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PLANETAS
Sistema Solar, Formación, Planetas,
Satélites y Cuerpos menores
Planetas Terrestres
• Tienen superficie sólida (rocosa).
• Es posible habitarlos, aunque fragilmente.
• Tienen gravedad baja, atmósferas delgadas, y perdieron los
elementos livianos (H y He).
• Tienen actividad volcánica y sísmica, tectónica de placas.
• Poseen densidades medias altas, con núcleos ígneos de metales
pesados (Fe, Ni).
• Se formaron por la condensación de los elementos pesados en la
nebulosa interior.
• Sufrieron gran bombardeo cuando se formó el Sistema Solar, y
tambien durante algunos episodios mas tardíos.
• Pueden tener campos magnéticos.
FIA 0111- Astronomia
Nelson Padilla (P. U. Catolica)
Júpiter
Júpiter
Planetas jovianos comparados con el tamaño de la Tierra.
Las densidades son muy bajas, lo que implica que son
mayormente gaseosos, hechos de gases livianos como el H y
el He.
No sabemos si tienen superficies sólidas o un core rocoso como
los planetas terrestres.
Júpiter
Fotos tomadas
durante un
período de
rotación del
planeta, que
dura unas 10 hs
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Júpiter
La estructura interna es muy distinta a la de los planetas terrestres.
En el interior se forma H metálico debido a las grandes presiones y
temperaturas.
Si la masa de Júpiter hubiera sido mas grande, sería una estrella (enana
marrón).
?
Júpiter
Atmósfera de
Jupiter
Gran mancha
roja
Descubierta por
Galileo en el
siglo XVII
Vientos de >1000
km/h
Júpiter
Simulación de cómo se
verían las nubes de
Júpiter
Circulación atmosferica
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Júpiter
Rotación diferencial de
la atmósfera joviana
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Jupiter
Auroras de Jupiter
fotografiadas por el
telescopio espacial.
Estas se producen cuando
electrones que viajan a gran
velocidad por el campo
magnético chocan con la
atmósfera.
Se ven los efectos de las
corrientes eléctricas
generadas por las lunas mas
interiores (Io, Ganímede y
Europa) que fluyen a lo largo
del campo magnético y
chocan con la atmósfera
como puntos de luz.
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Anillos de Júpiter
Anillo principal
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Anillos de Júpiter
Los anillos de Júpiter son oscuros y difíciles de detectar
porque se formaron cuando una luna rocosa fue destrozada
por las fuerzas de marea del planeta.
R < 2-3 Rp
Anillos de seda (gossamer) débiles y
extendidos
Anillos de Júpiter
Lunas
de
Jupiter El foco está cambiando al estudio y exploración
de las lunas del Sistema Solar.
Satélites Galileanos
Diám.
Densidad
Superf.
Io
3640 km
3.5 g/cm3
Silicatos
y sulfuro
Europa
3130 km
3.0 g/cm3
Hielo
Ganímed
e
5280 km
1.9 g/cm3
Hielo
Callisto
4840 km
1.8 g/cm3
Hielo
Más lejos, menos denso
Satélite
Satélites
Características superficiales de los satélites galileanos
Io
Nube amarilla de sodio
alrededor de Io.
La nube es producida por
vulcanismo frecuente.
El gas expulsado por los
volcanes se pierde de Io, no
forma una atmósfera, sino
que forma un anillo gaseoso
alrededor del planeta.
Se ve la luz del Sol difundida
por la erupción gaseosa del
volcán Prometeo como la
mancha amarilla brillante.
Actividad volcánica de Io vista
durante un eclipse.
Io
Erupciones volcánicas
Europa
Región de Conamara en Europa, mostrando una fina capa de
hielo resquebrajado.
Las zonas blancas y celestes fueron cubiertas por hielo y polvo
del impacto que formó el crater Pwyll.
El terreno desnudo es de color marrón.
Santiago
Icebergs flotando sobre un océano
10 km
Europa
Dos modelos para la estructura
interna de Europa.
Evidencia de un océano de agua
líquido sumergido.
Ganímede
Es más grande que
los planetas
Mercurio y
Plutón.
