original sufriría una colisión con un hipotético planeta, llamado Theia, con el cual compartiría la órbita, la colisión con este cuerpo, de un tamaño similar al de Marte, provocaría la formación de un objeto denominado Synestia3, del cual se formarían la Tierra y Luna actuales y lo cual también podría dar explicación a la inclinación del eje de rotación terrestre.

¿Cuál es la estructura del sistema solar?

El sistema solar está conformado por el Sol que es su única estrella que ocupa su posición central y posee el 99,9% de la masa total del sistema, a su alrededor orbitan, directa o indirectamente planetas, satélites, planetas enanos, asteroides, meteoroides, cometas y centauros.

Los ocho planetas conocidos que orbitan el Sol lo hacen en órbitas más o menos circulares, las cuales, ocupan todas un mismo plano denominado eclíptica, en este plano se encuentran también el cinturón de asteroides y el cinturón de Kuiper.

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Fundamentalmente es posible identificar las siguientes regiones en el sistema solar:

Sistema solar interior: es la región más cercana al Sol y está formada por las orbitas de cuatro planetas, Mercurio, Venus, La Tierra y Marte, son denominados planetas terrestres o rocosos, por estar fundamentalmente conformados por silicio y metales. Son los planetas de menor tamaño y tres de ellos están ubicados en la denominada Zona de Ricitos de Oro o Zona de Habitabilidad, que es aquella donde existen condiciones para albergar vida como la conocemos. Esos planetas son Venus, Marte y obviamente la Tierra.

Cinturón de asteroides: demarca la separación del sistema solar interior del exterior, es una región de escombros de diferentes tamaños y formas, que pueden ser los restos de un planeta que no llego a consolidarse o que fue destruido en los inicios del sistema solar, en él se encuentran la mayor parte de los asteroides del sistema y en su interior orbita el planeta enano Ceres.

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Sistema solar exterior: corresponde a la región formada por las órbitas de los plantas ubicados después del cinturón de asteroides; Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, son denominados gigantes gaseosos o planetas gigantes, fundamentalmente están conformados por un núcleo rocoso y una gruesa capa de gases a grandes presiones, con predominancia de hidrógeno y helio en Júpiter y Saturno, mientras que Urano y Neptuno, además de estos gases también presentan gran cantidad de cristales de hielo de metano, agua y amoniaco, por lo que también son llamados gigantes helados.

Cinturón de Kuiper: es una franja formada por objetos congelados de menor tamaño, similar al cinturón de asteroides, que se extiende después de Neptuno, el último planeta gaseoso. Su nombre se debe a quien predijo su existencia, el astrónomo Estadounidense Gerard Kuiper, ocupa una región que va de las 30 a las 55 UA, de distancia del Sol, y está formado principalmente por objetos que tienen diámetros de entre los 100 y 1000 kilómetros, también hay planetas enanos y se especula la posible existencia de objetos de tamaño similar al de Marte. En el cinturón de Kuiper orbitan tres de los cinco planetas enanos que se conocen; Plutón, antiguamente considerado planeta, Makemake y Haumea.

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El acantilado de Kuiper: es una región ubicada al final del cinturón de Kuiper, a unos 55 UA, en la que la densidad de objetos desciende drásticamente, por lo que se ha planteado la posibilidad de la existencia en ella de un planeta, que ha sido denominado Planeta X.

El disco disperso: es una región que se solapa con el cinturón de Kuiper a partir de las 30 UA y se extiende hasta probablemente más allá de las 460 UA, a diferencia de las otras regiones descritas hasta ahora, el disco disperso se extiende muy por encima y por debajo de la eclíptica y se piensa que sus objetos pudieron ser expulsados a estas orbitas por efecto de la gravedad de los planetas gaseoso, principalmente Neptuno, en él se encuentra el planeta enano más lejano, Eris, el cual es ligeramente más pequeño que Plutón.

