El Sistema Solar: Un hogar con distintas características espaciales

El sistema planetario en el que se encuentran la Tierra, es el Sistema Solar. En él también se encuentran otros objetos astronómicos que giran directa o indirectamente en una órbita alrededor de una única estrella conocida como el Sol. Esta estrella concentra el 99,75 % de la masa del sistema solar. La mayor parte de la masa restante se concentra en ocho planetas cuyas órbitas son prácticamente circulares y transitan dentro de un disco casi llano llamado plano eclíptico.

Los primeros cuatro planetas del Sistema Solar, considerablemente son los más pequeños. Estos planetas son: Mercurio, Venus, Tierra y Marte. Además, estos son conocidos como los planetas terrestres, ya que están compuestos principalmente por roca y metal. Mientras que los cuatro más alejados, son denominados gigantes gaseosos o «planetas jovianos», más masivos que los terrestres. Estos últimos están compuesto de hielo y gases.

Los dos planetas más grandes del Sistema Solar, Júpiter y Saturno, están compuestos principalmente de helio e hidrógeno. Por otra parte, Urano y Neptuno, son denominados los gigantes helados. Estos dos están formados mayoritariamente por agua congelada, amoniaco y metano. Dentro de este sistema, el Sol es el único cuerpo celeste que emite luz propia. La luz, en realidad es producida por la combustión de hidrógeno y su transformación en helio, por la fusión nuclear.

El Sistema Solar fue formado hace aproximadamente unos 4600 millones de años. Se estima que esto ocurrió, luego del colapso de una nube molecular. El material residual originó un disco circunestelar protoplanetario en el que ocurrieron los procesos físicos que llevaron a la formación de los planetas.​ El Sistema Solar, actualmente está ubicado en la nube interestelar local que se encuentra en la Burbuja Local del brazo de Orión, de la galaxia espiral Vía Láctea, a unos 28 000 años luz del centro de esta.

Hogar de distintas regiones

Nuestro Sistema Solar no solo es el hogar del planeta Tierra, sino que también lo es de varias regiones compuestas por objetos pequeños. El cinturón de asteroides, ubicado entre Marte y Júpiter, es similar a los planetas terrestres ya que está constituido principalmente por roca y metal. En este cinturón se encuentra el planeta enano Ceres. Más allá de la órbita de Neptuno están el cinturón de Kuiper, el disco disperso y la nube de Oort.

Estos cuerpos espaciales incluyen objetos transneptunianos formados por agua, amoníaco y metano principalmente. En este lugar existen cuatro planetas enanos Haumea, Makemake, Eris y Plutón, el cual fue considerado el noveno planeta del sistema solar hasta 2006. Este tipo de cuerpos celestes ubicados más allá de la órbita de Neptuno, son también llamados plutoides.

Junto a Ceres, estos astros poseen el suficiente tamaño para que se hayan redondeado por efectos de su gravedad, pero que se diferencian principalmente de los planetas porque no han vaciado su órbita de cuerpos vecinos. Además de esto, se le puede agregar a los miles de objetos pequeños de estas dos zonas, algunas docenas de los cuales son candidatos a planetas enanos.

Por otra parte, existen otros grupos como cometas, centauros y polvo cósmico que viajan libremente entre regiones. Seis planetas y tres planetas enanos poseen satélites naturales. El viento solar, un flujo de plasma del Sol, crea una burbuja de viento estelar en el medio interestelar conocido como heliosfera, la que se extiende hasta el borde del disco disperso. La nube de Oort, la cual se cree que es la fuente de los cometas de período largo, es el límite del Sistema Solar y su borde está ubicado a un año luz desde el Sol.

Características principales del hogar

El Sistema Solar, siendo el hogar de tantos planetas, posee una variedad de características que destaca al ser el hogar que es, de nuestro planeta Tierra y de tantos cuerpos celestes. Lo que más se sabe sin tanto detalle es que el Sistema Solar está confomado por el Sol y por 8 planetas, desde el año 2006. Antes de este año se decía que eran nueve los planetas que orbitaban alrededor del Sol. Sin embargo, ese dato no ha quedado claro, ya que a principios del año 2016 se publicó un estudio según el cual puede existir nuevamente un noveno planeta en el sistema Solar, al que dieron el nombre provisional de Phattie.​

El Sol

La principal característica del Sistema Solar, es que tiene una estrella que se llama Sol. Alrededor de él, orbitan los planetas y los asteroides, aproximadamente en un mismo plano y siguiendo órbitas elípticas. Esto lo hacen en sentido antihorario, si se observasen desde el Polo Norte del Sol. Aun así, existen algunas excepciones en el comportamiento de algunos cuerpos espaciales. Como en el caso del cometa Halley, que gira en sentido horario.

