sistema solar -Solar System

Sistema solar
Una imagen en color real del Sistema Solar con tamaños, pero no distancias, a escala.  El orden de los planetas es de derecha a izquierda.
El Sol , planetas, lunas y planetas enanos
(color verdadero, tamaño a escala, distancias no a escala)
Años 4.568 millones de años
Ubicación
Masa del sistema 1.0014 masas solares
estrella más cercana
Sistema planetario conocido más cercano
Sistema planetario
Eje semi-mayor del planeta exterior conocido ( Neptuno )
30,11 UA
(4,5 mil millones de kilómetros; 2,8 mil millones de millas)
Distancia al acantilado de Kuiper ~50 UA
Poblaciones
Estrellas 1  ( dom )
planetas conocidos
Planetas enanos conocidos
Satélites naturales conocidos
Planetas menores conocidos 1,199,224
cometas conocidos 4,402
Satélites redondeados identificados 19
Órbita sobre el Centro Galáctico
Inclinación invariable del plano galáctico 60,19°  (eclíptica)
Distancia al Centro Galáctico 27.000 ± 1.000 años
Velocidad orbital 220 km/s; 136 millas por segundo
Periodo orbital 225-250 millones de años
Propiedades relacionadas con estrellas
tipo espectral G2V
Línea congelada ≈5 AU
Distancia a la heliopausa ≈120 AU
Radio de la esfera de la colina ≈1–3 años

El Sistema Solar es el sistema unido gravitacionalmente del Sol y los objetos que lo orbitan. Se formó hace 4.600 millones de años a partir del colapso gravitacional de una nube molecular interestelar gigante . La gran mayoría (99,86%) de la masa del sistema está en el Sol, y la mayor parte de la masa restante está contenida en el planeta Júpiter . Los cuatro planetas del sistema interior, Mercurio , Venus , la Tierra y Marte , son planetas terrestres y están compuestos principalmente de roca y metal. Los cuatro planetas gigantes del sistema exterior son sustancialmente más grandes y masivos que los terrestres. Los dos más grandes , Júpiter y Saturno , son gigantes gaseosos , compuestos principalmente de hidrógeno y helio ; los dos siguientes, Urano y Neptuno , son gigantes de hielo , compuestos principalmente de sustancias volátiles con puntos de fusión relativamente altos en comparación con el hidrógeno y el helio, como el agua , el amoníaco y el metano . Los ocho planetas tienen órbitas casi circulares que se encuentran cerca del plano de la órbita de la Tierra , llamado eclíptica .

Hay un número desconocido de planetas enanos más pequeños e innumerables cuerpos pequeños del Sistema Solar que orbitan alrededor del Sol. Seis de los planetas principales, los seis planetas enanos más grandes posibles y muchos de los cuerpos más pequeños están orbitados por satélites naturales , comúnmente llamados "lunas" por la Luna de la Tierra . Dos satélites naturales, Ganímedes , la luna de Júpiter, y Titán , la luna de Saturno , son más grandes pero no más masivos que Mercurio, el planeta terrestre más pequeño, y Calisto , la luna de Júpiter, es casi tan grande. Cada uno de los planetas gigantes y algunos cuerpos más pequeños están rodeados por anillos planetarios de hielo, polvo y pequeñas lunas. El cinturón de asteroides , que se encuentra entre las órbitas de Marte y Júpiter, contiene objetos compuestos de roca, metal y hielo. Más allá de la órbita de Neptuno se encuentran el cinturón de Kuiper y el disco disperso , que son poblaciones de objetos compuestos principalmente de hielo y roca.

En los confines del Sistema Solar se encuentra una clase de planetas menores llamados objetos separados . Existe un debate considerable sobre cuántos de estos objetos resultarán ser. Algunos de estos objetos son lo suficientemente grandes como para haberse redondeado por su propia gravedad y, por lo tanto, ser clasificados como planetas enanos. Los astrónomos generalmente aceptan alrededor de nueve objetos como planetas enanos: el asteroide Ceres , los objetos del cinturón de Kuiper Plutón , Orcus , Haumea , Quaoar y Makemake , y los objetos de disco disperso Gonggong , Eris y Sedna . Varias poblaciones de cuerpos pequeños, incluidos cometas , centauros y nubes de polvo interplanetarias , viajan libremente entre las regiones del Sistema Solar.

El viento solar , una corriente de partículas cargadas que fluyen hacia afuera desde el Sol, crea una región similar a una burbuja de medio interplanetario en el medio interestelar conocido como heliosfera . La heliopausa es el punto en el que la presión del viento solar es igual a la presión opuesta del medio interestelar; se extiende hasta el borde del disco disperso. La nube de Oort , que se cree que es la fuente de los cometas de período largo , también puede existir a una distancia aproximadamente mil veces mayor que la heliosfera. El Sistema Solar se encuentra a 26.000 años luz del centro de la Vía Láctea en el Brazo de Orión , que contiene la mayoría de las estrellas visibles en el cielo nocturno . Las estrellas más cercanas están dentro de la llamada Burbuja Local , con la más cercana, Próxima Centauri , a 4,2441 años luz.

Formación y evolución

Impresión artística del disco protoplanetario del Sistema Solar primitivo , a partir del cual se formaron la Tierra y otros cuerpos del Sistema Solar.

El Sistema Solar se formó hace 4.568 millones de años a partir del colapso gravitacional de una región dentro de una gran nube molecular . Esta nube inicial probablemente tenía varios años luz de diámetro y probablemente dio a luz a varias estrellas. Como es típico de las nubes moleculares, esta consistía principalmente en hidrógeno, con algo de helio y pequeñas cantidades de elementos más pesados ​​fusionados por generaciones anteriores de estrellas. A medida que la región que se convertiría en el Sistema Solar, conocida como la nebulosa presolar , colapsó, la conservación del momento angular hizo que girara más rápido. El centro, donde se acumuló la mayor parte de la masa, se volvió cada vez más caliente que el disco circundante. A medida que la nebulosa en contracción giraba más rápido, comenzó a aplanarse en un disco protoplanetario con un diámetro de aproximadamente 200 AU (30 mil millones de km; 19 mil millones de millas) y una protoestrella densa y caliente en el centro. Los planetas se formaron por acreción a partir de este disco, en el que el polvo y el gas se atrajeron gravitacionalmente, fusionándose para formar cuerpos cada vez más grandes. Cientos de protoplanetas pueden haber existido en el Sistema Solar primitivo, pero se fusionaron o fueron destruidos o expulsados, dejando planetas, planetas enanos y cuerpos menores sobrantes .

Debido a sus puntos de ebullición más altos, solo los metales y los silicatos podrían existir en forma sólida en el cálido Sistema Solar interior cercano al Sol, y estos eventualmente formarían los planetas rocosos de Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Debido a que los elementos metálicos solo comprendían una fracción muy pequeña de la nebulosa solar, los planetas terrestres no podían crecer mucho. Los planetas gigantes (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) se formaron más allá, más allá de la línea de congelación, el punto entre las órbitas de Marte y Júpiter, donde el material es lo suficientemente frío como para que los compuestos helados volátiles permanezcan sólidos. Los hielos que formaron estos planetas eran más abundantes que los metales y silicatos que formaron los planetas interiores terrestres, lo que les permitió crecer lo suficientemente masivos como para capturar grandes atmósferas de hidrógeno y helio, los elementos más ligeros y abundantes. Los escombros sobrantes que nunca se convirtieron en planetas se congregaron en regiones como el cinturón de asteroides, el cinturón de Kuiper y la nube de Oort. El modelo de Niza es una explicación de la creación de estas regiones y de cómo los planetas exteriores podrían haberse formado en diferentes posiciones y migrado a sus órbitas actuales a través de varias interacciones gravitatorias.

