1-Origen del Universo

-Teoría del estado estacionario

Fue presentado por H.Bandi, T.Gold y F.Hoyle en el año 1948. Esta teoría establece que el Universo es eterno y debe tener la misma apariencia independientemente del lugar o momento en el que realicemos la observación. La materia se crea de la nada, según esta teoría, a un ritmo de cuatro átomos de hidrogeno por cm3 cada mil millones de años. Sin envargo se ha demostrado que el Universo esta en expansión y este movimiento es contradictorio a la teoría estacionaria.

-Teoría del Big-Bang

En la actualidad es la teoría que goza de mayor aceptación y se conoce como Modelo estándar. G.Gamow planteo, en el año 1948, que hace unos diez mil millones de años toda la materia del Universo se encontraba concentrada en un volumen muy reducido, conocido como átomo primitivo, cuya densidad ascendía a miles de millones de toneladas por cm3. Poco después de formarse dicho átomo hizo explosión, a partir de ese momento se inicio la expansión, el helio y el hidrogeno se enfriaron y se condensaron formando las galaxias que actualmente siguen alejándose entre sí. Esto explica la expansión del Universo y la base física de la ley de Hubble.

-Teoría oscilante

Presentada en el año 1965 por A.Sandage, esta teoría es una variante de la teoría del Big-Bang o gran explosión. Plantea que el Universo se encuentra en un ciclo de expansión-contracción. Afirma que la actual fase de expansión durara todavía otros treinta mil millones de años antes de que la atracción gravitatoria compense gradualmente la fuerza debida a la explosión inicial, en ese momento las galaxias invertirán el sentido de su movimiento mutuo, hasta que finalmente vuelva a concentrarse en el átomo primitivo. El destino del Universo, según esta teoría, seria recorrer sucesivamente una serie indefinida de ciclos de explosión e implosión.

2-Estructura del Universo

En la época medieval se creía que el Universo estaba estructurado de forma que la Tierra estaba en el centro y tras el firmamento con sus estrellas se encontraba el Cielo, esta idea bastaba para las creencias religiosas de esa época. Más tarde, en la edad media, se creía que la Tierra era el centro del Universo y tanto el sol como los planetas giraban alrededor de esta (teoría de Tolomeo), hasta que en el siglo XVI Copérnico presenta el sistema Heliocéntrico en el que los planetas giran alrededor del sol en órbitas circulares, al que no se le hizo mucho caso hasta que Galileo presentó pruebas que apoyaban este sistema y trato de difundirlo, por lo que tuvo que renegar de sus ideas y escritos ante el tribunal eclesiástico. Mas tarde Kapler formulo las leyes del movimiento planetario, afirmando que los planetas giran alrededor del Sol y no en órbitas circulares con movimiento uniforme, sino en órbitas elípticas a diferentes velocidades, y que sus distancias relativas con respecto al Sol están relacionadas con sus periodos de revolución, esto seria explicado por Newton con un sistema que se denomina ley de la gravitación universal.

Galaxia

Una galaxia en un conjunto de estrellas y de materia interestelar, ligadas por interacciones gravitatorias. La Vía Láctea es la galaxia a la que pertenece nuestro sistema solar y todas las estrellas que se pueden observar desde la Tierra, a simple vista. Además de estrellas, una galaxia esta compuesta por planetas, meteoros y meteoritos, cometas, asteroides, agujeros negros, rayos cósmicos y moléculas complejas. La distancias entre las galaxias se pueden calcular comparando el brillo o tamaño de los objetos de una galaxia con la nuestra, la Vía Láctea. Las galaxias no están generalmente aisladas en el espacio sino que suelen ser miembros de agrupaciones de tamaño pequeño o medio, que a su vez forman grandes cúmulos de galaxias.

-Clases de galaxias

Galaxias elípticas: Se caracterizan por tener forma de elipsoide de revolución, cuyo aplanamiento permite dividirlas en ocho grandes grupos, desde E0 (esféricas) hasta E7 (las de forma elíptica más pronunciada). En este tipo de galaxias, la concentración de estrellas disminuye del núcleo, muy pequeño y brillante, hacia los bordes.

Galaxias espirales: Son aquellas que presentan unos brazos que emergen tangencialmente del núcleo en dos puntos diametralmente opuestos. Dotadas de un movimiento de rotación, entre ellas se distinguen varios grupos dependiendo de la abertura de sus brazos, la importancia de la condensación central, el desarrollo de la barra, y según que los brazos salgan en ángulo recto de los extremos de la barra o tangencialmente del núcleo.

