EL SISTEMA SOLAR Introduccin a la astronoma

11 DE DICIEMBRE DE 2012 CHRISTIAN DIAZ RIVAS

ndice

1 INTRODUCCIN ............................................................................................................................. 2

2 EL SOL .............................................................................................................................................. 2

2.1 DIMENSIONES .................................................................................................................................... 2 2.2 ESTRUCTURA GENERAL ..................................................................................................................... 2 2.3 FOTOSFERA ........................................................................................................................................ 2 2.4 LA CROMOSFERA ............................................................................................................................... 3 2.5 LA CORONA ....................................................................................................................................... 4

3 LOS PLANETAS ............................................................................................................................... 4

3.1 PLANETAS DENSOS O TERRESTRES ..................................................................................................... 4 3.2 FORMACIN DE LOS PLANETAS TERRESTRES ...................................................................................... 5 3.3 EVOLUCIN DE LOS PLANETAS TERRESTRES ...................................................................................... 5

3.3.1 Mercurio ....................................................................................................................................... 6 3.3.2 Venus ............................................................................................................................................ 6 3.3.3 Tierra ............................................................................................................................................ 6 3.3.4 Marte, el planeta rojo ................................................................................................................... 7

3.4 PLANETAS GIGANTES GASEOSOS ........................................................................................................ 7 3.4.1 Jpiter ........................................................................................................................................... 8 3.4.2 Saturno ......................................................................................................................................... 8 3.4.3 Urano ............................................................................................................................................ 8

3.5 NEPTUNO ........................................................................................................................................... 9

4 ESCOMBROS .................................................................................................................................... 9

4.1 COMETAS ........................................................................................................................................... 9 4.2 METEORITOS ..................................................................................................................................... 9 4.3 ASTEROIDES .................................................................................................................................... 10 4.4 PLUTN Y CHARON (CARONTE)....................................................................................................... 10

5 BIBLIOGRAFA .............................................................................................................................. 11

1 Introduccin Se podra considerar el sistema solar como la nuestra vecindad en el universo donde compartimos

lazos gravitacionales con el centro de este que es el sol. Por eso lo primero que se comenz a estudiar

cuando observamos las estrellas son los objetos ms cercanos a nosotros pues son los que mejor

podemos observar. De hecho informacin importante ha surgido del estudio del sistema solar, sobre

todo de nuestra estable estrella el sol.

2 El sol

2.1 Dimensiones

El sol es la estrella que tenemos ms cerca en todo el universo, lo que nos permite estudiarlo muy

bien. Esto nos da muchos conocimientos los cuales nos ayudan a entender el comportamiento del sol

como de las estrellas en general, de ah la importancia del estudio del sol, nos permite comprender el

funcionamiento interno de estrellas ms lejanas.

Como del sol conocemos tantos datos, lo mejor es tabularlos.

Caracterstica Magnitud

Brillo visual [M] -26,8

Dimetro [km] 1.392.000

Superficie [Km^2] 6,0877 1012

Volumen [km^3] 1,4122 1018

Masa [Kg] 1,9891 1030

Temperatura mxima de la

superficie [K]5.778

2.2 Estructura general

En trminos de distancia desde el centro del sol el

25% es regin activa por procesos nucleares. Luego

tenemos la zona radiativa que comprende el 70 % del

sol. Por ltimo la parte al restante corresponde a la

regin convectiva, donde la energa es expulsada por

gas caliente.

2.3 Fotosfera

La fotosfera es la superficie aparente del sol. En la

parte alta est compuesta por gases muy densos, estos

al ser tan densos no permiten que la luz escape. Fuera

de esta zona le densidad cae 50% cada 100 Km.

(Palen)

La fotosfera constituye un lmite entre las capas ms

delgadas y transparente del sol (exterior) y las capas ms internas y densas. En lasta zona se forman

grnulos que son producidos por el gas incandescente que haciende de la zona conectiva para luego

volver a caer. Los grnulos tiene un tiempo de vida de aproximadamente 10 min.

Ac es donde tambin aparecen las manchas solares, que son zonas de menor temperatura lo que hace

que la radiacin de esta no sea totalmente visible segn la relacin:

=, 0029 [ ]

[]

Remplazando

=0,0029[ ]

4000[]= 72,5 []

Lo que se ajusta a la siguiente grafica

Donde claramente se ve que comienza a oscurecerse en el lmite del rango visible.