Concha colorida que tiene una apariencia casi similar a la de un ojo.  El centro muestra la pequeña estrella central con un área circular azul que podría representar el iris.  Esto está rodeado por un área similar a un iris de bandas naranjas concéntricas.  Esto está rodeado por un área roja en forma de párpado antes del borde donde se muestra el espacio plano.  Las estrellas de fondo salpican toda la imagen.
La Nebulosa Helix , una nebulosa planetaria similar a la que creará el Sol cuando entre en su etapa de enana blanca

En 50 millones de años, la presión y la densidad del hidrógeno en el centro de la protoestrella aumentaron lo suficiente como para que comenzara la fusión termonuclear . La temperatura, la velocidad de reacción , la presión y la densidad aumentaron hasta que se logró el equilibrio hidrostático : la presión térmica contrarrestó la fuerza de la gravedad. En este punto, el Sol se convirtió en una estrella de la secuencia principal . La fase de la secuencia principal, de principio a fin, durará alrededor de 10 mil millones de años para el Sol, en comparación con alrededor de dos mil millones de años para todas las demás fases de la vida pre- remanente del Sol combinadas. El viento solar del Sol creó la heliosfera y arrastró el gas y el polvo restantes del disco protoplanetario al espacio interestelar. A medida que el helio se acumula en su núcleo, el Sol se vuelve más brillante; al principio de su vida de secuencia principal, su brillo era el 70% del que es hoy.

El Sistema Solar permanecerá más o menos como se conoce hoy hasta que el hidrógeno en el núcleo del Sol se haya convertido por completo en helio, lo que ocurrirá aproximadamente dentro de 5 mil millones de años. Esto marcará el final de la vida de la secuencia principal del Sol. En ese momento, el núcleo del Sol se contraerá con la fusión de hidrógeno que se produce a lo largo de una capa que rodea el helio inerte, y la producción de energía será mayor que en la actualidad. Las capas exteriores del Sol se expandirán aproximadamente 260 veces su diámetro actual y el Sol se convertirá en una gigante roja . Debido a su área de superficie aumentada, la superficie del Sol será más fría (2600 K (2330 ° C; 4220 ° F) en su punto más frío) que en la secuencia principal.

Se espera que el Sol en expansión vaporice tanto a Mercurio como a Venus, y haga que la Tierra sea inhabitable (posiblemente también destruyéndola). Eventualmente, el núcleo estará lo suficientemente caliente para la fusión de helio; el Sol quemará helio por una fracción del tiempo que quemó hidrógeno en el núcleo. El Sol no tiene la masa suficiente para comenzar la fusión de elementos más pesados ​​y las reacciones nucleares en el núcleo disminuirán. Sus capas exteriores serán expulsadas al espacio, dejando atrás una densa enana blanca , con la mitad de la masa original del Sol pero solo del tamaño de la Tierra. Las capas exteriores expulsadas formarán lo que se conoce como una nebulosa planetaria , devolviendo parte del material que formó el Sol, pero ahora enriquecido con elementos más pesados ​​como el carbono, al medio interestelar.

Estructura y composición

La palabra solar significa "perteneciente al Sol", que se deriva de la palabra latina sol , que significa Sol. El Sol es el miembro gravitacional dominante del Sistema Solar, y su sistema planetario se mantiene en un estado relativamente estable y de evolución lenta siguiendo órbitas aisladas y ligadas gravitacionalmente alrededor del Sol.

órbitas

Animaciones de los planetas interiores y exteriores del Sistema Solar en órbita; la última animación es 100 veces más rápida que la primera. Júpiter está tres veces más lejos del Sol que Marte.

Los planetas y otros objetos grandes en órbita alrededor del Sol se encuentran cerca del plano de la órbita de la Tierra, conocido como eclíptica. Los objetos helados más pequeños, como los cometas, orbitan con frecuencia en ángulos significativamente mayores con respecto a este plano. La mayoría de los planetas del Sistema Solar tienen sus propios sistemas secundarios, orbitados por satélites naturales llamados lunas. Muchos de los satélites naturales más grandes están en rotación síncrona , con una cara permanentemente vuelta hacia su padre. Los cuatro planetas gigantes tienen anillos planetarios, bandas delgadas de partículas diminutas que los orbitan al unísono.

Como resultado de la formación del Sistema Solar , los planetas y la mayoría de los demás objetos giran alrededor del Sol en la misma dirección en que gira el Sol. Es decir, en sentido contrario a las agujas del reloj, visto desde arriba del polo norte de la Tierra. Hay excepciones, como el cometa Halley . La mayoría de las lunas más grandes giran alrededor de sus planetas en dirección progresiva , coincidiendo con la rotación planetaria; La luna de Neptuno, Tritón , es la más grande en orbitar de manera opuesta y retrógrada . La mayoría de los objetos más grandes giran alrededor de sus propios ejes en la dirección progresiva con respecto a su órbita, aunque la rotación de Venus es retrógrada.

En una buena primera aproximación, las leyes del movimiento planetario de Kepler describen las órbitas de los objetos alrededor del Sol. Estas leyes estipulan que cada objeto viaja a lo largo de una elipse con el Sol en un foco , lo que hace que la distancia del cuerpo al Sol varíe a lo largo de su año. El acercamiento más cercano de un cuerpo al Sol se llama perihelio , mientras que su punto más distante del Sol se llama afelio . Las órbitas de los planetas son casi circulares, pero muchos cometas, asteroides y objetos del cinturón de Kuiper siguen órbitas muy elípticas. Las leyes de Kepler solo explican la influencia de la gravedad del Sol sobre un cuerpo en órbita, no las fuerzas gravitacionales de diferentes cuerpos entre sí. En una escala de tiempo humana, estas perturbaciones adicionales pueden explicarse utilizando modelos numéricos , pero el sistema planetario puede cambiar caóticamente durante miles de millones de años.

El momento angular del Sistema Solar es una medida de la cantidad total de momento orbital y de rotación que poseen todos sus componentes en movimiento. Aunque el Sol domina el sistema en masa, representa solo alrededor del 2% del momento angular. Los planetas, dominados por Júpiter, representan la mayor parte del resto del momento angular debido a la combinación de su masa, órbita y distancia al Sol, con una contribución posiblemente significativa de los cometas.

Composición

La estructura general de las regiones cartografiadas del Sistema Solar consta del Sol, cuatro planetas interiores más pequeños rodeados por un cinturón de asteroides en su mayoría rocosos y cuatro planetas gigantes rodeados por el cinturón de Kuiper de objetos en su mayoría helados. Los astrónomos a veces dividen informalmente esta estructura en regiones separadas. El Sistema Solar interior incluye los cuatro planetas terrestres y el cinturón de asteroides. El Sistema Solar exterior está más allá de los asteroides, incluidos los cuatro planetas gigantes. Desde el descubrimiento del cinturón de Kuiper, las partes más externas del Sistema Solar se consideran una región distinta que consiste en los objetos más allá de Neptuno.

El componente principal del Sistema Solar es el Sol, una estrella de baja masa que contiene el 99,86% de la masa conocida del sistema y lo domina gravitacionalmente. Los cuatro cuerpos en órbita más grandes del Sol, los planetas gigantes, representan el 99% de la masa restante, y Júpiter y Saturno juntos comprenden más del 90%. Los objetos restantes del Sistema Solar (incluidos los cuatro planetas terrestres, los planetas enanos, las lunas, los asteroides y los cometas) juntos comprenden menos del 0,002% de la masa total del Sistema Solar.

El Sol está compuesto de aproximadamente un 98% de hidrógeno y helio, al igual que Júpiter y Saturno. Existe un gradiente de composición en el Sistema Solar, creado por el calor y la presión de la luz del Sol primitivo; aquellos objetos más cercanos al Sol, que se ven más afectados por el calor y la presión de la luz, están compuestos por elementos con puntos de fusión elevados. Los objetos más alejados del Sol están compuestos en gran parte de materiales con puntos de fusión más bajos. El límite en el Sistema Solar más allá del cual esas sustancias volátiles podrían fusionarse se conoce como la línea de congelación , y se encuentra aproximadamente a cinco veces la distancia de la Tierra al Sol.

Los objetos del Sistema Solar interior están compuestos en su mayoría por materiales rocosos, como silicatos , hierro o níquel. Júpiter y Saturno están compuestos principalmente de gases con puntos de fusión extremadamente bajos y alta presión de vapor , como el hidrógeno, el helio y el neón . Los hielos, como el agua, el metano, el amoníaco, el sulfuro de hidrógeno y el dióxido de carbono , tienen puntos de fusión de unos pocos cientos de kelvin. Se pueden encontrar como hielos, líquidos o gases en varios lugares del Sistema Solar. Las sustancias heladas comprenden la mayoría de los satélites de los planetas gigantes, así como la mayor parte de Urano y Neptuno (los llamados " gigantes de hielo ") y los numerosos objetos pequeños que se encuentran más allá de la órbita de Neptuno. Juntos, los gases y los hielos se denominan volátiles .

