¿Cuántos planetas hay alrededor del Sol?
Temario
Historia del Descubrimiento de los Planetas
Origen y Evolución del Sistema Solar
La Definición de Planeta adoptada por la UAI
¿Quiénes son los Enanos del Sistema Solar?
Historia del Descubrimiento
de los Planetas
Los planetas de la Antigüedad (visibles a simple vista)
La alineación planetaria de Mayo 2002
Mercurio Venus
Marte Júpiter Saturno
+ Tierra
Visibles
solamente al atardecer o amanecer
La “ley” de Titius-Bode Ley empírica
1766 Titius 1772 Bode
a = 0.4 + 0.3 x 2
na – semieje mayor
n – índice del planeta
Ley empírica sin base física
Planeta n Ley Titius- Bode
Semieje Mayor
Mercurio -∞ 0.40 0.39
Venus 0 0.70 0.72
Tierra 1 1.00 1.00
Marte 2 1.60 1.52
¿? 3 2.80
Júpiter 4 5.20 5.20
Saturno 5 10.0 9.54
Urano: Primer descubrimiento telescópico
13 Marzo de 1781
Recibió por su descubrimiento una pensión de 200 libras al año y el título de Caballero.
Distancia media al Sol: 19 UA
William Herschel
(Nacido en Alemania pero trabajando en Inglaterra)
El descubrimiento de Ceres (1)
1° Enero de 1801 por el monje Giuseppe Piazzi (Palermo, Italia)
Distancia media al Sol: 2.8 UA
¿Confirmación de “ley” de Titius-Bode?
El planeta faltante
Planeta n Ley Titius- Bode
Semieje Mayor
Mercurio -∞ 0.40 0.39
Venus 0 0.70 0.72
Tierra 1 1.00 1.00
Marte 2 1.60 1.52
Ceres 3 2.80 2.77
Júpiter 4 5.20 5.20
Saturno 5 10.0 9.54
Urano 6 19.6 19.2
Los convidados de “piedra”
W. Olbers descubre 28-Marzo-1802 a Pallas (2) y 29-Marzo-1807 a Vesta (4)
K. Harding descubre 1-Setiembre-1804 a Juno (3)
Asteroide Semieje mayor (UA)
Magnitud
Ceres (1) 2.77 3.3
Pallas (2) 2.77 4.1
Juno (3) 2.66 5.3
Vesta (4) 2.36 3.2
Ceres deja de ser llamado planeta y se le denomina junto al resto
de estos objetos como “planeta menor” o asteroide.
El descubrimiento “teórico” de Neptuno
U. Leverrier
(Francia)
J. Adams (Inglaterra)
J. Galle
(Alemania)
31/8/1846 - Leverrier predice la posición de Neptuno basado en las perturbaciones sobre Urano.
23/9/1846 - Galle lo descubre a menos de 1° de la posición
predicha por Leverrier
El tortuoso camino de Plutón
Las predicciones
de P. Lowell (~1900)
(Flagstaff, Az, EEUU)
Los canales marcianos y las
“discrepancias” de Neptuno.
El descubrimiento
C. Tombaugh descubre Plutón el 18 de Febrero, 1930, desde Obs. Lowell (EEUU).
El nombre fue sugerido por V. Burney,
niña inglesa de 11 años.
¿Fue Primero el planeta o el perro?
Primera aparición del perro (un par) en The Chain Gang (5/9/1930)
como sabuesos del malo Pete que persiguen a Mickey.
Recibe su nombre en 1931 como
perro compañero de Mickey.
La desilusión inicial
Distancia media al Sol 39.4 (correspondía con ley de Titius-Bode)
Inclinación del plano orbital alta (17°) y órbita muy alargada (excentricidad 0.25, cruza la órbita de Neptuno)
Plutón era mas chico que la Tierra.
Si bien la ubicación de Plutón en el momento del descubrimiento era cercana a la estimada por P. Lowell, su masa era insuficiente para perturbar a Neptuno.
