Cuerpos menores en el Sistema Solar I
Cuerpos menores en el Sistema Solar I Cuerpos menores en el Sistema Solar I
Cuerpos menores en el Sistema Solar I (un recorrido histórico)
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<strong>Cuerpos</strong> <strong>m<strong>en</strong>ores</strong> <strong>en</strong><br />
<strong>el</strong> <strong>Sistema</strong> <strong>Solar</strong> I<br />
(un recorrido histórico)
¿Qué es un planeta?<br />
Planeta: Cuerpo sólido c<strong>el</strong>este que gira<br />
alrededor de una estr<strong>el</strong>la y que se hace<br />
visible por la luz que refleja. En particular los<br />
que giran alrededor d<strong>el</strong> Sol.
¿Qué es un planeta?<br />
Planeta: Cada uno de los siete astros que,<br />
según <strong>el</strong> sistema de Tolomeo, se creía que<br />
giraban alrededor de la Tierra; a saber: la<br />
Luna, Mercurio, V<strong>en</strong>us, <strong>el</strong> Sol, Marte, Júpiter<br />
y Saturno.
¿Qué es un planeta?
¿Qué es un planeta?
¿Qué es un planeta?
¿Qué es un planeta?
El sistema de Tolomeo (s. II)<br />
Tierra<br />
Luna<br />
Mercurio<br />
V<strong>en</strong>us<br />
Sol<br />
Marte<br />
Jupiter<br />
Saturno<br />
Esfera de las<br />
Estr<strong>el</strong>las fijas
El sistema de Copérnico (1543)<br />
De revolutionibus orbium co<strong>el</strong>estium
Las leyes de Kepler (1609)<br />
1) Los planetas se muev<strong>en</strong> <strong>en</strong> torno al sol describi<strong>en</strong>do<br />
una <strong>el</strong>ipse, uno de cuyos focos es <strong>el</strong> Sol.<br />
2) La línea Sol-planeta barre áreas iguales <strong>en</strong> tiempos<br />
iguales.<br />
3) El cubo de los semiejes es proporcional al cuadrado<br />
de los periodos de revolución.
1ª Ley de Kepler<br />
Los planetas se muev<strong>en</strong> <strong>en</strong> órbitas <strong>el</strong>ípticas dando vu<strong>el</strong>tas<br />
<strong>en</strong> torno al Sol, que está fijo <strong>en</strong> uno de los focos<br />
F<br />
a
3<br />
4<br />
2ª Ley de Kepler<br />
Los planetas barr<strong>en</strong> áreas iguales <strong>en</strong> tiempos iguales<br />
Apoastro más l<strong>en</strong>to Periastro más rápido<br />
2<br />
1
3ª Ley de Kepler<br />
El cubo d<strong>el</strong> semieje es proporcional al cuadrado d<strong>el</strong> período<br />
Cuanto más grande es la órbita más se tarda <strong>en</strong> recorrerla<br />
F<br />
a
Galileo: <strong>el</strong> t<strong>el</strong>escopio (1609)<br />
- Descubrimi<strong>en</strong>to de los cuatro satélites<br />
principales de Júpiter<br />
- Descubrimi<strong>en</strong>to de las fases de V<strong>en</strong>us<br />
- Descubrimi<strong>en</strong>to de las manchas solares<br />
- La Luna no ti<strong>en</strong>e una superficie lisa<br />
- Hay muchas más estr<strong>el</strong>las que las visibles<br />
a simple vista
La ley de Newton<br />
Dibujo de Newton <strong>en</strong> los “Principia Principia”<br />
(1687)
Ley de Titius-Bode<br />
(1766 / 1772)<br />
• Una regla s<strong>en</strong>cilla que permite conocer la<br />
distancia de un planeta al Sol<br />
Radio<br />
de<br />
la<br />
órbita<br />
=<br />
RN<br />
=<br />
N<br />
3⋅<br />
2 + 4<br />
10<br />
AU<br />
donde N = − ∞<br />
, 0, 1, 2, 3, 4…para Mercurio,<br />
V<strong>en</strong>us, la Tierra, etc.<br />
∞
W. Hersch<strong>el</strong><br />
Urano<br />
El descubrimi<strong>en</strong>to de Urano
Planeta N Radio según la ley Radio verdadero<br />
Mercurio - (0+4)/10 = 0.4 AU 0.39 AU<br />
8<br />
V<strong>en</strong>us 0 (3+4)/10 = 0.7 AU 0.72 AU<br />
La Tierra 1 (6+4)/10 = 1.0 AU 1.00 AU<br />
Marte 2 (12+4)/10 = 1.6 AU 1.52 AU<br />
_____ 3 (24+4)/10 = 2.8 AU _______<br />
Júpiter 4 (48+4)/10 = 5.2 AU 5.2 AU<br />
Saturno 5 (96+4)/10 = 10.0 AU 9.5 AU<br />
Urano 6 (192+4)/10 = 19.6 AU 19.2 AU
La policía c<strong>el</strong>estial<br />
En 1800 seis astrónomos alemanes, liderados por Franz<br />
Xaver von Zach, crean la policía c<strong>el</strong>estial, <strong>en</strong> busca d<strong>el</strong><br />
planeta perdido.
