El Sistema Solar
El Sol
El Sol es la estrella del sistema planetario en el que se encuentra la Tierra. La energía radiada por el Sol es aprovechada por los seres fotosintéticos, y es la que sustenta la vida en la Tierra. También aporta la energía que mantiene en funcionamiento los procesos climáticos.
El Sol es una estrella común, que se encuentra en la secuencia principal del diagrama H-R. Es del tipo espectral G2.
El Sol se formó hace 4.650 millones de años y tiene combustible para 5.000 millones más. Después, comenzará a hacerse más y más grande, hasta convertirse en una gigante roja. Finalmente, se hundirá por su propio peso y se convertirá en una enana blanca, que puede tardar un trillón de años en enfriarse.
Estructura del Sol:
Núcleo: es la zona del Sol donde se produce la fusión nuclear debido a la alta temperatura, es decir, el generador de la energía del Sol.
Zona Radiativa: las partículas que transportan la energía (fotones) intentan escapar al exterior en un viaje que puede durar unos 100.000 años debido a que éstos fotones son absorbidos continuamente y reemitidos en otra dirección distinta a la que tenían.
Zona Convectiva: en ésta zona se produce el fenómeno de la convección, es decir, columnas de gas caliente ascienden hasta la superficie, se enfrían y vuelven a descender.
Fotosfera: es una capa delgada, de unos 300 Km, que es la parte del Sol que nosotros vemos, la superficie. Desde aquí se irradia luz y calor al espacio. La temperatura es de unos 5.000°C. En la fotosfera aparecen las manchas oscuras y las fáculas que son regiones brillantes alrededor de las manchas, con una temperatura superior a la normal de la fotosfera y que están relacionadas con los campos magnéticos del Sol.
Cromosfera: sólo puede ser vista en la totalidad de un eclipse de Sol. Es de color rojizo, de densidad muy baja y de temperatura altísima, de medio millón de grados. Esta formada por gases enrarecidos y en ella existen fortísimos campos magnéticos.
Corona: capa de gran extensión, temperaturas altas y de bajísima densidad. Está formada por gases enrarecidos y gigantescos campos magnéticos que varían su forma de hora en hora. Ésta capa es impresionante vista durante la fase de totalidad de un eclipse de Sol.
Los 8 planetas del Sistema Solar
Los ocho planetas del Sistema Solar son Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
Los planetas según su estructura se dividen en telúricos y jovianos.
Los planetas telúricos: Son planetas pequeños y rocosos, como la Tierra. Son Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Se sitúan en las órbitas cercanas al Sol, hasta el Cinturón de asteroides. Tienen un núcleo férrico rodeado de silicatos, una superficie con cráteres, cañones y relieve y una atmósfera.
Los planetas jovianos: Son gigantes gaseosos, como Júpiter. Son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Se sitúan en las órbitas lejanas al Sol, más allá del cinturón de asteroides. Están compuestos de de gases y fluidos alrededor de un pequeño núcleo rocoso o de hielo.
El cinturón de asteroides
El cinturón de asteroides es la zona del Sistema Solar situada entre Marte y Júpiter en la que encuentran gran cantidad de asteroides.
El cinturón de asteroides comenzó a conocerse cuando se descubrió al planeta enano Ceres buscando un planeta que ocuparía esa posición según la ley de Titius-Bode. Se encuentra ocupando una banda entre las 2 y 4 Unidades Astronómicas (1 UA= 149,6 millones de kilómetros) del Sol, pero adquiriendo mayor concentración de objetos entre los 2,2 y 3,3 UA.
Podría ser un disco protoplanetario, el material que iba a formar un planeta, pero que no lo consiguió debido a la influencia gravitatoria de Júpiter.
Plutón, el planeta enano
Plutón es un planeta enano, es parte de un sistema planetario doble junto con Caronte. Posee una órbita excéntrica y altamente inclinada con respecto a la eclíptica, que recorre acercándose en su perihelio hasta el interior de la órbita de Neptuno y alejándose muchísimo en su afelio.
