Sistema solar

sistema solar

El sistema solar visto por un artista. Las escalas de distancias al Sol no se respetan
Características generales
Años 4,5682±0,0006 Ga [ 1] [2]
Ubicación Nube interestelar local , Burbuja local , Brazo de Orión , Vía Láctea , Grupo local de galaxias
Peso 1.0014M☉ _ _
estrella más cercana Proxima Centauri (4,21-4,24 años luz ) [3] Sistema Alpha Centauri
( 4,37 años luz) [4]
Tercera velocidad de escape (cerca de la superficie de la Tierra ) 16,65 km/s
sistema planetario
El planeta más distante del Sol. Neptuno ( 4503 millones de km , 30,1 UA ) [5]
Distancia al cinturón de Kuiper ~30–50 au [6]
Número de estrellas 1 ( dom )
Número de planetas conocidos ocho
Número de planetas enanos 5 [7]
Número de satélites 639 (204 para planetas y 435 para cuerpos pequeños del sistema solar) [8] [9]
Número de cuerpos pequeños más de 1 000 000 (a noviembre de 2020) [8]
Número de cometas 3690 (a partir de noviembre de 2020) [8]
Orbitando alrededor del centro galáctico
Inclinación al plano de la Vía Láctea 60,19°
Distancia al centro galáctico Calle 27 170±1140 años
(8330±350 pc ) [10]
Período de circulación 225–250 Ma [ 11]
Velocidad orbital 220–240 km/s [12]
Propiedades asociadas a una estrella
clase espectral G2 V [13] [14]
línea de nieve ~5 au [15] [16]
límite de la heliosfera ~113-120 au [17]
Radio de la esfera de la colina ~ Calle 1-2 años

El sistema solar  es un sistema planetario que incluye la estrella  central el Sol y todos los objetos espaciales  naturales en órbitas heliocéntricas . Se formó por compresión gravitatoria de una nube de gas y polvo hace aproximadamente 4570 millones de años [2] .

La masa total del sistema solar es de aproximadamente 1,0014 M☉ . La mayor parte cae sobre el Sol; el resto está casi completamente contenido en ocho planetas distantes entre sí , que tienen órbitas casi circulares y que se encuentran casi en el mismo plano: el plano de la eclíptica . Debido a esto, existe una distribución contradictoria del momento angular entre el Sol y los planetas (el llamado "problema del momento"): solo el 2% del momento total del sistema recae en la parte del Sol, cuya masa es ~ 740 veces mayor que la masa total de los planetas, y el 98% restante - por ~ 0,001 de la masa total del sistema solar [18] .

Los cuatro planetas más cercanos al Sol, llamados planetas terrestres -Mercurio , Venus , la Tierra [19] y Marte-  están compuestos principalmente de silicatos y metales . Los cuatro planetas más distantes del Sol -Júpiter , Saturno , Urano y Neptuno (también llamados gigantes gaseosos )- son mucho más masivos que los planetas terrestres .
Los planetas más grandes que componen el sistema solar, Júpiter y Saturno, están compuestos principalmente de hidrógeno y helio ; Los gigantes gaseosos más pequeños, Urano y Neptuno, además de hidrógeno y helio, contienen principalmente agua , metano y amoníaco ; tales planetas se destacan en una clase separada de " gigantes de hielo " [20] . Seis planetas de ocho y cuatro planetas enanos tienen satélites naturales . Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno están rodeados de anillos de polvo y otras partículas.

Hay dos regiones en el sistema solar llenas de pequeños cuerpos . El cinturón de asteroides , situado entre Marte y Júpiter, tiene una composición similar a la de los planetas terrestres, ya que está formado por silicatos y metales. Los objetos más grandes del cinturón de asteroides son el planeta enano Ceres y los asteroides Pallas , Vesta e Hygiea . Más allá de la órbita de Neptuno hay objetos transneptunianos que consisten en agua congelada , amoníaco y metano , los más grandes de los cuales son Plutón , Sedna , Haumea , Makemake , Quaoar , Orcus y Eris . Existen otras poblaciones de cuerpos pequeños en el sistema solar, como cuasi-satélites planetarios y troyanos , asteroides cercanos a la Tierra , centauros , damocloides , así como cometas , meteoroides y polvo cósmico que viajan por el sistema .

El viento solar (una corriente de plasma del Sol) crea una burbuja en el medio interestelar llamada heliosfera que se extiende hasta el borde del disco disperso . La hipotética nube de Oort , que sirve como fuente de cometas de período largo, podría extenderse unas mil veces más allá de la heliosfera.

El sistema solar es parte de la estructura de la galaxia Vía Láctea .

Estructura

El objeto central del sistema solar es el Sol  , una estrella de la secuencia principal de la clase espectral G2V, una enana amarilla . La gran mayoría de toda la masa del sistema (alrededor del 99,866%) se concentra en el Sol, que sostiene a los planetas y otros cuerpos pertenecientes al sistema solar con su gravedad [21] . Los cuatro objetos más grandes, los gigantes gaseosos  , constituyen el 99 % de la masa restante (con Júpiter y Saturno representando la mayoría, alrededor del 90 %).

La mayoría de los objetos grandes que orbitan alrededor del Sol se mueven prácticamente en el mismo plano, llamado plano de la eclíptica . Al mismo tiempo, los cometas y los objetos del cinturón de Kuiper suelen tener grandes ángulos de inclinación con respecto a este plano [22] [23] .

Todos los planetas y la mayoría de los demás objetos giran alrededor del Sol en la misma dirección que la rotación del Sol (en sentido antihorario visto desde el polo norte del Sol). Hay excepciones como el cometa Halley . Mercurio tiene la velocidad angular más alta  : logra dar una vuelta completa alrededor del Sol en solo 88 días terrestres. Y para el planeta más distante, Neptuno  , el período de revolución es de 165 años terrestres.

La mayoría de los planetas giran alrededor de su eje en la misma dirección que giran alrededor del sol. Las excepciones son Venus y Urano , y Urano gira casi "tumbado de lado" (la inclinación del eje es de unos 90 °). Para una demostración visual de la rotación, se usa un dispositivo especial: telurio .

Muchos modelos del sistema solar muestran condicionalmente las órbitas de los planetas a intervalos regulares, pero en realidad, con algunas excepciones, cuanto más lejos está el planeta o el cinturón del Sol, mayor es la distancia entre su órbita y la órbita del anterior. objeto. Por ejemplo, Venus tiene aproximadamente 0,33 UA. más lejos del Sol que Mercurio, mientras que Saturno está a 4,3 AU. más allá de Júpiter y Neptuno a 10,5 UA. más allá de Urano. Ha habido intentos de derivar correlaciones entre distancias orbitales (por ejemplo, la regla de Titius-Bode ) [24] , pero ninguna de las teorías ha sido generalmente aceptada.

Las órbitas de los objetos alrededor del Sol están descritas por las leyes de Kepler . Según ellos, cada objeto circula a lo largo de una elipse , en uno de cuyos focos se encuentra el Sol. Los objetos más cercanos al Sol (con un semieje mayor más pequeño ) tienen una velocidad angular de rotación más alta, por lo que el período de revolución ( año ) es más corto. En una órbita elíptica, la distancia de un objeto al Sol cambia a lo largo de su año. El punto de la órbita de un objeto más cercano al Sol se llama perihelio , el más distante es afelio . Cada objeto se mueve más rápido en su perihelio y más lento en su afelio. Las órbitas planetarias son casi circulares, pero muchos cometas, asteroides y objetos del cinturón de Kuiper tienen órbitas muy elípticas.

La mayoría de los planetas del sistema solar tienen sus propios sistemas subordinados. Muchos están rodeados de lunas , algunas de las lunas son más grandes que Mercurio. La mayoría de las lunas grandes están en rotación síncrona, con un lado constantemente mirando hacia el planeta. Los cuatro planetas más grandes, los gigantes gaseosos  , también tienen anillos , bandas delgadas de partículas diminutas que orbitan en órbitas muy cercanas casi al unísono.