Nube de Oort: es la región más externa del sistema solar, es una nube esférica que se encontraría a un cuarto de la distancia que separa al Sol de Alpha Centauri, aproximadamente un año luz, sería una región de baja densidad de cuerpos, formada por fragmentos congelados, se cree que en total su masa sería el equivalente a cinco veces la de la tierra, de ella provendrían los Cometas de ciclo largo. Sedna uno de los Objeto Transneptunianos más lejanos conocido, aunque se cataloga como un objeto del disco disperso, es considerado por algunos expertos como parte de las regiones internas de la nube de Oort, pues su órbita se aleja a más de 900 UA del Sol.

¿Qué es un planeta y cuantos hay en el sistema solar?

Aunque suene raro, resulta conveniente definir que es un planeta, pues debido al reciente descubrimiento de una considerable cantidad de cuerpos transneptunianos, sumado a la búsqueda de sistemas planetarios extrasolares, fue necesario para los científicos dejar en claro que era y que no era un planeta.

Para la Unión Astronómica Internacional4 un planeta es un cuerpo celeste que cumple con las siguientes características:

  1. Orbitar alrededor de una estrella o remanente de una.
  2. Su forma debe ser un esferoide.
  3. Debe haber limpiado su órbita de cuerpos menores, lo que se denomina dominancia orbital
  4. No emitir luz propia.

Según estos criterios, en el sistema solar es posible identificar sólo ocho planetas: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. La siguiente tabla resume algunas características importantes de éstos, expresadas en relación a la Tierra:

PlanetaDiámetro ecuatorial (Tierra = 1)Masa (Terra =1)Distancia promedio del Sol (UA)Periodo orbital (años)Periodo de rotación (días)
Mercurio0,390,060,390,2458,66
Venus0,950,820,720,615243
Tierra11111
Marte0,530,111,521,881,03
Júpiter11,23185,2011,860,414
Saturno9,41959,5429,460,426
Urano3,9814,619,1984,010,718
Neptuno3,8117,230,06164,790,6745

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Mercurio

Es el plantea más pequeño y más cercano al Sol, forma parte de los llamados planetas terrestres o rocosos, es también el segundo más denso después de la tierra, se cree que su núcleo sería altamente rico en hierro y ocuparía el 42% del volumen del planeta.

Una explicación a su elevada densidad implica que pudo tratarse de un planeta gaseoso, cuyas capas de gas fueron arrancadas como efecto del viento solar, quedando expuesto su núcleo, esto se ve reforzado por estar su escaza atmosfera formada por trazas de hidrogeno y helio, elementos predominantes en las atmosferas de los gigantes gaseosos.

Su superficie es similar a la de la Luna, con predominancia de cráteres de impacto de meteoritos, la larga duración de su día hace que una cara del planeta alcance altísimas temperaturas, que pueden llegar a los 420 °C, mientras que la otra cara presenta temperaturas gélidas de hasta -180 °C.


Venus

En apariencia, tamaño, masa y estructura, es el planeta más parecido a la Tierra, sin embargo, su temperatura superficial es la más elevada del sistema solar, con una media de 464 °C y una máxima de 500 °C, estas elevadas temperaturas se deben principalmente a la gran densidad de su atmosfera y su elevada concentración de dióxido de carbono, esta combinación provoca un intenso efecto invernadero, causa de su altísima temperatura.

Curiosamente la radiación que recibe la superficie de planeta, proveniente del Sol, es muy poca, pues la mayoría es reflejada por la densa atmosfera y la restante absorbida por ella, en consecuencia, si no fuera por el efecto invernadero, la temperatura de Venus sería similar a la de la Tierra.

Junto a Mercurio son los dos únicos planetas del sistema solar que no poseen satélites naturales.


Tierra

Es tercer planeta en proximidad al sol y está ubicado en medio de la zona de habitabilidad del sistema solar, su atmosfera está formada en mayor parte por Nitrógeno (72%) y Oxígeno (21%), es el único planeta del sistema solar que posee agua líquida en su superficie y hasta la fecha el único donde se sabe hay vida. Su temperatura media superficial es de 14 °C.