Galaxias irregulares: Aquellas galaxias cuyo aspecto no presenta una simetría ni una estructura bien definidas. Se clasifican en dos grandes grupos: las irregularidades de tipo I o magallánico y las irregulares de tipo II. Las primeras son muy ricas en materia interestelar y en estrellas jóvenes. Las del segundo grupo son galaxias aplanadas con zonas de absorción distribuidas irregularmente, que a veces tienen forma de filamentos muy extensos. Son poco comunes y difíciles de resolver en estrellas individuales.

Galaxias lenticulares: Constituyen un grupo de transición entre las Galaxias elípticas y las espirales, poseen un disco, una condensación central muy importante y una envoltura extensa. Incluyen las lenticulares barradas (SBO), que comprenden tres grupos: en el primero (SBO-1), la barra es ancha y difusa; en el segundo (BO-2) es más luminosa en las extremidades que en el centro; y en el tercero (SBO-3) es ya muy brillante y bien definida.

Quásar

Cualquier objeto que se parezca a una estrella pero con un espectro que presente un fuerte desplazamiento hacia el rojo, emiten enormes cantidades de energía y se encuentran muy lejos, se alejan aproximadamente a una velocidad superior al 93% de la velocidad de la luz. La gran distancia que tenemos con estos cuerpos provoca que no se conozca mucho sobre ellos, algunos científicos creen que se tratan de galaxias en estado de creación, de acuerdo con la ley de Hubble su distancia seria de diez mil millones de años luz aproximadamente, lo que significa que la luz que recibimos de los quásares ha estado viajando por el espacio durante toda la existencia del Universo. Actualmente se acepta la teoría de que los quásares son núcleos superluminosos de las galaxias y que éstos y las galaxias son objetos equivalentes vistos desde ángulos diferentes.

3-Sistema Solar

Es la agrupación formada por una estrella, los planetas y demás cuerpos que orbitan a su alrededor. El sistema solar, con un radio de unas 100.000 ua (unidad astronómica: 150 millones de kilómetros), está formado por un cuerpo central (el Sol, que supone un 99,85% de la masa total) y diversos cuerpos que giran a su alrededor (los planetas y sus satélites, los asteroides, los cometas, los meteoritos, la materia interplanetaria, etc.). La materia que forma el sistema, que se puede considerar reunida casi en su totalidad en una región de unas 50 ua de radio. El sistema solar posee diversas propiedades, tales como sus órbitas que son casi circulares y todas están muy próximas al plano de simetría del sistema, el movimiento directo de los planetas que es en sentido contrario a las agujas del reloj, la rotación directa de los planetas alrededor de su eje de giro y la reducción de las densidades planetarias desde el centro del sistema hacia sus confines.

Origen del Sistema Solar

Las primeras teorías las formularon I.Kant y S.Laplace, con la hipótesis nebular según la cual el Sistema Solar se formo gracias a un proceso de contracción de una nebulosa primitiva en rotación, gracias a la onda de choque de una supernova. La teoría actual considera que nuestro sistema se formó hace unos 4 600 millones de años, a partir de una nube de gas y polvo que comenzó a girar alrededor de un núcleo mas denso. Con el tiempo, la nube fue girando mas rápido, el núcleo se volvió mas denso y caliente, hasta que la presión dentro del mismo fue tan grande que los átomos de hidrógeno comenzaron a fusionarse, y a liberar energía. Este núcleo se transformó en un protosol, rodeado de gas y partículas, que mas tarde dió origen al Sol, el resto de la nube se acumuló en pequeños puntos que se formaron en protoplanetas, que se convertirían en los planetas que hasta ahora conocemos. La gran actividad del Sol en formación hizo que las atmósferas iniciales fueran arrasadas y dejasen a los planetas desprotegidos y sometidos a un intenso bombardeo de cometas. Los planetas interiores regeneraron sus atmósferas (excepto Mercurio, que carece de ella) mediante los procesos volcánicos que tuvieron lugar durante la contracción que se produjo en su enfriamiento. Por el contrario, los exteriores, apenas afectados por la actividad solar, retuvieron la atmósfera inicial, Plutón y los satélites perdieron el hidrógeno y el helio por estar sometidos a una menor atracción gravitatoria, debido a su pequeño tamaño.

