Sistema Solar ( i )

ANTONIO GONZÁLEZ. OCTUBRE 2016


Teorías sobre su formación

Hoy en día existen las siguientes teorías:

•Teoría de la Acreción•Teoría de los Protoplanetas•Teoría Laplaciana moderna•Teoría de la Captura•Teoría de la Nebulosa Moderna


TEORÍA DE LA ACRECIÓN.

Acreción es la agregación de materia a un cuerpo. La teoría de la acreción fue propuesta por el geofísico ruso Otto Schmidl en 1944.

Asume que el Sol pasó a través de una densa nube interestelar, y emergió rodeado de un envoltorio de polvo y gas.

La teoría no explica los satélites, o la ley de Bode, y debe considerarse como la más débil de las aquí descritas


TEORÍA DE LOS PROTOPLANETAS.

La teoría del protoplaneta, desarrollada por Gerard P. Kuiper y Thomas Chrowder Chamberlin.

Dice que inicialmente hubo una densa nube interestelar que formó un cúmulo. Las estrellas resultantes, por ser grandes, tenían bajas velocidades de rotación, en cambio los planetas, formados en la misma nube, tenían velocidades mayores cuando fueron capturados por las estrellas, incluido el Sol.


TEORIA LAPLACIANA MODERNA

Laplace en 1796 sugirió primero, que el Sol y los planetas se formaron en una nebulosa de núcleo muy condensado y con altas temperaturas en rotación alrededor de un eje fijo que se enfrió y colapsó. Se condensó en anillos que eventualmente formaron los planetas, y una masa central que se convirtió en el Sol. La baja velocidad de rotación del Sol no podía explicarse.

La versión moderna asume que la condensación central contiene granos de polvo sólido que crean roce en el gas al condensarse el centro. Eventualmente, luego de que el núcleo ha sido frenado, su temperatura aumenta, y el polvo es evaporado. El centro que rota lentamente se convierte en el Sol. Los planetas se forman a partir de la nube que rota más rápidamente


TEORIA DE LA CAPTURA

La teoría de Captura explica que el Sol interactuó con una proto-estrella cercana, sacando materia de esta. La baja velocidad de rotación del Sol, se explica como debida a su formación anterior a la de los planetas.


TEORÍA DE LA NEBULOSA MODERNA

Las teoría nebulares implican que antes de la existencia del sistema solar una estrella al final de su vida se convirtió en una supernova que durante miles de años liberó material estelar al espacio, finalmente al colapsar parte de la nebulosa, explotó dando origen al material constitutivo del Sol y los planetas agrupados en una gran nebulosa. La nube así formada viaja por el espacio con un movimiento rotatorio o movimiento angular, remanente del propio movimiento de la estrella primitiva.


Se consolida la teoría que afirma que la fuerza iniciadora en la formación de nuestro Sistema Solar debería ser la explosión de una supernova.

Cabe imaginar que una vasta nube de polvo y gas que ya existiría, relativamente estable, durante miles de millones de años, habría avanzado hacia las vecindades de una estrella que acababa de explotar como una supernova.

La onda de choque de esta explosión, la vasta ráfaga de polvo y gas que se formaría a su paso a través de la nube casi inactiva la comprimiría, intensificando así su campo gravitatorio e iniciando la condensación que conlleva la formación de una estrella.


¿Cómo fue transferida la casi totalidad del momento angular a los pequeños anillos formados a partir de la nebulosa? El problema se complica al comprobar que, en el caso de Júpiter y Saturno, cuyos sistemas de satélites les dan el aspecto de sistemas solares en miniatura y que han sido, presumiblemente, formados de la misma manera, el cuerpo planetario central retiene la mayor parte del momento angular.

Ninguna teoría explica bien el problema del momento angular.

Se trataba de que los planetas, que constituían sólo algo más del 0,1% de la masa del Sistema Solar, ¡contenían, sin embargo, el 98% de su momento angular!