Terminología

A veces, el sistema solar se divide en regiones. La parte interna del sistema solar incluye cuatro planetas terrestres y un cinturón de asteroides. La parte exterior comienza fuera del cinturón de asteroides e incluye cuatro gigantes gaseosos [25] . Los planetas dentro de la región de asteroides a veces se denominan interior , y fuera del cinturón, exterior [26] . Sin embargo, a veces estos términos se utilizan para los planetas inferiores (dentro de la órbita terrestre) y superiores (fuera de la órbita terrestre), respectivamente [27] . Tras el descubrimiento del cinturón de Kuiper, se considera que la parte más distante del sistema solar es una región formada por objetos situados más lejos que Neptuno [28] .

Todos los objetos del sistema solar que giran alrededor del sol se dividen oficialmente en tres categorías: planetas , planetas enanos y cuerpos pequeños del sistema solar . Un planeta  es cualquier cuerpo en órbita alrededor del Sol que es lo suficientemente masivo como para volverse esférico , pero no lo suficientemente masivo como para iniciar la fusión termonuclear, y ha logrado limpiar la vecindad de su órbita de planetesimales . Según esta definición, existen ocho planetas conocidos en el sistema solar: Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Plutón (hasta 2006 considerado un planeta) no cumple con esta definición porque no ha despejado su órbita de los objetos circundantes del cinturón de Kuiper [29] . Planeta enano  - un cuerpo celeste que orbita alrededor del Sol; que es lo suficientemente masivo como para mantener una forma casi redondeada bajo la influencia de sus propias fuerzas de gravedad; pero que no ha despejado el espacio de su órbita de planetesimales y no es un satélite del planeta [29] . Según esta definición, el Sistema Solar tiene cinco planetas enanos reconocidos: Ceres , Plutón , Haumea , Makemake y Eris [30] . En el futuro, otros objetos pueden clasificarse como planetas enanos, como Sedna , Orc y Quaoar [31] . Los planetas enanos cuyas órbitas se encuentran en la región de los objetos transneptunianos se denominan plutoides [32] . Los objetos restantes que giran alrededor del Sol son pequeños cuerpos del Sistema Solar [29] .

Los términos gas , hielo y roca se utilizan para describir las diversas clases de sustancias que se encuentran en todo el sistema solar. La piedra se usa para describir compuestos con puntos de fusión o condensación altos que permanecieron en una nebulosa protoplanetaria en estado sólido en casi todas las condiciones [33] . Los compuestos de piedra suelen incluir silicatos y metales como el hierro y el níquel [34] . Dominan el sistema solar interior, formando la mayoría de los planetas y asteroides terrestres . Los gases  son sustancias con puntos de fusión extremadamente bajos y presiones de vapor de saturación altas , como el hidrógeno molecular , el helio y el neón , que siempre han estado en estado gaseoso en una nebulosa [33] . Dominan el sistema solar medio y constituyen la mayor parte de Júpiter y Saturno. Los hielos de sustancias como el agua , el metano , el amoníaco , el sulfuro de hidrógeno y el dióxido de carbono [34] tienen puntos de fusión de varios cientos de kelvin, mientras que su fase termodinámica depende de la presión y la temperatura ambiente [33] . Pueden presentarse como hielos, líquidos o gases en varias regiones del sistema solar, mientras que en la nebulosa se encontraban en fase sólida o gaseosa [33] . La mayoría de los satélites de los planetas gigantes contienen sustancias heladas, también forman la mayor parte de Urano y Neptuno (los llamados "gigantes de hielo") y numerosos objetos pequeños ubicados más allá de la órbita de Neptuno [34] [35] . Los gases y los hielos se clasifican colectivamente como volátiles [36] .

Composición

Sol

El sol es la estrella del sistema solar y su componente principal. Su masa (332.900 masas terrestres) [39] es lo suficientemente grande como para soportar una reacción termonuclear en sus profundidades [40] , que libera una gran cantidad de energía radiada al espacio principalmente en forma de radiación electromagnética , el máximo de la cual cae sobre el rango de longitud de onda 400– 700 nm, correspondiente a la luz visible [41] .

Según la clasificación estelar, el Sol es una típica enana amarilla de clase G2 . Este nombre puede ser engañoso, ya que en comparación con la mayoría de las estrellas de nuestra Galaxia, el Sol es una estrella bastante grande y brillante [42] . La clase de una estrella está determinada por su posición en el diagrama de Hertzsprung-Russell , que muestra la relación entre el brillo de las estrellas y la temperatura de su superficie. Por lo general, las estrellas más calientes son más brillantes. La mayoría de las estrellas están ubicadas en la llamada secuencia principal de este diagrama, el Sol se encuentra aproximadamente en el medio de esta secuencia. Las estrellas más brillantes y calientes que el Sol son relativamente raras, mientras que las estrellas más tenues y frías ( enanas rojas ) son comunes y representan el 85 % de las estrellas de la galaxia [42] [43] .

La posición del Sol en la secuencia principal muestra que aún no ha agotado su suministro de hidrógeno para la fusión nuclear y se encuentra aproximadamente en la mitad de su evolución. Ahora el Sol se vuelve gradualmente más brillante, en las primeras etapas de su desarrollo, su brillo era solo el 70% del actual [44] .

El Sol es una estrella de población estelar tipo I , se formó en una etapa relativamente tardía en el desarrollo del Universo y por lo tanto se caracteriza por un mayor contenido de elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio (en astronomía, tales elementos suelen denominarse “ metales ”) que las estrellas de tipo II más antiguas [45] . Los elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio se forman en los núcleos de las primeras estrellas, por lo que antes de que el Universo pudiera enriquecerse con estos elementos, tuvo que pasar la primera generación de estrellas. Las estrellas más viejas contienen pocos metales, mientras que las estrellas más jóvenes contienen más. Se supone que la alta metalicidad fue extremadamente importante para la formación de un sistema planetario cerca del Sol , porque los planetas se forman por la acumulación de "metales" [46] .

Entorno interplanetario

Junto con la luz , el Sol emite un flujo continuo de partículas cargadas (plasma), conocido como viento solar . Esta corriente de partículas se propaga a una velocidad de alrededor de 1,5 millones de km por hora [47] , llenando la región casi solar y creando un análogo de la atmósfera planetaria (heliosfera) cerca del Sol, que existe a una distancia de al menos 100 AU . del Sol [48] . Se le conoce como el medio interplanetario . Las manifestaciones de actividad en la superficie del Sol, como las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal , perturban la heliosfera y provocan el clima espacial [49] . La estructura más grande dentro de la heliosfera es la capa de corriente heliosférica ; superficie espiral creada por el impacto del campo magnético giratorio del Sol en el medio interplanetario [50] [51] .

El campo magnético de la Tierra evita que el viento solar arranque la atmósfera terrestre . Venus y Marte no tienen un campo magnético y, como resultado, el viento solar sopla gradualmente sus atmósferas hacia el espacio [52] . Las eyecciones de masa coronal y fenómenos similares modifican el campo magnético y transportan una enorme cantidad de materia desde la superficie del Sol: unas 10 9 -10 10 toneladas por hora [53] . Al interactuar con el campo magnético de la Tierra, esta sustancia cae principalmente en las capas subpolares superiores de la atmósfera terrestre, de donde surgen las auroras , observadas con mayor frecuencia cerca de los polos magnéticos .

Los rayos cósmicos se originan fuera del sistema solar. La heliosfera y, en menor medida, los campos magnéticos planetarios protegen parcialmente al sistema solar de las influencias externas. Tanto la densidad de los rayos cósmicos en el medio interestelar como la fuerza del campo magnético del Sol cambian con el tiempo, por lo que el nivel de radiación cósmica en el sistema solar no es constante, aunque no se sabe con certeza la magnitud de las desviaciones . 54] .