Estructura del Sistema Solar

Estrellas

Son grandes cuerpos celestes compuestos de gases calientes que emiten radiación electromagnética, normalmente luz, como resultado de las reacciones nucleares que se producen en su interior. Se ha calculado que el numero de estrellas que posee la Vía Láctea es de cientos de miles de millones, de las cuales solo ocho mil son visibles desde la tierra. Las estrellas mas grandes que se conocen hasta ahora poseen un diámetro 400 veces mayor que el diámetro del Sol, son conocidas como Supergigantes, mientras que las que poseen diámetros de solo una centésima del diámetro solar son conocidas como enanas blancas, estas estrellas son unas mil veces menos brillantes que el Sol y su masa se encuentra entre 0,1 y 0,4 masas solares, mientras las mas brillantes pueden ser hasta un millón de veces mas brillantes. Puede haber estrellas con una masa mil veces mayor que la del Sol y a escala menor, bolas de gas caliente demasiado pequeñas para poder desencadenar reacciones nucleares, estas estrellas son conocidas como enanas.

El Sol

El Sol es la estrella más cercana a la Tierra, está situado a 33.000 años luz de el núcleo de la Vía Láctea y completa una órbita a su alrededor en 225 millones de años, tiene una distancia media con la Tierra de 150 millones de km, posee un diámetro de 1,4 millones de km y una masa 332.270 veces superior a la masa terrestre. Está formado esencialmente por hidrógeno (70 %) y helio (30 %) y presenta una densidad media de 1,4 g/cm3. En el núcleo central del Sol, donde se concentra el 60 % de su masa, se alcanza una temperatura de unos 15 millones de grados, suficiente como para que se verifiquen las reacciones termonucleares que generan la gran cantidad de energía que el astro emite constantemente. La energía generada se irradia hasta una distancia de 100.000 km de la superficie solar y llega hasta la fotosfera, que se encuentra a una temperatura de unos 6.000°. Dicha región está caracterizada por su aspecto moteado y por la presencia de las manchas solares que permiten determinar el período de rotación del astro. Por encima de la fotosfera se encuentra la cromosfera, zona en la que la densidad decrece mientras que la temperatura alcanza los cincuenta mil grados centígrados, por último está la corona solar, que se extiende por el medio interplanetario hasta diluirse progresivamente formando el viento solar, que determina los límites del sistema que rodea al Sol.

Agujeros negros

La existencia de los agujeros negros, cuerpos supermasivos para los cuales la velocidad de escape es infinita, no está plenamente demostrada. Se cree que se trata de astros que se originan debido a la contracción gravitatoria de una masa 2,5 veces superior a la masa solar y con una densidad del orden de 107 g/cm³. A causa de la enorme intensidad del campo gravitatorio creado, la velocidad de escape desde su superficie es indefinida, y ni tan siquiera la luz (que alcanza la máxima velocidad posible en el universo a 300.000 km/s) puede salir al exterior, por eso es invisible para cualquier observador exterior, y de ahí su nombre. La aparición de un agujero negro representa el último estado de la evolución de una estrella cuya masa original fuese superior a 1,4 masas solares y que hubiese pasado por las fases de supernova y de estrella de neutrones de gran masa. Experimentalmente se comprueba que cuando se lleva a cabo la determinación de la masa total de un cúmulo de galaxias, gracias a la medición de la radiación procedente de él, el valor total obtenido es inferior al que se deduce cuando se estudia el movimiento del cúmulo, lo que permite concluir que una gran parte de su masa es invisible y se cree que esa parte indeterminada puede estar constituida por agujeros negros.

Nebulosas

Son acumulaciones de gas y polvo interestelares. Las nebulosas oscuras pequeñas son de formas redondas y se localizadas en los brazos de la Vía Láctea, ricos en estrellas jóvenes y se conocen con el nombre de glóbulos (que se consideran como estados primarios de la formación de las estrellas o protoestrellas). A pesar de ser muy numerosas y poder ser estudiadas por millares con la ayuda de telescopios potentes, presentan grandes dificultades de observación porque carecen de luz propia y la materia de que están constituidas es extremadamente difusa. Los gases que las forman (sobre todo hidrógeno y helio) presentan concentraciones que van desde uno hasta un millón de átomos por centímetro cúbico, mientras que el polvo que contienen (elementos pesados y moléculas complejas) presenta densidades aún más bajas. A pesar de ello, estas concentraciones de materia interestelar poseen una cantidad suficiente de átomos luminiscentes y de granos de polvo capaces de reflejar la luz como para poder ser fotografiadas (empleando emulsiones muy sensibles y con tiempos de exposición muy prolongados). La dinámica de estas masas de materia está gobernada por la atracción gravitatoria, se produce una atracción hacia el centro que cuando alcanza una concentración suficiente, crea las condiciones adecuadas para la formación de una estrella (aislada o rodeada por un sistema planetario). Los diversos tipos de nebulosas representan los diferentes estadios que permiten al Universo reutilizar la materia que se ha dispersado con anterioridad, durante los fenómenos violentos que tienen lugar en él.