¡ EL SOL ROTA MUY LENTO !

¡ JÚPITER Y SATURNO ROTAN MUY RÁPIDO !


Una posible explicación al problema del momento angular:

El astrofísico sueco Hannes Alfven incluyó en sus cálculos el campo magnético del Sol. Cuando el joven Sol giraba rápidamente, su campo magnético actuaba como un freno moderador de ese movimiento, y entonces se transmitiría a los planetas el momento angular.


En un artículo aparecido en 2009 se ha sugerido que nuestro Sol nació hace 4.600 millones de años formando parte de un cúmulo estelar con una masa de entre 500 y 3000 masas solares y un radio de entre 1 y 3 pársecs, pensándose que aunque las estrellas que formaron dicho cúmulo se han ido dispersando con los años existe la posibilidad de que entre 10 y 60 de ésas estrellas pudieran estar en un radio de 100 parsecs alrededor del Sol.

Cúmulo abierto M 25


Evolución

Originalmente se creyó que los planetas se formaron en o cerca de las órbitas en las que los vemos ahora. Sin embargo, este punto de vista ha sido sometido a un cambio radical durante la parte final del siglo XX y el principio del siglo XXI. Actualmente se cree que el sistema solar se veía muy diferente después de su formación inicial, con cinco objetos por lo menos tan masivos como Mercurio estando presentes en el sistema solar interior.El sistema solar exterior era mucho más compacto de lo que es ahora y el cinturón de Kuiper comenzaba mucho más adentro de lo que comienza ahora.


MIGRACIÓN EN EL SISTEMA SOLAR.

Propone la migración de los gigantes gaseosos a partir de una configuración inicial más compacta hacia sus posiciones actuales, mucho después de la disipación del disco protoplanetario de gas. Es una hipótesis diferente de los modelos anteriores sobre la formación del Sistema Solar. Esta migración planetaria se utiliza en simulaciones dinámicas del sistema solar para explicar sucesos históricos como el Bombardeo intenso tardío del sistema solar interior, la formación de la nube de Oort, y la existencia de regiones con cuerpos menores como el cinturón de Kuiper, los troyanos de Júpiter y Neptuno, y numerosos objetos transneptunianos resonantes con Neptuno.

Los modelos más recientes apuntan a que Júpiter se formó más lejos de su posición actual, mientras que Saturno, Urano y Neptuno lo hicieron más cerca.


Simulación que muestra los planetas exteriores y el cinturón de Kuiper:

a) Configuración inicial, antes de que la resonancia Júpiter/Saturno fuese 2:1.

b) Espaciamiento de los planetesimales del cinturón de Kuiper después del cambio orbital de Neptuno (azul) y Urano (verde).

c) Después de la expulsión del cinturón de Kuiper por los planetas gigantes.


Futuro

Excepto por un acontecimiento imprevisible e inesperado, se estima que el sistema solar, como lo conocemos hoy durará otros cientos de millones de años más. Los próximos cambios serán:

-Los anillos de Saturno son bastante jóvenes y no se calcula que sobrevivan más allá de 300 millones de años. La gravedad de las lunas de Saturno gradualmente barrerá la orilla exterior de los anillos hacia el planeta y, finalmente, la abrasión por meteoritos y la gravedad de éste harán el resto, dejándolo sin sus característicos ornamentos.

- En algún momento dentro de 1,4 y 3,5 miles de millones de años contados desde ahora, la luna de Neptuno, Tritón, caerá bajo el límite de Roche de Neptuno, tras lo que su fuerza de marea hará la luna pedazos, pudiendo crear un amplio sistema de anillos alrededor del planeta, similar al de Saturno.


Debido a la fricción de la marea contra el lecho marino, la Luna está gradualmente drenando el momento rotacional de la Tierra; esto, a su vez, causa que la Luna lentamente se retire de la Tierra, a una tasa de aproximadamente 38mm por año.