Está cubierto de
hielo de agua.
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Ganímede y Europa
Existen algunas similitudes entre Ganímede y Europa. En
comparación, la superficie de Europa tiene pocos cráteres,
lo que demuestra la juventud de las capas más externas.
Callisto
Estructura de anillos multiples Valhalla en la luna Callisto. Con un
tamaño de 4000 km, es uno de los impactos mas violentos en el
Sistema Solar, comparable al diámetro mismo de Callisto (4800 km).
Esta especie de terreno escabroso en Callisto no se encuentra en ninguno
de los otros satélites. Los cerros de 80-100 m de altura son helados
pero contienen algo de polvo.
La ausencia de cráteres indica erosión activa en el satélite.
Callisto
Los satélites Galileanos
Galileo Galilei, 1620
Nave Galileo, 2001
Io
Europa
Ganímides
Callisto
tienen hielo en la superficie, y océanos de agua líquida debajo
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Calentamiento tidal de Europa es menor que en Io porque,
A.
B.
C.
D.
Europa es más pequeña
Europa está mas lejos de Júpiter
Europa no está en órbita resonante
El efecto no es tan importante por la presencia de agua
Será que los efectos tidales son los responsables de la apariencia más joven
de Europa respecto a Ganímedes?
Existen zonas donde los efectos tidales pueden mantener una temperatura
adecuada para la vida?
Satélites Menores
Thebe
Los satélites menores de Júpiter son
probablemente asteroides capturados.
Material desprendido de ellos (rocas y polvo)
pasa a formar parte de los anillos.
Thebe y Amalthea están tan cerca del planeta
que siempre le dan la misma cara.
La cara opuesta de Thebe tiene un cráter muy
grande llamado Zethus.
Amalthea
Amaltea
Metis
Saturno
Saturno, el Señor de los Anillos
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Saturno
Imagen de Saturno tomada
por el Telescopio
Espacial mostrando las
auroras polares.
El campo magnético de
Saturno es 0.4 veces el
de la Tierra, muy
pequeño comparado con
el de Júpiter.
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Anillos
❧ Los anillos de Saturno están compuestos de
miles de rocas y trozos de hielo (los de Júpiter
son solo piedras), que orbitan
independientemente pero en forma ordenada
alrededor del planeta. Estos anillos tienen
300000 km de diámetro, pero son delgados,
de <1 km de espesor.
❧ La división de Cassini es causada por una
resonancia con el satélite Mimas.
Formación de los Anillos de Saturno
El límite de Roche es 2
o 3 radios del planeta,
adentro del cual un
cuerpo es estirado tanto
por las fuerzas tidales
que resulta totalmente
desmenuzado. Así se
formaron los anillos de
los planetas gigantes.
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Saturno
Lunas de Saturno: un mini-sistema solar
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Saturno también es el Señor de las Lunas: tiene
unos 65 satélites !
Encelado, Titán y anillos
1 Mimas
2 Iapetus
3 Enceladus
4 Janus
5 Thetys
6 Hyperion
7 Helene
8 Rhea
9 Pandora
10 Telesto
11 Dione
12 Phoebe
13 Atlas
14 Epimetheus
15 Titan
16 Prometheus
17 Calypso
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Saturno también es el Señor de las Lunas:
tiene unos 50 satélites !
Titán: un mundo
helado mas grande
que Mercurio, con
una densa atmósfera
Mimas, Titán y anillos
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Lunas de Saturno: Titán
Titán es la 2a luna más grande del Sistema Solar después de
Ganímedes. La atmósfera de Titán es 1.5 veces la de la Tierra.
Contiene moléculas orgánicas (metano), una composición similar a la
de la atmósfera terrestre antigua, cuando nació la vida. Hay evidencia
de nubes de vapor de agua, y del ciclo del metano.
Misión CassiniExplorador
Huygens
T = –180°C
Titán tiene ríos y mares
de alcoholes líquidos
(etanol, metanol), y
rocas de hielo de agua.
Superficie de Titán
Evolución de la atmósfera de Titán
La actual atmósfera de Titán es similar a la de la Tierra primigenia.