La Tierra tiene un único satélite natural que es la Luna, el cual es proporcionalmente muy grande en relación al planeta, lo cual ha dado a varias especulaciones sobre su origen, actualmente la más aceptada es la de la colisión con la Tierra con un hipotético planeta llamado Theia, con el que compartía la órbita, esta hipótesis es llamada la del Gran Impacto

La Luna tiene acoplamiento de marea u orbital con la Tierra, por lo que siempre muestra la misma cara al planeta.


Marte

Es el cuarto planeta del sistema y el más alejado del Sol en el sistema solar interior, tiene una delgada atmosfera formada principalmente por dióxido de carbono, su temperatura superficial media es de -46 °C, posee dos satélites naturales; Fobos y Deimos, ambos podrían ser asteroides atrapados por la gravedad del planeta.

Históricamente Marte ha representado grandes incógnitas, la principal de ellas, es la posibilidad de vida. La inexistencia de agua líquida en la superficie marciana, debido a la baja presión atmosférica, descarta la existencia de vida en la superficie del planeta, sin embargo, hoy en día existen misiones de exploración destinadas a buscar rastros de vida microscópica, bajo la superficie del planeta, donde se presume puede haber agua en estado líquido.

A pesar de no poseer agua líquida, la superficie de Marte muestra accidentes geográficos; como valles y cuencas, que podrían probar la existencia de agua superficial en un pasado distante, se especula que el planeta pudo haber tenido una atmosfera más densa con una concentración suficiente de gases de invernadero como para calentar la superficie y tener una presión atmosférica que soportase la existencia de agua líquida, se desconocen las causas por las cuales perdió parte de sus gases atmosféricos.

Se cree que Marte podría poseer grandes cantidades de agua congelada en sus polos, que mayormente están formados por hielo de dióxido de carbono, hielo seco, y bajo su superficie donde posiblemente podría estar en estado líquido. También es posible que exista agua líquida en superficial en algunos cráteres profundos, pero bajo una capa de hielo.


Júpiter

Es por mucho el planeta más grande del sistemas solar y es el primero en proximidad al Sol de los gigantes gaseosos, está formado principalmente por hidrógeno y helio, tiene una temperatura promedio de -121 °C, su estructura estaría conformada por gruesas capas de gases que se van haciendo cada vez densas por efecto de presión, hasta llegar a transformarse en Hidrógeno Metálico5 líquido, en el interior de planeta podría existir un núcleo rocoso congelado de unas 7 masas terrestres, sin embargo algunos expertos plantean la posibilidad de que este núcleo no exista.

Júpiter presenta una intensa actividad atmosférica, que se manifiesta en bandas de tonalidades oscuras y zonas en tonos claros surcan que su superficie, estas bandas y zonas están formadas por capas de nubes, probablemente de cristales de amoniaco, que son movidas por violentos vientos que las impulsan en sentidos encontrados.

Una característica reconocible de Júpiter es la Gran Mancha Roja, una tormenta que surca la atmosfera del planeta y cuyo vórtice tiene la forma de una gran mancha ovalada de color pardo rojizo, esta mancha ha cambiado la intensidad de su color y tamaño a lo largo del tiempo, pero se ha mantenido como una constante en la atmosfera del planeta.

Júpiter ocupa el primer lugar del sistema solar en el número de satélites naturales que lo orbitan, seguido por Saturno, en total se le conocen 79 satélites de los cuales los principales y más grandes, son los denominados Satélites Galileanos_ por haber sido descritos por primera vez por Galileo, son en orden de proximidad al planeta Io, Europa, Ganimedes y Calisto, siendo Ganimedes el mayor de ellos y también el más grande del sistema solar, seguido por Titán.

Un rasgo poco conocido de Júpiter es el poseer, al igual que todos los gigantes gaseosos, un sistema de anillos de polvo y cristales de hielo, que, en su caso particular, no puede ser visto desde la Tierra, se piensa que en algún momento este anillo pudo ser tan denso como el de Saturno, pero fue cayendo al planeta, absorbido por su gravedad.