El Cinturón de Kuiper
El cinturón de Kuiper es un conjunto de cuerpos de carácter cometa que orbitan el Sol a una distancia entre 30 UA y 50 UA a una distancia alrededor de la órbita de Plutón. El cinturón de Kuiper recibe su nombre en honor a Gerard Kuiper, que predijo su existencia antes de que fuera observado. Es el origen de los cometas de corto periodo.
La nube de Oort
La nube de Oort es un conjunto de pequeños cuerpos astronómicos, sobre todo asteroides y cometas, situados más allá de Plutón en el extremo del sistema Solar.
Fue descubierta por el astrónomo holandés Jan Oort basandose en cuidadosos estudios orbitales y análisis estadísticos de las trayectorias de los cometas. Es el origen de los cometas de largo periodo.
Ley de Titius-Bode
La ley de Titius-Bode es una sucesión que relaciona la distancia de los planetas al Sol. La distancia entre los planetas se va doblando respecto a la anterior.
La formulación de esta ley-artificio es:
Donde:
d= distancia al Sol (semieje mayor)
n= 0, 3, 6, 12, 24…
En aquella época sólo se conocían los planetas clásicos Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter y Saturno que distan del Sol: 0.38, 0.72, 1, 1.52, 5.2, 9.54.
Historia de la ley
En realidad, la denominada ley de Bode fue inventada por Johann Daniel Titius, un profesor de matemáticas que traducía un libro del naturalista suizo Charles Bonnet, que trataba sobre la armonía del orden natural de las cosas. Titius agregó un párrafo acerca de los planetas en el que mostraba que sus distancias al Sol se atienen a una fórmula constante medidas en unidades astronómicas
Titius publicó su traducción del libro de Bonnet, Contemplation de la Nature, pero nadie prestó atención a la nueva fórmula, al menos hasta Johann Elert Bode que lo incluyó en un libro de introducción a la astronomía, sin mencionar a Bonnet o Titius. Pero había un problema en la sucesión, y éste era que ningún planeta ocupaba el hueco a 2,8 UA.
Nueve años más tarde, William Herschel descubrió Urano a 19,18 UA, una posición cercana a la esperada según la ley de Bode.
En 1801 se descubrió Ceres, el primero y más grande de los asteroides del Cinturón de Asteroides, a 2,77 UA, que cubría el hueco predicho por Titius y Bode entre Marte y Júpiter.
Neptuno resultó ser la excepción a la regla, al no coincidir con la posición dada por la ley-artificio, pero cuando se descubrió Plutón, este planeta enano se encontraba en la posición predicha.
La Tierra
La Tierra es el tercer planeta más cercano al Sol del Sistema Solar. Está a 150 millones de kilómetros del Sol, o lo que es lo mismo, a una Unidad Astronómica. La forma de la Tierra se define como un geoide de revolución, una esfera achatada por los polos.
Es un planeta rocoso, de mediano tamaño y cubierto en un 71% de agua. Presenta actividad tectónica, ya que el interior aún no se ha enfriado. Estas características hacen de la Tierra el único planeta conocido que alberga vida.
La Tierra posee un único satélite natural, la Luna.
Las capas de la Tierra
Las capas rocosas de la Tierra:
- Litosfera: Es la capa externa de la Tierra, dividida en placas litosféricas.
- Astenosfera: Es la capa en estado de sólido reológico (fluido) sobre la que se desliza la litosfera.
- Mesosfera: Es la capa formada por rocas calientes y sólidas con cierta plasticidad
- Endosfera: Es la capa más interior de la Tierra, formada por una capa externa muy fundida donde se producen corrientes o flujos y otra interna, sólida y muy densa. Su composición de hierro produce el campo magnético de la Tierra.