2.4 La cromosfera

La cromosfera es una capa delgada que

se encuentra entre la fotosfera y la

corona. Contiene alrededor del

1012% de la masa del sol. En su espectro se aprecian pocas lneas de

absorcin, pero bien marcadas como

H-alfa. La estructura de la cromosfera

es irregular a causa de espculas o jets

de da gas caliente que son expulsados

de la fotosfera.

Las espculas siempre se encuentran a

lo largo de las lneas de campo

magntico un una posicin dada en el

sol.

72,5 []

2.5 La corona

La corona es la capa ms externa del sol, la cual es

apreciada con ms facilidad durante los eclipses de sol.

Tiene una temperatura es muy alta, ms de 1.000.000 []. La transicin entre la cromosfera y la corona es bastante

abrupta, con solo unos pocos cientos de kilmetros, luego

se extiende por ms de 1.000.000 [] desde la cromosfera.

Una explicacin para las altas temperaturas de la corona es

que la interaccin con el campo magntico calienta las

partculas. Otra posibilidad es que solo los electrones que tienen una energa suficiente para salir de

la cromosfera forman la corona.

3 Los planetas En el sistema solar encontramos planetas principalmente de dos tipos:

Planetas densos o terrestres Planetas gigantes gaseosos

La diferencia entre estos planetas es la constitucin de estos planetas, unos tienen una constitucin

compacta, de alta densidad, mientras que los otros tienen una constitucin gaseosa y de baja densidad.

3.1 Planetas densos o terrestres

Los planetas densos son Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Las propiedades de las superficies de estos

planetas, los procesos geolgicos que los generaron dependen de unas pocas propiedades planetarias

bsicas, como la masa, la distancia del Sol y la composicin interna.

En la siguiente tabla se compactan los datos acerca de estos planetas

Mercurio Venus Tierra Marte

Masa [Kg] 3,28E+23 4,87E+24 5,97E+24 6,39E+23

Radio [m] 2,44E+06 6,05E+07 6,38E+07 3,39E+06

Densidad [Kg/m^3] 5.400 5.200 5.500 3.900

Promedio termperatura superficia [K] 400 730 280 210

Radio orbital [m] 5,79E+10 1,08E+11 1,50E+11 2,28E+11

Periodo orbital [dias] 87,89 224,70 365,30 687,00

Incllinacion de la orbita [] 7,00 3,39 0,00 1,85

Excentricidad de la orbita 0,21 0,01 0,02 0,09

Periodo de rotacion [dias] 58,65 243,02 1,00 1,03

Inclinacion del eje [] 2,00 177,00 23,50 25,20

Todos estos planteas han sufrido cambios evolutivos significativos a travs del tiempo.

Todos estos planetas presentaron en sus inicios crteres como la Luna, pero estos fueron en su

mayora borrados por procesos atmosfricos y geolgicos.

3.2 Formacin de los planetas terrestres

La formacin de los sistemas planetarios parte

de los discos de acrecin alrededor de estrellas

jvenes, en el caso de nuestro sistema esto

ocurri hace aproximadamente 4.568 millones de aos con el colapso de una pequea parte de

una nube molecular gigante.

En el centro de la nube molecular, el gas

colapsado tiene temperaturas mucho ms altas

que el gas que est ms alejado. Es por esto que

se espera que ciertas sustancias solo se

encuentren en regiones alejadas del centro de

la nube molecular. Este es el caso de amonio y

metano congelados. Encontramos indicios de

esta dispersin de los elementos en los

componentes de los planteas densos, que presentan partculas de silicato/hierro, mientras que en los

planetas gaseosos encontramos cantidades importantes de partculas heladas.

SustanciaTemperatura de

condensacion [K]

Metales 1.500 - 2.000

Silicatos 1.000

Carbonos ricos en silicatos 400

Congelados 200

Ac con esta tabla podemos darnos cuenta porque los elementos ms fros o con temperaturas de

condensacin ms bajas se fueron relegando hacia las zonas ms distantes del centro del disco,

mientras que los materiales ms resistentes a temperaturas altas quedaron ms cerca del centro.