El medio interplanetario es el sitio de formación de al menos dos regiones de polvo cósmico en forma de disco . La primera, la nube de polvo zodiacal, se encuentra en el sistema solar interior y es la razón por la que se produce la luz zodiacal . Probablemente surgió de colisiones dentro del cinturón de asteroides causadas por interacciones con planetas [55] . La segunda región se extiende desde aproximadamente 10 a 40 AU. y probablemente surgió después de colisiones similares entre objetos dentro del Cinturón de Kuiper [56] [57] .

La región interior del sistema solar

La parte interior incluye los planetas terrestres y los asteroides. Compuesto principalmente de silicatos y metales, los objetos de la región interior están relativamente cerca del Sol, es la parte más pequeña del sistema: su radio es menor que la distancia entre las órbitas de Júpiter y Saturno.

Planetas terrestres

Los cuatro planetas más cercanos al Sol, llamados planetas terrestres, se componen principalmente de elementos pesados, tienen un pequeño número (0-2) de satélites , carecen de anillos . Se componen en gran parte de minerales refractarios, como los silicatos, que forman su manto y corteza , y metales, como el hierro y el níquel , que forman su núcleo . Tres de estos planetas, Venus, la Tierra y Marte, tienen atmósfera ; todos tienen cráteres de impacto y características tectónicas tales como grietas y volcanes [58] [59] [60] [61] [62] [63] .

Mercurio

Mercurio ( 0,4 AU del Sol) es el planeta más cercano al Sol y el planeta más pequeño del sistema (0,055 masas terrestres). El planeta no tiene satélites. Los detalles característicos de la topografía de su superficie, además de los cráteres de impacto, son numerosos salientes lobulados que se extienden por cientos de kilómetros. Se cree que surgieron como resultado de las deformaciones de las mareas en una etapa temprana de la historia del planeta en un momento en que los períodos de rotación de Mercurio alrededor del eje y alrededor del Sol no entraban en resonancia [64] . Mercurio tiene una atmósfera extremadamente enrarecida, consiste en átomos "arrancados" de la superficie del planeta por el viento solar [65] . El núcleo de hierro relativamente grande de Mercurio y su delgada corteza aún no se han explicado satisfactoriamente. Existe una hipótesis que sugiere que las capas exteriores del planeta, que consisten en elementos livianos, fueron arrancadas como resultado de una colisión gigante, como resultado de lo cual el tamaño del planeta disminuyó [66] . Alternativamente, la radiación del Sol joven podría interferir con la acumulación completa de materia [67] .

Venus

Venus tiene un tamaño similar al de la Tierra (0,815 masa terrestre) y, al igual que la Tierra, tiene una gruesa capa de silicato alrededor del núcleo de hierro y la atmósfera (debido a esto, a menudo se llama a Venus la "hermana" de la Tierra). También hay evidencia de su actividad geológica interna. Sin embargo, la cantidad de agua en Venus es mucho menor que en la Tierra, y su atmósfera es 90 veces más densa. Venus no tiene satélites. Es el planeta más caliente de nuestro sistema, con una temperatura superficial de más de 400°C. La razón más probable de una temperatura tan alta es el efecto invernadero , que se produce debido a una atmósfera densa rica en dióxido de carbono [68] . No hay signos claros de actividad geológica moderna en Venus, pero dado que no tiene un campo magnético que impida el agotamiento de su densa atmósfera, esto nos permite suponer que su atmósfera se repone regularmente por erupciones volcánicas [69] .

Tierra

La Tierra es el más grande y denso de los planetas terrestres. La Tierra tiene placas tectónicas . La cuestión de la presencia de vida en cualquier lugar que no sea la Tierra permanece abierta [70] . Entre los planetas del grupo terrestre, la Tierra es única (principalmente debido a la hidrosfera ). La atmósfera de la Tierra es radicalmente diferente de las atmósferas de otros planetas: contiene oxígeno libre [71] . La Tierra tiene un satélite natural: la Luna , el único satélite grande de los planetas del grupo terrestre del sistema solar.

Marte

Marte es más pequeño que la Tierra y Venus (0,107 masas terrestres). Tiene una atmósfera compuesta principalmente de dióxido de carbono , con una presión superficial de 6,1 mbar (0,6% de la de la Tierra) [72] . En su superficie hay volcanes, el mayor de los cuales, el Olimpo , supera en tamaño a cualquier volcán terrestre, alcanzando una altura de 21,2 km [73] . Las depresiones del Rift ( valles de Mariner ), junto con los volcanes, dan testimonio de una antigua actividad geológica que, según algunas fuentes, continuó incluso durante los últimos 2 millones de años [74] . El color rojo de la superficie de Marte es causado por una gran cantidad de óxido de hierro en su suelo [75] . El planeta tiene dos satélites: Fobos y Deimos . Se supone que son asteroides capturados [76] . Hasta la fecha (después de la Tierra), Marte es el planeta más estudiado del sistema solar.

Cinturón de asteroides

Los asteroides  son los cuerpos pequeños más comunes en el sistema solar .

El cinturón de asteroides ocupa una órbita entre Marte y Júpiter, entre 2,3 y 3,3 UA. del sol. Se propusieron hipótesis, pero al final no se confirmaron las hipótesis sobre la existencia de un planeta entre Marte y Júpiter (por ejemplo, el hipotético planeta Faetón ), que en las primeras etapas de la formación del sistema solar colapsó de forma que sus fragmentos se convirtieron en asteroides que formaron el cinturón de asteroides. Según los puntos de vista modernos, los asteroides son los restos de la formación del sistema solar ( planetosimales ), que no pudieron unirse en un cuerpo grande debido a las perturbaciones gravitatorias de Júpiter [77] .

Los asteroides varían en tamaño desde unos pocos metros hasta cientos de kilómetros. Todos los asteroides se clasifican como cuerpos menores del sistema solar , pero algunos cuerpos actualmente clasificados como asteroides, como Vesta e Hygiea , pueden reclasificarse como planetas enanos si se puede demostrar que mantienen el equilibrio hidrostático [78] .

El cinturón contiene decenas de miles, quizás millones, de objetos de más de un kilómetro de diámetro [79] . A pesar de esto, la masa total de los asteroides del cinturón es apenas más de una milésima parte de la masa de la Tierra [80] . Los cuerpos celestes con diámetros de 100 micras a 10 m se denominan meteoroides [81] . Las partículas se consideran aún menos polvo cósmico .

Grupos de asteroides

Los asteroides se combinan en grupos y familias según las características de sus órbitas. Los satélites de  asteroides son asteroides que orbitan alrededor de otros asteroides. No están tan claramente definidos como los satélites de los planetas, a veces son casi tan grandes como su compañero. El cinturón de asteroides también contiene los cometas del cinturón de asteroides principal, que puede haber sido la fuente de agua en la Tierra [82] .

Los asteroides troyanos están ubicados en los puntos de Lagrange L 4 y L 5 de Júpiter (regiones gravitacionalmente estables de influencia del planeta, moviéndose junto con él a lo largo de su órbita); el término "troyanos" también se usa para asteroides ubicados en los puntos de Lagrange de cualquier otro planeta o satélite (aparte de los troyanos de Júpiter, se conocen los troyanos de la Tierra , Marte , Urano y Neptuno ). Los asteroides de la familia Hilda están en resonancia con Júpiter 2:3 , es decir, hacen tres revoluciones alrededor del Sol durante dos revoluciones completas de Júpiter [83] .

También en el sistema solar interior existen grupos de asteroides con órbitas ubicadas desde Mercurio hasta Marte. Las órbitas de muchos de ellos se cruzan con las órbitas de los planetas interiores [84] .

Ceres

Ceres (2,77 AU)  es un planeta enano y el cuerpo más grande del cinturón de asteroides. Ceres tiene un diámetro de poco menos de 1000 km y masa suficiente para mantener una forma esférica bajo la influencia de su propia gravedad. Después del descubrimiento, Ceres se clasificó como planeta, pero debido a que posteriores observaciones condujeron al descubrimiento de varios asteroides cerca de Ceres, en la década de 1850 se clasificó como asteroide [85] . Fue reclasificado como planeta enano en 2006.