La Hidrosfera: La Tierra es el único planeta en nuestro sistema solar que tiene una superficie líquida. El agua cubre un 71% de la superficie de la Tierra (97% de ella es agua de mar y 3% agua dulce), en los océanos, los polos, aguas subterráneas y ríos.
La Atmósfera: La Tierra tiene una espesa atmósfera compuesta en un 78% de nitrógeno, 21% de oxígeno molecular y 1% de argón, más trazas de otros gases como anhídrido carbónico y vapor de agua. La atmósfera actúa como un cristal que deja entrar la radiación solar pero atrapa parte de la radiación terrestre (efecto invernadero). Gracias a ella la temperatura media de La Tierra es de unos 17 °C.
Los movimientos de la Tierra
La Tierra describe cuatro movimientos:
Traslación
Rotación
Nutación
Precesión
Traslación:
La traslación es el movimiento que un planeta realiza alrededor de su estrella describiendo una órbita elíptica. El periodo en el que la Tierra da una vuelta completa en torno al Sol es el año, que dura 365 días, 6 horas, 9 minutos y 10 segundos.
En una órbita elíptica se distinguen el afelio, el punto más alejado del Sol, que se produce en Julio(solsticio de verano), y el perihelio es el punto de la órbita más cercano al Sol, por el que la Tierra pasa en Enero (solsticio de invierno).
Rotación:
La rotación es el movimiento que la Tierra realiza alrededor de su eje en un periodo de dura 23 horas con 56 minutos y 4 segundos, un día. El eje de la Tierra está inclinado 23 grados 30 minutos, lo que causa las estaciones.
Precesión:
Es el desplazamiento del eje de la Tierra formando una circunferencia respecto a la perpendicular a la eclíptica. Este movimiento completa una vuelta en casi 26 000 años. Se produce debido al desequilibrio que ocasiona el achatamiento de los polos terrestres.
Nutación:
La nutación (palabra que proviene del latín nutare, cabecear u oscilar) es la oscilación periódica del eje de la Tierra disminuyendo y ampliando su ángulo respecto a la perpendicular a la eclíptica. Se produce debido a la atracción gravitatoria de la Luna y al achatamiento de los polos. La nutación hace que los polos de la Tierra se desplacen unos nueve segundos de arco cada 18,6 años.
El Sol también produce un movimiento de nutación de menor intensidad.
Bamboleo de Chandler: El bamboleo de Chandler es una variación en el movimiento del eje de rotación de la Tierra descubierto por el norteamericano homónimo. Representa una variación de 0,7 segundos de arco en un período de 433 días. No se conoce su causa con precisión, pero se supone que puede ser debido a los cambios en la distribución de las masas de aire de la atmósfera, movimientos de las capas internas de la Tierra y los desplazamientos y cambios de densidad y salinidad de las aguas de los océanos. Este movimiento ha variado su amplitud desde su descubrimiento.
Se sospecha que es uno de los causante de fenómenos como algunos movimientos tectónicos, el Niño y el cambio climático.
La Luna
La Luna es un satélite es el satélite de la Tierra, de un tamaño relativamente grande.
La atracción gravitatoria entre la Tierra y la Luna causa las mareas. El mismo efecto en la Luna hace que el periodo de rotación alrededor de su eje sea igual que el periodo de giro en torno a la Tierra. Como resultado, la Luna siempre presenta la misma cara a la Tierra. En su movimiento alrededor de la Tierra, el Sol ilumina distintas partes de la Luna, presentando un ciclo completo de fases lunares.
Los eclipses del sistema Tierra-Luna ocurren cuando el Sol, la Tierra y la Luna se encuentran alineados. Si la Luna se interpone entre el Sol y la Tierra se producen los eclipses solares, y si el Sol tapa la luna son eclipses lunares.
La hipótesis más reciente del origen de la Luna es que se formó por la colisión de un protoplaneta del tamaño de Marte cuando la Tierra era joven.