3.3 Evolucin de los planetas terrestres

Con un sencillo cuadro podremos observar de mejor manera la evolucin de los planetas densos:

Planetas a partir de Planetesimal

Colapso de Panetesimales

Terminos de craterizacion. Inundado de

lava

Superficie tectonica

activa, volcanes, placas en

movimiento

manto solido, sin actividad tectonica superficial

Interior frio, cero

actividad tectonica

3.3.1 Mercurio

Mercurio es el planeta que ms cerca esta del sol, adems de ser el ms pequeos de los planetas

terrestres, con un tamao comparable al de la Luna.

Al estar mercurio en una rbita inferior a la de la tierra, mercurio para

peridicamente frente al sol (transito astronmica). Una

particularidad de Mercurio es que a travs de observaciones se

encontr que el perihelio gira 43 de arco ms por siglo de lo predicho por la fsica Newtoniana, esto se explica al aplicar la

teora de relatividad general de Eintein.

Este planeta presenta una superficie ms parecida a la de la Luna,

con crteres que tiene radio que van desde unos metros hasta miles

de kilmetros. Las temperaturas tiene una gran variacin a lo largo de

un da que oscilan entre los 623 [K] en el da y los 103 [K] por la noche.

3.3.2 Venus

Si hacemos una comparacin entre radio y masa venos es ms parecido a la tierra con una masa de

0.82 masas terrestres y 98% del radio terrestre.

La orbita de venus es unas de las ms circulares solo siendo

superado por Neptuno. Adems la presin atmosfrica es 90

veces la de la tierra lo que lo coloca como el planeta denso con

ms presin atmosfrica. Esto porque est compuesta

principalmente de gases invernaderos los que adems atrapan la

luz solar haciendo que tenga una temperatura superficial mayor

a la de mercurio alcanzando como temperaturas extremas los 773

[K] como mxima y 228[K] como mnima, los cuales son

claramente ms extremas que las temperaturas de mercurio.

3.3.3 Tierra

El planeta tierra es el ms grande de los planetas densos y el nico que tiene agua lquida en su

superficie y el nico que con certeza puede albergar vida.

Tiene un ncleo que actualmente est compuesto por dos partes, una

parte de hierro slido y otra parte de hierro y nquel fundido. Estos

dos ncleos no rotan a la misma velocidad, el ncleo solido gira

un poco ms rpido que el ncleo de hierro fundido.

La temperatura del ncleo es de aproximadamente 6.500[]. Esta temperatura es sustentada por la desintegracin radiactiva.

La rotacin del metal en el ncleo del planeta genera campos

magnticos alrededor de la tierra. Cuya forma es parecida a la

generada por una barra magntica. Este campo atrapa las partculas

provenientes del viento solar, la regin donde estas partculas quedan

atrapadas es llamada como cinturn de Van Allen. Algunas veces las partculas escapan de estos

cinturones entrando en la atmosfera terrestre cerca de los polos causando las auroras. Estos cinturones

se encuentran a unos 4.000 [] sobre la tierra y esta principalmente populado por protones. Las regines mas altas contienen electrones y se encuentran a 16.000 [] sobre la tierra.

Este campo magntico cambia en el tiempo, teniendo una inversin cada 105 aos aproximadamente. Actualmente el campo magntico se esta debilitando.

3.3.4 Marte, el planeta rojo

Marte es el planeta denso que ms lejos se encuentra del sol. Recibe el nombre del planeta rojo por

el xido de hierro que abunda en su superficie.

Presenta un achatamiento tres veces mayor al de la tierra y por lo

mismo si eje de giro presenta una precesin debido a la

atraccin gravitacional que ejerce el sol sobre el abultado

ecuador.

La presin atmosfrica de marte es bastante tenue con solo 7

a 9 hPa los considerablemente bajos en comparacin a los

1013 hPa de la atmosfera terrestre. Esta tiene una composicin

fundamental de dixido de carbono (95,3%), nitrgeno (2,7%),

argn (1,6%) y trazas de oxigeno molecular (0,15%) monxido

de carbono (0,07%) y vapor de agua (0,03%).