Saturno

Saturno es uno de los planetas más reconocibles del sistema solar, debido a sus característicos anillos, es el segundo planeta más grande y el sexto más próximo al Sol. Al igual que Júpiter, Saturno es un gigante gaseoso, está principalmente compuesto por hidrógeno y helio y su temperatura promedio se estima en -130 °C.

Una característica peculiar de Saturno es su baja densidad, la menor del sistema solar, su masa es de 95 masas terrestres mientras que su volumen es equivalente al de 740 tierras, como consecuencia de esto su densidad es de 690 kg/m3 lo que lo hace menos denso que el agua (1.000 kg/m3), por lo que, como dato curioso, se puede decir que, si se tuviera una cantidad suficiente de agua en la que arrojar a Saturno, flotaría en ella.

La baja gravedad que tiene el planeta, en relación a su tamaño, hace que tenga un gran achatamiento polar, dándole una forma de elipsoide, siendo el más elíptico de los planetas gaseosos.

Al igual que Júpiter la estructura de Saturno está formada por un núcleo rocoso congelado, rodeado de hidrógeno y a diferentes presiones y densidades, llegando a formar una gruesa capa de hidrógeno metálico líquido, alrededor del núcleo. La capa superficial de su atmosfera, presenta, al igual que Júpiter, bandas y zonas de nubes, movidas por intensos vientos encontrados, aunque menos marcadas que éste. Los polos del planeta, presentan intensos vórtices de tormenta que provocan un patrón hexagonal único en el sistema solar.

Los anillos de Saturno son su característica más conocida, están formados por cristales de hielo de agua y polvo, las partículas que los conforman pueden tener tamaños que van desde granos de polvo hasta pocos metros de diámetro, actualmente, gracias a la sonda Cassini y telescopios espaciales como el Spitzer, se han logrado identificar hasta nueve anillos de diferentes densidades.

Sobre la formación de este sistema de anillos se especula que su origen se remonta a los inicios del sistema solar cuando una luna congelada cayó en espiral al planeta siendo absorbido su núcleo rocoso y sus capas externas de hielo y polvo pasaría a formar los anillos, esto pudo repetirse con varios objetos hasta formar un denso sistema de anillos que, se estima, debió tener al menos mil veces la masa del actual. El material de los anillos está cayendo a la atmosfera del planeta, por lo que se estima que, en varios millones de años, ya no serán visibles desde la Tierra.

A Saturno lo orbitan de forma regular 62 satélites naturales, siendo los más destacado, en orden mayor a menor en tamaño: Titán, Rea, Jápeto, Dione, Tetis, Encélado y Mimas. Entre sus satélites es particularmente interesante Titán, el cual es el segundo mayor satélite del sistema solar y es el que posee la atmosfera más densa, su superficie tiene muchas similitudes con la de la tierra, presentando montañas, valles, lagos y ríos, salvo que estos lagos y ríos no serían de agua, sino de metano líquido, su atmosfera estaría compuesta en su mayoría por nitrógeno, siendo junto a nuestro planeta los únicos cuerpos con predominancia de este gas, es posible que en su superficie la presión atmosférica sea muy parecida a la terrestre, curiosamente en Titan el metano seguiría un ciclo similar al del agua en la tierra, existiendo no sólo lagos y ríos, sino nubes y lluvias de este hidrocarburo.


Urano

Urano es el tercer planeta gigante o gigante gaseoso en tamaño y el séptimo planeta desde el Sol, al igual que los restantes planetas gigantes también está formado principalmente por hidrógeno y helio, sin embargo, a diferencia de Júpiter y Saturno, también tiene una razonable proporción de hielo de agua, amoniaco, metano y otros hidrocarburos, su atmósfera es la más fría de todos los planetas del sistema solar con una temperatura promedio de -205 °C.