Mientras esto ocurre, la conservación del momento angular hace que la rotación del planeta disminuya, haciendo los días más largos por aproximadamente un segundo cada 60 000 años.


En alrededor de 2 mil millones de años, la órbita de la Luna alcanzará un punto conocido como "resonancia de giro y órbita", y tanto la Tierra como la Luna estarán sincronizados por sus mareas. El periodo orbital de la Luna, igualará el periodo de rotación de la Tierra y un lado de ésta apuntará eternamente hacia la Luna, justo del mismo modo que un lado de la Luna actualmente apunta hacia ella.


El Sol se está haciendo más brillante a una tasa de más o menos del diez por ciento cada mil millones de años.

En mil millones de años no será posible la vida en tierra firme.

Dentro de 3,5 mil millones de años, la tierra alcanzará condiciones en su superficie similares a las de Venus; los océanos hervirán por completo, y toda la vida (en las formas conocidas) será imposible.

Dentro de alrededor de 6 mil millones de años, las reservas de hidrógeno dentro del núcleo del Sol se habrán agotado y comenzará a utilizar aquellas en sus capas superiores menos densas.

En unos 7,6 mil millones de años en el futuro, se habrá convertido en una gigante roja.

Se espera que el Sol permanezca en una fase de gigante roja por alrededor de cien millones de años, alcanzando un diámetro alrededor de 256 veces mayor al que tiene ahora y una luminosidad más de 2300 veces superior.

https://es.wikipedia.org/wiki/Hidr%C3%B3geno

https://es.wikipedia.org/wiki/Gigante_roja


Durante este tiempo, es posible que en mundos del sistema solar exterior las temperaturas sean suficientes para que precipiten sus atmósferas y surjan océanos líquidos.


El Sol es una estrella de tipo-G de la secuencia principal y clase de luminosidad V que se encuentra en el centro del sistema solar y constituye la mayor fuente de radiación electromagnética de este sistema planetario


Composición de la fotosfera

Hidrógeno73,46 %

Helio24,85 %

Oxígeno0,77 %

Carbono0,29 %

Hierro0,16 %

Neón0,12 %

Nitrógeno0,09 %

Silicio0,07 %

Magnesio0,05 %

Azufre0,04 %

En las regiones dentro de 0,20 R se encuentra cerca del ⊙34% de la masa del Sol y genera el 99% de la energía por fusión nuclear producida por el Sol.

La Temperatura en el núcleo es de 15.700.000 ºKY la presión 2,65×1016 Pa

ALGUNOS DATOS

Se calcula que en el núcleo la proporción Hidrógeno – Helio es 49% - 49 %

La densidad en el núcleo solar es de 150 g/cm3 mientras que en la fotosfera es 0,0000002 g/cm3


ESTRUCTURA DEL SOL


EL NUCLEOLa temperatura en el núcleo del Sol alcanza los 16.000.000 ºK y en él se dan dos tipos de reacciones nucleares

Ciclo CNOCadena protón-protón


El ciclo CNO se da en estrellas más calientes y con mayor masa que el Sol, y la cadena protón-protón en las estrellas similares al Sol.

En cuanto al Sol, hasta el año 1953 se creyó que su energía era producida casi exclusivamente por el ciclo de Bethe ( CNO ), pero se demostró durante estos últimos años que el calor solar proviene en su mayor parte (~75 %) del ciclo protón-protón.

Cuando agote el H comenzará a fusionar He mediante un proceso llamado triple alfa


Zona radiante

En la zona exterior al núcleo el transporte de la energía generada en el interior se produce por radiación hasta el límite exterior de la zona radiativa. Como la temperatura del Sol decrece del centro (15 MK) a la periferia (6 kK en la fotosfera), es más fácil que un fotón cualquiera se mueva del centro a la periferia que al revés.

