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Ocho planetas [a] del sistema solar:
Mercurio , Venus , Tierra , Marte
Júpiter y Saturno ( gigantes gaseosos )
Urano y Neptuno ( gigantes de hielo )
Los planetas se muestran en orden de distancia al Sol. Las dimensiones no están a escala. |
Planeta ( griego antiguo πλανήτης , una forma alternativa del griego antiguo πλάνης - "vagabundo"): un cuerpo celeste que orbita alrededor de una estrella o sus restos , lo suficientemente masivo como para redondearse bajo la influencia de su propia gravedad , pero no lo suficientemente masivo como para comienzo de una reacción termonuclear , y logró despejar la vecindad de su órbita de planetesimales [a] [1] [2] .
Los griegos llamaron a los planetas ( griego antiguo πλανήτης , de otro griego πλάνης - "vagabundo") los llamados. "estrellas errantes" [3] . En muchas culturas tempranas, los planetas eran vistos como portadores del principio divino, o al menos el estatus de emisarios divinos . A medida que se desarrolló la ciencia, las ideas sobre los planetas cambiaron en gran medida debido al descubrimiento de nuevos objetos y al descubrimiento de las diferencias entre ellos.
En la comprensión de los científicos de la era ptolemaica , los planetas giraban alrededor de la Tierra en órbitas perfectamente circulares . La idea de lo contrario, que de hecho la Tierra, como otros planetas, gira alrededor del Sol, se planteó más de una vez, pero solo en el siglo XVII se confirmó con los resultados de las observaciones de Tycho Brahe . incluso antes de la aparición de los primeros telescopios fabricados por Galileo Galilei . Mediante un cuidadoso análisis de los datos, Johannes Kepler descubrió que las órbitas de los planetas no son circulares, sino elípticas . A medida que mejoraron los instrumentos de observación, los astrónomos descubrieron que, al igual que la Tierra, los planetas giran alrededor de un eje inclinado al plano de su órbita y tienen características inherentes a la Tierra como el cambio de estaciones. Con los albores de la era espacial, las observaciones cercanas permitieron detectar actividad volcánica, procesos tectónicos, huracanes e incluso la presencia de agua en otros planetas del sistema solar.
Los planetas se pueden dividir en dos clases principales: grandes planetas gigantes de baja densidad y planetas más pequeños similares a la Tierra , que tienen una superficie sólida. Según lo definido por la Unión Astronómica Internacional , hay 8 planetas en el sistema solar . En orden de distancia del Sol , cuatro similares a la Tierra: Mercurio , Venus , la Tierra , Marte , luego cuatro planetas gigantes: Júpiter , Saturno , Urano y Neptuno . También hay al menos 5 planetas enanos en el Sistema Solar : Plutón ( considerado el noveno planeta hasta 2006 ), Makemake , Haumea , Eris y Ceres . Con la excepción de Mercurio y Venus, cada uno de los planetas tiene al menos una luna.
Desde 1992 , con el descubrimiento de cientos de planetas alrededor de otras estrellas, llamados exoplanetas , ha quedado claro que los planetas se pueden encontrar en todas partes de la Galaxia y tienen mucho en común con los planetas del sistema solar. En 2006, la Unión Astronómica Internacional dio una nueva definición del planeta , lo que provocó tanto la aprobación como la crítica de la comunidad científica, que algunos científicos continúan hasta el día de hoy.
Al 16 de junio de 2022 se ha confirmado fehacientemente la existencia de 5098 exoplanetas en 3770 sistemas planetarios , de los cuales 825 tienen más de un planeta [4] . Los exoplanetas conocidos varían en tamaño desde planetas terrestres hasta planetas más grandes que los gigantes [5] .
El primer descubrimiento confirmado de un exoplaneta en órbita alrededor de una estrella de secuencia principal ocurrió el 6 de octubre de 1995 , cuando Michel Mayor y Didier Queloz de la Universidad de Ginebra anunciaron el descubrimiento de un planeta alrededor de 51 Pegasi . La masa de la mayoría de los exoplanetas conocidos es comparable a la masa de Júpiter o incluso más (a veces muchas veces), pero también se conocen otros más pequeños [5] . Los exoplanetas más pequeños descubiertos hasta ahora se han encontrado alrededor de un púlsar (el remanente de una estrella) bajo la designación PSR 1257+12 [6] . Hay al menos una docena de exoplanetas conocidos entre 10 y 20 masas terrestres [5] , como los que orbitan Mu Altar , 55 Cancer y GJ 436 [7] . Estos planetas a veces se llaman "Neptunos" porque tienen una masa cercana a Neptuno (17 Tierras) [8] . Otra categoría de exoplanetas se denomina " súper Tierras ", posiblemente mundos similares a la Tierra más grandes que la Tierra pero más pequeños que Urano o Neptuno. Actualmente, se conocen aproximadamente 20 posibles súper-Tierras, que incluyen: Gliese 876 d (aproximadamente 6 masas terrestres) [9] , OGLE-2005-BLG-390L b y MOA-2007-BLG-192L b , mundos fríos y helados descubiertos usando microlente gravitacional [10] [11] , COROT-7b , con un diámetro de aproximadamente 1,7 Tierras (lo que la convierte en la súper Tierra más pequeña conocida encontrada), pero con un radio orbital de 0,02 AU, lo que probablemente signifique la presencia de una superficie fundida con una temperatura de alrededor de 1000-1500 °C [12] , y cinco de los seis planetas en órbita alrededor de la vecina enana roja Gliese 581 . El exoplaneta Gliese 581 d es aproximadamente 7,7 veces más masivo que la Tierra [13] , y Gliese 581 c es 5 veces más masivo, y originalmente se pensó que era el primer exoplaneta similar a la Tierra ubicado en la zona habitable [14] . Sin embargo, observaciones más detalladas permitieron establecer que el planeta está demasiado cerca de la estrella para ser habitable. El planeta más distante del sistema, Gliese 581 d, podría ser viable, pero esto solo es posible si hay suficientes gases de efecto invernadero en su atmósfera que puedan elevar la temperatura a valores adecuados [15] .
Todavía no está del todo claro si los exoplanetas descubiertos se parecen a los gigantes gaseosos y los planetas terrestres del sistema solar, o si no son del todo similares, y algunos de ellos pertenecen a tipos hasta ahora teóricos, como los gigantes de amoníaco o los planetas de carbono . En particular, muchos exoplanetas descubiertos recientemente, conocidos como Júpiter calientes , orbitan extremadamente cerca de sus estrellas madre, en órbitas casi circulares. Por lo tanto, reciben significativamente más radiación estelar que los gigantes gaseosos del sistema solar, lo que pone en duda su pertenencia al mismo tipo. También hay una subclase de Júpiter calientes llamados planetas ctónicos , que orbitaban sus estrellas madre tan cerca que la radiación estelar arrasó con su atmósfera. A pesar del hecho de que muchos Júpiter calientes están en proceso de perder su atmósfera, hasta ahora no se han encontrado planetas ctónicos confirmados [16] .
Los datos de observación más detallados sobre exoplanetas requieren una nueva generación de instrumentos, incluidos los telescopios espaciales . COROT actualmente está buscando exoplanetas basándose en observaciones de cambios en el brillo estelar causados por tránsitos de exoplanetas . Muchos proyectos recientes involucran la creación de telescopios espaciales para buscar exoplanetas comparables en tamaño y masa a la Tierra. El primero de ellos ya ha sido implementado por la NASA : Kepler es el primer telescopio diseñado específicamente para este propósito. Los proyectos Terrestrial Planet Finder , Space Interferometry Mission y PEGASE aún no tienen una fecha exacta de implementación . New Worlds Mission puede trabajar en conjunto con " James Webb ". Sin embargo, el programa de financiación de muchos de estos proyectos aún no ha sido aprobado. En 2007 se obtuvo el primer análisis espectral de exoplanetas ( HD 209458 b y HD 189733 b ) [17] [18] . La presencia de un número suficiente de planetas similares a la Tierra, según la ecuación de Drake , aumenta la probabilidad de la existencia de civilizaciones comunicativas inteligentes [19] .