La estructura de Urano consistiría en capas de gases, hielo y un núcleo rocoso, su atmósfera, se muestra normalmente de un azul uniforme, sin bandas, ni zonas diferenciables, sin embargo, si se han apreciado ocasionales tormentas y variaciones estacionarias. La capa superior de la atmósfera estaría compuesta de nubes de hielo de metano, mientras que la capa más baja seria de hielo de agua. La abundancia de hielo, en su estructura, ha llevado a categorizarlo como gigante congelado, para diferenciarlo de los gigantes gaseosos.

Una peculiaridad de Urano es la gran inclinación de su eje de rotación de 97,77° por lo que uno de sus polos apuntaría al Sol, no existe una explicación para esta inclinación, una de las hipótesis que se plantea es que en los inicios del sistema solar haya sido impactado por un protoplaneta de tamaño considerable.

Como todos los planetas gigantes, Urano posee un sistema de anillos, del cual se han llegado a contar 13, de diferentes grosores, y densidades, siendo todos relativamente delgados. Los anillos de Urano fueron los segundos en ser descubiertos en el sistema solar. Están formados por partículas de hielo, polvo y rocas, relativamente grandes, se supone que serían restos de un satélite desgarrado por la atracción del planeta o por las colisiones sucesivas de objetos más pequeños en su órbita.

Posee 27 satélites conocidos, de los cuales, los más importantes de mayor a menor en tamaño serían: Titania, Oberón, Umbriel, Ariel y Miranda.

Un fenómeno curioso que se predice podría darse en Urano, son las lluvias de grafito y diamantes; se supone que, debido a las altas presiones atmosféricas, las moléculas de metano de la atmósfera superior, podrían separase y el carbono resultante se comprimiría formando estructuras cristalinas que darían lugar a precipitaciones de grafito y diamantes, llegando estos cristales a tener tamaños de hasta 200 kilogramos.


Neptuno

El más lejano planeta conocido del sistema solar es Neptuno, el octavo planeta y el cuarto planeta gigante en tamaño, su estructura es muy parecida a la de Urano, al punto de ser considerados planetas gemelos, su temperatura promedio es de -220 °C.

Su estructura y composición es similar a la de Urano, una atmósfera con predominancia de hidrógeno y helio, seguida de capas de hielos de agua, metano y amoniaco, para terminar con un núcleo recoso de pequeño tamaño, las capas superiores de la atmósfera tendrían presencia de capas de nubes de hielo de metano, amoniaco y agua.

A diferencia de Urano presenta formaciones de nubes diferenciables y bandas de tonalidades variables, incluso presenta una región denominada Gan Mancha Oscura, que se asemeja a la gran mancha roja de Júpiter, pero a diferencia de ésta, la mancha de Neptuno, sería el reflejo de un fenómeno atmosférico que ocurre en capas más profundas de la atmósfera.

Neptuno también presenta un sistema de anillos muy tenue y difícilmente detectables, que estaría compuestos de hielo, silicatos e hidrocarburos.

A su alrededor orbitan 14 satélites de los cuales el más importante es Tritón, el cual, entre otras cosas, destaca por tener una órbita retrógrada, estaría formado por nitrógeno congelado, hielo de agua y un núcleo rocoso.

En Neptuno, al igual que Urano, se presentaría el fenómeno de las precipitaciones de grafito y diamantes, debido a la mayor actividad atmosférica del planeta, es posible que este fenómeno sea más frecuente.

¿Por qué Plutón ya no es planeta? y ¿qué es ahora?

Plutón fue descubierto en 1930 por Clyde William Tombaugh, desde entonces fue considerado el noveno planeta del sistemas sola, sin embargo sus características diferían de los restantes planetas, para empezar es más pequeño que mercurio, lo que resultaba particularmente extraño en su ubicación, pues está en la zona de los gigantes gaseoso y además presenta una órbita muy excéntrica y con una gran inclinación respecto a la eclíptica, lo que lo diferenciaba de todos los demás planetas, cuyas orbitas son casi circulares y están prácticamente sobre la eclíptica.