Distancias y escalas

El tamaño del Sol, los planetas, los planetas enanos y las lunas a escala, etiquetados. La distancia de los objetos no está a escala.
Diagrama a escala de distancia entre planetas, con la barra blanca mostrando variaciones orbitales. El tamaño real de los planetas no está a escala.

La unidad astronómica [AU] (150 000 000 km; 93 000 000 mi) sería la distancia de la Tierra al Sol si la órbita del planeta fuera perfectamente circular. A modo de comparación, el radio del Sol es 0,0047 AU (700.000 km; 400.000 mi). Así, el Sol ocupa el 0,00001 % (10 −5  %) del volumen de una esfera con un radio del tamaño de la órbita de la Tierra, mientras que el volumen de la Tierra es aproximadamente una millonésima (10 −6 ) del Sol. Júpiter, el planeta más grande, está a 5,2 unidades astronómicas (780 000 000 km; 480 000 000 mi) del Sol y tiene un radio de 71 000 km (0,00047 AU; 44 000 mi), mientras que el planeta más distante, Neptuno, está a 30 AU (4,5 × 10 9  km; 2,8 × 10 9  mi) del Sol.

Con algunas excepciones, cuanto más lejos está un planeta o cinturón del Sol, mayor es la distancia entre su órbita y la órbita del siguiente objeto más cercano al Sol. Por ejemplo, Venus está aproximadamente 0,33 UA más lejos del Sol que Mercurio, mientras que Saturno está a 4,3 UA de Júpiter y Neptuno se encuentra a 10,5 UA de Urano. Se han hecho intentos para determinar una relación entre estas distancias orbitales, como la ley de Titius-Bode y el modelo de Johannes Kepler basado en los sólidos platónicos , pero los descubrimientos en curso han invalidado estas hipótesis.

Algunos modelos del Sistema Solar intentan transmitir las escalas relativas involucradas en el Sistema Solar en términos humanos. Algunos son de pequeña escala (y pueden ser mecánicos, llamados planetarios ), mientras que otros se extienden por ciudades o áreas regionales. El modelo a escala más grande de este tipo, el Sistema Solar de Suecia , utiliza el Avicii Arena de 110 metros (361 pies) en Estocolmo como su Sol sustituto y, siguiendo la escala, Júpiter es una esfera de 7,5 metros (25 pies) en Estocolmo Arlanda . Aeropuerto , a 40 km (25 millas) de distancia, mientras que el objeto actual más lejano, Sedna , es una esfera de 10 cm (4 pulgadas) en Luleå , a 912 km (567 millas) de distancia.

Si la distancia entre el Sol y Neptuno se escala a 100 metros (330 pies), entonces el Sol tendría unos 3 cm (1,2 pulgadas) de diámetro (aproximadamente dos tercios del diámetro de una pelota de golf), los planetas gigantes serían todos más pequeños. de unos 3 mm (0,12 pulgadas), y el diámetro de la Tierra junto con el de los otros planetas terrestres sería más pequeño que una pulga (0,3 mm o 0,012 pulgadas) a esta escala.

Sol

El sol en color blanco verdadero

El Sol es la estrella del Sistema Solar y, con mucho, su componente más masivo. Su gran masa (332.900 masas terrestres), que comprende el 99,86% de toda la masa del Sistema Solar, produce temperaturas y densidades en su núcleo lo suficientemente altas como para sostener la fusión nuclear de hidrógeno en helio. Esto libera una enorme cantidad de energía , que en su mayor parte se irradia al espacio como radiación electromagnética que alcanza su punto máximo en luz visible .

Debido a que el Sol fusiona hidrógeno en helio en su núcleo , es una estrella de secuencia principal. Más específicamente, es una estrella de secuencia principal de tipo G2 , donde la designación de tipo se refiere a su temperatura efectiva . Las estrellas más calientes de la secuencia principal son más luminosas. La temperatura del Sol es intermedia entre la de las estrellas más calientes y la de las estrellas más frías. Las estrellas más brillantes y calientes que el Sol son raras, mientras que las estrellas sustancialmente más tenues y frías, conocidas como enanas rojas , constituyen aproximadamente el 75% de las estrellas de la Vía Láctea.

El Sol es una población astro ; tiene una mayor abundancia de elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio (" metales " en la jerga astronómica) que las estrellas de población II más antiguas. Los elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio se formaron en los núcleos de estrellas antiguas y en explosión, por lo que la primera generación de estrellas tuvo que morir antes de que el universo pudiera enriquecerse con estos átomos. Las estrellas más antiguas contienen pocos metales, mientras que las estrellas nacidas más tarde tienen más. Se cree que esta mayor metalicidad ha sido crucial para el desarrollo de un sistema planetario por parte del Sol porque los planetas se forman a partir de la acumulación de "metales".

Entorno y habitabilidad

Fuera de la parte principal de la atmósfera del Sol se extiende la heliosfera y domina el sistema planetario solar . La gran mayoría de la heliosfera está ocupada por un casi vacío conocido como medio interplanetario . Junto con la luz , el Sol irradia un flujo continuo de partículas cargadas (un plasma ) llamado viento solar . Esta corriente de partículas se propaga hacia el exterior a velocidades de 900 000 kilómetros por hora (560 000 mph) a 2 880 000 kilómetros por hora (1 790 000 mph), creando una atmósfera tenue que impregna el medio interplanetario hasta al menos 100 AU (15 mil millones de km; 9,3 mil millones de millas). ) (ver § Heliosfera ) . La actividad en la superficie del Sol, como las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal , perturba la heliosfera, crea clima espacial y provoca tormentas geomagnéticas . La estructura más grande dentro de la heliosfera es la capa de corriente heliosférica , una forma espiral creada por las acciones del campo magnético giratorio del Sol en el medio interplanetario.

El campo magnético de la Tierra evita que el viento solar destruya su atmósfera . Venus y Marte no tienen campos magnéticos y, como resultado, el viento solar está causando que sus atmósferas se desangren gradualmente hacia el espacio. Las eyecciones de masa coronal y eventos similares expulsan un campo magnético y enormes cantidades de material de la superficie del Sol. La interacción de este campo magnético y material con el campo magnético de la Tierra canaliza partículas cargadas hacia la atmósfera superior de la Tierra, donde sus interacciones crean auroras que se ven cerca de los polos magnéticos .

La heliosfera y los campos magnéticos planetarios (para aquellos planetas que los tienen) protegen parcialmente al Sistema Solar de partículas interestelares de alta energía llamadas rayos cósmicos . La densidad de los rayos cósmicos en el medio interestelar y la fuerza del campo magnético del Sol cambian en escalas de tiempo muy largas, por lo que el nivel de penetración de los rayos cósmicos en el Sistema Solar varía, aunque se desconoce cuánto.

El medio interplanetario alberga 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 provoca la luz zodiacal . Puede haberse formado por colisiones dentro del cinturón de asteroides provocadas por interacciones gravitatorias con los planetas; un origen propuesto más reciente es el planeta Marte. La segunda nube de polvo se extiende desde unas 10 UA (1500 millones de km; 930 millones de millas) hasta unas 40 UA (6000 millones de km; 3700 millones de millas), y probablemente fue creada por colisiones dentro del cinturón de Kuiper.

La zona de habilidad del Sistema Solar se encuentra en el Sistema Solar Interior. Además de las condiciones solares para la habitabilidad en objetos del Sistema Solar como la Tierra, la habitabilidad podría ser posiblemente en los océanos subterráneos de varias lunas del Sistema Solar Exterior.

Sistema Solar Interior

Resumen del Sistema Solar Interior hasta el Sistema Joviano

El Sistema Solar interior es la región que comprende los planetas terrestres y el cinturón de asteroides . Compuestos principalmente de silicatos y metales, los objetos del Sistema Solar interior se encuentran relativamente cerca del Sol; el radio de toda esta región es menor que la distancia entre las órbitas de Júpiter y Saturno. Esta región también se encuentra dentro de la línea de congelación , que está a poco menos de 5 UA (750 millones de km; 460 millones de millas) del Sol.

Planetas internos

Los cuatro planetas terrestres Mercurio , Venus , Tierra y Marte .