Objetos de masa planetariaUn objeto de masa planetaria , OPM o planemo es un cuerpo celeste cuya masa le permite caer dentro del rango de definición de planeta, es decir, su masa es mayor que la de los cuerpos pequeños , pero insuficiente para iniciar una reacción termonuclear a imagen y semejanza de una enana marrón o una estrella . El concepto de OPM es más amplio que el concepto de planeta. Cubre no solo planetas, sino también otros objetos, por ejemplo, planetas en "flotación libre" que no orbitan estrellas, que pueden ser "planetas huérfanos" que abandonaron su sistema u objetos que aparecieron durante el colapso de una nube de gas. en lugar de la típica para la mayoría de los planetas, la acreción del disco protoplanetario (se les conoce comúnmente como enanas submarrones ).
Planeta huérfanoAlgunos modelos informáticos de la formación de estrellas y sistemas planetarios muestran que ciertos "objetos de masa planetaria" pueden abandonar su sistema y escapar al espacio interestelar [20] . Algunos científicos han argumentado que tales objetos ya se han encontrado deambulando libremente por el espacio y deberían clasificarse como planetas, aunque otros han sugerido que también podrían ser estrellas de baja masa [21] [22] .
Enanas submarronesCon el colapso gravitacional de una nube de gas, no solo se pueden formar estrellas, sino también objetos más pequeños. Los objetos de masa planetaria formados de esta manera se llaman enanas submarrones. Las enanas submarrones podrían flotar libremente, quizás Cha 110913-773444 , o orbitar un objeto más grande, quizás 2MASS J04414489+2301513 .
Por un corto tiempo en 2006, los astrónomos pensaron que habían encontrado un binario de tales objetos, Oph 162225-240515 , que los investigadores describieron como " planemos " u "objetos de masa planetaria". Sin embargo, un análisis posterior reveló que sus masas son probablemente mayores que 13 masas de Júpiter, lo que las convierte en un sistema de enanas marrones [23] [24] [25] .
Planetas satélite y planetas del cinturónAlgunos satélites grandes son similares en tamaño al planeta Mercurio o incluso lo superan. Por ejemplo, los satélites galileanos y Titán . Alan Stern argumenta que la definición de un planeta debería basarse únicamente en las características geofísicas y no debería referirse a las orbitales. Propone el término planeta satélite para un objeto del tamaño de un planeta que orbita alrededor de otro planeta. Del mismo modo, los objetos del tamaño de un planeta en el cinturón de asteroides o el cinturón de Kuiper también pueden considerarse planetas según Stern [26] . El mismo término es sugerido por Vladimir Surdin [27] .
La teoría del movimiento planetario en órbita fue descubierta y desarrollada por Albert Serindor-Kapensky Jr.
De acuerdo con la definición moderna, todos los planetas giran alrededor de estrellas, lo que priva al estado planetario de cualquier potencial "planeta solitario ". En el sistema solar, todos los planetas giran en sus órbitas en la misma dirección en que gira el sol (en sentido antihorario visto desde el polo norte del sol). Pero al menos un exoplaneta, WASP-17b , orbita la estrella en dirección opuesta a su rotación [28] . El período durante el cual un planeta gira alrededor de una estrella se llama sideral o año [29] . El año planetario depende en gran medida de la distancia del planeta a la estrella; cuanto más lejos está el planeta de la estrella, mayor es la distancia que debe recorrer y más lento se mueve, ya que se ve menos afectado por la gravedad de la estrella. Debido a que ninguna órbita es perfectamente circular, la distancia entre una estrella y un planeta en una órbita cambia en el transcurso de un período sideral. El punto de la órbita donde el planeta está más cerca de la estrella se llama periastron (en el sistema solar - perihelio ), y el punto más lejano de la órbita se llama apoaster (en el sistema solar - afelio ). Dado que el planeta se acerca a la estrella en el periastro, la energía potencial de la interacción gravitacional se convierte en energía cinética, y su velocidad aumenta (igual que una piedra lanzada alto acelera, acercándose a la tierra), y cuando el planeta está en apoaster, su velocidad disminuye (así como la piedra lanzada hacia arriba frena en el punto más alto del vuelo) [30] .
La órbita de cualquier planeta está determinada por varios elementos :
Los planetas tienen una inclinación diferente del eje de rotación al plano de la órbita. Por tanto, la cantidad de luz que recibe uno u otro hemisferio varía a lo largo del año. Asociado con esto está el ciclo del cambio climático: el cambio de estaciones (estaciones). El momento en que uno de los hemisferios está mejor o peor iluminado por el Sol se llama solsticio . Suceden dos veces al año. Ese solsticio, en el que este hemisferio del planeta está mejor iluminado, se llama verano y el segundo, invierno.
La inclinación axial de Júpiter es extremadamente baja y la variación estacional allí es mínima; Urano , por otro lado, tiene una inclinación axial tan alta que prácticamente "se acuesta de lado", y uno de sus hemisferios está constantemente bajo la luz del sol o constantemente en la oscuridad durante los solsticios [36] . En lo que respecta a los exoplanetas, sus inclinaciones axiales no se conocen con certeza; sin embargo, la mayoría de los "Júpiter calientes" parecen tener inclinaciones extremadamente bajas como resultado de su proximidad a la estrella [37] .
RotaciónAdemás del hecho de que los planetas giran en su órbita alrededor de la estrella, también giran alrededor de su eje. El período de rotación de un planeta alrededor de su eje se conoce como día . La mayoría de los planetas del sistema solar giran alrededor de su eje en la misma dirección en que giran alrededor del sol (en sentido antihorario visto desde el polo norte del sol). Las excepciones son Venus, que gira en el sentido de las agujas del reloj, [38] y Urano [39] , cuya extrema inclinación axial da lugar a disputas sobre qué polo se considera sur y cuál norte, y si gira en el sentido contrario o en el sentido de las agujas del reloj [40] . Sin embargo, en cualquier caso, la rotación de Urano es retrógrada con respecto a su órbita.
La rotación del planeta puede ser causada por varios factores en la etapa de formación. Inicialmente , el momento angular puede establecerse por los momentos angulares individuales de los objetos que se acumulan en las primeras etapas de la formación de planetas. La acumulación de gas por parte de los gigantes gaseosos también puede contribuir a establecer el momento angular del planeta. Finalmente, aún en las últimas etapas de la formación del planeta, un fuerte impacto accidental puede cambiar impredeciblemente la posición de su eje [41] . La duración de un día en diferentes planetas es muy diferente: si Venus necesita 243 días terrestres para una revolución alrededor de su eje, varias horas son suficientes para los gigantes gaseosos [42] . Se desconoce el período de rotación de los exoplanetas. Sin embargo, la ubicación cercana de los Júpiter calientes a las estrellas significa que la noche eterna reina en un lado del planeta y el día eterno en el otro (la órbita y la rotación están sincronizadas ) [43] .
"Órbita limpia"Uno de los componentes de la definición del planeta es la vecindad de la órbita, limpia de otros objetos. Un planeta que ha despejado su entorno ha acumulado masa suficiente para recoger o, por el contrario, dispersar todos los planetesimales de su órbita. Es decir, el planeta orbita alrededor de su estrella de forma aislada (a excepción de sus satélites y troyanos ), y no comparte su órbita con muchos objetos de tamaño similar. Este criterio para el estado del planeta fue propuesto por la IAU en agosto de 2006 . Este criterio priva a cuerpos del Sistema Solar como Plutón , Eris y Ceres del estatus de planeta clásico, refiriéndolos a planetas enanos [1] . A pesar de que este criterio se aplica hasta ahora solo a los planetas del Sistema Solar, varios sistemas estelares jóvenes que se encuentran en la etapa de un disco protoplanetario tienen signos de "órbitas limpias" para los protoplanetas [44] .
