Cuatro Sesiones de Astronomía 2. El movimiento planetario y el sistema solar Alberto Carramiñana Alonso Liceo Ibero Mexicano, 12 agosto 2002
Tycho Brahe El modelo de Copérnico provee una explicación cualitativa del movimiento planetario (por ej., movimientos retrógrados). Tycho Brahe midió las posiciones de los planetas visibles con precisiones de 4´, mostrando que el modelo de Copérnico no es exacto.
Las leyes de Kepler Basado en las mediciones de Tycho, Kepler enunció las tres leyes del movimiento planetario: –Los planetas describen elipses con el Sol en uno de los focos. –El radio vector del Sol al planeta barre áreas iguales en tiempos iguales. –El cuadrado del periodo es proporcional al cubo del semieje mayor: P² = a³, con P en años y a en unidades astronómicas.
Las órbitas de los planetas PlanetaDistancia (UA) EccentricidadPeriodo (años) Inclinación (grados) Mercurio Venus Tierra Marte Júpiter Saturno Urano Neptuno Plutón
La elipse de la órbita terrestre
La órbita terrestre Semieje mayor = 1 unidad astronómica = km = 499 segundos luz. Eccentricidad: e = la Tierra recibe 6.9% mas de radiación solar en perihelio que en afelio. Próximo perihelio el 4 enero del Las estaciones no se deben a la órbita elíptica.
El problema de dos cuerpos Las leyes de Kepler se deducen directamente de las leyes de Newton: La tercera ley de Kepler queda como: P² = a³/M, siendo M la masa central. Se cumple para los satélites planetarios. Esto no considera las perturbaciones debidas a “terceros”. GM m F = m a = ——— r r 2
Problema de dos cuerpos resulta en órbitas cónicas
Los miembros del sistema solar El Sol. Los planetas jovianos. Los planetas terrestres. Satélites planetarios: mayores y menores. El cinturón de asteroides. El cinturón de Kuiper. Meteoritos y polvo. Cometas.
El Sol La estrella del sistema solar. Contiene el 99.9% de la masa del sistema solar (73% hidrógeno, 25% helio, 2% otros). Edad estimada en 4500 millones de años.
Los planetas jovianos Contienen el 99.5% de la masa de los planetas. Júpiter y Saturno tienen una composición química similar a la del Sol (H + He). Urano y Neptuno tienen una mayor abundancia de hielos (metano CH 4 ). Poseen anillos y numerosos satélites.
Los planetas terrestres Sólidos, pequeños y densos. Interiores a la órbita de Júpiter. La rotación de Mercurio y Venus está afectada por el Sol (fuerza de marea). Mercurio carece de atmósfera. Venus es similar en tamaño a la Tierra pero distinto en cuanto a su atmósfera (efecto de invernadero) y rotación retrógrada. La Tierra: habitable y habitado. Posee la Luna. Marte tiene una atmósfera delgada. Phobos y Deimos: probablemente asteroides capturados.
Lunas Lunas de planetas jovianos: mundos aparte. Mayores: Io, Europa, Ganímedes, Callisto, Titán, Tritón, la luna (único en un planeta terrestre). Menores: asteroides capturados.
Asteroides y meteoritos Empezando con Ceres en Masa total menor a M . Situados en “órbitas resonantes” familias de asteroides (Apollo y Atenas cruzan la órbita terrestre). Los meteoritos son demasiado pequeños para ser identificados y tener nombre.
Familias de Asteroides
Plutón y el cinturón de Kuiper Plutón: el planeta mas pequeño (menor que la luna), órbita eccéntrica e inclinada. Descubrimiento casi fortuito. El cinturón de Kuiper contiene objetos pequeños formados de hielos extendiendo desde Neptuno (30 UA) hasta 100 o 150 UA: Quironte, Pholus, Chariklo, Varuna. Plutón - Caronte son considerados hoy en día los mayores objetos de cinturón de Kuiper.
Cometas Aunque notorios, son pequeños. Dos tipos de orbitas: –cometas de periodo corto (menos de 200 años): elípticas eccentricas. –cometas periodo largo (100 mil a un millón de años): casi parabólicas o hiperbólicas. Cometas de periodo largo originados en la nube de Oort, a mas de 3000 UA.
Vista del Hyakutake
Gráficos_planetas.ppt