Cometas

Son cuerpos pequeños, compuestos de hielo, materia orgánica, gases y polvo, que giran alrededor del sol en órbitas muy elípticas. Estas órbitas los llevan muy cerca del astro rey, y luego los devuelven al frío del espacio exterior, frecuentemente mas allá de Plutón. El núcleo de un cometa, expuesto a la radiación solar, libera sus componentes volátiles, desarrollando una nube de material difuso, que crece en tamaño y brillo, a medida que se acerca al sol, formando inmensas colas luminosas que se extienden por millones de kilómetros en el espacio.

La sublimación de los gases, arrastra consigo una gran cantidad de granos de polvo, que pasan a formar parte de la cabellera. Los núcleos cometarios tienen un tamaño que puede oscilar de 5 a 40 Km. Se cree que los cometas se originan en la distante nube de Oort, una hipotética nube que rodea al sistema solar desde mas allá de la órbita de Plutón, y está compuesta por incontables cometas en un profundo letargo. Estos cometas serían catapultados hacia el sistema solar interno por la gravedad de alguna otra estrella que se acercara mucho, u otro tipo de disturbio, de ésta forma los cometas quedarían atrapados por la gravedad del Sol. Posiblemente estos cuerpos constituyen material que no se condensó para formar el resto del Sistema Solar. No es raro que colisionen contra los planetas y los asteroides, puesto que muchos de ellos presentan cicatrices provocadas por impactos con cometas que se cruzaron en su trayectoria.

Asteroides

Los asteroides son cuerpos rocosos o metálicos, de forma irregular, y de pocos Km. de diámetro.. Los cuerpos mas grandes son mas o menos esféricos, pero los que tienen diámetros inferiores a 160 Km. presentan formas alargadas e irregulares. La mayoría de los asteroides, sin importar su tamaño, completan un giro sobre su eje cada 5 a 20 horas. Existe una vieja teoría que sugiere que los asteroides son los restos de un antiguo planeta, que se desintegró, posiblemente por alguna colisión. Actualmente sin embargo, se piensa que los asteroides son el material que nunca llegó a juntarse para formar un nuevo planeta, debido a la influencia gravitatoria de Júpiter; quizás en un principio solo existiesen pocas decenas de asteroides, que posteriormente se fragmentaron en colisiones mutuas hasta producir el número actual. Aunque casi todos los asteroides están concentrados en el cinturón de asteroides entre Marte y Júpiter, existen unos pocos distribuidos aleatoriamente por el sistema solar; desde el interior de la órbita terrestre, hasta mas allá de Saturno, algunos cruzan la órbita de los planetas e incluso algunos de esos asteroides han chocado contra nuestro planeta en el pasado. Los asteroides también se clasifican de acuerdo a su posición en el sistema solar. La mayor parte de ellos pertenecen al grupo del Cinturón Principal, y se encuentran, entre Marte y Júpiter, con distancias que varían entre 2 y 4 UA. Sus órbitas son prácticamente circulares y coplanarias a resto de los planetas. El segundo grupo es el de los NEAs, o Near Earth Asteroids (Asteroides Cercanos a la Tierra, en inglés). Estos asteroides son los que mas se acercan a nuestro planeta, y son los que en un futuro lejano, podrían impactar en la Tierra.

Meteoros y meteoritos

Cuando la ruta de un asteroide es de colisión con la tierra, se le denomina meteoroide. Un asteroide en ruta de colisión con la Tierra, se denomina meteoroide. Cuando un meteoroide choca contra la atmósfera de nuestro planeta a alta velocidad, la fricción lo calienta a tal punto que produce un fuerte resplandor, conocido como meteoro o estrella fugaz. Si un meteoroide no se consume por completo al entrar en la atmósfera y una pequeña parte de este impacta contra la superficie terrestre y se denomina meteorito. Aproximadamente un 92 % de todos los meteoritos examinados están compuestos por silicatos (rocosos), y un 5 % de hierro y níquel (metálicos). El resto también denominados meteoritos pétreo-ferrosos, están compuestos por una mezcla de los tres materiales. De todos los meteoritos, los rocosos son los mas difíciles de identificar, pues se parecen mucho a las rocas terrestres. Los meteoritos presentan generalmente una superficie irregular y una capa exterior carbonizada, fundida. Los más grandes golpean la Tierra con un tremendo impacto, creando profundos cráteres, como el famoso cráter Barringer, que se encuentra en Arizona. El mayor meteorito que se ha encontrado pesa aproximadamente 55 toneladas.