Según la definición actual de planeta de la IAU , hay ocho planetas clásicos y cinco planetas enanos en el sistema solar [45] . En orden creciente de distancia al Sol, los planetas clásicos están dispuestos de la siguiente manera:
Júpiter es el más grande: su masa es 318 Tierra. Mercurio es el más pequeño, con una masa de sólo 0,055 de la de la Tierra. También es posible la existencia de otro Noveno planeta fuera de la órbita de Neptuno. Los planetas del sistema solar se pueden dividir en 3 grupos en función de sus características y composición:
Nombre | Diámetro ecuatorial [a] |
Peso [un] | Radio orbital [a] |
Período orbital (años) [a] |
Inclinación al ecuador solar (°) |
Excentricidad orbital |
Período de rotación (días) |
Satélites [c] | Anillos | Atmósfera | fecha de apertura | |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
grupo tierra | Mercurio | 0.382 | 0.06 | 0.39 | 0.24 | 3.38 | 0.206 | 58.64 | 0 | No | mínimo | |
Venus | 0.949 | 0.82 | 0.72 | 0,62 | 3.86 | 0.007 | −243.02 | 0 | No | CO2 , N2 _ _ | ||
tierra _ | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 1.00 | 7.25 | 0.017 | 1.00 | una | No | N 2 , O 2 | ||
Marte | 0.532 | 0.11 | 1.52 | 1.88 | 5.65 | 0.093 | 1.03 | 2 | No | CO2 , N2 _ | ||
gigantes gaseosos | Júpiter | 11.209 | 317.8 | 5.20 | 11.86 | 6.09 | 0.048 | 0.41 | 67 | Sí | H 2 , el | |
Saturno | 9.449 | 95.2 | 9.54 | 29.46 | 5.51 | 0.054 | 0.43 | 62 | Sí | H 2 , el | ||
Urano | 4.007 | 14.6 | 19.22 | 84.01 | 6.48 | 0.047 | −0,72 | 27 | Sí | H 2 , el | 13 de marzo de 1781 [47] | |
Neptuno | 3.883 | 17.2 | 30.06 | 164.8 | 6.43 | 0.009 | 0,67 | catorce | Sí | H 2 , el | 23 de septiembre de 1846 [48] | |
planetas enanos | ||||||||||||
Ceres | 0.08 | 0.0002 | 2,5—3,0 | 4.60 | 10.59 | 0.080 | 0.38 | 0 | No | No | 1 de enero de 1801 [49] | |
Plutón | 0.19 | 0.0022 | 29,7—49,3 | 248.09 | 17.14 | 0.249 | −6.39 | 5 | No | temporario | 18 de febrero de 1930 [50] | |
haumea | 0,37 × 0,16 | 0.0007 | 35,2—51,5 | 282.76 | 28.19 | 0.189 | 0.16 | 2 | No | No | 28 de diciembre de 2004 (no oficial) [51] , 29 de julio de 2005 [52] | |
hacerhacer | ~0.12 | 0.0007 | 38,5—53,1 | 309.88 | 28.96 | 0.159 | ? | una | No | No | 31 de marzo de 2005 [53] | |
eris | 0.19 | 0.0025 | 37.8-97.6 | 558.0 | 44.19 | 0.442 | ~0.3 | una | No | No | 5 de enero de 2005 [54] | |
un relativo a la tierra b ConsulteEarthpara conocer los datos exactos c Júpiter tiene más lunas conocidas que cualquier otro planeta del sistema solar (67)[55] d Al igual que con Plutón cerca del perihelio, aparece una atmósfera temporal. |
Todavía no hay claridad sobre qué procesos tienen lugar durante la formación de los planetas y cuáles de ellos dominan. Resumiendo los datos de observación, solo podemos afirmar que [56] :
El punto de partida de todas las discusiones sobre el camino de la formación de planetas es el disco de gas y polvo (protoplanetario) alrededor de la estrella en formación. Hay dos tipos de escenarios de cómo salieron los planetas [57] :
La formación del planeta finalmente se detiene cuando se encienden reacciones nucleares en una estrella joven y se dispersa el disco protoplanetario debido a la presión del viento solar, el efecto Poynting-Robertson y otros [58] .
Escenario de acreciónPrimero, los primeros planetozimales se forman a partir del polvo. Hay dos hipótesis sobre cómo sucede esto:
A medida que crecen, surgen planetosimales dominantes, que luego se convertirán en protoplanetas. El cálculo de sus tasas de crecimiento es bastante diverso. Sin embargo, se basan en la ecuación de Safronov:
,
donde R es el tamaño del cuerpo, a es el radio de su órbita, M * es la masa de la estrella, Σ p es la densidad superficial de la región planetosimal y F G es el llamado parámetro de enfoque, que es la clave en esta ecuación; se determina de manera diferente para diferentes situaciones. Dichos cuerpos pueden crecer no indefinidamente, sino exactamente hasta el momento en que hay pequeños planetozimales en su vecindad, la masa límite (la llamada masa de aislamiento) resulta ser:
En condiciones típicas, varía de 0,01 a 0,1 M 🜨 - esto ya es un protoplaneta. El desarrollo posterior del protoplaneta puede seguir los siguientes escenarios, uno de los cuales conduce a la formación de planetas con una superficie sólida, el otro a gigantes gaseosos.
En el primer caso, los cuerpos con masa aislada de una forma u otra aumentan la excentricidad y sus órbitas se cruzan. En el curso de una serie de absorciones de protoplanetas más pequeños, se forman planetas similares a la Tierra.
Se puede formar un planeta gigante si una gran cantidad de gas del disco protoplanetario permanece alrededor del protoplaneta. Luego, la acumulación comienza a desempeñar el papel del proceso principal de mayor incremento de masa. El sistema completo de ecuaciones que describe este proceso:
(una)
(2)
(3)
El significado de las ecuaciones escritas es el siguiente (1) — se asume la simetría esférica y la homogeneidad del protoplaneta, (2) se supone que se produce el equilibrio hidrostático, (3) se produce calentamiento durante una colisión con planetosimales y el enfriamiento sólo se produce debido a la radiación. (4) son las ecuaciones de estado del gas.
El crecimiento del núcleo del futuro planeta gigante continúa hasta M~10 🜨 [57] Aproximadamente en esta etapa, se altera el equilibrio hidrostático. A partir de ese momento, todo el gas acumulado forma la atmósfera del planeta gigante.
Dificultades del escenario de acreciónLas primeras dificultades surgen en los mecanismos de formación de los planetosimales. Un problema común para ambas hipótesis es el problema de la "barrera del metro": cualquier cuerpo en un disco gaseoso reduce gradualmente el radio de su órbita y, a cierta distancia, simplemente se quemará. Para cuerpos con un tamaño del orden de un metro, la velocidad de tal deriva es máxima, y el tiempo característico es mucho menor que el necesario para que el planetosimal aumente significativamente su tamaño [57] .
Además, en la hipótesis de la fusión, es más probable que los planetozimales de un metro de largo colisionen para colapsar en numerosas partes pequeñas que para formar un solo cuerpo.
Para la hipótesis de la formación de planetosimales durante la fragmentación del disco, la turbulencia ha sido un problema clásico. Sin embargo, su posible solución, ya la vez el problema de la barrera del metro, se obtuvo en obras recientes. Si en los primeros intentos de solución el principal problema era la turbulencia, en el nuevo enfoque este problema no existe como tal. La turbulencia puede agrupar partículas sólidas densas y, junto con la inestabilidad del flujo, es posible la formación de un cúmulo ligado gravitacionalmente, en un tiempo mucho más corto que el que tardan los planetosimales de un metro de largo en llegar a la estrella.