Sistema Solar Exterior

La región exterior del sistema solar es la ubicación de los gigantes gaseosos y sus satélites, así como de los objetos transneptunianos, el cinturón de Kuiper de asteroides, cometas y gases, el disco disperso y la nube de Oort. Muchos cometas de período corto, así como asteroides centauros , también orbitan esta región. Los objetos sólidos de esta región, debido a su mayor distancia al Sol, y por tanto, a una temperatura mucho más baja, contienen hielos de agua , amoníaco y metano . Hay hipótesis sobre la existencia en la región exterior del planeta Tyche y, posiblemente, de otros " Planetas X ", así como de la estrella satélite del Sol Némesis .

Planetas gigantes

Los cuatro planetas gigantes, también llamados gigantes gaseosos , contienen en conjunto el 99% de la masa de la materia que circula en órbitas alrededor del Sol. Júpiter y Saturno se componen predominantemente de hidrógeno y helio; Urano y Neptuno tienen más hielo en su composición. Debido a esto, algunos astrónomos los clasifican en su propia categoría: "gigantes de hielo" [86] . Los cuatro planetas gigantes tienen anillos , aunque solo el sistema de anillos de Saturno es fácilmente visible desde la Tierra.

Júpiter

Júpiter tiene una masa de 318 veces la de la Tierra y 2,5 veces más masiva que todos los demás planetas juntos. Se compone principalmente de hidrógeno y helio . La alta temperatura interna de Júpiter provoca muchas estructuras de vórtices semipermanentes en su atmósfera, como las bandas de nubes y la Gran Mancha Roja .

Júpiter tiene 80 lunas . Los cuatro más grandes, Ganímedes , Calisto , Io y Europa  , son similares a los planetas terrestres en fenómenos como la actividad volcánica y el calentamiento interno [87] . Ganímedes, la luna más grande del sistema solar, es más grande que Mercurio.

Saturno

Saturno, conocido por su extenso sistema de anillos , tiene una estructura algo similar a la atmósfera y la magnetosfera de Júpiter. Aunque el volumen de Saturno es el 60% del de Júpiter, la masa (95 masas terrestres) es menos de un tercio de la de Júpiter; así, Saturno es el planeta menos denso del sistema solar (su densidad media es menor que la densidad del agua e incluso de la gasolina ).

Saturno tiene 83 lunas confirmadas [88] ; dos de ellos, Titán y Encelado  , muestran signos de actividad geológica. Esta actividad, sin embargo, no es similar a la de la Tierra, ya que se debe en gran parte a la actividad del hielo [89] . Titán, más grande que Mercurio , es la única luna del sistema solar con una atmósfera densa.

Urano

Urano tiene una masa 14 veces mayor que la de la Tierra, siendo el más ligero de los planetas gigantes. Lo que lo hace único entre otros planetas es que gira "acostado de lado": el plano del ecuador de Urano está inclinado con respecto al plano de su órbita en unos 98° [90] . Si se pueden comparar otros planetas con peonzas, entonces Urano es más como una bola rodante. Tiene un núcleo mucho más frío que otros gigantes gaseosos e irradia muy poco calor al espacio [91] .

Urano tiene 27 lunas descubiertas ; los más grandes son Titania , Oberón , Umbriel , Ariel y Miranda .

Neptuno

Neptuno , aunque ligeramente más pequeño que Urano, es más masivo (17 masas terrestres) y por lo tanto más denso. Irradia más calor interno, pero no tanto como Júpiter o Saturno [5] .

Neptuno tiene 14 lunas conocidas . El más grande, Tritón , es geológicamente activo, con géiseres de nitrógeno líquido [92] . Tritón es la única luna retrógrada importante . Además, Neptuno está acompañado por asteroides , llamados troyanos de Neptuno , que están en resonancia 1:1 con él.

Planeta Nueve

El 20 de enero de 2016, los astrónomos de Caltech Michael Brown y Konstantin Batygin anunciaron un posible noveno planeta en las afueras del sistema solar, fuera de la órbita de Plutón. El planeta es unas diez veces más masivo que la Tierra, está unas 20 veces más lejos del Sol que Neptuno (90 000 millones de kilómetros) y realiza una revolución alrededor del Sol en 10 000 - 20 000 años [93] . Según Michael Brown, la probabilidad de que este planeta realmente exista es "quizás el 90%" [94] . Hasta ahora, los científicos se han referido a este planeta hipotético simplemente como el Planeta Nueve [ 95 ] . 

Cometas

Los cometas son pequeños cuerpos del sistema solar, por lo general de unos pocos kilómetros de tamaño, que consisten principalmente en sustancias volátiles (hielo). Sus órbitas son muy excéntricas , típicamente con perihelio dentro de las órbitas de los planetas interiores y afelio mucho más allá de Plutón. A medida que el cometa ingresa al sistema solar interior y se acerca al Sol, su superficie helada comienza a evaporarse e ionizarse , creando una coma  , una larga nube de gas y polvo a menudo visible desde la Tierra a simple vista .

Los cometas de período corto tienen un período de menos de 200 años. El período de los cometas de período largo puede ser de miles de años. Se cree que el cinturón de Kuiper es la fuente de los cometas de período corto, mientras que la nube de Oort es la fuente de los cometas de período largo, como el cometa Hale-Bopp . Muchas familias de cometas, como el cometa circunsolar Kreutz , se formaron a partir de la ruptura de un solo cuerpo [96] . Algunos cometas con órbitas hiperbólicas pueden provenir de fuera del sistema solar, pero es difícil determinar sus órbitas exactas [97] . Los viejos cometas, que ya han evaporado la mayor parte de sus volátiles, a menudo se clasifican como asteroides [98] .

Centauros

Los centauros son objetos helados parecidos a cometas con un semieje mayor orbital más grande que el de Júpiter (5,5 AU) y más pequeño que el de Neptuno (30 AU) . El centauro más grande conocido, Chariklo , tiene un diámetro de aproximadamente 250 km [99] . El primer centauro descubierto, Quirón , también se clasifica como cometa (95P) debido a que a medida que se acerca al Sol, entra en coma, como los cometas [100] .

Objetos transneptunianos

El espacio más allá de Neptuno, o la "región de objetos transneptunianos", aún está en gran parte inexplorado. Presuntamente, contiene solo cuerpos pequeños, que consisten principalmente en rocas y hielo. Esta región a veces también se incluye en el "sistema solar exterior", aunque más a menudo este término se usa para referirse al espacio más allá del cinturón de asteroides y hasta la órbita de Neptuno.

El cinturón de Kuiper

El Cinturón de Kuiper, una región de reliquias de la formación del Sistema Solar, es un gran cinturón de escombros similar al cinturón de asteroides, pero compuesto principalmente de hielo [101] . Se extiende entre 30 y 55 UA. del sol. Compuesto principalmente por pequeños cuerpos del Sistema Solar, pero muchos de los objetos más grandes del cinturón de Kuiper, como Quaoar , Varuna y Orcus , pueden reclasificarse como planetas enanos una vez que se refinan sus parámetros. Se estima que más de 100.000 objetos del cinturón de Kuiper tienen un diámetro superior a 50 km, pero la masa total del cinturón es solo una décima o incluso una centésima parte de la masa de la Tierra [102] . Muchos objetos del cinturón tienen múltiples satélites [103] y la mayoría de los objetos tienen órbitas fuera del plano de la eclíptica [104] .