Planetas

Un planeta es un cuerpo celeste que carece de luz propia y describe una órbita, generalmente elíptica y de poca excentricidad, alrededor del Sol u otra estrella cualquiera. El brillo de los planetas se debe al hecho de que reflejan la luz que llega hasta ellos desde estrellas alrededor de las cuales gravitan. Los nueve cuerpos principales del Sistema Solar se dividen en planetas interiores o telúricos (Mercurio, Venus, Tierra y Marte) y planetas exteriores o jovianos (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno), Plutón tiene mas características de cometa que de planeta propiamente dicho y destaca por su pequeño tamaño frente a los planetas jovianos, giran en torno al Sol acompañados de una gran cantidad de asteroides, situados en su mayoría entre las órbitas de los planetas Marte y Júpiter (cinturón de asteroides). Los primeros, que tienen dimensiones relativamente pequeñas y densidad elevada, han evolucionado mucho desde su formación. Perdieron su atmósfera original, motivo por el cual su atmósfera actual es de carácter secundario y está formada a partir de los gases emitidos durante el enfriamiento de su superficie y la propia evolución química del planeta. Por su parte, los planetas gigantes ( jovianos ) tienen un volumen y una masa mucho mayores que los cuerpos del primer grupo. Presentan una densidad relativamente baja, debido a su composición (sobre todo hidrógeno y helio), semejante a la que se supone tenía la nebulosa original que permitió su formación.

Los planetas interiores

-Mercurio

Planeta del sistema solar más próximo al Sol (0,31 y 0,47 u.a.), alrededor del cual describe cada 88 días una órbita cuyo plano forma un ángulo de 7° con el de la eclíptica. Tiene un diámetro ecuatorial de 4.880 km, una masa 0,055 veces la de la Tierra y una densidad de 5,43 g/cm³. Gira con un período de 59 días alrededor de su eje de rotación, que forma un ángulo de aproximadamente 28° con el plano de la órbita. Su atmósfera es poco densa y la temperatura, en su superficie, oscila entre 330 °C (diurna) y -170 °C (nocturna). Es un planeta que carece de satélites. Su estructura presenta un núcleo de metal ferroso que alcanza un tamaño de 1.800 km de radio y que supone el 80% de la totalidad de la masa del planeta. Dicho núcleo está cubierto por un manto rocoso de 600 km de espesor, que sirve de base a la corteza. Mercurio está rodeado por un campo magnético (con una intensidad que apenas supera en un 1% la del campo terrestre), cuya orientación coincide con la del eje de rotación planetario. La superficie del planeta se distingue por los acantilados, cordilleras, numerosos cráteres, montañas, valles y grandes cuencas (por ejemplo, Caloris, de 1.300 km de diámetro). Sin embargo, la superficie es extremadamente inhóspita debido al alto grado de rarefacción de su tenue atmósfera, a la gran proximidad al Sol y a la inexistencia de estaciones (aunque presente cambios cíclicos ocasionados por la gran excentricidad de su órbita). Una de las características de Mercurio son los llamados tránsitos (pasos del planeta por delante del disco solar, visto desde la Tierra). La periodicidad de este fenómeno es de 3, 7, 10 o 13 años, y cada 46 se repite en idénticas condiciones.

-Venus

Segundo planeta del sistema solar, situado entre Mercurio y la Tierra, distante 0,72 u.a. del Sol, alrededor del cual describe cada 224,7 días una órbita. Sus diámetros ecuatorial y polar miden unos 12.100 km, por lo que apenas presenta achatamiento. Tiene una masa total equivalente a 0,81 masas terrestres (es decir, el valor de la gravedad en él es de un 88% de la terrestre) y una densidad de 5,2 g/cm³. Su estructura interna es semejante a la de la Tierra y su atmósfera, muy densa, está constituida por un 98% de dióxido de carbono, un 1-3% de nitrógeno y trazas de gases nobles. La observación directa de sus accidentes es imposible, debido a que las espesas capas de nubes impiden apreciar su superficie. Por tratarse de un planeta interior, presenta fases igual que la Luna o Mercurio. Venus posee una superficie cuya edad se puede estimar entre los 100 y los 1.000 millones de años. Esto indica que los procesos de erosión superficial son relativamente recientes, si se comparan con la edad del propio planeta (unos 4.500 millones de años). También ha permitido detectar en la superficie la existencia de cadenas de montañas, calderas volcánicas, grandes corrientes de lava y múltiples fallas. El hecho de que un número significativo de cráteres de impacto aparezcan rellenos de lava hace pensar a los especialistas que la corteza del planeta es muy delgada. Además, las dimensiones de dichos cráteres son siempre superiores a los 6 km de diámetro, ya que la alta densidad de la atmósfera planetaria hace imposible que cuerpos inferiores la atraviesen y lleguen a hacer impacto sobre su superficie. Aunque se han observado también accidentes del terreno muy semejantes a los creados por los ríos en la Tierra, el hecho de que la temperatura que reina en la superficie es de aproximadamente 450 °C hace imposible que el agua sea la responsable de su formación, por lo que su aparición se atribuye a la acción de la erosión de lava muy fluida o de una mezcla de gas y polvo.