El plano de la eclíptica, es el plano en el que gira la Tierra en torno al Sol. Por otro lado, los demás planetas orbitan aproximadamente en el mismo plano. Sin embargo, algunos objetos orbitan con un gran grado de inclinación respecto de este, como Plutón que posee una inclinación con respecto al eje de la eclíptica de 17º, así como una parte importante de los objetos del cinturón de Kuiper.

Conforme a sus características, los cuerpos que forman parte del sistema solar se clasifican como sigue:

Primero: el Sol

Es una estrella de tipo espectral G2 que contiene más del 99,85 % de la masa del sistema. Con un diámetro de 1 400 000 km, se compone de un 75 % de hidrógeno, un 20 % de helio y 5 % de oxígeno, carbono, hierro y otros elementos.

Segundo: Los planetas.

Estos se dividen en planetas interiores, que son también llamados terrestres o telúricos; y planetas exteriores o gigantes. Entre estos últimos Júpiter y Saturno, se denominan gigantes gaseosos, mientras que Urano y Neptuno suelen nombrarse gigantes helados. Todos los planetas gigantes tienen a su alrededor anillos.

Tercero: Los planetas enanos

Son aquellos cuerpos cuya masa les permite tener forma esférica. Pero no es la suficiente como para haber atraído o expulsado a todos los cuerpos a su alrededor. Los planetas enanos del Sistema Solar, son cinco: Plutón (hasta 2006 la Unión Astronómica Internacional –UAI– lo consideró como el noveno planeta del sistema solar), Ceres, Makemake, Eris y Haumea.

Cuarto: Los satélites

Se trata de los cuerpos mayores que orbitan los planetas. Algunos satélites son de gran tamaño, como la Luna, en la Tierra; Ganímedes, en Júpiter; o Titán, en Saturno.

Quinto: Los cuerpos menores

Entre los cuerpos menores concentrados, se pueden encontrar los asteroides. Estos se ubican mayoritariamente en el cinturón de asteroides entre las órbitas de Marte y Júpiter, y otra más allá de Neptuno. Su escasa masa no les permite tener forma regular.

Por otro lado, existen otros cuerpos dentro del Sistema Solar, como los objetos del cinturón de Kuiper. Estos son objetos helados exteriores en órbitas estables, los mayores de los cuales son Sedna y Quaoar. También en el Sistema Solar orbitan los cometas, que son objetos helados pequeños provenientes de la nube de Oort. Y por último, es de mencionar a los meteoroides, estos son objetos menores de 50m de diámetro, pero mayores que las partículas de polvo cósmico.

Espacio interplanetario

Alrededor del Sol, el espacio interplanetario contiene material disperso procedente de la evaporación de cometas y del escape de material proveniente de los diferentes cuerpos masivos. El polvo interplanetario es una especie de polvo interestelar y está compuesto de partículas microscópicas sólidas. El gas interplanetario es un tenue flujo de gas y partículas cargadas que forman un plasma que es expulsado por el Sol en el viento solar.

El límite que hay en el exterior del Sistema Solar se define a través de la región de interacción entre el viento solar y el medio interestelar originado de la interacción con otras estrellas. La región de interacción entre ambos vientos se denomina heliopausa y determina los límites de influencia del Sol. La heliopausa puede encontrarse a unas 100 UA. Esta distancia, tiene un aproximado de 15000 millones de kilómetros del Sol.

Muy lejos de este espacio interplanetario, más allá del Sistema Solar, los sistemas planetarios detectados alrededor de otras estrellas, parecen muy diferentes al del Sistema Solar. Aunque en realidad, con los medios disponibles solo es posible detectar algunos planetas de gran masa en torno a otras estrellas. Por lo tanto, no parece posible determinar hasta qué punto el Sistema Solar es característico o atípico entre los sistemas planetarios del Universo.

Distancias de los planetas del Sistema Solar

Las órbitas que tienen los llamados planetas mayores, se encuentran ordenadas a distancias del Sol crecientes. De esta manera la distancia de cada planeta es aproximadamente el doble que la del planeta inmediatamente anterior. Aunque esto no necesariamente se ajusta a todos los planetas del Sistema Solar. Esta relación se expresa mediante la ley de Titius-Bode, que es una fórmula matemática aproximada que indica la distancia de un planeta al Sol.