El segundo problema es el mecanismo del crecimiento masivo en sí mismo:
Al igual que con cualquier objeto autogravitatorio, pueden desarrollarse inestabilidades en un disco protoplanetario. Esta posibilidad fue considerada por primera vez por Toomre en 1981 . Resultó que el disco comienza a romperse en anillos separados si
donde c s es la velocidad del sonido en el disco protoplanetario, k es la frecuencia epicíclica.
Hoy, el parámetro Q se llama "parámetro Tumre", y el escenario en sí se llama inestabilidad Tumre. El tiempo que tarda el disco en destruirse es comparable al tiempo de enfriamiento del disco y se calcula de forma similar al tiempo Helm-Holtz de una estrella.
Dificultades en el escenario del colapso gravitacionalRequiere un disco protoplanetario supermasivo.
Una de las características más importantes de los planetas es el momento magnético interno , que crea la magnetosfera . La presencia de un campo magnético indica que el planeta sigue geológicamente "vivo". En otras palabras, en los planetas magnetizados, los movimientos de los materiales eléctricamente conductores ubicados en sus profundidades generan un campo magnético. Este campo cambia significativamente la interacción entre el planeta y el viento solar. Un planeta magnetizado crea una región a su alrededor llamada magnetosfera , a través de la cual el viento solar no puede penetrar. La magnetosfera puede ser mucho más grande que el propio planeta. Por el contrario, los planetas no magnetizados solo tienen magnetosferas débiles generadas por la interacción entre la ionosfera y el viento solar, que no pueden proteger significativamente al planeta [59] .
De los ocho planetas del sistema solar, solo dos prácticamente no tienen magnetosfera, estos son Venus y Marte [59] . A modo de comparación, incluso una de las lunas de Júpiter, Ganímedes , lo tiene . De los planetas magnetizados, la magnetosfera de Mercurio es la más débil, apenas capaz de desviar el viento solar . El campo magnético de Ganímedes es varias veces más fuerte, y el de Júpiter es el más poderoso del sistema solar (tan poderoso que podría representar un grave riesgo para futuras misiones tripuladas a las lunas de Júpiter). Los campos magnéticos de otros planetas gigantes tienen aproximadamente el mismo poder que el de la Tierra, pero su momento magnético es mucho mayor. Los campos magnéticos de Urano y Neptuno están fuertemente inclinados con respecto al eje de rotación y desplazados con respecto al centro del planeta [59] .
En 2004, un equipo de astrónomos de las islas hawaianas observó un exoplaneta alrededor de la estrella HD 179949 , que parecía haber creado una mancha solar en la superficie de la estrella madre . El equipo planteó la hipótesis de que la magnetosfera del planeta estaba transfiriendo energía a la superficie de la estrella, aumentando las temperaturas en cierta región de los ya altos 7760 °C en otros 400 °C [60] .
Todos los planetas del sistema solar tienen atmósfera , ya que su gran masa y gravedad son suficientes para mantener los gases cerca de la superficie. Los grandes gigantes gaseosos son lo suficientemente masivos como para mantener los gases ligeros como el hidrógeno y el helio cerca de la superficie, mientras que desde los planetas más pequeños escapan libremente al espacio exterior [61] . La composición de la atmósfera terrestre se diferencia de la de otros planetas del sistema solar por un alto contenido de oxígeno, liberado por los organismos fotosintéticos y tan importante para todos los seres vivos [62] . El único planeta en el sistema solar sin rastros significativos de una atmósfera es Mercurio, en el que fue "arrasado" casi por completo por el viento solar [63] .
La atmósfera del planeta está influenciada por varios tipos de energía recibida tanto del Sol como de fuentes internas. Esto conduce a fenómenos meteorológicos bastante dinámicos , como huracanes (en la Tierra), a veces tormentas de polvo que cubren casi todo el planeta (en Marte) y una tormenta anticiclónica del tamaño de la Tierra en Júpiter ( Gran Mancha Roja ) y "manchas" en la atmósfera. (sobre Neptuno) [36] . En al menos un exoplaneta, HD 189733 b , se vio un detalle similar a la Gran Mancha Roja en el mapa de brillo, pero el doble de grande [64] .
Los Júpiter calientes a menudo pierden su atmósfera en el espacio debido a la radiación estelar, como la cola de un cometa [65] [66] . Estos planetas pueden tener fuertes diferencias de temperatura entre los lados diurno y nocturno del planeta, lo que da lugar a vientos que soplan a velocidades supersónicas [67] . Y aunque los lados diurno y nocturno de HD 189733 b tienen fuertes diferencias entre los lados diurno y nocturno, la atmósfera del planeta redistribuye efectivamente la energía de la estrella alrededor del planeta [64] .
El método del eclipse, o tránsito, se basa en que un planeta puede pasar por delante de una estrella y eclipsar una pequeña parte de su disco. Esto es posible si la línea de visión de un observador terrestre se encuentra aproximadamente en el plano de la órbita del planeta.
La probabilidad de que una estrella dada quede exactamente así depende de la relación entre el diámetro de la estrella y el diámetro de la órbita. Para planetas cercanos a la estrella, este valor es del orden del 10%, decreciendo con la distancia. Y esta es la primera desventaja de este método.
El segundo es un alto porcentaje de falsas alarmas, que requiere confirmación adicional de alguna otra manera.
Y el tercero es el aumento de las exigencias sobre la precisión de las mediciones. Ya que es necesario resolver el problema inverso, cuya solución es inestable en el sentido de Lyapunov [68] .
Sin embargo, este es el único método por el cual es posible determinar el tamaño angular del exoplaneta, y si se conoce la distancia a él, el tamaño lineal. Además, la luz de una estrella durante un "eclipse" atraviesa la atmósfera, lo que permite obtener datos sobre la composición química de las capas superiores del espectro y comprender la forma general de los procesos que ocurren allí.
Desde 2012, este ha sido el método más productivo para descubrir exoplanetas. Los mayores experimentos en curso en este momento son Corot , Kepler , OGLE .
El método Doppler ( velocidades radiales, radial velocities ) es un método para la detección de exoplanetas , que consiste en la medida espectrométrica de la velocidad radial de una estrella. Una estrella que posea un sistema planetario se moverá en su pequeña órbita en respuesta a la atracción del planeta . Esto, a su vez, dará lugar a un cambio periódico en la velocidad a la que la estrella se acerca y se aleja de la Tierra (es decir, a un cambio en la velocidad radial de la estrella con respecto a la Tierra). Esta velocidad se puede calcular a partir del desplazamiento de las líneas espectrales provocado por el efecto Doppler .
El método Doppler es adecuado para estrellas a cualquier distancia, pero se necesita una alta relación señal-ruido para lograr una alta precisión de medición y, por lo tanto, el método generalmente se usa solo para estrellas relativamente cercanas (hasta 160 años luz ). El método Doppler facilita la búsqueda de planetas masivos cerca de sus estrellas, pero se requieren observaciones a largo plazo para detectar planetas a grandes distancias. Los planetas con órbitas muy inclinadas producen menos oscilaciones estelares y, por lo tanto, son más difíciles de detectar.
Una de las características definitorias de un planeta es que su masa debe ser lo suficientemente grande para que su gravedad pueda llevarlo a un estado de equilibrio hidrostático . Por lo tanto, todos los planetas son aproximadamente esféricos. Los objetos de masa pequeña pueden tener una forma irregular, y si la masa es lo suficientemente grande, la gravedad se vuelve lo suficientemente fuerte como para hacer que el objeto sea esférico. El valor umbral de la masa depende de la composición química del cuerpo celeste [69] .