-Tierra

Tercer planeta desde el Sol y quinto en cuanto a tamaño de los nueve planetas principales. La distancia media de la Tierra al Sol es de 149.503.000 km.. La Tierra no es una esfera perfecta, sino que tiene forma de pera. Cálculos basados en las perturbaciones de las órbitas de los satélites artificiales revelan que la Tierra es una esfera imperfecta porque el ecuador se engrosa 21 km, el polo norte está dilatado 10 m y el polo sur está hundido unos 31 metros.

-Movimiento

Al igual que todo el Sistema Solar, la Tierra se mueve por el espacio a razón de unos 20,1 km/s o 72,360 km/h hacia la constelación de Hércules. Sin embargo, la galaxia Vía Láctea como un todo, se mueve hacia la constelación Leo a unos 600 km/s. La Tierra y su satélite, la Luna, también giran juntas en una órbita elíptica alrededor del Sol. La excentricidad de la órbita es pequeña, tanto que la órbita es prácticamente un círculo. La circunferencia aproximada de la órbita de la Tierra es de 938 millones de km y nuestro planeta viaja a lo largo de ella a una velocidad de unos 106 mil km/h. La Tierra gira sobre su eje una vez cada 23 horas, 56 minutos y 4,1 segundos. Por lo tanto, un punto del ecuador gira a razón de un poco más de 1.600 km/h y un punto de la Tierra a 45° de altitud N, gira a unos 1.073 km/h.

-Composición

Se puede considerar que la Tierra se divide en cinco partes: la primera, la atmósfera, es gaseosa; la segunda, la hidrosfera, es líquida; la tercera, cuarta y quinta, la litosfera, el manto y el núcleo son sólidas. La atmósfera es la cubierta gaseosa que rodea el cuerpo sólido del planeta. La litosfera, compuesta sobre todo por la fría, rígida y rocosa corteza terrestre, se extiende a profundidades de 100 km. La hidrosfera es la capa de agua que, en forma de océanos, cubre el 70,8% de la superficie de la Tierra. El manto y el núcleo son el pesado interior de la Tierra y constituyen la mayor parte de su masa.

-Edad y origen de la Tierra

La datación radiométrica ha permitido a los científicos calcular la edad de la Tierra en 4.650 millones de años. Aunque las piedras más antiguas de la Tierra datadas de esta forma, no tienen más de 4.000 millones de años, los meteoritos, que se corresponden geológicamente con el núcleo de la Tierra, dan fechas de unos 4.500 millones de años, y la cristalización del núcleo y de los cuerpos precursores de los meteoritos, se cree que ha ocurrido al mismo tiempo, unos 150 millones de años después de formarse la Tierra y el Sistema Solar (véase Sistema Solar: Teorías sobre el origen). Después de condensarse a partir del polvo cósmico y del gas mediante la atracción gravitacional, la Tierra habría sido casi homogénea y relativamente fría. Pero la continuada contracción de estos materiales hizo que se calentara, calentamiento al que contribuyó la radiactividad de algunos de los elementos más pesados. En la etapa siguiente de su formación, cuando la Tierra se hizo más caliente, comenzó a fundirse bajo la influencia de la gravedad. Esto produjo la diferenciación entre la corteza, el manto y el núcleo, con los silicatos más ligeros moviéndose hacia arriba para formar la corteza y el manto y los elementos más pesados, sobre todo el hierro y el níquel, sumergiéndose hacia el centro de la Tierra para formar el núcleo. Al mismo tiempo, la erupción volcánica, provocó la salida de vapores y gases volátiles y ligeros de manto y corteza. Algunos eran atrapados por la gravedad de la Tierra y formaron la atmósfera primitiva, mientras que el vapor de agua condensado formó los primeros océanos del mundo.