Los cuatro planetas terrestres o interiores tienen composiciones densas y rocosas, pocas o ninguna luna y ningún sistema de anillos . Se componen en gran parte de minerales refractarios como los silicatos, que forman sus cortezas y mantos , y metales como el hierro y el níquel, que forman sus núcleos . Tres de los cuatro planetas interiores (Venus, la Tierra y Marte) tienen atmósferas lo suficientemente sustanciales como para generar clima; todos tienen cráteres de impacto y características de superficie tectónica , como valles de grietas y volcanes. El término planeta interior no debe confundirse con planeta inferior , que designa aquellos planetas que están más cerca del Sol que la Tierra (es decir, Mercurio y Venus).

Mercurio

Mercurio (0,4 UA (60 millones de km; 37 millones de millas) del Sol) es el planeta más cercano al Sol. El planeta más pequeño del Sistema Solar (0,055  M de la Tierra ), Mercurio no tiene satélites naturales. Las características geológicas dominantes son los cráteres de impacto o cuencas con mantos de eyección, los restos de la actividad volcánica temprana, incluidos los flujos de magma, y ​​las crestas lobuladas o rupias que probablemente fueron producidas por un período de contracción temprano en la historia del planeta. La muy tenue atmósfera de Mercurio se compone de partículas de viento solar atrapadas por el campo magnético de Mercurio, así como de átomos expulsados ​​de su superficie por el viento solar. Su núcleo de hierro relativamente grande y su delgado manto aún no se han explicado adecuadamente. Las hipótesis incluyen que sus capas exteriores fueron arrancadas por un impacto gigante, o que la energía del joven Sol impidió que se acumulara por completo.

Ha habido búsquedas de " vulcanoides ", asteroides en órbitas estables entre Mercurio y el Sol, pero no se ha descubierto ninguno.

Venus

Venus (0,7 UA (100 millones de km; 65 millones de millas) del Sol) tiene un tamaño similar al de la Tierra (0,815  M de la Tierra ) y, como la Tierra, tiene un grueso manto de silicato alrededor de un núcleo de hierro, una atmósfera sustancial y evidencia de actividad geológica interna. Es mucho más seco que la Tierra y su atmósfera es noventa veces más densa. Venus no tiene satélites naturales. Es el planeta más caliente, con temperaturas superficiales superiores a los 400 °C (752 °F), principalmente debido a la cantidad de gases de efecto invernadero en la atmósfera. El planeta no tiene un campo magnético que impida el agotamiento de su atmósfera sustancial, lo que sugiere que su atmósfera se está reponiendo por erupciones volcánicas. Una superficie planetaria relativamente joven muestra amplia evidencia de actividad volcánica, pero carece de placas tectónicas . Puede sufrir episodios de resurgimiento en una escala de tiempo de 700 millones de años.

Tierra

La Tierra (1 UA (150 millones de km; 93 millones de millas) del Sol) es el más grande y denso de los planetas interiores, el único que se sabe que tiene actividad geológica actual y el único lugar donde se sabe que existe vida. Su hidrosfera líquida es única entre los planetas terrestres, y es el único planeta donde se ha observado tectónica de placas . La atmósfera de la Tierra es radicalmente diferente a la de los otros planetas, habiendo sido alterada por la presencia de vida para contener un 21% de oxígeno libre . La magnetosfera planetaria protege la superficie de la radiación solar y cósmica, lo que limita la erosión atmosférica y mantiene la habitabilidad. Tiene un satélite natural, la Luna , el único gran satélite de un planeta terrestre en el Sistema Solar.

Marte

Marte (1,5 UA (220 millones de km; 140 millones de millas) del Sol) es más pequeño que la Tierra y Venus (0,107  M de la Tierra ). Tiene una atmósfera compuesta principalmente de dióxido de carbono con una presión superficial de 6,1 milibares (0,088 psi; 0,18 inHg); aproximadamente el 0,6% del de la Tierra, pero suficiente para soportar los fenómenos meteorológicos. Su superficie, salpicada de volcanes, como Olympus Mons , y valles de grietas, como Valles Marineris , muestra actividad geológica que puede haber persistido hasta hace tan solo 2 millones de años. Su color rojo proviene del óxido de hierro (herrumbre) en su suelo. Marte tiene dos pequeños satélites naturales ( Deimos y Phobos ) que se cree que son asteroides capturados o desechos expulsados ​​​​de un impacto masivo temprano en la historia de Marte.

Cinturón de asteróides

Mapa lineal del Sistema Solar interior, que muestra muchas poblaciones de asteroides

Los asteroides, excepto el más grande, Ceres, se clasifican como cuerpos pequeños del Sistema Solar y están compuestos principalmente de minerales rocosos y metálicos refractarios, con algo de hielo. Su tamaño varía desde unos pocos metros hasta cientos de kilómetros. Los asteroides de menos de un metro generalmente se denominan meteoroides y micrometeoroides (del tamaño de un grano), y la división exacta entre las dos categorías se debate a lo largo de los años. A partir de 2017, la IAU designa a los asteroides que tienen un diámetro de entre aproximadamente 30 micrómetros y 1 metro como micrometeroides, y denomina "polvo" a las partículas más pequeñas.

El cinturón de asteroides ocupa la órbita entre Marte y Júpiter, entre 2,3 y 3,3 UA (340 y 490 millones de km; 210 y 310 millones de millas) del Sol. Se cree que son restos de la formación del Sistema Solar que no lograron fusionarse debido a la interferencia gravitatoria de Júpiter. El cinturón de asteroides contiene decenas de miles, posiblemente millones, de objetos de más de un kilómetro de diámetro. A pesar de esto, es poco probable que la masa total del cinturón de asteroides sea más de una milésima parte de la de la Tierra. El cinturón de asteroides está muy escasamente poblado; las naves espaciales pasan rutinariamente sin incidentes.

Ceres

Ceres (2,77 UA (414 millones de km; 257 millones de millas) del Sol) es el asteroide más grande, un protoplaneta y un planeta enano. Tiene un diámetro de poco menos de 1000 km (620 millas) y una masa lo suficientemente grande como para que su propia gravedad lo lleve a una forma esférica. Ceres se consideraba un planeta cuando se descubrió en 1801, pero a medida que las observaciones posteriores revelaron asteroides adicionales, se volvió común considerarlo como uno de los planetas menores en lugar de uno mayor. Luego fue reclasificado nuevamente como planeta enano en 2006 cuando se estableció la definición de planeta de la IAU .

Palas y Vesta

Palas (a 2,77 UA del Sol) y Vesta (a 2,36 UA del Sol) son los asteroides más grandes del cinturón de asteroides, después de Ceres. Son los otros dos protoplanetas que sobreviven más o menos intactos. Con aproximadamente 520 km (320 millas) de diámetro, eran lo suficientemente grandes como para haber desarrollado la geología planetaria en el pasado, pero ambos han sufrido grandes impactos y han perdido su forma redonda. Los fragmentos de los impactos sobre estos dos cuerpos sobreviven en otras partes del cinturón de asteroides, como la familia Pallas y la familia Vesta . Ambos fueron considerados planetas tras sus descubrimientos en 1802 y 1807 respectivamente, y luego, como Ceres, generalmente considerados planetas menores con el descubrimiento de más asteroides. Algunos autores en la actualidad han comenzado a considerar nuevamente a Palas y Vesta como planetas, junto con Ceres, bajo definiciones geofísicas del término.

Grupos de asteroides

Los asteroides del cinturón de asteroides se dividen en grupos y familias de asteroides según sus características orbitales. Los espacios de Kirkwood son fuertes caídas en la distribución de las órbitas de los asteroides que corresponden a las resonancias orbitales con Júpiter. Las lunas de asteroides son asteroides que orbitan asteroides más grandes. No se distinguen tan claramente como las lunas planetarias, siendo a veces casi tan grandes como sus compañeras (por ejemplo, la de 90 Antiope ). El cinturón de asteroides incluye cometas del cinturón principal , que pueden haber sido la fuente del agua de la Tierra.

Los troyanos de Júpiter están ubicados en cualquiera de los puntos L 4 o L 5 de Júpiter (regiones gravitacionalmente estables que conducen y siguen a un planeta en su órbita); el término troyano también se usa para cuerpos pequeños en cualquier otro punto de Lagrange planetario o satélite . Los asteroides Hilda están en resonancia 2:3 con Júpiter; es decir, dan tres vueltas al Sol por cada dos órbitas de Júpiter. El Sistema Solar interior contiene asteroides cercanos a la Tierra , muchos de los cuales cruzan las órbitas de los planetas interiores. Algunos de ellos son objetos potencialmente peligrosos .