Año Masa (M
tierra)
1950s 0.9
1975s 0.7
1980s 0.002
La “decreciente” Masa de Plutón
El descubrimiento del satélite Caronte
J. Christy (EEUU) descubre en placas fotográficas un
“abultamiento” de Plutón (Julio 1978 )
El sistema Plutón- Caronte visto por el Telescopio Espacial Hubble
El sistema Plutón-Caronte
total sincronismo de revolución
Diámetro (km)
Masa (kg) Plutón 2274 1.27x10
22Caronte 1172 1.90x10
21Representación de cómo se vería
Panorama del Sistema Solar a finales de los ’80s
¿Quién integra el Sistema Solar?
Sol: 99.85 % de la masa
Planetas: 0.14 % (Júpiter 0.1%) Planetas: terrestres
gigantes o jovianos
Satélites de los planetas: regulares irregulares
Pequeños cuerpos: asteroides cometas
Polvo interplanetario
Gas interplanetario o viento solar
El Sistema Solar hasta el 2006
Planeta Distancia Radio Masa Rotación # Inclin. Excent. Densidad (AU) (Tierras) (Tierras) (Tierras) Satél. Orbital Orbital (gr/cm3)
Sol 0 109 332.8 25-36* --- --- 1.41
Mercurio 0.39 0.38 0.05 58.8 0 7. 0.21 5.43
Venus 0.72 0.95 0.89 244. 0 3.4 0.007 5.25
Tierra 1.0 1.00 1.00 1.00 1 0.0 0.017 5.52
Marte 1.5 0.53 0.11 1.03 2 1.9 0.093 3.95
Júpiter 5.2 11 318 0.41 >50 1.3 0.048 1.33
Saturno 9.5 9 95 0.43 >30 2.5 0.056 0.69
Urano 19.2 4 15 0.75 >20 0.8 0.046 1.29
Neptuno 30.1 4 17 0.80 >20 1.8 0.01 1.64
Plutón 39.5 0.18 0.002 0.27 1+2 17.2 0.25 2.03
Algunos datos de los planetas
Los tamaños relativos
El tamaño del Sistema Solar
Experiencia de distancias y tamaños relativos
Sol Mercu. Venus Tierra Marte Júpit. Satur. Urano Neptu.
Distanc.
(m)
0 1.3 2.4 3.3 5.0 17.3 31.6 63.8 100
Diámet.
(mm)
31 0.11 0.27 0.28 0.15 3.2 2.7 1.1 1.1
Usar elementos como una pelota de ping-pong para el Sol;
porotos, granos de arena, azúcar o harina para los planetas
La región transneptuniana
30 Agosto 1992, D.
Jewitt y J. Luu
(Hawaii) descubre el primer (tercer) objeto
Existencia de una región de objetos pequeños y helados mas allá de Neptuno (Edgeworth, Kuiper, Fernández)
2003 UB313 (el “tiro de gracia”)
Tamaño superior a Plutón (Diam= 2400 km) pero en órbita muy excéntrica e inclinada
Descubierto por M. Brown y col. (2003)
Antes “Xena” ahora Eris (Discordia)
Panorama del Sistema Solar exterior
en el presente (~ 1000 TNOs)
Origen y Evolución del
Sistema Solar
Características Generales
Movimiento controlado por gravedad
Cada planeta está aislado en el espacio, con distancias cada vez mayores entre sí a medida que nos alejamos del Sol.
Planetas en órbitas coplanares, cuasi-circulares y traslación en mismo sentido de rotación del Sol
Satélites que en su mayoría rotan en la misma dirección que sus planetas
Sol concentra la masa del sistema
Júpiter concentra la masa de los planetas
Clasificación de planetas en terrestres – rocosos - interiores jovianos - gaseosos - exteriores
Características particulares de asteroides y cometas.
Los meteoritos mas viejos tienen una edad de ~4500 millones
de años
¿Cómo nacen las estrellas?
(Fase I)
Utilizando el criterio de Jeans el colapso gravitatorio se da para 100 masas solares, lo cual es mucho para una sola estrella.