Los fotones deben avanzar por un medio ionizado tremendamente denso siendo absorbidos y reemitidos infinidad de veces en su camino. Se calcula que un fotón cualquiera invierte un millón de años en alcanzar la superficie y manifestarse como luz visible.


Zona convectiva

Esta región se extiende por encima de la zona radiante, y en ella los gases solares dejan de estar ionizados y los fotones son absorbidos con facilidad y se convierten en un material opaco al transporte de radiación. Por lo tanto, el transporte de energía se realiza por convección, de modo que el calor se transporta de manera no homogénea y turbulenta por el propio fluido. Los fluidos se dilatan al ser calentados y disminuyen su densidad. Por lo tanto, se forman corrientes ascendentes de material desde la zona caliente hasta la zona superior, y simultáneamente se producen movimientos descendentes de material desde las zonas exteriores menos calientes.


La tacoclina es la zona de transición del Sol entre la zona interior radiativa y la zona de convección que le rodea rotando de manera diferencial. Este cambio de comportamiento provoca una gran cizalladura, ya que la rotación cambia muy rápidamente entre el interior radiativo que gira como un sólido rígido, posiblemente debido a un campo fósil, y el exterior convectivo que presenta una rotación diferencial con los polos rotando más lentamente que las regiones ecuatoriales.


LA FOTOSFERA

La fotosfera es la zona visible donde se emite luz visible del Sol. La fotosfera se considera como la «superficie» solar y, vista a través de un telescopio, se presenta formada por gránulos brillantes que se proyectan sobre un fondo más oscuro. Estos gránulos parecen estar siempre en agitación. Puesto que el Sol es gaseoso, su fotosfera es algo transparente: puede ser observada hasta una profundidad de unos cientos de kilómetros antes de volverse completamente opaca. Normalmente se considera que la fotosfera solar tiene unos 100 o 200 km de profundidad.


LA CROMOSFERA

La cromosfera (literalmente, "esfera de color") es una capa delgada de la atmósfera del sol por encima de la fotosfera y por debajo de la corona. Diferentes modelos teóricos la sitúan entre 2200 y 5000 km de espesor.

En ondas de radio, milimétricas y submilimétricas, la Cromosfera es fácilmente observable con radiotelescopios diseñados especialmente para la observación solar.

La corona solar es la capa más externa del Sol, está compuesta de plasma y se extiende más de un millón de kilómetros desde su origen sobre la cromosfera. Puede observarse desde la tierra durante un eclipse solar total o utilizando dispositivos como el coronógrafo. La densidad de la corona solar es un billón de veces inferior a la de la atmósfera terrestre al nivel del mar y su temperatura alcanza hasta 106 Kelvin.Todos los detalles estructurales de la corona son debidas al campo magnético del Sol.


SOHO LASCO C2.

SOHO LASCO C3.

Large Angle and Spectrometric Coronagraph (LASCO): Estudia la estructura y evolución de la corona solar mediante la creación de un falso eclipse solar.

https://sohowww.nascom.nasa.gov/data/realtime-images.html









¿Cómo es posible que existan capas externas tan calientes?;

Esta pregunta que empezaron a plantearse los físicos solares en los años 50, sólo comienza a ser contestada con certeza en la actualidad tras los experimentos a bordo de SOHO.

Tenemos ya evidencias certeras de que el calentamiento se produce por la energía que transportan ondas de tipo acústico (*) y otras asociadas al campo magnético, producidas en las capas situadas más abajo, cercanas a la superficie.

( * ) Ondas MHD. ( Magnetohidrodinámicas )


ACTIVIDAD SOLAR

https://www.spaceweatherlive.com/es/actividad-solar

En la dirección anterior podemos ver la actividad solar en tiempo real.

-Las regiones de manchas solares

-La clasificación magnética de las manchas.

-Las clases de manchas solares.

-Los valores de las llamaras solares de las últimas horas

-Probabilidad de llamaradas en las diferentes regiones.