Entre otras cosas, la masa es una característica importante que distingue a los planetas de las estrellas. El límite de masa superior para el planeta es de 13 masas de Júpiter , después de lo cual se alcanzan las condiciones para el inicio de la fusión termonuclear . No hay planetas que se acerquen siquiera a este umbral en el sistema solar. Sin embargo, algunos exoplanetas tienen una masa justo por debajo de esta línea. La Enciclopedia de planetas extrasolares enumera varios planetas cerca de este límite: HD 38529 c, AB Pictorial b, HD 162020 b y HD 13189 b. Hay varios objetos con una masa mayor, pero dado que se encuentran por encima del límite requerido para la fusión termonuclear, deben clasificarse como enanas marrones [5] .
El planeta más pequeño conocido (excluyendo planetas enanos y satélites) es PSR B1257+12 b, uno de los primeros exoplanetas descubiertos ( 1992 ) en órbita alrededor de un púlsar . La masa del planeta es aproximadamente la mitad de la de Mercurio [5] .
Cada planeta comenzó su existencia en un estado líquido y fluido; en las primeras etapas de formación, las sustancias más pesadas se asentaron hacia el centro, mientras que las más ligeras permanecieron cerca de la superficie. Por lo tanto, cada planeta tiene alguna diferenciación del interior, que se expresa en el hecho de que el núcleo del planeta está cubierto por un manto , que es o fue líquido. Los planetas terrestres esconden el manto bajo una densa corteza [70] , mientras que en los gigantes gaseosos el manto pasa suavemente a la atmósfera. Los planetas terrestres poseen núcleos hechos de sustancias ferromagnéticas como hierro y níquel , así como mantos hechos de silicatos . Los gigantes gaseosos como Júpiter y Saturno tienen un núcleo de rocas y metales rodeado por un manto de hidrógeno metálico [71] . Y los gigantes de hielo como Urano y Neptuno tienen núcleos de rocas y un manto de agua , amoníaco , metano y otros hielos [72] . El movimiento del fluido dentro de los núcleos de los planetas crea un efecto geodinamo que genera un campo magnético [70] .
Algunos planetas o planetas enanos (como Júpiter y Saturno, Neptuno y Plutón) están en resonancia orbital entre sí o con cuerpos más pequeños (lo que también es común en los sistemas de satélites). Todos los planetas, con la excepción de Venus y Mercurio , tienen satélites naturales , que también suelen llamarse "lunas". Entonces, la Tierra tiene solo un satélite natural, Marte tiene dos y los planetas gigantes tienen muchos de ellos. Muchos satélites de planetas gigantes tienen una serie de características que los relacionan con los planetas terrestres y los planetas enanos . Muchos de ellos pueden incluso ser examinados por la presencia de vida (especialmente Europa ) [73] [74] [75] ).
Los cuatro planetas gigantes también poseen anillos que varían en tamaño y composición. Están compuestos principalmente de polvo y partículas sólidas, pero también pueden incluir bloques de piedra de varios cientos de metros de tamaño, pequeños satélites pastores que forman y mantienen la estructura de los anillos. El origen de los anillos no está del todo claro, presumiblemente, son el resultado de la destrucción de satélites que cruzaron el límite de Roche para su planeta y fueron destruidos por fuerzas de marea [76] [77] .
Ninguna de las características secundarias de los exoplanetas ha sido estudiada. Pero, presumiblemente, la enana submarrón Cha 110913-773444 , que se clasifica como un solo planeta , tiene un pequeño disco protoplanetario [21] .
La idea de planeta ha evolucionado a lo largo de la historia, desde las divinas estrellas errantes de la antigüedad hasta la visión moderna de ellas como objetos astronómicos que se originó en la era científica. El concepto ahora se ha tomado de manera más amplia para incluir no solo mundos dentro del sistema solar, sino también en cientos de sistemas extrasolares. La ambigüedad nacida de la definición del planeta ha dado lugar a una gran controversia en el mundo científico.
Incluso en la antigüedad, los astrónomos notaron que algunas luminarias en el cielo se movían en relación con otras estrellas, describiendo bucles característicos en la esfera celeste . Los antiguos griegos llamaron a estas luminarias " πλάνητες ἀστέρες " ( estrellas errantes ) o simplemente " πλανήτοι " ( vagabundos ) [78] , de donde se derivó la palabra moderna "planeta" [79] [80] . En Grecia, China, Babilonia y todas las civilizaciones antiguas [81] [82] era casi universal que la Tierra estaba en el centro del universo y que todos los planetas giraban a su alrededor. La razón de tales ideas radica en el hecho de que a los antiguos les parecía que los planetas y las estrellas giraban alrededor de la Tierra todos los días [83] , y en su sentimiento de que la Tierra es sólida y estable, que no se mueve, sino que está en reposo.
Los sumerios son los precursores de los babilonios, ya que crearon una de las primeras civilizaciones del mundo a las que se atribuye la invención de la escritura, al menos en el año 1500 a. mi. encontró con confianza a Venus en el cielo [84] . Poco después, encontraron con confianza el otro planeta "interior" Mercurio y el "exterior" (más allá de la órbita de la Tierra) Marte , Júpiter y Saturno . Estos planetas siguieron siendo los únicos conocidos hasta la invención del telescopio a principios del período moderno [85] .
La primera civilización en tener una teoría funcional de los planetas fueron los babilonios, que vivieron en Mesopotamia en el segundo y primer milenio antes de Cristo. mi. El texto astronómico planetario más antiguo que se conserva de ese período son las tablas de Venus de Ammi-Tzaduki, que datan del siglo VII a. e., probablemente sean una copia de los más antiguos, que datan de principios del segundo milenio antes de Cristo. mi [86] . Los babilonios también sentaron las bases de lo que en el futuro se llamaría "astrología occidental" [87] . " Enuma Anu Enlil ", escrito en el periodo neoasirio en el siglo VII a.C. e [88] contiene una lista de presagios y su relación con varios fenómenos astronómicos, incluido el movimiento de los planetas [89] .
Los babilonios utilizaron un sistema dual de nombres: "científico" y "divino". Lo más probable es que fueran ellos a quienes primero se les ocurrió la idea de dar a los planetas los nombres de los dioses [90] [91] .
Para el sistema caldeo de planetas, véase Fila caldea .
Modernidad | Luna | Mercurio | Venus | Sol | Marte | Júpiter | Saturno |
Europa medieval [92] | ☾LVNA | ☿ MERCVIVS | ♀VENVS | ☉ SOL | ♂ MARTE | ♃ IVPITER | ♄ SATVRNVS |
En la antigua Grecia de los períodos prehelenístico y helenístico temprano, los nombres de los planetas no tenían nada que ver con las deidades: Saturno se llamaba Faynon , "brillante", Júpiter - Faetón , Marte - Piroeis , "ardiente"; Venus era conocido como Phosphoros , el "Heraldo de la Luz" (durante la visibilidad de la mañana) y Hesperos (durante la visibilidad de la tarde), y el Mercurio que desaparecía más rápidamente como Stilbon .
Pero más tarde, aparentemente, los griegos adoptaron los nombres "divinos" de los planetas de los babilonios, pero los rehicieron para adaptarlos a su panteón. Se ha encontrado suficiente correspondencia entre las tradiciones de nombres griegas y babilónicas para sugerir que no se originaron por separado [86] . La traducción no siempre fue exacta. Por ejemplo, el babilónico Nergal es el dios de la guerra, por lo que los griegos lo asociaron con Ares. Pero a diferencia de Ares, Nergal también era el dios de la pestilencia, la pestilencia y el inframundo [94] . Más tarde, los antiguos romanos, junto con la cultura y las ideas sobre el mundo que los rodeaba, copiaron los nombres de los planetas de los antiguos griegos. Así aparecieron Júpiter, Saturno, Mercurio, Venus y Marte, que nos son familiares.