Sistema Solar Exterior

Gráfico de objetos alrededor del cinturón de Kuiper y otras poblaciones de asteroides, la J, S, U y N denotan Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno

La región exterior del Sistema Solar es el hogar de los planetas gigantes y sus grandes lunas. Los centauros y muchos cometas de período corto también orbitan en esta región. Debido a su mayor distancia del Sol, los objetos sólidos del Sistema Solar exterior contienen una mayor proporción de volátiles, como agua, amoníaco y metano que los del Sistema Solar interior porque las temperaturas más bajas permiten que estos compuestos permanezcan sólidos.

planetas exteriores

Los planetas exteriores Júpiter , Saturno , Urano y Neptuno , comparados con los planetas interiores Tierra, Venus, Marte y Mercurio en la parte inferior derecha

Los cuatro planetas exteriores, también llamados planetas gigantes o planetas jovianos, constituyen colectivamente el 99% de la masa conocida que orbita alrededor del Sol. Júpiter y Saturno juntos tienen más de 400 veces la masa de la Tierra y consisten mayoritariamente en los gases hidrógeno y helio, de ahí su designación como gigantes gaseosos . Urano y Neptuno son mucho menos masivos (menos de 20 masas terrestres ( M Tierra ) cada uno) y están compuestos principalmente de hielo. Por estas razones, algunos astrónomos sugieren que pertenecen a su propia categoría, los gigantes de hielo . Los cuatro planetas gigantes tienen anillos, aunque solo el sistema de anillos de Saturno se observa fácilmente desde la Tierra. El término planeta superior designa planetas fuera de la órbita de la Tierra y, por lo tanto, incluye tanto a los planetas exteriores como a Marte.

Los sistemas de anillos y lunas de Júpiter, Saturno y Urano son como versiones en miniatura del Sistema Solar; la de Neptuno es significativamente diferente, ya que se vio interrumpida por la captura de su luna más grande, Tritón.

Júpiter

Júpiter (5,2 UA (780 millones de km; 480 millones de millas) del Sol), a 318  M de la Tierra , tiene 2,5 veces la masa de todos los demás planetas juntos. Está compuesto en gran parte por hidrógeno y helio . El fuerte calor interno de Júpiter crea características semipermanentes en su atmósfera, como bandas de nubes y la Gran Mancha Roja . El planeta posee un 4.2–Magnetosfera con una fuerza de 14  Gauss que se extiende entre 22 y 29 millones de km, lo que lo convierte, en ciertos aspectos, en el objeto más grande del Sistema Solar. Júpiter tiene 80 satélites conocidos . Las cuatro más grandes, Ganímedes , Calisto , Io y Europa , se denominan lunas galileanas : muestran similitudes con los planetas terrestres, como vulcanismo y calentamiento interno. Ganímedes, el satélite más grande del Sistema Solar, es más grande que Mercurio; Callisto es casi tan grande.

Saturno

Saturno (9,5 UA (1420 millones de km; 880 millones de millas) del Sol), que se distingue por su extenso sistema de anillos , tiene varias similitudes con Júpiter, como su composición atmosférica y magnetosfera . Aunque Saturno tiene el 60% del volumen de Júpiter, tiene menos de un tercio de la masa, a 95  M de la Tierra . Saturno es el único planeta del Sistema Solar menos denso que el agua. Los anillos de Saturno están formados por pequeñas partículas de hielo y roca. Saturno tiene 83 satélites confirmados compuestos en gran parte de hielo. Dos de estos, Titán y Encelado , muestran signos de actividad geológica; ellos, así como otras cinco lunas de Saturno ( Japeto , Rea , Dione , Tethys y Mimas ), son lo suficientemente grandes como para ser redondos. Titán, la segunda luna más grande del Sistema Solar, es más grande que Mercurio y el único satélite del Sistema Solar que tiene una atmósfera sustancial.

Urano

Urano (19,2 AU (2,87 mil millones de km; 1,78 mil millones de millas) del Sol), a 14  M de la Tierra , tiene la masa más baja de los planetas exteriores. Únicamente entre los planetas, orbita alrededor del Sol de lado; su inclinación axial es de más de noventa grados con respecto a la eclíptica. Esto le da al planeta una variación estacional extrema, ya que cada polo apunta hacia el Sol y luego lo aleja. Tiene un núcleo mucho más frío que los otros planetas gigantes e irradia muy poco calor al espacio. Como consecuencia, tiene la atmósfera planetaria más fría del Sistema Solar. Urano tiene 27 satélites conocidos , los más grandes son Titania , Oberon , Umbriel , Ariel y Miranda . Al igual que los demás planetas gigantes, posee un sistema de anillos y magnetosfera.

Neptuno

Neptuno (30,1 UA (4500 millones de km; 2800 millones de millas) del Sol), aunque ligeramente más pequeño que Urano, es más masivo (17  M de la Tierra ) y, por lo tanto, más denso . Irradia más calor interno que Urano, pero no tanto como Júpiter o Saturno. Neptuno tiene 14 satélites conocidos . El más grande, Tritón , es geológicamente activo, con géiseres de nitrógeno líquido . Tritón es el único gran satélite con una órbita retrógrada , lo que indica que no se formó con Neptuno, sino que probablemente fue capturado desde el cinturón de Kuiper. Neptuno está acompañado en su órbita por varios planetas menores , denominados troyanos de Neptuno , que conducen o siguen al planeta aproximadamente una sexta parte del camino alrededor del Sol, posiciones conocidas como puntos de Lagrange .

centauros

Los centauros son cuerpos helados parecidos a cometas cuyas órbitas tienen semiejes mayores que los de Júpiter (5,5 AU (820 millones de km; 510 millones de mi)) y menores que los de Neptuno (30 AU (4,5 mil millones de km; 2,8 mil millones mi)). El centauro más grande conocido, 10199 Chariklo , tiene un diámetro de unos 250 km (160 mi). El primer centauro descubierto, 2060 Chiron , también ha sido clasificado como cometa (95P) porque desarrolla una coma al igual que los cometas cuando se acercan al Sol.

cometas

Cometa Hale-Bopp visto en 1997

Los cometas son pequeños cuerpos del Sistema Solar, por lo general de unos pocos kilómetros de diámetro, compuestos en gran parte de hielos volátiles. Tienen órbitas muy excéntricas, generalmente un perihelio dentro de las órbitas de los planetas interiores y un afelio mucho más allá de Plutón. Cuando un cometa ingresa al Sistema Solar interior, su proximidad al Sol hace que su superficie helada se sublime e ionice , creando una coma : una larga cola de gas y polvo a menudo visible a simple vista.

Los cometas de período corto tienen órbitas que duran menos de doscientos años. Los cometas de período largo tienen órbitas que duran miles de años. Se cree que los cometas de período corto se originan en el cinturón de Kuiper, mientras que los cometas de período largo, como el Hale-Bopp , se cree que se originan en la nube de Oort. Muchos grupos de cometas, como los cometas Kreutz , se formaron a partir de la ruptura de un solo padre. Algunos cometas con órbitas hiperbólicas pueden originarse fuera del Sistema Solar, pero es difícil determinar sus órbitas precisas. Los viejos cometas cuyas sustancias volátiles han sido expulsadas en su mayoría por el calentamiento solar a menudo se clasifican como asteroides.

región transneptuniana

Distribución y tamaño de los objetos transneptunianos
Comparación de tamaño de algunos TNO grandes con la Tierra: Plutón y sus lunas , Eris , Makemake , Haumea , Sedna , Gonggong , Quaoar , Orcus , Salacia y 2002 MS 4 .

Dentro de la órbita de Neptuno se encuentra la región planetaria del Sistema Solar. Más allá de la órbita de Neptuno se encuentra el área de la " región transneptuniana ", con el cinturón de Kuiper en forma de rosquilla, hogar de Plutón y varios otros planetas enanos, y un disco superpuesto de objetos dispersos, que está inclinado hacia el plano del Sistema Solar y llega mucho más lejos que el cinturón de Kuiper. Toda la región está todavía en gran parte inexplorada . Parece estar formado abrumadoramente por muchos miles de mundos pequeños, el más grande con un diámetro de solo una quinta parte del de la Tierra y una masa mucho menor que la de la Luna, compuestos principalmente de roca y hielo. Esta región a veces se describe como la "tercera zona del Sistema Solar", que encierra el Sistema Solar interior y exterior.

