Primera parte del post:
11. ¿Qué cuerpos componen el Sistema Solar?
El Sistema Solar está formado por una estrella central, el Sol, y toda una enorme variedad de objetos en órbita en torno a ella, ligados por su fuerza gravitatoria. Además de los ocho planetas con sus más de 160 satélites censados hasta hoy, hay cinco planetas enanos y millones de cuerpos menores, entre los que se encuentran los cometas, los asteroides y los objetos del llamado Cinturón de Kuiper, además del polvo interplanetario, procedente en parte de la actividad cometaria, y también producido por colisiones entre asteroides. La zona más externa del Sistema Solar se supone que está poblada por una gran nube esférica de objetos, llamada Nube de Oort, que es la fuente de los cometas de largo periodo.
12. ¿Cuántas categorías de objetos existen en nuestro Sistema Solar?
La Asamblea General de la UAI en 2006 estableció (a) que un planeta es el objeto que está en órbita alrededor del Sol; (b) que tiene masa suficiente como para que su propia gravedad supere las fuerzas de cohesión, adaptando una forma compatible con el equilibrio hidrostático (es decir, donde las fuerzas de presión se igualan con la gravitatoria, lo que se traduce en una forma esencialmente esférica); y (c) que ha limpiado los alrededores de otros objetos. En la misma Asamblea, se definió una segunda categoría de objetos, los llamados planetas enanos, que cumplen las condiciones (a) y (b) anteriores, pero no la (c) (por ejemplo Plutón o Ceres), y se estableció que todos los demás objetos, que no son satélites de un planeta, y que no son clasificables en ninguna de las dos categorías anteriores, debían ser incluidos en una tercera categoría de objetos llamados cuerpos menores del Sistema Solar, en los que se encuentran, por ejemplo, los cometas y los asteroides. Por tanto en el Sistema Solar hay una estrella (el Sol), ocho planetas, varias decenas de satélites de esos planetas, y los cuerpos menores. Los cuerpos menores comprenden cometas y asteroides. Los planetas enanos no son más que asteroides lo bastante grandes como para adoptar forma esférica.
13. ¿Permanecen las estrellas inalterables toda su vida?
Todas las estrellas tienen un ciclo de nacimiento, evolución y muerte, el cual varía de acuerdo a sus características. En las estrellas más masivas los ciclos de vida son cortos, de apenas unos cuantos millones de años, mientras que para las estrellas menos masivas, que son mucho más estables, los ciclos de vida pueden durar miles de millones de años, superando incluso la edad actual del Universo. Las estrellas evolucionan al fusionar elementos químicos cada vez más pesados a partir del hidrógeno contenido en sus núcleos. Así, de la fusión de hidrógeno -el elemento más simple- a helio, la estrella avanza en la producción de elementos más pesados, como el oxígeno, el nitrógeno, el silicio, etc. En las estrellas más masivas, la producción de helio es abundante y agota rápidamente el material, mientras que en las estrellas de menor masa, este proceso es mucho más equilibrado y lento. Cuando el material nuclear se agota, la estrella muere, y el proceso de su muerte, una vez más, depende de su tamaño. Las estrellas menos masivas probablemente finalicen su muy larga vida como enanas blancas, tras expandir sus capas exteriores que terminarán brillando tenuemente como nebulosas planetarias. Para las estrellas masivas, el ciclo de vida termina usualmente de forma dramática: la estrella también expulsa sus capas exteriores pero al ser más brillante y masiva se vuelve una supergigante. Luego, dependiendo del tamaño de su núcleo, este puede terminar en un estado semiestable como una enana blanca o colapsarse y explotar como supernova, dejando en el centro un nuevo objeto que puede ser una estrella de neutrones o un agujero negro.
14. ¿Cuál es la temperatura en el espacio?