El cinturón de Kuiper se puede dividir aproximadamente en objetos " clásicos " y resonantes (principalmente plutinos ) [101] . Los objetos resonantes están en resonancia orbital con Neptuno (por ejemplo, haciendo dos rotaciones por cada tres rotaciones de Neptuno, o una por cada dos). Los objetos resonantes más cercanos al Sol pueden cruzar la órbita de Neptuno. Los objetos clásicos del cinturón de Kuiper no están en resonancia orbital con Neptuno y están ubicados a una distancia de aproximadamente 39,4 a 47,7 UA. del Sol [105] . Los elementos del cinturón de Kuiper clásico se clasifican como kubivano, a partir del índice del primer objeto descubierto - (15760) 1992 QB 1 (" QB 1 " se pronuncia "kew-bee-wan"); y tienen órbitas cercanas a circulares con un pequeño ángulo de inclinación a la eclíptica [106] .

Plutón

Plutón es un planeta enano y el objeto del cinturón de Kuiper más grande conocido. Tras su descubrimiento en 1930, fue considerado el noveno planeta; la situación cambió en 2006 con la adopción de una definición formal del planeta. Plutón tiene una excentricidad orbital moderada con una inclinación de 17 grados con respecto al plano de la eclíptica, y luego se acerca al Sol a una distancia de 29,6 UA. , al estar más cerca de él que Neptuno, entonces se elimina en 49.3 a.u.

La situación con el satélite más grande de Plutón, Caronte , no está clara : ¿seguirá siendo clasificado como satélite de Plutón o será reclasificado como planeta enano? Dado que el centro de masa del sistema Plutón-Caronte está fuera de sus superficies, pueden considerarse como un sistema planetario binario. Cuatro lunas más pequeñas, Nikta , Hydra , Kerberos y Styx  , orbitan a Plutón y Caronte.

Plutón está en resonancia orbital 3:2 con Neptuno: por cada tres revoluciones de Neptuno alrededor del Sol, hay dos revoluciones de Plutón, el ciclo completo dura 500 años. Los objetos del cinturón de Kuiper cuyas órbitas tienen la misma resonancia se denominan plutinos [107] .

Farout

Farout (Far)  es un objeto transneptuniano ubicado a una distancia de 120 AU. del sol _ Descubierto en noviembre de 2018 por astrónomos estadounidenses dirigidos por el Dr. Scott Sheppard del Carnegie Institute of Science. Es uno de los objetos conocidos más distantes del sistema solar: ya no es el cinturón de Kuiper , sino la llamada región del disco disperso . Farout es mucho más pequeño que Plutón: su diámetro es de unos 500 km. Tiene suficiente masa para que la fuerza de la gravedad le dé al objeto una forma esférica. Todo esto le permite al Distante reclamar el título de planeta enano [108] .

Haumea

Haumea es un planeta enano . Tiene una forma fuertemente alargada y un período de rotación alrededor de su eje de unas 4 horas. Dos lunas y al menos otros ocho objetos transneptunianos forman parte de la familia Haumea, que se formó hace miles de millones de años a partir de escombros helados después de que una gran colisión destrozara el manto helado de Haumea. La órbita del planeta enano tiene una gran inclinación: 28 °.

Makemake

Makemake  , originalmente designado como 2005 FY 9 , fue nombrado y declarado planeta enano en 2008 [30] . Actualmente es el segundo más brillante del Cinturón de Kuiper después de Plutón. El objeto clásico más grande conocido del cinturón de Kuiper (no en resonancia confirmada con Neptuno). Tiene un diámetro del 50 al 75% del diámetro de Plutón, una órbita inclinada de 29° [109] , una excentricidad de alrededor de 0,16. Makemake tiene un satélite descubierto: S/2015 (136472) 1 [110] .


Disco disperso

El disco disperso se superpone parcialmente al cinturón de Kuiper, pero se extiende mucho más allá y se cree que es la fuente de los cometas de período corto. Se cree que los objetos del disco disperso fueron lanzados a órbitas erráticas por la influencia gravitatoria de Neptuno durante su migración durante la formación temprana del Sistema Solar: una teoría se basa en la suposición de que Neptuno y Urano se formaron más cerca del Sol de lo que están ahora. , y luego se trasladaron a sus órbitas modernas [111] [112] [113] . Muchos objetos de disco dispersos (SDO) tienen un perihelio dentro del cinturón de Kuiper, pero su afelio puede extenderse hasta 150 UA. del sol. Las órbitas de los objetos también están bastante inclinadas con respecto al plano de la eclíptica y, a menudo, son casi perpendiculares a ella. Algunos astrónomos creen que el disco disperso es una región del cinturón de Kuiper y describen los objetos del disco disperso como "objetos dispersos del cinturón de Kuiper" [114] . Algunos astrónomos también clasifican a los centauros como objetos del cinturón de Kuiper dispersos hacia adentro, junto con objetos de disco dispersos hacia afuera [115] .

Eris

Eris ( 68 AU en promedio) es el objeto de disco disperso más grande conocido. Dado que su diámetro se estimó originalmente en 2400 km, es decir, al menos un 5% más grande que el de Plutón, su descubrimiento dio lugar a disputas sobre qué exactamente debería llamarse planeta. Es uno de los planetas enanos más grandes conocidos [116] . Eris tiene un satélite: Dysnomia . Al igual que Plutón, su órbita es extremadamente alargada, con un perihelio de 38,2 AU. (distancia aproximada de Plutón al Sol) y afelio 97,6 AU. ; y la órbita está fuertemente inclinada (44,177°) con respecto al plano de la eclíptica.

Áreas periféricas

La cuestión de dónde termina exactamente el sistema solar y comienza el espacio interestelar es ambigua. Dos factores se toman como claves en su determinación: el viento solar y la gravitación solar . El límite exterior del viento solar es la heliopausa, más allá de la cual se mezclan el viento solar y la materia interestelar, disolviéndose mutuamente. La heliopausa se encuentra unas cuatro veces más lejos que Plutón y se considera el comienzo del medio interestelar [48] . Sin embargo, se supone que la región en la que la gravedad del Sol prevalece sobre la galáctica, la esfera de Hill , se extiende mil veces más [117] .

Heliosfera

El medio interestelar en las proximidades del sistema solar no es uniforme. Las observaciones muestran que el Sol se mueve a una velocidad de unos 25 km/s a través de la Nube Interestelar Local y puede abandonarla en los próximos 10.000 años. El viento solar juega un papel importante en la interacción del sistema solar con la materia interestelar .

Nuestro sistema planetario existe en una "atmósfera" extremadamente enrarecida del viento solar  : una corriente de partículas cargadas (principalmente plasma de hidrógeno y helio ), que fluye fuera de la corona solar a gran velocidad . La velocidad media del viento solar observado en la Tierra es de 450 km/s . Esta velocidad supera la velocidad de propagación de las ondas magnetohidrodinámicas , por lo que, al interactuar con obstáculos, el plasma del viento solar se comporta de manera similar a un flujo de gas supersónico. A medida que se aleja del Sol, la densidad del viento solar se debilita y llega un punto en el que ya no es capaz de contener la presión de la materia interestelar. Durante la colisión, se forman varias regiones de transición.

En primer lugar, el viento solar se ralentiza, se vuelve más denso, cálido y turbulento [118] . El momento de esta transición se denomina límite de onda de choque ( en inglés  , terminación shock ) y se encuentra a una distancia de unas 85-95 UA. del Sol [118] (según datos recibidos de las estaciones espaciales Voyager 1 [119] y Voyager 2 [120] , que cruzaron este límite en diciembre de 2004 y agosto de 2007).

Después de aproximadamente 40 a.u. el viento solar choca con la materia interestelar y finalmente se detiene. Este límite que separa el medio interestelar de la materia del sistema solar se denomina heliopausa [48] . En forma, parece una burbuja, alargada en la dirección opuesta al movimiento del Sol. La región del espacio limitada por la heliopausa se llama heliosfera .

Según los datos de la Voyager , la onda de choque del lado sur resultó estar más cerca que la del norte (73 y 85 unidades astronómicas, respectivamente). Las razones exactas de esto aún se desconocen; Según las primeras suposiciones, la asimetría de la heliopausa puede ser causada por la acción de campos magnéticos superdébiles en el espacio interestelar de la Galaxia [120] .