Tiene adems una dbil ionosfera que alcanza su mxima densidad electrnica a 130 [km] de altura.

Tiene una rbita con muy excntrica (0,09), lo que hace que la diferencia entre la distancia del sol

entre el afelio y el perihelio sea de 42,4 millones de kilmetros.

3.4 Planetas gigantes gaseosos

Los planetas gaseosos o Julianos son Jpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Estos planetas tienen mucha

masa en gas, pero poca densidad. Adems ninguno de esto estos planetas tiene una superficie slida,

adems todos tienen varias lunas. Alrededor del 99,5% de la masa del sistema solar esta en los

planetas gaseosos, pero la masa de todos ellos juntos no hacen ms que el 0,2% de la masa del sol.

Ac tenemos una tabla que presenta las principales caractersticas de estos planetas.

Jpiter Saturno Urano Neptuno

Masa [kg] 1,90E+27 5,70E+26 8,70E+25 1,00E+26

Dimetro [m] 1,43E+08 1,21E+08 5,10E+07 5,00E+07

Densidad [kg/m^3] 1300 700 1300 1600

Promedio distancia desde el sol [m] 7,88E+11 1,43E+12 2,87E+12 4,50E+12

Periodo orbital [Aos] 11,86 29,46 84,01 164,80

Inclinacin orbital [] 1,31 2,49 0,77 1,77

Excentricidad orbital 0,048 0,056 0,046 0,010

Periodo de rotacin [das] 0,41 0,44 0,72 0,67

inclinacin del eje de rotacin 3,10 26,70 97,90 28,30

Todos estos planetas presentan un achatamiento, esto por su tamao y gran masa. Todos estos planetas

fueron formados en la parte externa del disco de acrecin y su composicin es rica en elementos que

estn en muy poca concentracin o ausentes en los planetas densos.

3.4.1 Jpiter

Jpiter es el planeta ms grande de los planetas Jovianos con una masa de casi dos veces y media la

de los dems planetas juntos. Adems Jpiter irradia ms calor y energa

de la que recibe del sol.

La atmosfera de jpiter no presenta una frontera claramente definida

con el interior lquido. Est compuesto en su mayora de Hidrogeno

y Helio. Las actividades atmosfricas son sostenidas por la

liberacin de energa potencial gravitatoria que se genera al caer

materia al centro del planeta. En este centro se encuentra un ncleo

solido de magnesio, hierro, silicio y otros elementos gaseosos en

estado lquido o congelados.

Jpiter tiene un campo magntico muy intenso, tanto as que si este fuese visible, se vera desde la

tierra ocupando un rea parecido al de la luna. Este campo es generado por el movimiento del planeta

y su ncleo. Con la rotacin se producen corrientes las cuales forman el gran campo magntico de

jpiter.

3.4.2 Saturno

Saturno es el segundo planeta ms grande de los planetas gaseosos y el de menor densidad de todos

los planetas del sistema sola. Al igual que jpiter el ncleo de Saturno es

slido y est compuesto por magnesio, hierro silicio y otros elementos

congelados y tiene una masa de 13 veces la de la tierra. Tambin

tiene una capa de hidrogeno metlico en su ncleo lo que hace

que tenga un gran campo magntico. La composicin de

Saturno es similar a la de jpiter, pero con probablemente ms

hidrogeno.

3.4.3 Urano

Este era un planeta que se pensaba que no tena muchos

rasgos notorios, ms bien un elemento bien comportado. Es

el tercero de mayor tamao. Una vuelta de Urano alrededor del sol tarda aproximadamente 84,01

aos terrestres.

Tiene una inclinacin que ningn otro planeta del sistema solar tiene (97,90) lo que hace que reciba

ms radiacin solar en los polos que en el ecuador, sin embargo, eso no

se condice con las temperaturas en el planeta, ya que tiene mayor

temperatura cerca del ecuador que en los polos. Otro aspecto

importante es el porqu de esta inclinacin tan marcada. Una

teora dice que en su formacin choco con otro planeta lo cual

hizo que giro cambiara bruscamente o que los otros planetas

gigante, a travs de atraccin gravitacional, lo obligaran a

alinearse en esa posicin.