Formación del Sistema Solar

Nuestro sistema planetario, el Sistema Solar, se estima que fue formado hace 4568 millones de años por el colapso gravitatorio de una parte de una nube molecular gigante. Esta nube primigenia tenía varios años luz de diámetro y entre las indagaciones, se estima que dio a luz a varias estrellas. Los científicos afirman, que normalmente en las nubes moleculares, consistía principalmente de hidrógeno, algo de helio y pequeñas cantidades de elementos pesados surgidos de previas generaciones estelares.

Luego de esto, a medida que la región que es conocida como nebulosa protosolar, se convertía en el Sistema Solar, colapsaba. De esta forma, la conservación del momento angular hizo que rotase más deprisa. 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 rotaba más deprisa, comenzó a aplanarse en un disco protoplanetario con un diámetro de alrededor de 200 ua​ y una densa y caliente protoestrella en el centro.

Durante esta posible formación, los planetas se formaron por acreción a partir de este disco​ en el que el gas y el polvo atraídos gravitatoriamente entre sí, se unen para formar cuerpos cada vez más grandes. En este escenario, cientos de protoplanetas podrían haber surgido en el temprano Sistema Solar que acabaron fusionándose o fueron destruidos dejando los planetas, los planetas enanos y el resto de cuerpos menores.

Fue precisamente, por sus puntos de ebullición más altos, que solo los metales y silicatos podían existir en forma sólida cerca del Sol, en el cálido Sistema Solar interior. De hecho, estos fueron finalmente los componentes de Mercurio, Venus, la Tierra y Marte: los planetas rocosos. Debido a que los metales solo eran una pequeña parte de la nebulosa solar, los planetas terrestres no se podían hacer muy grandes.

Formación de planetas

Los planetas gigantes (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) se formaron más lejos, más allá de la línea de congelación: el límite entre las órbitas de Marte y Júpiter, donde las temperaturas son lo suficientemente bajas como para que los compuestos volátiles permanezcan sólidos. Los hielos que forman estos planetas eran más abundantes que los metales y silicatos que formaron los planetas terrestres interiores.

Esto es lo que los permitió crecer hasta ser lo suficientemente masivos como para capturar grandes atmósferas de hidrógeno y helio: los elementos más ligeros y abundantes. Los residuos restantes que no llegaron a convertirse en planetas se agruparon en regiones como el cinturón de asteroides, el cinturón de Kuiper y la nube de Oort.

Por otra parte, el modelo de Niza explica la aparición de estas regiones y propone que los planetas exteriores se podrían haber formado en sitios diferentes de los actuales a los que habrían llegado tras múltiples interacciones gravitatorias.

Al pasar cincuenta millones de años, se dice que la densidad del hidrógeno y la presión en el centro de la protoestrella, fueron las que se hicieron tan grandes que comenzó la fusión termonuclear. ​ La temperatura, la velocidad de reacción, la presión y la densidad aumentaron hasta alcanzar el equilibrio hidrostático: que es cuando la presión térmica igualó a la fuerza de la gravedad. En ese momento, el Sol entró en la secuencia principal.

Secuencia principal

Se estima que el tiempo en el que el Sol estará en la secuencia principal, será de unos diez mil millones de años. Al comparar todas las fases previas al encendido termonuclear, duraron unos dos mil millones de años.​ El viento solar, por otra parte, formó la heliosfera que barrió los restos de gas y polvo del disco protoplanetario (y los expulsó al espacio interestelar).

Fue así, como se dice que terminó el proceso de formación planetaria. Desde entonces, el Sol se ha ido haciendo cada vez más brillante. Actualmente el Sol es un 70% más brillante que a su entrada en la secuencia principal.​

Planetas del Sistema Solar y sus novedades

Como bien se ha mencionado, hay ocho planetas en el Sistema Solar y no nueve, como quizás las personas de las generaciones anteriores del 2006 siguen pensando. Los planetas que componen el Sistema Solar son, de menor a mayor distancia respecto al Sol, son los siguientes: Mercurio, Venus, Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

Cada uno de estos planetas, son cuerpos que giran formando órbitas alrededor de nuestra estrella, el Sol. Los mismos tienen suficiente masa para que su gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido. De esta manera, los planetas asumen una forma en equilibrio hidrostático, prácticamente esférica. Así van limpiado también, la vecindad de su órbita de planetesimales, que es la dominancia orbital.