Muchos romanos siguieron la creencia, probablemente originaria de Mesopotamia pero que alcanzó su forma final en el Egipto helenístico, de que los siete dioses que dieron nombre a los planetas se encargaron de los cambios de hora de la tierra. El orden comenzaba Saturno, Júpiter, Marte, Sol, Venus, Mercurio, Luna (del más lejano al más cercano) [95] . Por lo tanto, el primer día comenzó con Saturno (hora 1), el segundo día con el Sol (hora 25), seguido por la Luna (hora 49), luego Marte, Mercurio, Júpiter y Venus. Dado que cada día llevaba el nombre del dios con el que comenzaba, este orden sobrevivió en el calendario romano después de la abolición del ciclo basado en nundine , y aún sobrevive en muchos idiomas modernos [96] .
El término "planeta" proviene del griego antiguo πλανήτης , que significa "vagabundo": este era el nombre de un objeto que cambiaba su posición con respecto a las estrellas. Dado que, a diferencia de los babilonios, los antiguos griegos no le daban importancia a las predicciones, los planetas inicialmente no estaban particularmente interesados. pitagóricos en los siglos VI y V a.C. mi. desarrollaron su propia teoría planetaria independiente, según la cual la Tierra, el Sol, la Luna y los planetas giran alrededor del "Fuego Central", que se tomó como el centro teórico del universo. Pitágoras o Parménides fueron los primeros en identificar la "estrella de la tarde" y la "estrella de la mañana" ( Venus ) como uno y el mismo objeto [97] .
En el siglo III a. mi. Aristarco de Samos propuso un sistema heliocéntrico , según el cual la Tierra y otros planetas giraban alrededor del Sol. Sin embargo, el geocentrismo siguió siendo dominante hasta la Revolución Científica . Es posible que el mecanismo de Antikythera fuera una computadora analógica diseñada para calcular las posiciones aproximadas del Sol, la Luna y los planetas en una fecha determinada.
Hacia el siglo I a. e, durante el período helenístico , los griegos comenzaron a crear sus propios esquemas matemáticos para predecir la posición de los planetas. Los antiguos babilonios usaban la aritmética , mientras que el esquema de los antiguos griegos se basaba en soluciones geométricas . Este enfoque permitió avanzar mucho en la explicación de la naturaleza del movimiento de los cuerpos celestes visibles a simple vista desde la Tierra. Estas teorías se reflejan más plenamente en el Almagesto , escrito por Ptolomeo en el siglo II d.C. mi. El dominio del modelo ptolemaico fue tan completo que eclipsó todos los trabajos anteriores sobre astronomía y siguió siendo el trabajo astronómico de mayor autoridad en el mundo occidental durante 13 siglos [86] [98] . El complejo de leyes de Ptolomeo describía bien las características de las órbitas de 7 planetas que, según los griegos y los romanos, giraban alrededor de la Tierra . En orden creciente de distancia a la Tierra, según la comunidad científica de la época, se ubicaban de la siguiente manera: Luna , Mercurio, Venus, Sol , Marte, Júpiter y Saturno [80] [98] [99] .
En 499, el astrónomo indio Aryabhata propuso un modelo planetario que sugería que los planetas se mueven en órbitas elípticas en lugar de circulares. El modelo de Aryabhata también incluía la rotación de la Tierra alrededor de su eje, lo que explicaba el movimiento aparente de las estrellas hacia el oeste [100] [101] . Este modelo fue ampliamente aceptado entre los astrónomos indios que vivieron y trabajaron más tarde. Los seguidores de Aryabhata fueron especialmente fuertes en el sur de la India , donde sus principios de la rotación diaria de la Tierra, entre otros, formaron la base de una gran cantidad de trabajos basados en su teoría [102] .
En 1500, Neelakanta Somayaji de la escuela de Kerala , en su Tantrasangraha , revisó el modelo de Aryabhata [103] [104] . En su Aryabhatavahyaz , un comentario sobre Aryabhatya , propuso un modelo donde Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno giran alrededor del Sol, que a su vez gira alrededor de la Tierra. Este sistema geo-heliocéntrico recuerda al propuesto por Tycho Brahe a finales del siglo XVI . La mayoría de los astrónomos de la Escuela de Kerala adoptaron su modelo y lo siguieron [103] [104] [105] .
En el siglo XI , Avicena observó el tránsito de Venus y estableció que Venus , al menos algunas veces, está más bajo que el Sol [106] . En el siglo XII, Ibn Baja observó "dos planetas como manchas negras en la cara del Sol". En el siglo XIII, el astrónomo de Maraga Kutbuddin ash-Shirazi explicó este fenómeno como tránsitos de Mercurio y Venus [107] .
En textos en ruso, el término “planeta” se encuentra desde el siglo XI, cuando este nombre en forma de “planeta” fue mencionado en el “ Izbornik de Svyatoslav ” de 1073, donde también se indicaban los cuerpos celestes, que eran Entonces llamados planetas: Slantse ( Sol ), Yermis ( Mercurio ), Afrodita ( Venus ), Luna , Aris ( Marte ), Zeus ( Júpiter ), Kronos ( Saturno ) [108] .
Mercurio | Venus | Tierra | Marte | Júpiter | Saturno |
Los cinco planetas visibles a simple vista se conocen desde la antigüedad y han tenido un impacto significativo en la mitología, la cosmología religiosa y la astronomía antigua.
El método del conocimiento científico mejoró y la comprensión del término "planeta" cambió a medida que se movían en relación con otros cuerpos celestes (en relación con las estrellas fijas); a entenderlos como cuerpos que giran alrededor de la Tierra (en todo caso, a la gente le parecía que sí); Para el siglo XVI , los planetas comenzaron a definirse como objetos que orbitan alrededor del Sol junto con la Tierra, cuando el modelo heliocéntrico de Copérnico , Galileo y Kepler ganó influencia en la comunidad científica. Así, la Tierra también entró en la lista de planetas, mientras que el Sol y la Luna quedaron excluidos de ella [109] .
Al mismo tiempo, se rompió la tradición de nombrar a los planetas como dioses griegos o romanos. Como resultado, en cada idioma la Tierra se llama a su manera.
Muchas lenguas romances conservan la palabra latina Terra (o variaciones de la misma), que significa tierra seca (lo contrario de mar) [110] . Sin embargo, las lenguas no románicas utilizan sus propios nombres. Por ejemplo, los griegos aún conservan el griego antiguo original Γή ( Ki o Yi ); Las lenguas germánicas , incluido el inglés, utilizan variaciones del antiguo germánico ertho [111] como se puede ver en English Earth , German Erde , Dutch Aarde y Scandinavian Jorde .
Las culturas no europeas utilizan diferentes esquemas para nombrar los planetas. India utiliza un sistema de nombres basado en Navagraha , que incluye los siete planetas "tradicionales" ( Surya para el Sol, Chandra para la Luna y Budha , Shukra , Mangala , Brihaspati y Shani para los planetas Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno) y los nodos ascendentes y descendentes de la Luna Rahu y Ketu . China y otros países de Asia Oriental históricamente influenciados por China ( Japón , Corea y Vietnam ) utilizan un sistema de nombres basado en los Cinco Elementos ( Elementos ): Agua (Mercurio), Metal (Venus), Fuego (Marte), Madera (Júpiter) y Tierra (Saturno) [96] .
Cuando se descubrieron los primeros satélites de Júpiter y Saturno en el siglo XVII , al principio se los llamó satélites y planetas; sin embargo, en el siglo siguiente, la palabra "satélite" se usó con más frecuencia [112] . Hasta mediados del siglo XIX, el número de "planetas" aumentó rápidamente, y la comunidad científica le dio el estatus de planeta a cualquier objeto que orbitara estrictamente alrededor del Sol.