-Marte

El más exterior de los planetas terrestres del sistema solar, distante 1,52 u.a. del Sol, alrededor del cual describe cada 687 días (año marciano) una órbita elíptica a lo largo de un plano que forma 1,7° con la eclíptica. Su diámetro es de 6.789 km y presenta un achatamiento muy pequeño. La masa de Marte es 0,107 veces la de la Tierra y el valor de la gravedad en su superficie es 0,377 veces el terrestre. La inclinación de 1,85° de su plano orbital, respecto al de la eclíptica, y la de su eje de rotación hacen que el planeta presente fenómenos de estacionalidad (fusión de los hielos de los casquetes polares). La fina atmósfera de Marte está compuesta en un 95,3 % de dióxido de carbono, y tan solo un 0,13 de oxígeno; además posee 1000 veces menos agua que la atmósfera terrestre, la temperatura diurna de unos 25 °C y la nocturna de hasta -65 °C. La presencia de pequeños canales tributarios indica la existencia de agua en épocas remotas. Marte posee dos satélites, irregulares y de pequeñas dimensiones.

Los planetas exteriores

-Júpiter

El mayor de los planetas del sistema solar, con una masa 318 veces la masa terrestre y un diámetro ecuatorial 11 veces mayor, situado a 5,2 u.a. del Sol, alrededor del cual describe cada 11,9 años una órbita en un plano que forma 1,3° con la eclíptica. El semieje mayor de su órbita mide 5.203 u.a. y su excentricidad es de 0,048. Debido al corto período de rotación alrededor de su eje (9 h 50 min), presenta un fuerte achatamiento por los polos. La gravedad en Júpiter es 2,5 veces más intensa que en la Tierra, y su campo magnético cinco veces más intenso que el terrestre. La estructura del planeta presenta un núcleo rocoso, cubierto a partir de los 25.000 km por hidrógeno metálico y sobre el que descansa una capa de 1.000 km de espesor de hidrógeno líquido. El planeta está rodeado (hasta una altitud de 1.000 km) por una atmósfera de hidrógeno y helio, caracterizada por la presencia de manchas irregulares (entre ellas, la Gran Mancha Roja). Las zonas claras de la atmósfera son áreas de nubes altas, sustentadas por la convección de gases calientes. Por su parte, los cinturones oscuros corresponden a corrientes descendentes de gas y nubes más bajas. Alrededor de Júpiter orbitan 16 satélites y un anillo, situado a 1.450.000 km del centro del astro. Posee una Gran Mancha Roja corresponde a una zona de altas presiones.

-Saturno

Es el segundo planeta mas grande del sistema solar. Su característica mas notable, son los anillos, aunque todos los gigantes gaseosos tengan anillos, los de Saturno son los mas vistosos, éstos en comparación con los anillos de los demás planetas son anchos y brillantes, incluso se pueden ver con un telescopio casero. Los anillos de Saturno que quizá son los restos de la formación del planeta, o el resultado del impacto de asteroides contra algunos de los sus satélites, o bien; ambas cosas a la vez. Están compuestos por fragmentos de hielo, y polvo, cada fragmento individual puede ser tan pequeño como un cubito de hielo, o tan grande como un automóvil. Aunque tan solo midan unas cuantas decenas de metros, los anillos mas brillantes se extienden por 274 000 Km. Posee mas satélites que ningún otro, actualmente se conocen 18, el mayor de ellos, con sus 5150 Km (nuestra luna tiene 2400 km) es una raridad, el único satélite conocido que posee una atmósfera densa, y cubierta de nubes.

Saturno está claramente achatado en los polos, esto se debe a la rápida rotación del planeta que dura tan solo 10 horas y 30 minutos aproximadamente. Su estructura interna es bastante similar a la de Júpiter; un pequeño núcleo rocoso, de unos 30 000 Km. De diámetro y con 15 000 º, por encima del núcleo, se encuentra un manto interno de hidrógeno metálico líquido, con una espesura de 15 000 Km., cubierto por un manto superior de hidrógeno líquido, y por encima de todo esto se encuentra una atmósfera compuesta por un 94 % de Hidrógeno y un 6% de Helio. La densidad media de Saturno es bajísima comparada a la de los demás planetas, en realidad es 30 % menos denso que el agua. Saturno, está surcado por tenues bandas, similares a las de Júpiter, pero mas pálidas. Tiene fuertes vientos, que llegan a una velocidad de 500 metros por segundo cerca del ecuador. El viento sopla principalmente hacia el este, y los mas fuertes se encuentran hacia el ecuador, debilitándose uniformemente a medida que nos acercamos a los polos. La temperatura media de las nubes superiores del planeta es de -180ºC.