G. Piazzi<br />
La policía c<strong>el</strong>estial<br />
En 1801 G. Piazzi descubre, Ceres.<br />
¿Se trata d<strong>el</strong> planeta perdido?
Interludio: Gauss y Ceres<br />
19 observaciones <strong>en</strong> 42 días, desapareci<strong>en</strong>do <strong>el</strong> 12 de febrero.
Interludio: Gauss y Ceres<br />
La órbita de Ceres, aun si<strong>en</strong>do casi circular, ti<strong>en</strong>e una<br />
exc<strong>en</strong>tricidad apreciable (0.08) y una inclinación de poco más de<br />
10º.<br />
Una aproximación circular sobre un arco tan pequeño,<br />
correspondi<strong>en</strong>te a las observaciones de Piazzi, supuso que se<br />
perdiera.
Interludio: Gauss y Ceres<br />
Gauss, con tan solo 24 años, ideó un método para determinar la<br />
órbita, que se desviaba <strong>en</strong> más de 6º de las aproximaciones de von<br />
Zach y otros.<br />
Recuperado a finales de 1801, se confirma que cumple la ley de<br />
Titius-Bode.<br />
Tamaño Periodo Distancia Exc<strong>en</strong>tricidad Inclinación<br />
1 Ceres 960 x 932 4.60 años 2.767 UA 0.0789 10.58º
La policía c<strong>el</strong>estial<br />
En 1802 H. W. Olbers descubre un segundo<br />
planeta perdido, Pallas, cuya órbita se ajusta a<br />
la ley de Titius-Bode.<br />
Hersch<strong>el</strong> determina los tamaños de Ceres y<br />
Pallas (260 Km. Y 237 Km.) y los d<strong>en</strong>omina<br />
asteroides, por su apari<strong>en</strong>cia est<strong>el</strong>ar.<br />
En 1804, Hardling descubre Juno y <strong>en</strong> 1807 es<br />
descubierto Vesta, también por Olbers.<br />
En 1815 es disu<strong>el</strong>ta la Policía c<strong>el</strong>estial.
El quinto asteroide<br />
Astraea es descubierto <strong>en</strong> 1845 y se convierte <strong>en</strong> <strong>el</strong><br />
quinto asteroide.<br />
Asteroide<br />
Ceres<br />
Pallas<br />
Juno<br />
Vesta<br />
Astraea<br />
Símbolo
El descubrimi<strong>en</strong>to de Neptuno<br />
En 1846, John Couch Adams y Urbain LeVerrier predijeron,<br />
indep<strong>en</strong>di<strong>en</strong>tem<strong>en</strong>te, la posición de un nuevo planeta, basándose<br />
<strong>en</strong> las perturbaciones observadas <strong>en</strong> las posiciones de Urano.
Un nuevo panorama
Un nuevo panorama
Un nuevo panorama
Familias de asteroides<br />
Según su órbita se pued<strong>en</strong> definir ciertas familias de<br />
asteroides.<br />
Los griegos y troyanos: están <strong>en</strong> la misma órbita de Júpiter<br />
precedi<strong>en</strong>do o sigui<strong>en</strong>do al planeta. El primero de <strong>el</strong>los <strong>en</strong> ser<br />
descubierto fue Achilles (Max Wolf, 1906).<br />
Los Apollo: asteroides que cruzan la órbita de la Tierra. El<br />
primero descubierto fue Apollo (Karl Reinmuth, 1932).<br />
Los Hilda: <strong>en</strong> resonancia 3:2 con Júpiter. Recib<strong>en</strong> <strong>el</strong> nombre<br />
d<strong>el</strong> asteroide Hilda (Johann Palisa, 1875)
Familias de asteroides
Familias de asteroides
Familias de asteroides<br />
El tamaño de los 10 primeros asteroides descubiertos<br />
comparados con la Luna. De izquierda a derecha, Ceres,<br />
Pallas, Vesta, Juno, Astraea, Hebe, Iris, Flora, Metis e<br />
Hygiea.