Por mucho tiempo se propusieron varias hipótesis para explicar las peculiaridades de Plutón, desde que era un planeta o satélite que había sido expulsado de su órbita o un planeta errante que había sido atrapado por la gravedad del Sol.

A partir de 1992 empezaron a ser descubiertos numerosos objetos similares a Plutón, tanto en composición como en dimensiones, y que al igual que Plutón orbitaban en la región denominada cinturón de Kuiper.

Esta nueva situación llevó a la Unión Astronómica Internacional en 2006, a repensar la definición de planeta, incluyendo como uno de los criterios que debe cumplir, la Dominancia Orbital, lo cual significa que, los planetas deben haber limpiado sus órbitas de la mayor parte de cuerpos menores que puedan estar en su trayectoria y que no los estén acompañando en la misma. Este criterio descalifica a Plutón y a cualquiera de los objetos recientemente descubiertos pues ninguno de ellos la cumple.

Como consecuencia de esto se creó una nueva categoría denominada Planeta Enano, la cual incluiría a varios de estos objetos incluyendo a Plutón, agrupa a aquello objetos que reúnen las características de un planeta, pero sin embargo no tiene una masa lo suficientemente grande como para limpiar su órbita, además se crearon otras dos categorías la de Objeto Transneptuniano, para definir a aquellos objetos cuyas orbitas están más allá de la de Neptuno y la de Plutoide, para incluir a los planetas enanos que al mismo tiempo son objetos transneptunianos.

En resumen, según esta nueva clasificación Plutón sería un planeta enano, por no tener dominancia orbital, un objeto transneptuniano, por orbitar más allá de la órbita de Neptuno, y un plutoide, por ser un planeta enano que orbita más allá de la órbita de Neptuno.

¿Qué tan grande es el sistema solar?

Una de los principales problemas que se tienen al momento de representar el sistema solar es la escala del mismo, es posible hacer fácilmente comparativas entre los tamaños del Sol y los planetas, sin embargo, al momento de poner en perspectiva las distancias que separan a los objetos que lo conforman son pocos los modelos, no especializados, que logran hacerlo.

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Tomemos como ejemplo como hemos popularmente conceptualizado el cinturón de asteroides. Es común pensar que el cinturón de asteroides es una región densamente poblada de escombros de diferentes tamaños, lo cual no es del todo falso, lo que es incorrecto es como se concibe ese “densamente poblada” y como es concebido en términos astronómicos. Cuando la Sonda Pioneer 10 atravesó el cinturón de asteroides, una interrogante común fue, ¿cuán riesgoso sería para la integridad de la nave?, pues concebimos al cinturón de asteroides como una región con montones de rocas distanciadas escasamente unas de otras, sin embargo, nada más lejos de la realidad, los objetos que conforman el cinturón de asteroides pueden estar distanciados por varios millones de kilómetros. Esto puede servir de ejemplo de la magnitud de las distancias que se manejan a escala astronómica.

Con el fin de medir las distancias dentro del sistema solar, se ha definido una unidad de longitud estándar, que es la Unidad Astronómica (UA), la cual ya he definido en anteriores publicaciones y que en resumen es la distancia promedio que separa a la Tierra del Sol, esto equivale a aproximadamente 8 minutos luz, es decir la distancia recorrida por la luz en 8 minutos, que en términos de unidades de uso común es 17.987.547,480 Km, aproximadamente 18 millones de kilómetros.

La distancia que separa al Sol de Plutón, que es el objeto más lejano que es del conocimiento común, es de 39,5 UA, o lo que es lo mismo, 328,4 minutos luz, es decir la distancia que recorre la luz en poco menos de 5 horas y media.