-Urano

Planeta exterior del sistema solar, situado más allá de la órbita de Saturno, que dista 19 u.a del Sol, alrededor del cual describe cada 84,01 años (año uraniano) una órbita elíptica. Su diámetro ecuatorial es de 51.200 km mientras que el diámetro polar mide 49.200 km, por lo que su radio medio vale 25.600 km. Tiene una masa igual a 14,5 masas terrestres y una densidad media de 1,24. Gira con un período de 17,24 horas alrededor de su eje de rotación, situado casi exactamente en el plano de su órbita antihoraria alrededor del Sol, formando un ángulo de 98° respecto de la vertical al plano de ésta. Los datos relativos a su tamaño y densidad media sugieren que su interior está constituido básicamente por un núcleo formado por rocas y elementos pesados, rodeado a su vez por una densa atmósfera cuyas capas superficiales constan de una mezcla de hidrógeno y helio. La presencia de otras sustancias da lugar a la formación de nubes de cristales de hielo. Por su parte, las responsables de la tonalidad azul verdosa son las nubes de metano que contiene su envoltura gaseosa. Las nubes de metano, que se estructuran formando una serie de bandas apenas perceptibles, son arrastradas por vientos, similares a los terrestres, que circulan de este a oeste. La temperatura, en los polos y en el ecuador del planeta, es de -232 °C y desciende hasta uno o dos grados en latitudes medias. Posee hasta 9 anillos y más de un centenar de bandas que desde la Tierra resultan casi transparentes e invisibles. Los anillos, estrechos y muy oscuros, no son circulares y algunos se encuentran fuera del plano del ecuador. Con anchuras que oscilan entre 1 y 100 km, están constituidos por partículas de dimensiones comprendidas entre los pocos centímetros y varios metros, mientras que por su parte el polvo que forma las bandas apenas supera las dos centésimas de milímetro. En el interior de la zona de anillos se descubrieron 10 nuevos satélites, que constituyen probablemente la fuente de las partículas que los forman.

-Neptuno

Octavo planeta del sistema solar, distante 30.142 u.a. del Sol, alrededor del cual describe cada 164,8 años una órbita elíptica a lo largo de un plano que forma 1,8° con el de la eclíptica. Su diámetro ecuatorial es de 49.500 km y presenta un achatamiento muy pequeño. Tiene una masa 17,2 veces la de la Tierra y una densidad de 1,71 g/cm³. La atmósfera del planeta está compuesta fundamentalmente por hidrógeno, helio y metano y presenta una temperatura de -217 °C. Neptuno emite señales radioeléctricas, que han permitido determinar su período de rotación (16 h 3 min) con toda exactitud. Es de color azul grisáceo y presenta una mancha azul de grandes dimensiones situada en el ecuador planetario, de características semejantes a la Gran Mancha Roja de Júpiter. Asimismo, en su atmósfera se han registrado vientos con velocidades de hasta 1.120 km/h y se han descubierto varios anillos y seis nuevos satélites naturales (con diámetros comprendidos entre 50 y 200 km). También ha sido posible observar la evolución de formaciones de nubes en la ionosfera planetaria. Los dos anillos de Neptuno, al igual que los de los demás gigantes gaseosos son evanecentes, se cree que la gravedad, y la radiación solar, terminarán por hacerlos desaparecer en pocos millones de años.

-Plutón

Noveno planeta del sistema solar, el más alejado de su centro, con una distancia de 29,58 y 49,30 u.a. del Sol, alrededor del cual describe cada 247,7 años una órbita elíptica a lo largo de un plano que forma 17,2° con el de la eclíptica. Su diámetro ecuatorial es de 2.300 km y presenta un achatamiento muy pequeño. Tiene una masa 0,003 veces la de la Tierra y una densidad de 2 g/cm³, lo que hace suponer que posee un núcleo rocoso rodeado por un manto líquido. Gira con un período de 6 días y 9 horas alrededor de su eje de rotación. Su atmósfera está compuesta fundamentalmente por argón, metano, nitrógeno, oxígeno, monóxido de carbono y trazas de otros gases, siendo la temperatura de unos -230 °C. Posee un satélite, cuyo radio mide unos 593 km y que describe una órbita a unos 20.000 km de distancia del centro del planeta. Plutón se diferencia mucho del resto de los planetas del sistema solar, debido a que su órbita es más excéntrica y está más inclinada con respecto de la eclíptica que la de cualquiera de los demás planetas. Debido al hecho de que su estructura aparece muy semejante a la de Tritón (el gran satélite de Neptuno), algunos especialistas sospechan que la formación de ambos astros se produjo en regiones más remotas del Sistema Solar y que, mientras que el primero fue capturado por Neptuno, el segundo llegó a ocupar una órbita estable del sistema. En cuanto al tipo de sistema formado por Plutón y Caronte, dado que este último gira sincrónicamente con el planeta y tiene un diámetro que es la mitad del radio del primero, en la actualidad se acepta que los dos cuerpos constituyen una especie de planeta doble.