Al otro lado de la heliopausa, a una distancia de unas 230 UA. del Sol, a lo largo del arco de choque (bow shock) se produce la desaceleración de las velocidades cósmicas de la materia interestelar que incide sobre el sistema solar [121] .

Ninguna nave espacial ha salido aún de la heliopausa, por lo que es imposible saber con certeza las condiciones en la nube interestelar local . Se espera que las Voyagers superen la heliopausa entre 2014 y 2027 aproximadamente y devuelvan datos valiosos sobre los niveles de radiación y el viento solar [122] . No está lo suficientemente claro qué tan bien la heliosfera protege al sistema solar de los rayos cósmicos. Un equipo financiado por la NASA desarrolló el concepto de Vision Mission, enviando una sonda al borde de la heliosfera [123] [124] .

En junio de 2011, se anunció que la investigación de la Voyager había revelado que el campo magnético en el borde del sistema solar tenía una estructura similar a la espuma. Esto se debe al hecho de que la materia magnetizada y los pequeños objetos espaciales forman campos magnéticos locales, que pueden compararse con burbujas [125] .

Nube de Oort

La hipotética nube de Oort es una nube esférica de objetos helados (hasta un billón) que sirve como fuente de cometas de largo período . La distancia estimada a los límites exteriores de la nube de Oort desde el Sol es de 50.000 UA. (aproximadamente 0,75 años luz ) a 100.000 AU (1,5 años luz). Se cree que los objetos que componen la nube se formaron cerca del Sol y se dispersaron en el espacio por los efectos gravitatorios de los planetas gigantes al principio de la evolución del sistema solar. Los objetos de la nube de Oort se mueven muy lentamente y pueden experimentar interacciones que no son típicas de los objetos internos del sistema: raras colisiones entre sí, la influencia gravitatoria de una estrella que pasa, la acción de las fuerzas de marea galácticas [126] [127] . También hay hipótesis no confirmadas sobre la existencia en el límite interior de la nube de Oort (30 mil AU) del planeta gigante gaseoso Tyche y, posiblemente, de cualquier otro " Planeta X " en la nube, incluso según la hipótesis del quinto expulsado . gigante gaseoso .

sedna

Sedna ( 525,86 AU en promedio) es un objeto grande, rojizo, parecido a Plutón , con una órbita elíptica gigantesca y extremadamente alargada, de aproximadamente 76 AU. en el perihelio hasta 1000 AU en el afelio y un período de aproximadamente 11.500 años. Michael Brown , quien descubrió Sedna en 2003 , argumenta que no puede ser parte de un disco disperso o cinturón de Kuiper porque su perihelio está demasiado lejos para ser explicado por la influencia de la migración de Neptuno. Él y otros astrónomos creen que este objeto es el primero en ser descubierto en una población completamente nueva, que también puede incluir el objeto 2000 CR 105 con un perihelio de 45 AU. , afelio 415 a.u. y un período orbital de 3420 años [128] . Brown llama a esta población la "nube de Oort interior" porque probablemente se formó a través de un proceso similar al de la nube de Oort, aunque mucho más cerca del Sol [129] . Sedna, muy probablemente, podría ser reconocido como un planeta enano si su forma se determinara de forma fiable.

Tierras fronterizas

Gran parte de nuestro sistema solar aún se desconoce. Se estima que el campo gravitatorio del Sol domina las fuerzas gravitatorias de las estrellas circundantes a una distancia de aproximadamente dos años luz (125.000 UA) . En comparación, las estimaciones más bajas para el radio de la nube de Oort no la sitúan más allá de las 50.000 UA. [130] A pesar de los descubrimientos de objetos como Sedna, el área entre el cinturón de Kuiper y la nube de Oort con un radio de decenas de miles de UA aún está en gran parte inexplorada, y mucho menos la propia nube de Oort, o lo que pueda haber más allá. Existe una hipótesis no confirmada sobre la existencia en la región límite (más allá de los límites exteriores de la nube de Oort) de la estrella satélite del Sol Némesis .

También continúa el estudio de la zona entre Mercurio y el Sol, contando con la detección de hipotéticamente posibles asteroides vulcanoides , aunque la hipótesis planteada sobre la existencia allí del gran planeta Vulcano ha sido refutada [131] .

Cuadro comparativo de los principales parámetros de planetas y planetas enanos

Todos los parámetros a continuación, excepto la densidad, la distancia al Sol y los satélites, se indican en relación con datos similares de la Tierra.

Planeta ( planeta enano ) Diámetro,
relativo 		Peso,
relativo 		Radio orbital, a.u. Período orbital , años terrestres día ,
relativamente 		Densidad, kg/m³ satélites
Mercurio 0.382 0.055 0.38 0.241 58.6 5427 0
Venus 0.949 0.815 0.72 0.615 243 [132] 5243 0
Tierra [133] 1.0 1.0 1.0 1.0 1.0 5515 una
Marte 0,53 0.107 1.52 1.88 1.03 3933 2
Ceres 0.074 0.00015 2.76 4.6 0.378 2161 0
Júpiter 11.2 318 5.20 11.86 0.414 1326 80
Saturno 9.41 95 9.54 29.46 0.426 687 83
Urano 3.98 14.6 19.22 84.01 0,718 [132] 1270 27
Neptuno 3.81 17.2 30.06 164.79 0.671 1638 catorce
Plutón 0.186 0.0022 39.2 [134] 248.09 6.387 [132] 1860 5
haumea ~0,11 [135] 0.00066 43 [134] 281.1 0.163 ~2600 2
hacerhacer 0.116 ~0,0005 [136] 45,4 [134] 306.28 0.324 ~1700 [137] una
eris 0.182 0.0028 67,8 [134] 558.04 1.1 2520 una

Formación y evolución

Según la hipótesis actualmente aceptada, la formación del sistema solar comenzó hace unos 4.600 millones de años con la compresión gravitatoria de una pequeña parte de una gigantesca nube interestelar de gas y polvo . Esta nube inicial probablemente tenía varios años luz de diámetro y fue la progenitora de varias estrellas [138] .

En el proceso de compresión, el tamaño de la nube de gas y polvo disminuyó y, debido a la ley de conservación del momento angular , la velocidad de rotación de la nube aumentó. El centro, donde se había reunido la mayor parte de la masa, se volvió más y más caliente que el disco circundante [138] . Debido a la rotación, las tasas de compresión de las nubes diferían paralelas y perpendiculares al eje de rotación, lo que condujo al aplanamiento de la nube y la formación de un disco protoplanetario característico con un diámetro de aproximadamente 200 UA. [138] y una protoestrella densa y caliente en el centro [139] . Se cree que el Sol era una estrella T Tauri en esta etapa de su evolución . Los estudios de las estrellas T Tauri muestran que a menudo están rodeadas por discos protoplanetarios con masas de 0,001-0,1 masas solares , con la gran mayoría de la masa de la nebulosa concentrada directamente en la estrella [140] . Los planetas se formaron por acumulación a partir de este disco [141] .

En 50 millones de años, la presión y la densidad del hidrógeno en el centro de la protoestrella llegaron a ser lo suficientemente altas como para iniciar una reacción termonuclear [142] . La temperatura, la velocidad de reacción, la presión y la densidad aumentaron hasta que se alcanzó el equilibrio hidrostático con energía térmica resistiendo la fuerza de contracción gravitatoria. En esta etapa, el Sol se convirtió en una estrella de secuencia principal de pleno derecho [143] .

El sistema solar, hasta donde sabemos hoy, durará hasta que el Sol comience a desarrollarse fuera de la secuencia principal del diagrama de Hertzsprung-Russell . A medida que el Sol quema su suministro de combustible de hidrógeno, la energía liberada para sostener el núcleo tiende a agotarse, lo que hace que el Sol se encoja. Esto aumenta la presión en sus intestinos y calienta el núcleo, acelerando así la quema de combustible. Como resultado, el Sol se vuelve más brillante aproximadamente un diez por ciento cada 1100 millones de años [144] y se volverá otro 40 % más brillante en los próximos 3500 millones de años [145] .