Familias de asteroides
Familias de asteroides<br />
Los asteroides se clasifican también de forma taxonómica, de acuerdo a su espectro y<br />
reflectividad:<br />
• Tipo C (B, F y G )<br />
• más d<strong>el</strong> 75% de asteroides conocidos<br />
• muy oscuros (albedo < 0.06)<br />
• principalm<strong>en</strong>te carbono<br />
• Tipo S<br />
• 15-20% de los asteroides<br />
• r<strong>el</strong>ativam<strong>en</strong>te brillantes (albedo 0.1 - 0.24)<br />
• conti<strong>en</strong><strong>en</strong> silicatos<br />
• Tipo M<br />
• La mayor parte de los restantes<br />
• r<strong>el</strong>ativam<strong>en</strong>te brillantes (albedo 0.1 - 0.2)<br />
• conti<strong>en</strong><strong>en</strong> metales
El descubrimi<strong>en</strong>to de Plutón
El descubrimi<strong>en</strong>to de Plutón<br />
23 <strong>en</strong>ero, 1930 29 <strong>en</strong>ero, 1930
Plutón, un planeta difer<strong>en</strong>te
Plutón, un planeta difer<strong>en</strong>te<br />
• Órbita excéntrica (e = 0.2482)<br />
• Distancia al Sol variando <strong>en</strong>tre 30 y 50 u.a., (por lo que a veces<br />
está más cerca d<strong>el</strong> Sol que Neptuno)<br />
• Inclinación grande (17.148º)<br />
• En resonancia con Neptuno. Plutón da dos vu<strong>el</strong>tas alrededor d<strong>el</strong> Sol<br />
por cada 3 de Neptuno (tarda 284 años <strong>en</strong> completar una vu<strong>el</strong>ta)<br />
• Eje de rotación casi tumbado<br />
• Pequeño tamaño (2.300 Km de diámetro)
Plutón, un planeta difer<strong>en</strong>te<br />
En 1978 se descubre que Plutón ti<strong>en</strong>e un satélite: Caronte.<br />
La singularidad es <strong>el</strong> gran tamaño de Caronte, que hace<br />
que <strong>el</strong> c<strong>en</strong>tro de gravedad de ambos cuerpos esté fuera de<br />
Plutón.
Interludio: los cometas<br />
Desde la antigüedad se han observado los cometas, aunque<br />
eran considerados f<strong>en</strong>óm<strong>en</strong>os sublunares.<br />
El primer estudio serio que los considera objetos que están<br />
más allá de la Luna y, por tanto, objetos d<strong>el</strong> sistema solar se<br />
debe a Tycho Brahe.<br />
Halley <strong>en</strong> su obra Synopsis Astronomia Cometicae, de 1705,<br />
establece que los cometas orbitan <strong>el</strong> Sol como <strong>el</strong> resto de<br />
planetas.
Interludio: los cometas
Interludio: los cometas
Interludio: los cometas<br />
En 1950, Jan Oort, casi 20<br />
años después de que lo<br />
hiciera Ernst Öpik, propuso<br />
la exist<strong>en</strong>cia de una nube de<br />
millones de cuerpos <strong>en</strong> forma<br />
esférica de la cual prov<strong>en</strong>ían<br />
los cometas.
Interludio: los cometas
En 1949 K<strong>en</strong>neth Edgeworth,<br />
postula la exist<strong>en</strong>cia de un cinturón<br />
de cometas más allá de la órbita de<br />
Neptuno.<br />
En 1951 Kuiper defi<strong>en</strong>de la misma<br />
idea.<br />
Simulaciones numéricas de los<br />
años 80 avalan la hipótesis.<br />
El cinturón de Kuiper
El cinturón de Kuiper<br />
En 1992, J.X. Luu y D.C. Jewitt descubr<strong>en</strong><br />
<strong>el</strong> primer objeto transneptuniano<br />
1992QB1.<br />
En 1999 ya se habían descubierto más de<br />
30 de estos objetos y <strong>en</strong> la actualidad se<br />
han catalogado cerca de mil.
El cinturón de Kuiper
Orbitan <strong>el</strong> Sol <strong>en</strong>tre Júpiter y<br />
Neptuno y pued<strong>en</strong> prov<strong>en</strong>ir d<strong>el</strong><br />
cinturón de Kuiper. Algunos<br />
pres<strong>en</strong>tan coma como los cometas<br />
y ti<strong>en</strong><strong>en</strong> una doble calsificación,<br />
como Quirón 2060.<br />
Los c<strong>en</strong>tauros
Nuevos descubrimi<strong>en</strong>tos<br />
Sedna, <strong>el</strong> cuerpo más lejano
Nuevos descubrimi<strong>en</strong>tos
Nuevos descubrimi<strong>en</strong>tos
Nuevos descubrimi<strong>en</strong>tos<br />
Sedna<br />
1.300-1.700 Km.<br />
Quaoar<br />
(1.300 Km.)<br />
Plutón<br />
(2.300 Km.)<br />
La Luna<br />
(3.500 Km.)<br />
La Tierra<br />
(12.800 Km.)
Nuevos descubrimi<strong>en</strong>tos
Eris, <strong>el</strong> planeta de la discordia
Eris, <strong>el</strong> planeta de la discordia
Plutoides
Plutoides
¿Qué es un planeta?
¿Qué es un planeta?
Algunas cuestiones<br />
- Compr<strong>en</strong>der la dinámica de los cuerpos <strong>m<strong>en</strong>ores</strong>.<br />
(Pap<strong>el</strong> jugado por las resonancias, f<strong>en</strong>óm<strong>en</strong>os de captura<br />
y escape, tiempos de vida de los cometas, …)<br />
- Explicar la abundancia de binarios <strong>en</strong> <strong>el</strong> cinturón de<br />
Kuiper.<br />
- Desv<strong>el</strong>ar <strong>el</strong> orig<strong>en</strong> y la formación d<strong>el</strong> sistema solar.