Conclusión: las estrellas se forman en grupos.
De la nube primordial se forman decenaso cientos de estrellas
Tiempo del proceso: algunos millones de años
Las protoestrellas no son tranquilas
a) Imagen en radio del flujo bipolar mas extenso conocido (10000 UA)
¿Cómo se formó el Sol?
A partir de una nube de gas y polvo
(nebulosa primitiva) que al girar se
fue aplanando hasta tener forma de
disco. En el centro se formó el Sol y
como subproducto los planetas.
Regiones de formación planetaria Nebulosa de Orión
(cerca de las 3 Marías)
Discos protoplanetarios
Discos
Detección de discos por exceso IR
El exceso de emisión comparado con la curva de Planck de un cuerpo negro disminuye a medida que la estrella
queda ‘sola’
b) Discos con envoltura: la envoltura
reemite la radiación del disco y la estrella en longitudes de onda mas larga.
c) Objetos con envoltura extendida,
sistemas muy jóvenes donde todavía hay gas de la nebulosa primordial.
d) Objetos casi en la Secuencia Principal, leve exceso infrarrojo.
e) Estrella limpia de remanentes
Formación planetaria
Mecanismo: acreción
Tres etapas:
1. Los granos de polvo en la nebulosa primitiva forman
núcleos de condensación, donde se comienza a acumular material (‘small clumps’)
2. A medida que esos cúmulos van creciendo, su masa aumenta y su área superficial también, entonces el
proceso se acelera. Se forman millones de objetos del tamaño de pequeñas lunas: planetesimales.
3. Los planetesimales chocan y se mantienen unidos
(merging) barriendo el material a su alrededor por
atracción y quedan unos pocos protoplanetas.
a) y b) la nebulosa solar se contrae y aplana hasta formar un disco en rotación.
c) los granos de polvo forman estructuras que chocan entre si y permanecen juntas, aumentando de tamaño y formando objetos llamados planetesimales.
e) los planetesimales continúan chocando y creciendo de tamaño.
f) luego de cientos de millones de años se forman los planetas en órbitas
circulares .
Formación planetaria (continuación)
¿Los planetas gigantes se formaron por el mismo proceso?
Muchos de los satélites regulares constituyen en su formación
sistemas solares en miniatura a partir del gas que rodeaba os
planetas exteriores
¿Cómo influyó la temperatura?
Los planetas gigantes
Dependiendo de la temperatura se formaron diferentes
materiales que luego serían los que constituirían los planetas:
A la distancia de Mercurio solamente se formaron granos metálicos
A 1 UA ya se puede considerar granos rocosos, silicatos
Entre 4 y 5 UA se congela el agua:
‘Línea de nieve’
Cuando el núcleo rocoso alcanzó masa suficiente comenzó a capturar el H y He que lo rodeaba. En ~ un millón de años
Júpiter estaba formado.
De acuerdo al modelo estándar los planetas gigantes se forman
lejos de la estrella (¿y en otros sistemas planetarios?)
La eficiencia para capturar gas
Al poder acretar hielo, los planetas gigantes aumentaron
rápidamente su masa y por lo tanto su atracción gravitatoria, lo que hace que algunos autores hablen de una formación
directa, sin pasar por todas las etapas de acreción.
Fueron sumamente eficientes en la captura del gas lo que explica su gran masa, tamaño, baja densidad y composición.
El crecimiento rápido de Júpiter evitó la formación de
planetesimales grandes en la zona de Marte y del cinturón de asteroides mediante la perturbación gravitatoria de
planetesimales cercanos.
Limpieza de remanentes!!!
Los planetesimales perturbados por Júpiter
penetraron la zona de los asteroides produciendo
perturbaciones e incluso colisiones con los asteroides.
La limpieza de remanentes
El bombardeo tardío hace 4 mil millones de años
Tres etapas de la formación
Planetesimales – objetos de hasta unos ~100 km de diámetro de formas irregulares
Embriones planetarios – objetos de algunos cientos de km que conviven en su zona con objetos similares
Proto-planetas y planetas – lograron limpiar
los remanentes de la formación en su zona de
influencia gravitacional
Crónica de una “muerte”
anunciada
¿Que pasó en la Asamblea de la Unión Astronómica
Internacional?