Los planetas que están en los interiores, son: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Los mismos tienen la superficie sólida. Los planetas exteriores son: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, también se denominan planetas gaseosos. Estos últimos contienen en sus atmósferas gases como el helio, el hidrógeno y el metano, y no se conoce con certeza la estructura de su superficie.

Se encuentra nueva evidencia de la existencia de un noveno planeta del Sistema Solar

La mayor novedad, con respecto a los planetas del Sistema Solar, es que probablemente sí se trate de un sistema conformado por nueve planetas. Así lo han confirmado los astrónomos españoles, ya que desde hace muchos años se habla de la posible existencia de un noveno planeta en el Sistema Solar. Este planeta, sería uno gigantesco que se ha escabullido de los astrónomos durante todo este tiempo.

Sin embargo, un equipo de investigadores españoles asegura haber conseguido más evidencia que respalda la existencia de este noveno planeta. El estudio fue publicado por astrónomos de la Universidad Complutense de Madrid. Para la investigación, se han utilizado técnicas de observación y análisis que hasta ahora no habían sido empleadas por otros astrónomos, quienes también buscaron comprobar la existencia del noveno planeta.

Los estudios realizados se basan en investigar los nodos, que son los dos puntos en los que la órbita de un objeto transneptuniano cruza el plano del Sistema Solar. También se pretende analizar la reacción de este planeta ante otros objetos. De existir el noveno planeta, sería un objeto transneptuniano, lo que significa que se encontraría en una órbita más lejana de Neptuno. Estaría ubicado exactamente a unas 400 UA, que son las unidades astronómicas, o lo que es lo mismo, 400 veces la distancia entre la Tierra y el Sol.

Hipótesis del descubrimiento

Sin embargo, lo que plantea hipótesis de este planeta es que se trata de un gigante gaseoso con un tamaño similar al de Neptuno. Esto implica que tendría una fuerza gravitacional suficiente para alterar el comportamiento de otros cuerpos. Lo que han corroborado los astrónomos españoles conforme a los estudios, es que los nodos de 28 objetos transneptunianos extremos (objetos lejanos que nunca cruzan la órbita de Neptuno) se comportan extraño en determinados rangos de distancia al Sol.

Al concentrarse específicamente en esos puntos y existiendo una correlación entre la posición de los nodos y la inclinación, se puede notar ese extraño comportamiento. Esto no debería suceder, por lo que sería evidencia de que la órbita de estos objetos analizados está siendo perturbada por la fuerza gravitacional de un cuerpo gigantesco, posiblemente se trate del misterioso Planeta Nueve.

Uno de los responsables de este estudio es Sinc Marcos De La Fuente, quien afirma que “si no hay nada que los perturbe, los nodos de estos objetos transneptunianos deberían estar uniformemente espaciados, ya que no hay nada de lo que huir, pero si hay uno o más perturbadores (objetos masivos) se pueden producir dos tipos de situaciones o alteraciones”.

Además, De La Fuente destacó que interpretan estos resultados como indicativos de la presencia de un planeta que está interactuando activamente con ellos. Es decir, con los objetos transneptunianos. Todo esto en un rango de distancias de entre 300 y 400 UA. Enfatizó además, que sus resultados no pueden atribuirse a la presencia de sesgos observacionales, por lo que podríamos estar ante la evidencia más sólida de la existencia del noveno planeta de nuestro sistema estelar.

Detalles de objetos del Sistema Solar

En el Sistema Solar existen muchos objetos y aunque se trata de nuestro sistema planetario hogar, no implica que los astrónomos conozcan cada uno de los objetos que están dentro de él. De hecho, como bien acabamos de explicar, ni siquiera estamos seguros si el sistema está conformado por ocho o nueve planetas.

Mucho menos, se sabe con exactitud lo que hay en el resto del Universo. Sin embargo, por ahora mencionaremos los principales objetos del sistema solar con un poco más de detalle que lo mencionado anteriormente.

Estrella central

Ya hemos mencionado que todo sistema planetario está conformado por una estrella central. En nuestro caso se trata del Sol, esta es la estrella única y central del sistema solar. Por lo tanto, es la estrella más cercana a la Tierra y el astro con mayor brillo aparente. En el caso de otros sistemas planetarios, se han descubierto algunos que tienen más de una estrella central (sistema estelar).

La presencia del Sol o su ausencia en el cielo terrestre determinan, respectivamente, el día y la noche. Además de ello, la energía radiada por el Sol es aprovechada por los seres fotosintéticos, que constituyen la base de la cadena trófica, y es por ello la principal fuente de energía de la vida. También aporta la energía que mantiene en funcionamiento los procesos climáticos.