Cinturón de Kuiper

El cinturón de Kuiper es un gran anillo de escombros similar al cinturón de asteroides, pero que consiste principalmente en objetos compuestos principalmente de hielo. Se extiende entre 30 y 50 AU (4,5 y 7,5 mil millones de km; 2,8 y 4,6 mil millones de millas) del Sol. Se compone principalmente de pequeños cuerpos del Sistema Solar, aunque los más grandes son probablemente lo suficientemente grandes como para ser planetas enanos. Se estima que hay más de 100.000 objetos del cinturón de Kuiper con un diámetro superior a 50 km (30 millas), pero se cree que la masa total del cinturón de Kuiper es solo una décima o incluso una centésima parte de la masa de la Tierra. Muchos objetos del cinturón de Kuiper tienen múltiples satélites y la mayoría tiene órbitas que los llevan fuera del plano de la eclíptica.

El cinturón de Kuiper se puede dividir aproximadamente en el cinturón " clásico " y los objetos transneptunianos resonantes . Estos últimos tienen órbitas cuyos períodos están en una razón simple al de Neptuno: por ejemplo, dando dos vueltas al Sol por cada tres que hace Neptuno, o una por cada dos. El cinturón clásico consta de objetos que no tienen resonancia con Neptuno y se extiende desde aproximadamente 39,4 a 47,7 AU (5,89 a 7,14 mil millones de km; 3,66 a 4,43 mil millones de mi). Los miembros del cinturón de Kuiper clásico a veces se denominan "cubewanos", en honor al primero de su tipo en ser descubierto, originalmente designado 1992 QB 1 ; todavía están en órbitas casi primordiales de baja excentricidad.

Plutón y Caronte

El planeta enano Plutón (con una órbita promedio de 39 AU (5,8 mil millones de km; 3,6 mil millones de millas) del Sol) es el objeto más grande conocido en el cinturón de Kuiper. Cuando se descubrió en 1930, se consideró que era el noveno planeta; esto cambió en 2006 con la adopción de una definición formal de planeta . Plutón tiene una órbita relativamente excéntrica inclinada 17 grados con respecto al plano de la eclíptica y que va desde 29,7 AU (4,44 mil millones de km; 2,76 mil millones de mi) del Sol en el perihelio (dentro de la órbita de Neptuno) a 49,5 AU (7,41 mil millones de km; 4,60 mil millones de mi ) en el afelio. Plutón tiene una resonancia de 2:3 con Neptuno, lo que significa que Plutón orbita dos veces alrededor del Sol por cada tres órbitas neptunianas. Los objetos del cinturón de Kuiper cuyas órbitas comparten esta resonancia se llaman plutinos .

Caronte, la luna más grande de Plutón , a veces se describe como parte de un sistema binario con Plutón, ya que los dos cuerpos orbitan un baricentro de gravedad sobre sus superficies (es decir, parecen "orbitarse entre sí"). Más allá de Caronte, cuatro lunas mucho más pequeñas, Styx , Nix , Kerberos e Hydra , orbitan a Plutón.

Otros

Además de Plutón, los astrónomos generalmente están de acuerdo en que al menos otros cuatro objetos del cinturón de Kuiper son planetas enanos, y también se han propuesto cuerpos adicionales:

  • Makemake (promedio de 45,79 AU desde el Sol), aunque más pequeño que Plutón, es el objeto más grande conocido en el cinturón de Kuiper clásico (es decir, un objeto del cinturón de Kuiper que no está en resonancia confirmada con Neptuno). Makemake es el objeto más brillante del cinturón de Kuiper después de Plutón. Descubierto en 2005, recibió su nombre oficial en 2009. Su órbita está mucho más inclinada que la de Plutón, a 29°. Tiene una luna conocida.
  • Haumea (promedio de 43,13 UA del Sol) está en una órbita similar a Makemake, excepto que está en una resonancia orbital temporal de 7:12 con Neptuno. Al igual que Makemake, fue descubierto en 2005. Tiene dos lunas conocidas, Hiʻiaka y Namaka , y gira tan rápido (una vez cada 3,9 horas) que se estira hasta formar un elipsoide .
  • Quaoar (promedio de 43,69 UA del Sol) es el segundo objeto más grande conocido en el cinturón de Kuiper clásico, después de Makemake. Su órbita es significativamente menos excéntrica e inclinada que las de Makemake o Haumea. Tiene una luna conocida, Weywot .
  • Orcus (promedio de 39,40 UA del Sol) está en la misma resonancia orbital 2:3 con Neptuno que Plutón, y es el objeto más grande después de Plutón. Su excentricidad e inclinación son similares a las de Plutón, pero su perihelio se encuentra a unos 120° del de Plutón. Por lo tanto, la fase de la órbita de Orcus es opuesta a la de Plutón: Orcus está en el afelio (más recientemente en 2019) cuando Plutón está en el perihelio (más recientemente en 1989) y viceversa. Por ello, se le ha llamado el anti-Plutón . Tiene una luna conocida, Vanth .

disco disperso

El objeto de disco disperso Sedna y su órbita dentro del Sistema Solar.

Se cree que el disco disperso, que se superpone al cinturón de Kuiper pero se extiende hasta cerca de 500 AU, es la fuente de los cometas de período corto. Se cree que los objetos de disco disperso han sido perturbados en órbitas erráticas por la influencia gravitatoria de la temprana migración hacia el exterior de Neptuno . La mayoría de los objetos de disco dispersos (SDO) tienen perihelio dentro del cinturón de Kuiper pero afelio mucho más allá (algunos a más de 150 UA del Sol). Las órbitas de los SDO también se pueden inclinar hasta 46,8° desde el plano de la eclíptica. Algunos astrónomos consideran que el disco disperso es simplemente otra región del cinturón de Kuiper y describen los objetos del disco disperso como "objetos dispersos del cinturón de Kuiper". Algunos astrónomos también clasifican a los centauros como objetos del cinturón de Kuiper dispersos hacia adentro junto con los residentes del disco disperso dispersos hacia afuera.

Eris y Gonggong

Eris (promedio de 67,78 UA del Sol) es el objeto de disco disperso más grande conocido y provocó un debate sobre lo que constituye un planeta, porque es un 25% más masivo que Plutón y aproximadamente del mismo diámetro. Es el más masivo de los planetas enanos conocidos. Tiene una luna conocida, Dysnomia . Al igual que Plutón, su órbita es muy excéntrica, con un perihelio de 38,2 AU (aproximadamente la distancia de Plutón al Sol) y un afelio de 97,6 AU, y muy inclinado al plano de la eclíptica en un ángulo de 44°.

Gonggong (promedio de 67,38 UA del Sol) está en una órbita comparable a Eris, excepto que está en una resonancia de 3:10 con Neptuno. Tiene una luna conocida, Xiangliu .

Regiones más lejanas

El punto en el que termina el Sistema Solar y comienza el espacio interestelar no está definido con precisión porque sus límites exteriores están formados por dos fuerzas, el viento solar y la gravedad del Sol. El límite de la influencia del viento solar es aproximadamente cuatro veces la distancia de Plutón al Sol; esta heliopausa , el límite exterior de la heliosfera , se considera el comienzo del medio interestelar . Se cree que la esfera Sun's Hill , el rango efectivo de su dominio gravitatorio, se extiende hasta mil veces más y abarca la hipotética nube de Oort .

Borde de la heliosfera

Representación artística de la heliosfera del Sistema Solar

La burbuja de viento estelar del Sol , la heliosfera , una región del espacio dominada por el Sol, tiene su límite en el choque de terminación , que está aproximadamente a 80-100 AU del Sol a barlovento del medio interestelar y aproximadamente a 200 AU del Sol a favor del viento. . Aquí el viento solar choca con el medio interestelar y se ralentiza dramáticamente, se condensa y se vuelve más turbulento, formando una gran estructura ovalada conocida como heliovaina . Se ha teorizado que esta estructura se ve y se comporta de manera muy similar a la cola de un cometa, extendiéndose hacia afuera por otras 40 AU en el lado de barlovento pero siguiendo muchas veces esa distancia a favor del viento. La evidencia de la nave espacial Cassini e Interstellar Boundary Explorer ha sugerido que se ve forzado a adoptar una forma de burbuja por la acción restrictiva del campo magnético interestelar, pero la forma real sigue siendo desconocida.