El concepto de temperatura de un sistema implica que todos los constituyentes del sistema se encuentran en equilibrio térmico. En el espacio las densidades son extremadamente bajas, por lo que los contactos entre sus componentes (fotones por un lado, y partículas materiales, es decir átomos, iones, electrones, moléculas y granos de polvo, por el otro) son demasiados infrecuentes como para que se establezca un equilibrio. Por esta razón, no siempre se puede definir de forma unívoca temperatura. Los astrónomos han calculado que los fotones dejaron de estar en equilibrio con la materia cuando el Universo sólo tenía 300.000 años. Desde entonces, los fotones tienen su propia temperatura, que va disminuyendo con el tiempo y ahora es de -270.4°C. Ésto es lo que comúnmente se llama radiación cósmica de fondo, y permea todo el Universo. Por otro lado, la materia puede tener temperaturas muy distintas según el tipo de región en el que nos encontremos. En las galaxias, las regiones más frías son las nubes moleculares, grandes nubes de hidrógeno molecular con temperaturas del orden de 100°K (-173°C). Las más calientes son las regiones de gas coronal, con temperaturas de millones o decenas de millones de grados. También hay regiones con temperaturas intermedias, como las regiones HII (hidrógeno ionizado), con temperaturas típicas de 10.000 ºC. En el espacio de nuestro Sistema Solar, el espacio interplanetario, la temperatura es cercana a 100.000 ºC.
15. ¿Qué es una enana blanca?
Una enana blanca es el destino final en la evolución de las estrellas de tipo solar, con masas menores que unas ocho masas solares, y es la fase evolutiva posterior a la de nebulosa planetaria. Una enana blanca viene a corresponder al núcleo de la estrella original y tiene tamaños similares a los de la Tierra y masas en torno a las 0.6 masas solares, lo que implica densidades enormes. Básicamente una enana blanca se compone de los productos de la fusión nuclear que han ocurrido a lo largo de su vida: una región interna de carbono, rodeada de unas capas finas de helio e hidrógeno. En las enanas blancas ya no se producen reacciones nucleares en el interior que aporten energía para frenar el colapso debido a su propio peso (colapso gravitatorio). El hecho de que no colapsen sobre si mismas se debe a la presión de degeneración de los electrones causada por la enorme densidad de estos objetos. Al no producirse reacciones nucleares, una enana blanca radiará el calor residual en escalas de tiempo cósmicas, enfriándose lentamente, hasta que su temperatura sea tan baja que ya no puedan ser detectadas.
16. ¿Qué son los cuásares?
La palabra cuásar es un acrónimo del término inglés quasi stellar source (fuentes casi estelares), nombre que se les dio en la década de los cincuenta por su apariencia puntual en el cielo, similar al de una estrella. Más tarde se midieron sus desplazamientos al rojo, una cantidad proporcional a la distancia a la que se encuentra, y la sorpresa fue encontrar que no solo era un objeto externo a nuestra galaxia, sino que además de su distancia era mucho mayor que la de cualesquiera de los objetos hasta entonces conocidos. En realidad son galaxias muy lejanas con núcleos tremendamente luminosos, llamados núcleos activos. La naturaleza de la potente radiación que emiten, muy superior a la de todas las estrellas de la propia galaxia en la que residen, se debe a la caída de material (gas, polvo, estrellas) hacia un agujero negro central supermasivo. Las galaxias que lo albergan tienen un tamaño aparente tan pequeño sólo se aprecian en imágenes de muy alta resolución espacial.
17.¿Por qué los planetas son tan diferentes entre si?
Los planetas del Sistema Solar se dividen en dos grandes grupos: los planetas llamados terrestres, al que pertenecen Mercurio, Venus, Tierra y Marte, que son planetas rocosos, compuestos esencialmente de silicatos, y se encuentran relativamente cerca del Sol, y los planetas gigantes, Júpiter, Saturno, Urano, y Neptuno, mucho más masivos, sin una superficie sólida, compuestos esencialmente de hidrógeno y helio, y mucho más alejados del Sol. Los procesos de formación de los planetas terrestres y gigantes es diferente. Los planetas terrestres se formaron a partir de la primitiva nebulosa solar mediante procesos de acrecimiento a partir de pequeños granos de polvo que dieron lugar primero a los llamados planetesimales que, a partir de procesos de colisión, fueron incrementando su tamaño hasta dar lugar a los planetas terrestres. Su relativa cercanía al Sol impidió la presencia de hielos de agua, metano o amoniaco en los mismos, estando compuestos esencialmente por materiales de alto poder de fusión como silicatos y metales. En regiones suficientemente alejadas del Sol, las bajas temperaturas permitieron además la acumulación de hielos, por lo que los embriones planetarios pudieron crecer mucho más que los terrestres.