Nuestra estrella, el Sol, se encuentra en la fase denominada secuencia principal. Además está ubicada como tipo espectral en el G2. Se afirma que el Sol se formó hace unos 5000 millones de años y que permanecerá en la secuencia principal aproximadamente otros 5000 millones de años más. Es una estrella mediana y a pesar de esto, es la única cuya forma circular se puede apreciar a simple vista.

El Sol cuenta con un diámetro angular de 32′ 35″ de arco en el perihelio y 31′ 31″ en el afelio, lo que da un diámetro medio de 32′ 03″. Casualmente, la combinación de tamaños y distancias del Sol y la Luna respecto a la Tierra, hace que se vean aproximadamente con el mismo tamaño aparente en el cielo. Esto permite una amplia gama de eclipses solares distintos (totales, anulares o parciales).

Planetas enanos

El Sistema Solar, comprende un total de cinco planetas enanos, confirmados. Existe un grupo de cuerpos espaciales que están siendo investigados como posibles planetas enanos. Sin embargo, los gasta ahora conocidos como tal, de menor a mayor distancia respecto al Sol, son los siguientes: Ceres, Plutón, Haumea, Makemake y Eris. A diferencia de los planetas comunes, los planetas enanos no han limpiado la vecindad de su órbita.

En el año 1930, luego de haber sido descubierto, Plutón fue clasificado como un planeta por la Unión Astronómica Internacional (UAI). Sin embargo, tras el descubrimiento de otros grandes cuerpos con posterioridad, se abrió un debate con objeto de reconsiderar dicha decisión. El 24 de agosto de 2006, en la XXVI Asamblea General de la UAI en Praga, se decidió que el número de planetas no se ampliase a doce, sino que debía reducirse de nueve a ocho.

Fue entonces cuando se creó la nueva categoría de planeta enano, en la que se clasificaría Plutón. De entonces dejó de ser considerado planeta debido a que, por tratarse de un objeto transneptuniano, perteneciente al cinturón de Kuiper, no ha limpiado la vecindad de su órbita de objetos pequeños y esta es una de las mayores características diferenciadoras.

Grandes satélites del Sistema Solar

Entre los satélites del sistema solar, algunos son tan grandes que si se encontraran orbitando directamente alrededor del Sol, se clasificarían como planetas o como planetas enanos. Esto ocurre por orbitar a los planetas principales, ya que dichos cuerpos pueden denominarse también «planetas secundarios». Existen algunos satélites del Sistema Solar que mantienen un equilibrio hidrostático.

Entre estos satélites, los más destacados son: la Luna del nuestro planeta Tierra, con un diámetro de 3476 Km y un periodo orbital de 27d 7h 43,7m; Ío         del planeta Júpiter, con un diámetro de 3643 Km y un periodo orbital de 1d 18h 27,6m; le sigue un destacado satélite, Europa también del planeta Júpiter, con un diámetro de 3122 Km y un periodo orbital de 3,551181 d, este satélite es estudiado como un posible objeto espacial con vida extraterrestre.

Por otra parte, existen también más satélites, como lo son: Ganímedes del planeta Júpiter, con un diámetro de 5262 Km y un periodo orbital de 7d 3h 42,6m; Calisto del planeta Júpiter, con un diámetro de 4821 Km y un periodo orbital de 16,6890184 d; Titán del planeta Saturno, con un diámetro de 5162 Km y un periodo orbital de 15d 22h 41m; Tetis del planeta Saturno, con un diámetro de 1062 Km y un periodo orbital de 1,888 d.

Otros satélites que se pueden mencionar son el Dione del planeta Saturno, con un diámetro de 1118 Km y un periodo orbital de 2,736915 d; Rea del planeta Saturno, con un diámetro de 1529 Km y un periodo orbital de 4,518 d; Jápeto del planeta Saturno, con un diámetro de 1436 Km y un periodo orbital        de 79d 19h 17m; Mimas del planeta Saturno, con un diámetro de 416 Km y un periodo orbital de 22 h 37 min. Aunque también existen otros satélites en otros planetas, estos son los más destacados.

El Sistema Solar está lleno de cuerpos espaciales con distintas denominaciones, además de los antes mencionados existen también los 8 planetas hasta ahora confirmados, con una posibilidad de tener un noveno; 5 planetas enanos confirmados; y un grupo de asteroides y meteoritos que se mueven en torno a nuestra estrella, el Sol.


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