El límite exterior de la heliosfera, la heliopausa , es el punto en el que finalmente termina el viento solar y es el comienzo del espacio interestelar. La Voyager 1 y la Voyager 2 atravesaron el choque de terminación y entraron en la heliovaina a 94 y 84 UA del Sol, respectivamente. Se informó que la Voyager 1 cruzó la heliopausa en agosto de 2012 y la Voyager 2 en diciembre de 2018.

Es probable que la forma del borde exterior de la heliosfera se vea afectada por la dinámica de fluidos de las interacciones con el medio interestelar, así como por los campos magnéticos solares que prevalecen hacia el sur, por ejemplo, tiene una forma roma con el hemisferio norte extendiéndose 9 UA más allá del hemisferio sur. Más allá de la heliopausa, alrededor de 230 UA, se encuentra el arco de choque , una "estela" de plasma que deja el Sol a medida que viaja a través de la Vía Láctea .

Objetos separados

Sedna (con una órbita promedio de 520 AU del Sol) es un objeto grande y rojizo con una órbita gigantesca y altamente elíptica que lo lleva desde aproximadamente 76 AU en el perihelio hasta 940 AU en el afelio y tarda 11,400 años en completarse. Mike Brown , quien descubrió el objeto en 2003, afirma que no puede ser parte del disco disperso o del cinturón de Kuiper porque su perihelio está demasiado distante para haber sido afectado por la migración de Neptuno. Él y otros astrónomos consideran que es el primero de una población completamente nueva, a veces denominada "objetos separados distantes" (DDO), que también puede incluir el objeto 2000 CR 105 , que tiene un perihelio de 45 AU, un afelio de 415 AU , y un período orbital de 3.420 años. Brown denomina a esta población la "nube de Oort interna" porque puede haberse formado a través de un proceso similar, aunque está mucho más cerca del Sol. Es muy probable que Sedna sea un planeta enano, aunque aún no se ha determinado su forma. El segundo objeto inequívocamente separado, con un perihelio más lejano que el de Sedna a aproximadamente 81 AU, es 2012 VP 113 , descubierto en 2012. Su afelio es solo aproximadamente la mitad del de Sedna, a 458 AU.

nube de Oort

La nube de Oort es una nube esférica hipotética de hasta un billón de objetos helados que se cree que es la fuente de todos los cometas de período largo y que rodea el Sistema Solar a aproximadamente 50 000 AU (alrededor de 1  año luz (ly)) desde el Sun, y posiblemente hasta 100.000 AU (1,87 ly). Se cree que está compuesto por cometas que fueron expulsados ​​del Sistema Solar interior por interacciones gravitatorias con los planetas exteriores. Los objetos de la nube de Oort se mueven muy lentamente y pueden ser perturbados por eventos poco frecuentes, como colisiones, los efectos gravitatorios de una estrella que pasa o la marea galáctica , la fuerza de marea ejercida por la Vía Láctea.

Límites

Gran parte del Sistema Solar aún se desconoce. Se estima que el campo gravitatorio del Sol domina las fuerzas gravitatorias de las estrellas circundantes hasta aproximadamente dos años luz (125.000 UA). Las estimaciones más bajas para el radio de la nube de Oort, por el contrario, no la sitúan más allá de las 50.000 AU. La mayor parte de la masa está orbitando en la región entre 3.000 y 100.000 UA. A pesar de descubrimientos como el de Sedna, la región entre el cinturón de Kuiper y la nube de Oort, un área de decenas de miles de UA de radio, todavía está prácticamente sin cartografiar. Aprender acerca de esta región del espacio es difícil, porque depende de las inferencias de esos pocos objetos cuyas órbitas se ven perturbadas de tal manera que caen más cerca del Sol, e incluso entonces, la detección de estos objetos a menudo solo ha sido posible cuando se convirtieron en lo suficientemente brillante como para registrarse como cometas. Es posible que aún se descubran objetos en las regiones inexploradas del Sistema Solar. Los objetos más lejanos conocidos, como el cometa West , tienen afelios a unas 70.000 UA del Sol.

Contexto galáctico

Posición del Sistema Solar dentro de la Vía Láctea
Diagrama de la Vía Láctea con la posición del Sistema Solar marcada por una flecha amarilla y un punto rojo en el Brazo de Orión , el punto cubre aproximadamente la gran área celeste circundante dominada por las estructuras lineales Radcliffe Wave y Split (anteriormente Gould Belt ).

El Sistema Solar se encuentra en la Vía Láctea , una galaxia espiral barrada con un diámetro de unos 100.000 años luz que contiene más de 100.000 millones de estrellas. El Sol reside en uno de los brazos espirales exteriores de la Vía Láctea, conocido como el Brazo de Orión-Cygnus o Espuela Local. El Sol se encuentra a unos 26.660 años luz del Centro Galáctico , y su velocidad alrededor del centro de la Vía Láctea es de unos 220 km/s, por lo que completa una revolución cada 240 millones de años. Esta revolución se conoce como el año galáctico del Sistema Solar . El ápice solar , la dirección del camino del Sol a través del espacio interestelar, está cerca de la constelación de Hércules en la dirección de la ubicación actual de la brillante estrella Vega . El plano de la eclíptica forma un ángulo de unos 60° con el plano galáctico .

La ubicación del Sistema Solar en la Vía Láctea es un factor en la historia evolutiva de la vida en la Tierra. Su órbita es casi circular, y las órbitas cerca del Sol tienen aproximadamente la misma velocidad que la de los brazos espirales. Por lo tanto, el Sol pasa a través de los brazos solo en raras ocasiones. Debido a que los brazos espirales albergan una concentración mucho mayor de supernovas , inestabilidades gravitacionales y radiación que podría perturbar el Sistema Solar, esto le ha dado a la Tierra largos períodos de estabilidad para que evolucione la vida. Sin embargo, la posición cambiante del Sistema Solar en relación con otras partes de la Vía Láctea podría explicar los eventos de extinción periódica en la Tierra, según la hipótesis de Shiva o teorías relacionadas, pero esto sigue siendo controvertido.

El Sistema Solar se encuentra muy lejos de los alrededores repletos de estrellas del centro galáctico. Cerca del centro, los tirones gravitatorios de las estrellas cercanas podrían perturbar cuerpos en la nube de Oort y enviar muchos cometas al Sistema Solar interior, produciendo colisiones con implicaciones potencialmente catastróficas para la vida en la Tierra. La intensa radiación del centro galáctico también podría interferir con el desarrollo de vida compleja. Los sobrevuelos estelares que pasan a 0,8 años luz del Sol ocurren aproximadamente una vez cada 100.000 años. La aproximación bien medida más cercana fue la Estrella de Scholz , que se acercó a52+23
−14
 kAU
del Sol algunos70+15
−10
 kya
, probablemente pasando a través de la nube de Oort exterior.

barrio celestial

Más allá de la heliosfera está el medio interestelar, que consta de varias nubes de gases. El Sistema Solar actualmente se mueve a través de la Nube Interestelar Local , que se muestra aquí junto con las nubes vecinas y las dos estrellas visibles sin ayuda más cercanas.

El Sistema Solar está rodeado por la Nube Interestelar Local , aunque no está claro si está incrustado en la Nube Interestelar Local o si se encuentra justo fuera del borde de la nube. También existen muchas otras nubes interestelares en la región dentro de los 300 años luz del Sol, conocidas como la Burbuja Local . La última característica es una cavidad en forma de reloj de arena o superburbuja en el medio interestelar de aproximadamente 300 años luz de diámetro. La burbuja está impregnada de plasma de alta temperatura, lo que sugiere que puede ser el producto de varias supernovas recientes.

La burbuja local es una pequeña superburbuja en comparación con las estructuras lineales vecinas Radcliffe Wave y Split más anchas (anteriormente Gould Belt ), cada una de las cuales tiene algunos miles de años luz de longitud. Todas estas estructuras son parte del Brazo de Orión , que contiene la mayoría de las estrellas de la Vía Láctea que son visibles a simple vista. La densidad de toda la materia en la vecindad local es0,097 ± 0,013  METRO ·pc −3 .