18. ¿Todos los planetas del Sistema Solar tienen satélites?
No todos, Mercurio y Venus carecen de ellos. El número de satélites naturales del Sistema Solar supera los 140, siendo Saturno y Júpiter los que concentran un número mayor de lunas, con más de 60 cada uno, aunque la mayoría son muy pequeñas, del orden de 20 kilómetros de radio o menores. La Tierra sólo posee un satélite; mientras que Marte tiene dos: Fobos y Deimos, que con forma irregular y unas dimensiones de unos 20 y 10 kilómetros. respectivamente, se cree que son asteroides capturados por la gravedad marciana. En el Sistema Solar, los nombres de los satélites son personajes de la mitología, excepto los de Urano que son personajes de diferentes obras de William Shakespeare.
19. ¿Por qué algunos planetas presentan anillos?
Los anillos planetarios son un conjunto de partículas de polvo y pequeñas rocas orbitando alrededor del planeta formando una estructura de disco en el plano ecuatorial. Actualmente se conocen sistemas de anillos en todos los planetas gigantes y, recientemente, se ha podido incluso detectar un tenue anillo alrededor de una de las lunas más grandes de Saturno, Rhea. El planeta que presenta el más amplio sistema de anillos es Saturno, que son fácilmente visibles con un pequeño telescopio. En 1848, el matemático francés Édouard Albert Roche escribió la primera teoría acerca de la formación de anillos sobre la base de que un cuerpo pequeño, que se encuentre a una cierta distancia de otro de un tamaño muy superior, es sometido a unas fuerzas llamadas de marea que pueden destruirlo, si la distancia entre los dos cuerpos es menor que un cierto límite (llamado límite de Roche). Así, un anillo puede resultar de la desintegración en pequeñas partículas de un satélite que por alguna causa penetre dentro del límite de Roche del planeta, o bien de la acumulación de material alrededor del planeta que no puede llegar a formar un satélite por estar dentro del límite de Roche. Algunas veces, en el sistema de anillos existen las llamadas “lunas pastoras”, pequeños satélites que obligan a las partículas y pequeñas rocas de los anillos a ocupar ciertas regiones y no otras; por ello, se observan unos bordes tan nítidos entre los sistemas de anillos, llamadas divisiones. Estas divisiones otras veces están causadas por las llamadas resonancias orbitales entre las órbitas de las partículas que pueblan un determinado anillo y algún satélite externo. Por ejemplo, la división de Cassini, descubierta por éste astrónomo en 1675 es una región de 4.800 kilómetros desprovista de partículas entre los sistemas de anillos A y B en Saturno. La composición de las partículas y pequeñas rocas que constituyen estos anillos es de silicatos y hielo de agua.
20. ¿Por qué Plutón ya no es un planeta?
El descubrimiento en el año 2005 de un objeto más allá de la órbita de Neptuno de tamaño mayor que Plutón, al que se le denominó Eris (o Éride), inició una discusión en el seno de la Unión Astronómica Internacional (UAI) sobre si este objeto debía estar en la lista de los que hasta entonces eran los nueve planeta, o no. En agosto de 2006, la Asamblea General de la Unión Astronómica Internacional (UAI) volvió a definir el término planeta como aquél objeto que: (a) está en órbita alrededor del Sol, (b) tiene masa suficiente como para que su propia gravedad supere las fuerzas de cohesión, adaptando una forma compatible con el equilibrio hidrostático (es decir, donde las fuerzas de presión se igualan con la gravitatoria, lo que se traduce en una forma esencialmente esférica), y (c) ha limpiado los alrededores de otros objetos. La definición, aunque aceptada por la mayoría de la asamblea, generó bastante controversia, pero en cualquier caso implica que Plutón ya no puede considerarse un planeta, debido a que no cumple la última condición (c), al compartir su órbita con otros cuerpos del Cinturón de Kuiper, llamados plutinos. De esta manera, Plutón ha pasado a engrosar la lista de los llamados ‘Planetas Enanos’, que son aquellos objetos que cumplen las dos primeras condiciones de planeta, pero no la tercera. En esta lista se encuentran ahora mismo sólo cinco objetos: Plutón, Eris, Ceres, Makemake y Haumea, éstos dos últimos aceptados como Planetas Enanos el pasado año.
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