La atmosfera de Urano tiene principalmente de hidrogeno

molecular y helio. Adems de tener una alta concentracin de

metano, con una absorcin fuerte en el rojo, causando que la luz

solar reflejada aparentemente sea azul. (Palen)

3.5 Neptuno

La composicin atmosfrica de Neptuno es similar a la composicin de Urano. Comparado con

Urano, Neptuno aparece ms azul, presumiblemente por la alta

concentracin de metano (2-3%) (Palen). Tiene un ncleo rocoso

con una capa de hielo envuelta en los gases del planeta.

La energa interna de Neptuno es liberada a travs de vientos

supersnicos a velocidades de 2000 [/]. No parece que esa energa liberada sea un remanente de la formacin del planeta,

pues Neptuno es mucho menor que jpiter. La fuente exacta de

la liberacin de la energa es nuclear.

El campo magntico del planeta est bastante inclinado lo cual

puede ser causado por flujos propios al interior del planeta y no por

su eje de rotacin.

4 Escombros Dentro del sistema solar encontramos objetos que no entran en la calificacin de planeta ya sea por

su estructura, orbita, pero principalmente por su tamao. Estos objetos son:

Cometas Meteoritos Asteroides Plutn y Charon

4.1 Cometas

Los cometas con bolas de hielo sucio que proviene

del exterior del sistema solar los cuales describen

orbitas elpticas con alta excentricidad, tanto as que

estn cerca del sol solo una parte muy pequea de

sus vidas. Generalmente tienen un dimetro de

decenas de kilmetros.

Estos objetos al acercarse al sol generan dos colas,

una de gas la que es llamada cola principal, y la

segunda una cola de polvo, esto por la interaccin

con el viento solar. Estas colas pueden llegar a

extenderse por varios millones de kilmetros. Los

cometas al pasar cerca del sol pierden material el cual no puede volver a recuperarse.

4.2 Meteoritos

Cuando una roca pequea o un poco de polvo son encontrados

flotando en el espacio, es llamado meteorito. Al caer a travs de la

atmosfera terrestre, por la presin de choque, estos producen brillo.

4.3 Asteroides

Un asteroide es un cuerpo rocoso ms pequeo que

un planeta, pero ms grande que un meteorito.

Existen alrededor de 1 milln de asteroides ms

grandes que 1 [km] en el sistema solar. La gran

mayora se encuentra orbitando el sol entre marte y

Jpiter.

Estn los asteroides troyanos que se mueven sobre la

rbita de jpiter y se encuentran en los puntos de

LaGrange triangulares a 60 por delante de jpiter y

60 detrs de jpiter. Los asteroides no emiten luz,

solo la reflejan la proveniente del sol. Para encontrar

la composicin de los asteroides se compara el espectro reflejados por estos con el espectro del sol.

Se acompaa con una imagen del asteroide Vesta sobre la pennsula ibrica.

4.4 Plutn y Charon (Caronte)

Plutn es el ms pequeo de los considerados planetas y el

ms alejado del sol. Tiene una inclinacin de 17 con respecto

a la eclptica y tiene la excentricidad ms alta de todos los

planetas. Cuando Pluto est a la mayor distancia del sol se

encuentra a 49,3 [UA] y cuando se encuentra ms cerca se

ubica a 29,7 [UA]. Es por eso que se piensa que Plutn pudo

muy bien haber sido una luna de Neptuno que escapo a su

gravedad. Est compuesto casi por completo por roca y hielo,

con una pequea atmosfera y una temperatura de 40 [K].

Plutn tiene un satlite llamado Charon. Este tiene un sistema

comparable con el de la tierra y la luna en el sentido que estn

completamente sincronizados mostrndose la misma cara.

Las propiedades de Plutn y Caronte aparecen en la siguiente lista:

Plutn Caronte

Masa [Kg] 1,26E+22 1,70E+21

Radio [Km] 1.150 600

Periodo orbital [aos] 5,91E+09 1,96E+04

Inclinacin orbital [] 17

Excentricidad de la orbita 2,50E-01

Periodo de rotacin 6,4 6,4

Inclinacin del eje de rotacin 123

5 Bibliografa Palen, S. E. (s.f.). Theory and Problems of Astronomy.

Wikipedia. (s.f.). Obtenido de www.wikipedio.es