Titan hoy
Tierra hoy
Lunas de Saturno
2da. más grande luna
de Saturno.
Rhea
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Lunas de Saturno
Mimas: responsable por
la división de Cassini.
Mayormente hielo de
agua. Muestra efectos
tidales importantes
Lunas Menores de Saturno
Las lunas menores de Saturno son sólo asteroides capturados.
La Tierra y la Luna vistas a través de los anillos de Saturno
Foto tomada por la nave Cassini en 2006 desde una distancia de 1.600 millones de km
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La Tierra y la Luna vistas a través de los anillos de Saturno
Foto tomada por la nave Cassini en 2006 desde una distancia de 1.600 millones de km
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planetas
rocosos
Sol
cuerpos
menores
planetas
gaseosos
planetas
de hielo
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Urano
Urano fué descubierto por Herschel
en 1781.
Urano con sus lunas, vistos desde la
Tierra en el IR y desde la
Voyager.
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Urano
Una peculiaridad de Urano: es
el único planeta cuyo eje de
rotación es perpendicular al
eje de rotación del Sol y a la
eclíptica.
Además sus polos magnéticos
están inclinados 60 grados
con respecto al eje de
rotación.
Estas propiedades se deberían
a una colisión gigantesca
que sufrió en el pasado.
Imagen óptica-infraroja de
Urano en falso color
tomada por el Telescopio
Espacial mostrando
tormentas, su sistema de
anillos y algunas de sus
lunas, incluída Oberón, su
luna más grande.
Vista de Miranda, la luna más
quebrada.
Urano
Urano
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Neptuno
Neptuno fue observado
en 1846 basado en
cálculos de
perturbaciones de la
órbita de Urano.
Atmósfera de Neptuno
con gran mancha
oscura fotografiada
por la Voyager en
1989, la que ya había
desaparecido para
1994.
Neptuno tiene los vientos
más rápidos del Sistema
Solar, alcanzando 2000
km/h.
Neptuno
Nubes en la alta atmósfera
neptuniana.
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Neptuno
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Lunas de Neptuno
Umbriel
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Tritón, de 2700 km, tiene volcanes de hielo
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Mares del Sistema Solar
Cuántos mundos tienen
agua líquida en el
sistema solar?
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
Tierra
Europa
Callisto
Ganymede
Enceladus
Uranus
Neptune
…
Además: Titan tiene
mares de hidrocarburos
Anillos de los planetas gigantes
Mimas
Campos magnéticos de los planetas gigantes
Estructura interna de los planetas gigantes
Tierra
Plutón
Plutón fue descubierto por accidente
por Tombaugh en 1930, pero
buscado desde 1896, y con
tenacidad por Percival Lowell
desde 1906.
Imagen procesada de Plutón y
Caronte tomada con el telescopio
espacial Hubble.
New Horizons
Plutón es el planeta con el plano de la
órbita más inclinado de todos (17.2
grados con respecto a la eclíptica).
La órbita de Caronte esta inclinada
118 grados con respecto a la
eclíptica.
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Plutón
La órbita de Plutón es elíptica,
intersectando la de
Neptuno, pero está
inclinada con respecto a la
eclíptica y en resonancia.
Pueden chocar dos planetas?
Es muy improbable, pero
no imposible, y ciertamente
ocurrió en el pasado.
Cuán estable es el Sistema
Solar? Las simulaciones
indican que es estable en
escalas de tiempo largas,
pero no sabemos con
certeza a muy largo plazo.
2010
1
20
0
Objetos del Cinturón de Kuiper
❧ Descubrimiento de Quaoar (2002)
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Objetos del Cinturón de Kuiper
Descubrimiento de Sedna (Mar 2004)
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Cuerpos del Sistema Solar ordenados por tamaños
Alan Taylor
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KBOs descubiertos en los ultimos 20 años
Alan Taylor
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Migración
Migraciones a gran escala en el Sistema Solar:
• Jupiter migró hacia adentro, empujando todos los planetas interiores.
• Neptuno migró hacia afuera, empujando a Plutón y los KBOs.
Gomes 2003, Hainaut 2007