CICLO SOLAR

El Ciclo Solar 24 desde 1755, cuando comenzó el registro sistemático de la actividad. Comenzó oficialmente el 4 de enero de 2008, si bien presentó una actividad mínima hasta comienzos de 2010,

Situación de la progresión anual del número de manchas solares desde el año 2000, con los valores registrados hasta mayo de 2016 (línea azul) y la predicción de actividad hasta 2019 (línea roja).


Los acontecimientos de la actividad solar quedaron grabados en el carbono radiactivo.

https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%ADnimo_de_Maunder











La Luna es el único satélite natural de la Tierra. Con un diámetro ecuatorial de 3474 km1 es el quinto satélite más grande del Sistema Solar, mientras que en cuanto al tamaño proporcional respecto de su planeta es el satélite más grande: un cuarto del diámetro de la Tierra y 1/81 de su masa. Después de Ío, es además el segundo satélite más denso. Se encuentra en relación síncrona con la Tierra, siempre mostrando la misma cara hacia el planeta


FORMACIÓN: TEORÍA DEL GRAN IMPACTO

https://youtu.be/xHLxy6idDpk

Estudios de los isótopos de rocas lunares confirman la formación de la Luna entre 30 y 50 millones de años después del sistema solar.







Teoría de captura. Al igual que otros satélites del sistema solar se propone que pudo ser un asteroide capturado por la Tierra

Teoría de fisión. En sus orígenes, una Tierra más grande y fundida, giraría tan rápido que un fragmento se desprendió.

Teoría de la co-formación lunar. En la misma nube protoplanetaria se formaron a la vez Tierra y Luna

Teoría de colisiones planetesimales. El impacto de varios planetesimales dio origen a la Luna

Teoría del gran impacto. Un planetesimal del tamaño de Marte impactó con la Tierra y de los restos se formó la Luna

Otras teorías sobre la formación lunar


Debido a la excentricidad de la órbita lunar, la inclinación del eje de rotación de la Luna con respecto al plano de la eclíptica y al movimiento de rotación de la Tierra en el curso de una revolución sideral, se logra ver, desde la Tierra, un 59% de la superficie de la Luna -en vez del 50%-, como si estuviese animado de ligeros balanceos de este a oeste y de norte a sur. Estos movimientos aparentes se conocen con el nombre de libraciones.

La libración lunar


El paisaje lunar: tierras y mares

El aspecto más distintivo de la Luna es el contraste de zonas claras y oscuras. Las zonas claras son las tierras altas y reciben el nombre de terrae (del latín tierra. Forma singular: terra) y las planicies más oscuras llamadas maria (del latín mares. Forma singular: mare), nombres acuñados por Johannes Kepler.


¿Por qué desaparecieron los volcanes y solamente se pueden apreciar conos de ceniza asociados con depósitos de manto oscuro?

Si no existieron los volcanes ¿de dónde fue erupcionada la lava?

¿ Por qué no hay mares en la cara oculta de la Luna ?

Preguntas sin contestar sobre los mares lunares.


Periodos geológicos lunares

La escala geológica lunar divide la historia de la Luna en seis períodos geológicos generalmente reconocidos: Pre-Nectárico, Nectárico, Ímbrico (Inferior y Superior), Eratosteniano y Copernicano. Los límites de esta escala de tiempo se relacionan con los eventos de gran impacto que han modificado la superficie lunar, los cambios en la morfología de los cráteres que se producen con el paso del tiempo y la distribución espacio-temporal de la superposición de cráteres en las unidadees geológicas.


Comparación del interior de la Tierra y la Luna

En la luna no posee una tectónica de placas como la Tierra y tampoco tiene campo magnéticos, aunque sí lo tuvo en el pasado.


Y para terminar…

Un paseo por la Luna

https://www.google.com/moon/








Más información wikipedia.org

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Science

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