(Praga, Agosto 2006)
¿Es Pluto un planeta?
Lo previo a Praga
El porqué:
¿Se descubrió el décimo planeta X?
¿Es Plutón un planeta?
¿Son planetas lo que se descubre entorno a otras estrellas?
Comité cerrado de especialistas discute durante dos años sin llegar a acuerdo.
El Comité Ejecutivo crea una Comisión que elabora una propuesta, la que luego es
avalada por el CE y propuesta a la Asamblea.
La propuesta inicial del 16/8/2006 (por lo menos 12 planetas)
Criterio único: Tener masa suficiente para que la fuerza de gravedad supera las rigidez del
material y adopte por estar en equilibrio hidrostático una forma cuasi-esférica.
Resumen: Que sean redondos
Complicada discusión en el caso de sistemas
binarios (Plutón-Caronte, Tierra-Luna)
El Sistema Solar de los ≥12 planetas
Los nuevos planetas según la
propuesta
¿Cuál era el límite inferior?
Los satélites helados
Enceladus - 513×503×497 km
Miranda - 480×468×466 km
Proteus - 436×416×402 km
Mimas - 415×394×381 km
Hyperion - 360×280×225 km
El límite para los helados
Los satélites < 400 km
Hyperion
360×280×225 km
Janus
193×173×137 km
Phoebe
230 x 220 x 210 km
Amalthea
262×146×134 km
Mimas – Satélite de Saturno
(D~400 km)
Name a (AU) ~ Size (km)
Mercury 0.39 4,880
Venus 0.72 12,100
Earth 1.0 12,700
Mars 1.5 6780
Ceres 2.8 950
Jupiter 5.2 139,800
Saturn 9.6 116,500
Uranus 19.2 50,700
Neptune 30.0 49,200
2004TY364 38.72 540
2002KX14 39.01 560
2002XV93 39.22 430
2003VS2 39.27 610
1999TC36 39.27 440
2001QF298 39.30 490
Orcus 39.34 1100
2003AZ84 39.45 710
Name a (AU) ~ Size (km)
Pluto 39.53 2300
Ixion 39.65 980
Huya 39.76 480
2005RN43 41.53 740
1995SM55 41.64 470
2002MS4 41.90 740
2004SB60 41.97 560
2004GV9 42.23 680
2002UX25 42.53 810
Varuna 42.90 780
2002TX300 43.11 800
1996TO66 43.19 540
2003OP32 43.24 650
2003EL61 43.31 2000
Quaoar 43.58 1290
2003QW90 43.65 560
1999CD158 43.69 410
1997CS29 43.87 410
Name a (AU) ~ Size (km)
2000CN105 44.65 430
1998WH24 45.56 450
2005FY9 45.66 1600
2004PR107 45.75 520
2003MW12 45.94 740
2002CY248 46.18 410
2002KW14 47.08 510
2002AW197 47.30 940
2002WC19 47.67 410
2003QX113 49.56 450
2003FY128 49.77 430
2001UR163 51.40 620
2002TC302 55.02 710
1999DE9 55.72 490
2004XR190 57.36 540
2000YW134 57.77 430
2003UB313 67.69 2400
2005RM43 89.73 560
Sedna 486.0 1800
La nueva lista de planetas de acuerdo a la propuesta de definición del EC
From M. Brown webpage
From M. Brown webpage
according to the EC proposal
Grandes objetos del cinturón de
asteroides y TNOs
Buscando consensos hacia una propuesta alternativa (17-18/8/2006)
Escribo una propuesta alternativa que discuto con Julio Fernández.
Se introduce un nuevo criterio más exigente:
“Un planeta debe ser por lejos el mayor objeto de su población local”.
Si no cumple esa condición, pero es redondo, se le denomina “planetoide”.