Sin embargo decir estas cifras no ayuda a comprender las magnitud de estas distancias, para eso Josh Worth, un diseñador y artista gráfico, ha elaborado una representación a escala precisa del sistema solar, tomando como unidad de medida el pixel, en el modelo de este artista el objeto más pequeño que se puede representar es la Luna con un tamaño igual a un pixel, aquí pueden revisar el modelo (If the Moon Were Only 1 Pixel)

Pese a lo extenso que parezca el sistema solar, según lo que puede observase en el modelo de Worth, este sólo representa sus primeras 40 UA, Sedna uno de los planetas enanos cuya órbita se aleja más del Sol, llega, en su punto más distante, a las 900 UA y la Nube de Oort, la cual marcaría el limite exterior del sistema solar, está a un año luz de distancia del Sol.

Con esto concluyo por esta semana con la publicación, en la continuación profundizaré sobre los planetas enanos y objetos transneptunianos, además hablare sobre otros objetos del sistema solar como cometas y asteroides, para, finalmente, presentar algunos datos interesantes y curiosos sobre el sistema solar. Espero que esta publicación haya sido de su agrado, estaré atento a sus comentarios y observaciones. Gracias y hasta la próxima

Notas

  1. Precesión: Es un movimiento similar al de una peonza, que recorre el eje de rotación de los planetas o satélites respecto al eje de su plano orbital.


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  1. Perihelio: es el punto más próximo al Sol de la órbita de un objeto, es punto opuesto al Afelio, el cual sería el más alejado del Sol.
  2. Synestia: Es un objeto de forma toroidal, formado por roca vaporizada, que gira a gran velocidad y que puede ser el producto de la colisión entre dos o más objetos rocosos masivos que poseían un movimiento rotacional.
  3. Unión Astronómica Internacional: Es una organización internacional encargada de la regulación de aspectos como la definición y denominaciones de objetos celestes y la estandarización de unidades de medición. Fue creada en 1919 como el resultado de la unión de diferentes organismos reguladores en conceptos de astronomía.
  4. Hidrógeno Metálico: Es una forma de materia degenerada, en la cual, bajo ciertas condiciones de temperatura y presión, el hidrógeno se comportaría como un conductor de la electricidad.

Referencias

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Hola @amart29, extraordinario tu aporte, es un gran recorrido a nuestro sistema solar, sin duda que descubrí aspectos desconocidos para mi, por ejemplo el Cinturón de Kuiper, primera vez que leo al respecto. Algo que me causa curiosidad es saber como hacen los astrónomos para saber la composición de los planetas estando los mismos a considerables distancia de la Tierra? Como pueden estar tan seguros de que por ejemplo los gigantes gaseosos en efecto tienen una atmósfera constituida por hidrógeno y Helio entre otros? Los que no somos expertos en el área leemos publicaciones como la tuya con gran fascinación por la sola idea de conocer todo lo que está fuera de nuestro planeta y sin embargo a veces no ahondamos en estos aspectos. En cuanto al cinturón de asteroides desconocía que hubiera en su interior un pequeño planeta, aunque si sabia de la presunción de la existencia de un planeta en esa órbita que fue destruido. Adicionalmente, dentro de las curiosidades relacionadas con el sistema solar, en estos días vi un programa científico en el cual mencionan que el complejo denominado Teotihuacán ubicado en México, fue construido por una civilización antigua que conocía las distancias relativas entre los planetas y que incluso, a escala donde se ubica en el sistema solar el cinturón de asteroides ellos construyeron una quebrada que asemeja con exactitud tal ubicación, al parecer se trata de una joya arquitectónica que emula a la perfección nuestro sistema solar. Nuevamente muy educativo tu aporte, he aprendido mucho de su lectura, saludos fraternos amigo!!