Aproximadamente 7 [146] Ga a partir de ahora, el hidrógeno en el núcleo solar se convertirá completamente en helio , finalizando la fase de secuencia principal ; El Sol se convertirá en un subgigante [146] . En otros 600 millones de años, las capas exteriores del Sol se expandirán unas 260 veces en comparación con los tamaños actuales: el Sol pasará a la etapa de gigante roja [147] . Debido al área de superficie extremadamente aumentada, será mucho más frío que cuando está en la secuencia principal (2600 K) [147] . Al expandirse dramáticamente, se espera que el Sol engulla a los planetas cercanos Mercurio y Venus [148] . La Tierra puede escapar a la absorción de las capas solares exteriores [145] pero quedar completamente sin vida a medida que la zona habitable se desplaza hacia los bordes exteriores del sistema solar [149] .

En última instancia, como resultado del desarrollo de inestabilidades térmicas [147] [149] , las capas exteriores del Sol serán expulsadas hacia el espacio circundante, formando una nebulosa planetaria , en cuyo centro solo quedará un pequeño núcleo estelar: una enana blanca , un objeto inusualmente denso de la mitad de la masa inicial del Sol, pero solo del tamaño de la Tierra [146] . Esta nebulosa devolverá parte del material que formó el Sol al medio interestelar.

Sostenibilidad del Sistema Solar

Actualmente no está claro si el sistema solar es estable . Se puede demostrar que si es inestable, entonces el tiempo de decaimiento característico del sistema es muy largo [150] .

"Descubrimiento" y exploración

El hecho de que una persona se viera obligada a observar los movimientos de los cuerpos celestes desde la superficie de la Tierra girando alrededor de su eje y moviéndose en órbita, impidió durante muchos siglos la comprensión de la estructura del sistema solar. Los movimientos visibles del Sol y los planetas se percibían como sus verdaderos movimientos alrededor de la Tierra inmóvil.

Observaciones

Los siguientes objetos del sistema solar se pueden observar a simple vista desde la Tierra:

  • Sol
  • Mercurio (a distancias angulares de hasta 28,3° del Sol justo después de la puesta del sol o poco antes de la salida del sol)
  • Venus (a distancias angulares de hasta 47,8° del Sol justo después de la puesta del sol o poco antes de la salida del sol)
  • Marte
  • Júpiter
  • Saturno
  • Urano _ _ _ _
  • luna
  • cometas (bastantes a medida que se acercan al Sol y su actividad de gas y polvo aumenta)
  • asteroides cercanos a la Tierra (raros; por ejemplo, el asteroide (99942) Apophis tendrá un brillo aparente de 3,1 m durante su aproximación a la Tierra el 13 de abril de 2029 )

Además, a simple vista se pueden observar meteoros , que no son tanto los cuerpos del sistema solar como fenómenos atmosféricos ópticos provocados por los meteoroides .

Con binoculares o un pequeño telescopio óptico, puede ver:

  • manchas solares
  • Io, Europa, Ganímedes y Calisto (las 4 lunas más grandes de Júpiter, las llamadas lunas galileanas )
  • Neptuno
  • Titán (la luna más grande de Saturno)

Con suficiente aumento en un telescopio óptico, se observa lo siguiente:

Además, en un telescopio óptico, ocasionalmente se pueden observar fenómenos lunares de corta duración y el paso de Mercurio y Venus a través del disco solar.

Un telescopio óptico con un filtro H α puede observar la cromosfera solar .

Sistemas geocéntricos y heliocéntricos

Durante mucho tiempo, predominó el modelo geocéntrico , según el cual la Tierra inmóvil descansa en el centro del universo y todos los cuerpos celestes se mueven a su alrededor de acuerdo con leyes bastante complejas. Este sistema fue desarrollado en su mayor parte por el antiguo matemático y astrónomo Claudio Ptolomeo e hizo posible describir los movimientos observados de las estrellas con una precisión muy alta.

El avance más importante para comprender la verdadera estructura del sistema solar se produjo en el siglo XVI, cuando el gran astrónomo polaco Nicolás Copérnico desarrolló el sistema heliocéntrico del mundo [152] . Se basó en las siguientes declaraciones:

  • en el centro del mundo está el Sol, no la Tierra;
  • la Tierra esférica gira alrededor de su eje, y esta rotación explica el aparente movimiento diario de todas las estrellas;
  • La tierra, como todos los demás planetas, gira alrededor del sol en un círculo, y esta rotación explica el movimiento aparente del sol entre las estrellas;
  • todos los movimientos se representan como una combinación de movimientos circulares uniformes;
  • los aparentes movimientos rectos y hacia atrás de los planetas no les pertenecen a ellos, sino a la Tierra.

El sol en el sistema heliocéntrico ha dejado de ser considerado un planeta, al igual que la luna , que es un satélite de la tierra. Pronto se descubrieron 4 satélites de Júpiter , por lo que se abolió la posición exclusiva de la Tierra en el sistema solar. La descripción teórica del movimiento de los planetas se hizo posible tras el descubrimiento de las leyes de Kepler a principios del siglo XVII , y con la formulación de las leyes de la gravedad , una descripción cuantitativa del movimiento de los planetas, sus satélites y cuerpos pequeños. fue puesto sobre una base confiable.

En 1672, Giovanni Cassini y Jean Richet determinaron la paralaje y la distancia a Marte , lo que permitió calcular un valor bastante exacto de la unidad astronómica en unidades de distancia terrestre .

Investigación

La historia del estudio profesional de la composición del sistema solar comenzó en 1610, cuando Galileo Galilei descubrió los 4 satélites más grandes de Júpiter en su telescopio [153] . Este descubrimiento fue una de las pruebas de la corrección del sistema heliocéntrico. En 1655, Christian Huygens descubrió Titán, la luna más grande de Saturno [154] . Hasta finales del siglo XVII, Cassini descubrió 4 lunas más de Saturno [155] [156] .

El siglo XVIII estuvo marcado por un evento importante en la astronomía: por primera vez con la ayuda de un telescopio, se descubrió el planeta Urano, previamente desconocido [157] . Pronto J. Herschel, el descubridor del nuevo planeta, descubrió 2 satélites de Urano y 2 satélites de Saturno [158] [159] .

El siglo XIX comenzó con un nuevo descubrimiento astronómico - se descubrió el primer objeto parecido a un planeta - el asteroide Ceres , en 2006 transferido al rango de planeta enano. Y en 1846 se descubrió el octavo planeta, Neptuno. Neptuno fue descubierto "en la punta de un bolígrafo", es decir, primero predicho teóricamente y luego descubierto a través de un telescopio, e independientemente uno del otro en Inglaterra y Francia [160] [161] [162] .

En 1930, Clyde Tombaugh (EE. UU.) descubrió Plutón, nombrado el noveno planeta del sistema solar. Sin embargo, en 2006, Plutón perdió su estatus de planeta y se "convirtió" en un planeta enano [163] .

En la segunda mitad del siglo XX, se descubrieron muchos satélites grandes y muy pequeños de Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y Plutón [164] [165] [166] [167] . El papel más importante en esta serie de descubrimientos científicos lo desempeñaron las misiones de los Voyagers, el AMS estadounidense .

A principios de los siglos XX-XXI, se descubrieron varios cuerpos pequeños del sistema solar, incluidos planetas enanos, plutinos, así como satélites de algunos de ellos y satélites de planetas gigantes.

Continúan las búsquedas instrumentales y computacionales de planetas transneptunianos , incluidos los hipotéticos.

Desde 2013 hasta 2019, los científicos analizaron una gran cantidad de datos sobre fuentes de radiación infrarroja y encontraron 316 planetas menores, de los cuales 139 son nuevos [168] .