Dentro de diez años luz del Sol hay relativamente pocas estrellas, la más cercana es el sistema estelar triple Alpha Centauri , que está a unos 4,4 años luz de distancia y puede estar en la Nube G de la Burbuja Local . Alpha Centauri A y B son un par de estrellas similares al Sol estrechamente unidas , mientras que la estrella más cercana a la Tierra, la pequeña enana roja Proxima Centauri , orbita el par a una distancia de 0,2 años luz. En 2016, se descubrió que un exoplaneta potencialmente habitable orbitaba Próxima Centauri, llamado Próxima Centauri b , el exoplaneta confirmado más cercano al Sol.

Los siguientes fusores conocidos más cercanos al Sol son las enanas rojas Barnard's Star (a 5,9 ly), Wolf 359 (7,8 ly) y Lalande 21185 (8,3 ly). Las enanas marrones más cercanas pertenecen al sistema binario Luhman 16 (6,6 ly), y el objeto de masa planetaria rebelde o flotante libre más cercano conocido con menos de 10 masas de Júpiter es la enana submarrón WISE 0855−0714 .

Justo más allá, a 8,6 años luz, se encuentra Sirio , la estrella más brillante en el cielo nocturno de la Tierra , con aproximadamente el doble de la masa del Sol, orbitada por la enana blanca más cercana a la Tierra, Sirio B. Otras estrellas dentro de diez años luz son el sistema binario de enanas rojas Luyten . 726-8 (8,7 al.) y la solitaria enana roja Ross 154 (9,7 al.). La estrella solitaria similar al Sol más cercana al Sistema Solar es Tau Ceti a 11,9 años luz. Tiene aproximadamente el 80% de la masa del Sol, pero solo alrededor de la mitad de su luminosidad.

El grupo de estrellas más cercano y visible sin ayuda más allá de la vecindad celeste inmediata es el Grupo Móvil de la Osa Mayor a aproximadamente 80 años luz, que se encuentra dentro de la Burbuja Local, como el cúmulo estelar más cercano y visible sin ayuda, las Hyades , que se encuentran en su borde. Las regiones de formación de estrellas más cercanas son la Nube Molecular Corona Australis , el complejo de nubes Rho Ophiuchi y la Nube Molecular Tauro ; el último se encuentra justo más allá de la Burbuja Local y es parte de la ola de Radcliffe.

Comparación con sistemas extrasolares

En comparación con muchos sistemas extrasolares, el Sistema Solar se destaca por carecer de planetas interiores a la órbita de Mercurio. El Sistema Solar conocido también carece de super-Tierras , planetas entre una y diez veces más masivos que la Tierra, aunque el hipotético Planeta Nueve , de existir, podría ser una super-Tierra más allá del Sistema Solar tal y como lo entendemos hoy. Con poca frecuencia, solo tiene pequeños planetas rocosos y grandes gigantes gaseosos; en otros lugares, los planetas de tamaño intermedio son típicos, tanto rocosos como gaseosos, por lo que no hay una "brecha" como se ve entre el tamaño de la Tierra y el de Neptuno (con un radio 3,8 veces mayor). Como muchas de estas supertierras están más cerca de sus respectivas estrellas que Mercurio del sol, ha surgido la hipótesis de que todos los sistemas planetarios comienzan con muchos planetas cercanos y que, por lo general, una secuencia de sus colisiones provoca la consolidación de la masa en unos pocos. planetas más grandes, pero en el caso del Sistema Solar las colisiones provocaron su destrucción y expulsión.

Las órbitas de los planetas del Sistema Solar son casi circulares. En comparación con otros sistemas, tienen una excentricidad orbital menor . Aunque hay intentos de explicarlo en parte con un sesgo en el método de detección de velocidad radial y en parte con largas interacciones de un número bastante alto de planetas, las causas exactas siguen sin determinarse.

La perspectiva de la humanidad

Ilustración de Andreas Cellarius del sistema copernicano, de Harmonia Macrocosmica (1660)
Buzz Aldrin en la Luna durante la misión Apolo 11

El conocimiento de la humanidad sobre el Sistema Solar ha crecido progresivamente a lo largo de los siglos. Hasta finales de la Edad MediaRenacimiento , los astrónomos de Europa a la India creían que la Tierra estaba estacionaria en el centro del Universo y categóricamente diferente de los objetos divinos o etéreos que se movían por el cielo. Aunque el filósofo griego Aristarco de Samos había especulado sobre un reordenamiento heliocéntrico del cosmos, Nicolás Copérnico fue la primera persona que se sabe que desarrolló un sistema heliocéntrico matemáticamente predictivo . El heliocentrismo no triunfó inmediatamente sobre el geocentrismo, pero la obra de Copérnico tuvo sus paladines, en particular Johannes Kepler . Usando un modelo heliocéntrico que mejoró el de Copérnico al permitir que las órbitas fueran tanto elípticas como circulares, y los datos de observación precisos de Tycho Brahe , Kepler produjo las Tablas Rudolfinas , que permitieron cálculos precisos de las posiciones de los planetas conocidos en ese momento. Pierre Gassendi los usó para predecir un tránsito de Mercurio en 1631, y Jeremiah Horrocks hizo lo mismo para un tránsito de Venus en 1639. Esto proporcionó una fuerte reivindicación del heliocentrismo y las órbitas elípticas de Kepler.

En el siglo XVII, Galileo dio a conocer el uso del telescopio en astronomía; él y Simon Marius descubrieron de forma independiente que Júpiter tenía cuatro satélites en órbita a su alrededor. Christiaan Huygens siguió estas observaciones al descubrir la luna Titán de Saturno y la forma de los anillos de Saturno . En 1677, Edmond Halley observó un tránsito de Mercurio a través del Sol, lo que lo llevó a darse cuenta de que las observaciones de la paralaje solar de un planeta (más idealmente usando el tránsito de Venus) podrían usarse para determinar trigonométricamente las distancias entre la Tierra, Venus y Venus. el sol. El amigo de Halley, Isaac Newton , en su magistral Principia Mathematica de 1687, demostró que los cuerpos celestes no son esencialmente diferentes de los terrestres: las mismas leyes de movimiento y gravedad se aplican en la Tierra y en los cielos.

El término "Sistema Solar" ingresó al idioma inglés en 1704, cuando John Locke lo usó para referirse al Sol, los planetas y los cometas. En 1705, Halley se dio cuenta de que los avistamientos repetidos de un cometa eran del mismo objeto y regresaban regularmente una vez cada 75 a 76 años. Esta fue la primera evidencia de que algo más que los planetas orbitaban alrededor del Sol repetidamente, aunque Séneca había teorizado esto sobre los cometas en el siglo I. Las observaciones cuidadosas del tránsito de Venus de 1769 permitieron a los astrónomos calcular la distancia promedio entre la Tierra y el Sol en 93 726 900 millas (150 838 800 km), solo un 0,8% más que el valor moderno. Urano , que se ha observado ocasionalmente desde la antigüedad, fue reconocido como un planeta que orbitaba más allá de Saturno en 1783. En 1838, Friedrich Bessel midió con éxito una paralaje estelar , un cambio aparente en la posición de una estrella creada por el movimiento de la Tierra alrededor del Sol, proporcionando la primera prueba experimental directa del heliocentrismo. Neptuno fue identificado como planeta unos años más tarde, en 1846, gracias a su atracción gravitatoria que provocaba una ligera pero detectable variación en la órbita de Urano.

En el siglo XX, los humanos comenzaron su exploración espacial alrededor del Sistema Solar, comenzando con la colocación de telescopios en el espacio . Desde entonces, los humanos aterrizaron en la Luna durante el programa Apolo ; la misión Apolo 13 marcó lo más lejos que un humano ha estado lejos de la Tierra a 400,171 kilómetros (248,655 millas). Los ocho planetas han sido visitados por sondas espaciales; los planetas exteriores fueron visitados por primera vez por la nave espacial Voyager , una de las cuales (la Voyager 1 ) es el objeto más lejano construido por la humanidad y el primero en el espacio interestelar . Además, las sondas también han devuelto muestras de cometas y asteroides, han volado a través de la corona del Sol y han sobrevolado objetos del cinturón de Kuiper. Seis de los planetas (todos menos Urano y Neptuno) tienen o tenían un orbitador dedicado.

Ver también

notas

Referencias

enlaces externos

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