Hola @reinaseq, un placer saludarte, respecto a tu pregunta, la verdad es que es una mezcla de varias cosas, primero los modelos de formación planetaria, son usados en primera instancia para definir a grandes rasgos como pudieron formarse los planetas, estos modelos permiten predecir de acuerdo a la distancia de la estrella que elementos pueden estar contenidos en el planeta, así por ejemplo los planetas más exteriores estarían formados principalmente por gases y hielo (que son barridos de las proximidades de la estrella por el viento estelar) y los más interiores por elementos más pesados, luego está la exploración de los planetas, la cual ha aportado mucha información de primera mano, ya todos los planetas han sido visitados al menos una vez por alguna sonda, bien sea en misiones específicas o en aproximaciones para asistencia gravitacional, incluso algunos asteroides y cometas han recibido visitas, el objeto que más recientemente ha sido visitado es Ultima Thule, un objeto del cinturón de Kuiper que fue fotografiado por la sonda New Horizons en fechas de año nuevo, por cierto es un objeto muy peculiar llamado binario de contacto, parece un maní, formado por dos objetos más pequeños que se orbitaban tan cerca que terminaron uniéndose, esto es una muestra de como se van agrupando objetos para terminar formando otros más grandes como los planetas. Otra fuente de información es la extrapolación de datos que se tienen de otros objetos, así por ejemplo, lo que conocemos de la tierra y la luna, se puede usar para entender como pueden estar formados Marte y Venus, etc, y finalmente las matemáticas de la relatividad, con ellas se explican los efectos de la gravedad sobre los diferentes objetos y sus materiales componentes y se pueden predecir cosas como por ejemplo la existencia de hidrógeno metálico en las capas internas de Júpiter.

Sobre Ceres el planeta enano del cinturón de asteroides, fíjate que a él le paso lo contrario que a Plutón, anteriormente era considerado el asteroide más grande, pero con la reclasificación fue ascendido al Planeta Enano, hace poco tiempo la sonda DAWN, entro en órbita a su alrededor y realizó varias fotografías de su superficie.

Gracias por tu comentario y un gran saludo.

Un hecho interesante es que la distancia de la Tierra a la Luna es casi exactamente tal que se puede poner todos los otros planetas del sistema solar en medio.
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Gracias por tu comentario @jent, dejé las curiosidades para la segunda parte, así que tomo nota para incluirla, saludos.

Saludos @amart29, extraordinario tu trabajo amigo todo un recorrido detallado por nuestro hermoso y espectacular sistema solar, me llamo la atención lo impecable de tu Post, en cuanto a la descripción de cada uno de los planetas y sobre todo la del planeta enano Plutón es toda una clase magistral, todo esto me llevó a reflexionar sobre lo maravilloso que es nuestro Gran Cosmo, pero que constantemente se nos olvida y vivimos desactualizados sobre estos temas como me paso con Plutón, además recordándonos las grandes obras dejadas por extraordinarios personajes históricos de la humanidad como Nicolás Copérnico, Johannes Kepler y sus estudios realizados en el planeta Marte lo cual le permitió el cálculo de su órbita con esto determina sus leyes relacionadas al movimiento de los planetas, estableciendo que los mismos orbitan en forma elípticas, leyes las cuales completo el gran Sir Isaac Newton transformando y revolucionando todo el mundo de la ciencia, además resaltando el trabajo de Einstein el cual es mi personaje científico favorito, y su tan famosa teoría de la relatividad, todo este apasionamiento es gracias a tus extraordinarias publicaciones, sin dudas, estaremos más que actualizados en esta materia astronómica, te felicito por tu ejemplar artículo gracias por educarnos sobre nuestro sistema solar. Un saludo fraterno hermano.

Gracias por tu comentario @rbalzan79 y disculpa mi tardanza en responder, me alegra que la publicación haya sido de tu agrado, ahora que leo tu comentario y traes a colación los trabajo de Kepler, vi que hubo un personaje importante que se me quedo por fuera y fue Tycho Brahe, para quien por algún tiempo trabajó Kepler, y aun cuando Brahe fue defensor del modelo geocéntrico, fueron sus mediciones y anotaciones sobre el movimiento de marte las que, después de su muerte, sirvieron a Kepler para dar forma a sus leyes. Saludos fraternos y gracias

Como de costumbre un excelente trabajo. Muchas felicidades

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Ni el profesor de geografiaexplica la clase asi

Excelente artículo!

Muy pero muy interesante.

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