Mercurio | Venus | Tierra | Marte | Vesta | Juno | Ceres | Palas | Júpiter | Saturno | Urano |
A mediados del siglo XIX, los astrónomos comenzaron a darse cuenta de que los objetos que habían descubierto en los últimos 50 años (como Ceres, Palas, Juno y Vesta) eran muy diferentes de los planetas ordinarios. Están ubicados en la misma área entre Marte y Júpiter (cinturón de asteroides) y tienen una masa mucho menor; como resultado, fueron reclasificados como "asteroides". Los planetas comenzaron a llamarse solo cuerpos "grandes" que giran alrededor del Sol. No había necesidad de una definición formal del planeta porque, en primer lugar, había una gran diferencia de tamaño entre los asteroides y los planetas conocidos y, en segundo lugar, el flujo de nuevos descubrimientos de planetas pareció secarse con el descubrimiento de Neptuno. en 1846 [113] .
Mercurio | Venus | Tierra | Marte | Júpiter | Saturno | Urano | Neptuno |
Plutón fue descubierto en el siglo XX . Las primeras observaciones indicaron que era más grande que la Tierra [114] , y el objeto fue inmediatamente percibido como el noveno planeta. Otras observaciones mostraron que Plutón es mucho más pequeño. En 1936 , Raymond Littleton sugirió que Plutón podría ser una luna escapada de Neptuno [115] y en 1964, Fred Lawrence Whipple sugirió que Plutón es un cometa [116] . Sin embargo, dado que Plutón es más grande que todos los asteroides conocidos en ese momento [117] , mantuvo su estatus hasta 2006.
Mercurio | Venus | Tierra | Marte | Júpiter | Saturno | Urano | Neptuno | Plutón |
En 1992, los astrónomos Alexander Volshchan y Dale Freil anunciaron el descubrimiento de planetas alrededor de un púlsar , PSR B1257+12 [118] . Se cree que este es el primer descubrimiento de planetas alrededor de otra estrella. Luego, el 6 de octubre de 1995 , Michel Mayor y Didier Chielo de la Universidad de Ginebra anunciaron el primer descubrimiento de exoplanetas alrededor de una estrella ordinaria de secuencia principal , 51 Pegasus [119] .
El descubrimiento de exoplanetas ha creado una nueva incertidumbre en la definición de planeta: la ausencia de un límite claro entre planetas y estrellas. Muchos exoplanetas conocidos son muchas veces más grandes que Júpiter en masa, acercándose a objetos estelares conocidos como "enanas marrones" [120] . Las enanas marrones generalmente se consideran estrellas debido a su capacidad para quemar deuterio , un isótopo pesado de hidrógeno, en una reacción termonuclear. Para quemar hidrógeno ordinario, una estrella debe tener una masa de al menos 75 masas de Júpiter, y solo 13 masas de Júpiter son suficientes para quemar deuterio. Sin embargo, el deuterio es un isótopo bastante raro, y la mayoría de las enanas marrones probablemente se quedaron sin él mucho antes de que fueran descubiertas, lo que las hace indistinguibles de los planetas supermasivos [121] .
Mercurio | Venus | Tierra | Marte | Júpiter | Saturno | Urano | Neptuno |
Con el descubrimiento en la segunda mitad del siglo XX de una gran cantidad de diversos tipos de objetos dentro del sistema solar y grandes objetos alrededor de otras estrellas, comenzaron las disputas sobre lo que debería considerarse un planeta. Comenzaron disputas específicas sobre si un planeta se considera un objeto que se libera de la principal "población" del cinturón de asteroides , o si es lo suficientemente grande para la fusión de deuterio .
A fines de la década de 1990 y principios de la de 2000, se confirmó la existencia del cinturón de Kuiper en la región de la órbita de Plutón . Así, se estableció que Plutón es solo uno de los objetos más grandes de este cinturón, lo que llevó a muchos astrónomos a despojarlo del estatus de planeta.
Un número considerable de otros objetos del mismo cinturón, como Quaoar , Sedna y Eris , han sido anunciados en la prensa popular como el décimo planeta, aunque no han recibido un amplio reconocimiento científico como tales. El descubrimiento de Eris en 2005, considerado más grande y un 27 % más masivo que Plutón, creó la necesidad de una definición oficial del planeta.
Reconociendo el problema, la IAU se dedicó a desarrollar una definición para el planeta, que se completó en 2006. El número de planetas en el sistema solar se redujo a 8 cuerpos grandes con una órbita "limpia" (Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno). Además, se identificó una nueva clase: los planetas enanos , que incluían tres objetos (Ceres, Plutón y Eris) [122] .
Definición de un exoplanetaEn 2003, el Grupo de Trabajo sobre Exoplanetas de la Unión Astronómica Internacional (IAU) definió los siguientes criterios para distinguir entre un planeta y una enana marrón [123] :
Esta definición se hizo popular entre los astrónomos e incluso fue publicada en publicaciones científicas especializadas [125] . Aunque esta definición es temporal y sirvió solo hasta que se adoptó la oficial, ganó popularidad porque no aborda el problema de determinar el umbral inferior de masa para el planeta [126] y, por lo tanto, ayuda a evitar contradicciones con respecto a los objetos del sol . system y, sin embargo, no comenta sobre el estado de los objetos que orbitan enanas marrones, como 2M1207 b .
Una enana submarrón es un objeto con una masa planetaria, formada durante el colapso de una nube de gas (y no durante la acreción, como los planetas ordinarios). Esta diferencia de formación entre las enanas submarrones y los planetas no se acepta generalmente; los astrónomos se dividen en dos campos en la cuestión de si considerar el proceso de formación planetaria como un criterio para la clasificación [127] [128] . Una de las razones del desacuerdo es que a menudo es imposible averiguar cómo se formó un objeto: por ejemplo, un planeta formado por acreción puede abandonar su sistema planetario y entrar en "flotación libre", y una enana submarrón se forma a sí misma. en un cúmulo estelar durante el colapso de una nube de gas puede ser capturado en órbita alrededor de una estrella.
Ceres | Plutón | haumea | hacerhacer | eris |
13 masas de Júpiter es algo arbitrario. Aquí no hay un límite nítido: la intensidad de la quema crece suavemente con la masa de la estrella. Además, la cantidad de deuterio involucrada en las reacciones depende no solo de la masa, sino también de la composición del objeto: la cantidad de helio y deuterio [129] .
Resolución IAU 2006La cuestión del límite de masa inferior se planteó en 2006 en la reunión de la Asamblea General de la IAU . Después del debate y una propuesta fallida, la asamblea acordó que el planeta es [130]
Según esta definición, hay 8 planetas en el sistema solar. Los cuerpos que cumplen las dos primeras condiciones pero no la tercera (Plutón, Makemake y Eris) se clasifican como planetas enanos , a menos que sean satélites de un planeta. Inicialmente, la IAU propuso una definición que no incluía el elemento (c) y, por lo tanto, podría haber más planetas ahora [131] . Después de mucha deliberación, se decidió por votación que tales cuerpos deberían clasificarse como planetas enanos [132] .
Esta definición se basa en la teoría de la formación planetaria, según la cual los futuros planetas limpiarán el espacio que los rodea de polvo, gas y cuerpos más pequeños. Según el astrónomo Stephen Soter [133] :
Tras la votación de 2006, el debate y la polémica no cesaron [134] [135] , y muchos astrónomos dijeron que no utilizarían esta definición [136] . Parte del debate se ha centrado en el punto (c) (órbita clara), y que los objetos clasificados como planetas enanos deberían ser parte de una definición más amplia de "planeta". Las conferencias posteriores de la IAU pueden ampliar la definición actual para incluir la definición de un exoplaneta.
Fuera de la comunidad científica, Plutón ha sido ampliamente conocido como el noveno planeta desde su descubrimiento (1930). El descubrimiento de Eris, que fue publicitado en los medios como el descubrimiento del décimo planeta, y la posterior reclasificación de tres objetos como planetas enanos, atrajo la atención de los medios y del público [137] .