Junto con los brasileros salimos a juntar firmas en adhesión a nuestra propuesta.
Se adhieren con leves cambios varios europeos y
americanos.
Un problema de clasificación
Sistema Solar
Planetas Cuerpos menores
Clásicos Enanos
Sistema Solar
Planetas Cuerpos
menores
“Planetas Enanos”
Propuesta del EC
Nuestra Propuesta
Consecuencias
Propuesta del EC
Una categoría de planetas con inicialmente 12 objetos y quizás mas de cien
planetas en los próximos años.
Plutón es un planeta
Nuestra Propuesta
8 planetas
Un número creciente de
“planetas enanos”.
Plutón no es un planeta
Los tortuosos pasos hasta la resolución final
Se dan una serie de reuniones de discusión en la que la propuesta del EC es rechazada y nuestra propuesta logra amplias mayorías.
Nos convocan a redactar la nueva propuesta.
La nueva propuesta logra amplio consenso en reunión no resolutiva.
Pero aquí no termina la historia …..
La Asamblea General del 24/8/2006
Primera resolución: 3 categorías de objetos de acuerdo a la
propuesta acordada. Obtiene la cuasi-unanimidad de los votos.
Segunda resolución: Intenta
introducir una enmienda con la que se volvía al “gran paraguas”
del concepto planeta – Sale
rechazada por ¼ a ¾.
La Resolución adoptada por la UAI
La UAI resuelve que los planetas y otros objetos de nuestro Sistema Solar, con la excepción de los satélites, son definidos en tres distintas categorías de la
siguiente manera:
(1) Un planeta 1 es un cuerpo celeste que (a) está en órbita alrededor del Sol, (b) tiene una masa suficiente para que su autogravedad supere las fuerzas de rigidez del cuerpo, adquiriendo una forma por equilibrio hidrostático (cuasi- redondo), (c) haya limpiado la vecindad entorno de su órbita.
(2) Un “planeta enano“ es un cuerpo celeste que (a) está en órbita alrededor del Sol, (b) tiene una masa suficiente para que su autogravedad supere las
fuerzas de rigidez del cuerpo, adquiriendo una forma por equilibrio hidrostático (cuasi-redondo) 2, (c) no haya limpiado la vecindad entorno de su órbita, y (d) no es un satélite.
(3) Todo el resto de los objetos 3, excepto los satélites, que orbitan el Sol deberían ser denominados colectivamente como “Cuerpos Menores del Sistema Solar".
1 Los 8 planetas son: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
2 La UAI establecerá un procedimiento para asignar objetos en la categoría de
“planeta enano” u otras categorías.
3 Esta categoría incluye la mayor parte de los asteroides, la mayor parte de los Objetos Trans-Neptunianos (TNOs), cometas, y otros cuerpos pequeños.
3 conceptos equivalentes
Un planeta es:
por lejos el mayor objeto en su vecindad
es el objeto gravitacionalmente dominante en su zona de influencia
ha logrado limpiar de remanentes la vecindad de su órbita
ver Stern & Levison
(Highlights …, 2002)Basri & Brown (AREPS, 2006,34, 193)
Sother (2006, AJ,132:2513)
El Sistema Solar a partir del 2006
Novedades posteriores
Plutón es incorporado en los catálogos de cuerpos menores. Se le asigna el número 134340.
A 2003 UB313 se le asigna el nombre Eris (Discordia) y el número 136199.
La resolución es adoptada mundialmente,
pese al rechazo de un reducido grupo de
astrónomos norteamericanos.
Repercusiones mundiales de la resolución
Protestas en los EEUU
contrarias a la resolución
¿Quiénes son los Enanos del Sistema Solar?
con la colaboración de S. Favre
Criterios y número de “planetas enanos”
Para objetos rocosos el límite Diámetro > 600 km
Para objetos helados el límite Diámetro > 400 km
Enano rocoso
1 Ceres
Enanos helados
39 candidatos
12 seguros (incluyendo Plutón y Eris)
5 posibles
3 descartados