Colonización

La importancia práctica de la colonización se debe a la necesidad de asegurar la normal existencia y desarrollo de la humanidad. Con el tiempo, el crecimiento de la población de la Tierra, los cambios ambientales y climáticos pueden crear una situación en la que la falta de territorio habitable amenazará la existencia y el desarrollo continuos de la civilización de la Tierra. Asimismo, la actividad humana puede llevar a la necesidad de poblar otros objetos del sistema solar: la situación económica o geopolítica del planeta; una catástrofe global provocada por el uso de armas de destrucción masiva; agotamiento de los recursos naturales del planeta, etc.

Como parte de la idea de colonizar el sistema solar, es necesario considerar los llamados. Terraformación ( lat.  terra  - tierra y forma  - vista) - la transformación de las condiciones climáticas de un planeta, satélite u otro cuerpo cósmico para crear o cambiar la atmósfera, la temperatura y las condiciones ambientales en un estado adecuado para la habitación de animales y plantas terrestres . Hoy en día, este problema es principalmente de interés teórico, pero en el futuro puede desarrollarse en la práctica.

Marte y la Luna se consideran principalmente como los objetos más adecuados para el asentamiento de los colonos de la Tierra [169] . Los objetos restantes también pueden transformarse para ser habitados por humanos, sin embargo, esto será mucho más difícil debido tanto a las condiciones que prevalecen en estos planetas como a una serie de otros factores (por ejemplo, la ausencia de un campo magnético, la lejanía excesiva o la proximidad a el Sol en el caso de Mercurio). A la hora de colonizar y terraformar planetas, será necesario tener en cuenta lo siguiente: la magnitud de la aceleración de caída libre [170] , la cantidad de energía solar recibida [171] , la presencia de agua [170] , el nivel de radiación (fondo de radiación) [172] , la naturaleza de la superficie, el grado de amenaza de una colisión del planeta con asteroides y otros cuerpos pequeños del sistema solar.

Órbita galáctica

El sistema solar es parte de la Vía Láctea , una galaxia  espiral con un diámetro de aproximadamente 30 mil parsecs (o 100 mil años luz ) y que consta de aproximadamente 200 mil millones de estrellas [173] . El sistema solar se encuentra cerca del plano de simetría del disco galáctico (20–25 parsecs más alto, es decir, al norte), a una distancia de unos 8 mil parsecs (27 mil años luz) [174] del centro galáctico (prácticamente a la misma distancia del centro de la Galaxia y su borde), en las afueras del brazo de Orión [175] , uno de los brazos galácticos  locales , ubicado entre los brazos de Sagitario y Perseo de la Vía Láctea.

El Sol gira alrededor del centro galáctico en una órbita de caja a una velocidad de unos 254 km/s [176] [177] (actualizado en 2009) y completa una revolución completa en unos 230 millones de años [11] . Este período de tiempo se llama el año galáctico [11] . Además del movimiento circular a lo largo de la órbita, el sistema solar realiza oscilaciones verticales en relación con el plano galáctico, cruzándolo cada 30-35 millones de años y encontrándose en el hemisferio galáctico norte o sur [178] [179] [180] . El vértice solar (la dirección del vector de velocidad del Sol en relación con el espacio interestelar) se encuentra en la constelación de Hércules al suroeste de la brillante estrella Vega [181] .

La aceleración del Sistema Solar conduce a un movimiento propio sistemático de fuentes extragalácticas distantes (debido al cambio en su aberración con el cambio en la velocidad del Sistema Solar); el movimiento propio se dirige a lo largo del vector de aceleración y es máximo para las fuentes observadas en un plano perpendicular a este vector. Esta distribución de movimientos propios en el cielo con una amplitud igual a 5,05 (35) microsegundos de arco por año fue medida en 2020 por la colaboración Gaia . El vector de aceleración correspondiente es 2,32(16)⋅10 −10  m/s² (o 7,33(51) km/s por millón de años) en valor absoluto; se dirige a un punto de coordenadas ecuatoriales α = (269,1 ± 5,4)° , δ = (−31,6 ± 4,1)° , ubicado en la constelación de Sagitario. La parte principal de la aceleración es la aceleración centrípeta a lo largo del radio hasta el centro de la Galaxia ( w R = −6,98(12) km/s por millón de años); la componente de aceleración dirigida al plano galáctico es igual a w z = −0,15(3) km/s por millón de años. El tercer componente del vector de aceleración, dirigido en el plano del ecuador galáctico perpendicular a la dirección del centro de la Galaxia, está cerca del error de observación ( w φ = +0.06(5) km/s por millón de años) [ 182] .

La ubicación del sistema solar en la galaxia probablemente influye en la evolución de la vida en la Tierra. La órbita del sistema solar es casi circular, y la velocidad es aproximadamente igual a la velocidad de los brazos espirales, lo que significa que rara vez pasa a través de ellos. Esto le otorga a la Tierra largos períodos de estabilidad interestelar para el desarrollo de la vida, ya que los brazos espirales tienen una importante concentración de supernovas potencialmente peligrosas [183] . El sistema solar también se encuentra a una distancia considerable de los vecindarios llenos de estrellas del centro galáctico. Cerca del centro, las influencias gravitatorias de las estrellas vecinas podrían perturbar los objetos de la nube de Oort y enviar muchos cometas al interior del sistema solar, provocando colisiones con consecuencias catastróficas para la vida en la Tierra. La intensa radiación del centro galáctico también podría influir en el desarrollo de vida altamente organizada [183] . Algunos científicos plantean la hipótesis de que, a pesar de la ubicación favorable del sistema solar, incluso durante los últimos 35 000 años, la vida en la Tierra se ha visto afectada por supernovas, que podrían expulsar partículas de polvo radiactivo y grandes objetos similares a cometas [184] .

Según los cálculos de los científicos del Instituto de Cosmología Computacional de la Universidad de Durham, en 2 mil millones de años la Gran Nube de Magallanes chocará con la Vía Láctea, como resultado de lo cual el Sistema Solar puede ser empujado fuera de nuestra Galaxia hacia el espacio intergaláctico . 185] [186] [187] .

Alrededores

El vecindario galáctico inmediato del sistema solar se conoce como la Nube Interestelar Local . Esta es una sección más densa de la región de gas enrarecido.La burbuja local  es una cavidad en el medio interestelar con una longitud de aproximadamente 300 sv. años, con forma de reloj de arena. La burbuja está llena de plasma a alta temperatura; esto da motivos para pensar que la burbuja se formó como resultado de las explosiones de varias supernovas recientes [188] .

Dentro de diez St. años (95 billones de kilómetros) del Sol hay relativamente pocas estrellas .

El más cercano al Sol es el sistema estelar triple Alpha Centauri , a una distancia de unos 4,3 sv. del año. Alpha Centauri A y B es un sistema binario cercano con componentes similares en características al Sol. La pequeña enana roja Alpha Centauri C (también conocida como Proxima Centauri ) los orbita a una distancia de 0,2 años. año, y actualmente está algo más cerca de nosotros que el par A y B. Proxima tiene un exoplaneta: Proxima Centauri b .

Las siguientes estrellas más cercanas son las enanas rojas Barnard's Star (5,9 ly), Wolf 359 (7,8 ly) y Lalande 21185 (8,3 ly). La estrella más grande en un radio de diez años luz es Sirio (8,6 años luz), una brillante estrella de secuencia principal con una masa de aproximadamente dos masas solares y una compañera enana blanca llamada Sirio B. Los sistemas restantes en un radio de diez años luz son las enanas rojas binarias Leuthen . 726-8 (8,7 años luz) y una sola enana roja Ross 154 (9,7 años luz) [189] . El sistema de enanas marrones más cercano  , Luhmann 16 , está a 6,59 años luz de distancia. La estrella similar al Sol más cercana es Tau Ceti , a una distancia de 11,9 al. del año. Su masa es aproximadamente el 80% de la masa del Sol, y su luminosidad es sólo el 60% de la del Sol [190] .

Véase también

Notas

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Enlaces

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