La siguiente tabla muestra aquellos cuerpos del sistema solar que antes se consideraban planetas:
cuerpo | notas | |||
---|---|---|---|---|
Estrella | planeta enano | Asteroide | Satélite | |
Sol | Luna | Fueron considerados en la antigüedad como planetas de acuerdo con las ideas de la época. | ||
Io , Europa , Ganímedes y Calisto | Las cuatro lunas más grandes de Júpiter, también conocidas como las Galileas. Fueron mencionados por Galileo Galilei como "planetas Medici" en honor a su patrón: la familia Medici. | |||
Titán [b] , Japeto [c] , Rea [c] , Tetis [d] y Dione [d] | Las cinco lunas más grandes de Saturno descubiertas por Christian Huygens y Giovanni Domenico Cassini. | |||
Ceres [es] | Palas , Juno y Vesta | Los primeros asteroides conocidos se descubrieron entre 1801 y 1807, antes de ser reclasificados en la década de 1850 [138] .
Ceres fue reclasificado como planeta enano en 2006. | ||
Astrea , Hebe , Iris , Flora , Metis , Hygiea , Parthenope , Victoria , Egeria , Irene , Eunomia | Asteroides descubiertos entre 1845 y 1851. El rápido aumento en el número de planetas hizo necesaria una reclasificación, que tuvo lugar en 1854 [139] . | |||
Plutón [f] | El primer objeto transneptuniano (TNO), descubierto en 1930. En 2006, se le quitó el estatus de planeta y se le otorgó el estatus de planeta enano. |
No necesitas un telescopio para ver los planetas. La mayoría de los planetas del sistema solar hasta Saturno se pueden ver a simple vista. Si el observador tiene la intención de distinguir las estructuras geológicas o atmosféricas más importantes en la superficie de los planetas, entonces necesitará un telescopio con una óptica de buena calidad y un ocular de alto contraste con un mínimo de lentes; estos requisitos los cumplen los esquemas de Plössl, oculares ortoscópicos y monocéntricos, que, entre otras cosas, ayudan a evitar el deslumbramiento. En la mayoría de los casos, un telescopio refractor acromático con una apertura de 150-200 mm será suficiente para observar los planetas del sistema solar . La posición del planeta en órbita también es importante: todos los planetas, excepto Mercurio y Venus, se observan mejor en oposición . Preferiblemente despejado, sin neblina ni smog , el cielo. Es posible que se requieran varios filtros de luz; son especiales para cada planeta [140] .
Los más comunes para las observaciones planetarias son los aumentos de 150x a 350-400x, y debe asegurarse de que el ocular cubra este rango de aumentos (porque la resolución del ojo depende de la iluminación del objeto, y ajustando el aumento al doble el diámetro del objetivo del telescopio en milímetros, el brillo del disco planetario disminuirá tanto que los detalles, claramente visibles a menor aumento, desaparecerán en él). Al elegir un objeto para observar, debe asegurarse de que se haya elevado al menos 20 grados sobre el horizonte; de lo contrario, la turbulencia atmosférica distorsionará y desenfocará la imagen. Al mismo tiempo, no se recomienda observar los planetas desde edificios de varios pisos o directamente desde la habitación: en el primer caso, el aire caliente fluye a lo largo de las paredes de la casa (desde las ventanas abiertas y, por lo tanto, es mejor observar desde el balcón). Y en el segundo caso, el flujo de aire caliente que sale de su habitación desenfocará la "imagen" [140] .
Las siguientes son recomendaciones para observar planetas individuales en el sistema solar:
Mercurio es un objeto difícil de observar debido a su proximidad al Sol. Sin embargo, se puede observar durante dos o tres semanas al año por la mañana o por la noche durante aproximadamente una hora y media. Aunque al anochecer es visible en el cielo oscuro y es fácilmente visible, en este momento está bajo sobre el horizonte. Este problema se soluciona si se observa de día, pero es mucho más difícil encontrarlo en el cielo diurno. Para distinguir al menos algunos detalles de la superficie, se recomienda una apertura de telescopio de al menos 100 mm. Cuando la atmósfera está en calma, los detalles más grandes de la superficie aparecen como puntos oscuros borrosos. Para que el planeta se vea mejor contra el cielo durante el día y los detalles se vean más claramente, se recomienda un filtro amarillo [140] .
El planeta se puede observar hasta cuatro horas en la oscuridad. Durante aproximadamente medio año, el planeta es visible por la mañana o por la tarde, pero el enorme brillo permite observarlo casi todo el año. La apertura recomendada es de 75 mm. La misma superficie del planeta está oculta bajo densas nubes; el interés principal es la atmósfera misma y los cambios en ella. La reflectividad de la atmósfera de Venus es tan grande que se recomienda utilizar un filtro "neutro" para realizar observaciones seguras. Y cuando se usa un filtro azul o violeta, las faltas de homogeneidad en la capa de nubes son más visibles [140] .
Marte está disponible para observación en cualquier época del año, pero lo mejor es observarlo en oposición , que repite con un periodo de unos 26 meses. Aberturas recomendadas:
Júpiter también se puede encontrar siempre en el cielo, y las oposiciones se repiten en promedio una vez cada 13 meses. El principal interés en la observación de Júpiter es su atmósfera y los cambios climáticos en ella. Con una apertura de telescopio de 75 mm, se hacen visibles tres o cuatro bandas principales de nubes en la atmósfera del planeta, irregularidades en ellas, BKP y sombras de los satélites durante su paso. Cuando la apertura del instrumento se aumenta a 100 mm, ya se hacen visibles 4-5 tiras en la atmósfera y remolinos en ellas. Cuando se aumenta la apertura a 150-200 mm, aparecen numerosas rayas, rizos, festones, etc.. El número de detalles distinguibles crece en proporción al aumento de la apertura. Los filtros azul y amarillo se usan comúnmente para aumentar el contraste en las observaciones [140] .
Cada año el enfrentamiento se produce dos semanas más tarde que el anterior. Pero aparte de los cambios en la declinación, otros cambios son imperceptibles. Durante el período de la revolución de Saturno alrededor del Sol, el ángulo de apertura de los anillos cambia, dos veces son visibles de canto y dos veces se abren al máximo hasta un ángulo de 27 grados [140] .
Con una apertura del instrumento de 100 mm, son visibles un casquete polar más oscuro, una franja oscura cerca del trópico y una sombra de los anillos en el planeta. Y a 150-200 mm , se notarán cuatro o cinco bandas de nubes en la atmósfera y las faltas de homogeneidad en ellas, pero su contraste será notablemente menor que el de Júpiter. Para aumentar el contraste, puede usar un filtro amarillo. Y los famosos anillos de Saturno ya son visibles con un aumento de 20x. Los telescopios con grandes aperturas permiten distinguir muchos anillos individuales y espacios entre ellos [140] .
Las oposiciones cada año ocurren de cuatro a cinco días más tarde que el año anterior, con una declinación creciente y mejores condiciones de visibilidad para el hemisferio norte (hasta la década de 2030). Con una apertura de 75 mm y aumentos superiores a 80x, se verá un disco pequeño y tenue. Y con una apertura de 300 mm, los detalles de contraste extremadamente bajo se harán visibles, pero la probabilidad de su observación, incluso con dicho instrumento, es bastante pequeña [140] .
Las oposiciones ocurren cada año dos días más tarde que el año anterior, con una declinación creciente y mejores condiciones de visibilidad para el hemisferio norte (hasta la década de 2060). Los detalles de la superficie no son visibles, pero con un aumento de 120x se puede ver el pequeño disco del planeta [140] .
Venus (250 mm)
Marte (250 mm)
Júpiter (250 mm)
Saturno
Urano
PLANETAS 42. 1. Nos queda por hablar de las cinco estrellas, que muchos llaman "errantes", los griegos: los planetas.
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Satélites grandes | |
Satélites / anillos | Tierra / ∅ Marte Júpiter / ∅ Saturno / ∅ Urano / ∅ Neptuno / ∅ Plutón / ∅ haumea hacerhacer eris Candidatos orca quawara |
Primeros asteroides descubiertos | |
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