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Dimensiones del cósmicas Unidad Astronómica (U.A.): Distancia promedio Tierra - Sol = ~ 150*106 Km. Es de utilidad a escala del Sistema Solar Año Luz (A:L.): Distancia que recorre la Luz en 1 año a ~ 300.000 Km/seg. (= 9.5*1012 Km = 6.3*106 U.A.) Es de utilidad a escala del Universo. Punto de vista normal: Sistema de 3 dimensiones: Largo, Ancho y Profundidad. Punto de vista del Universo: Sistema de 4 dimensiones: Largo, Ancho, Profundidad y Tiempo. El universo que observamos desde la Tierra es aquel que se revela a través de la radiación electromagnética que nos llega. Debido a que esta radiación viaja a una velocidad finita (velocidad de la Luz), cuando observamos el universo estamos viendo hacia el pasado. Organización: Unidad Básica: Estrella (Reactor Elemental. Sintetiza elementos químicos y emite una gran cantidad de energía). Galaxia: Acumulación de estrellas (~ 108 - 1012 estrellas) Universo Isla: Acumulación de galaxias. Universo: Acumulación de Universos Isla. Distancias estelares y/o cósmicas Tierra – Luna 1.28 Seg./Luz Diámetro del Sistema Solar ≈ 11 horas/Luz Sol-Alpha Centaury (estrella mas cercana) ≈ 4 Años/Luz Diámetro de la Galaxia 100,000 Años/Luz Galaxia mas cercana (Andrómeda) ≈ 2*106Años/Luz Universo observable en cualquier dirección ≈ 12*109 Años/Luz ¿El universo? Sistema Estelar (Solar) (1 Estrella + 9 Planetas + n[Satélites, Asteroides, Cometas) Sistema Tierra (1 Planeta + 1 Satélite) Estrella mas cercana ~4 A.L. Galaxia mas cercana ~ 2x106 A.L. Galaxia Via Lactea (~ 1012 - 1018 Estrellas) ~ 70.000 A. L. "UNIVERSO ISLA" (Cúmulo de Galaxias) ? ? ? ¿UNIVERSO? ? ~ 5.000 A.L. Nuestro sistema solar dentro de la galaxia Vía Láctea “Milky Way” Origen del Sistema Solar, la Tierra y la Luna Las Nebulosas son nubes interestelares de gas y polvo cósmico, son el lugar de nacimiento de las estrellas Las estrellas son los lugares en el universo donde se fabrican los elementos mas pesados que el H y He. DR21 in constellation Cygnus (infrared image) NASA/JPL-Caltech Nebulosa de Orión Formación del Sistema Solar Origen del sistema solar a partir de una nebulosa 1. Nube de gas y polvo rotando lentamente 2. Contracción gravitacional, presión alta=temperatura alta pv=nrt 3. La contracción gravitacional provoca un aumento en la velocidad de rotación 3. Los anillos de material se condensan para formar los planetas Formación del Sistema solar: Una nebulosa de rotación lenta inicia su contracción, condensación, y a aumentar su velocidad angular. 1. Nube de gas y polvo rotando lentamente 2. Contracción gravitacional, presión alta=temperatura alta pv=nrt Partículas de gas y polvo chocan y acrecionan en planetesimales 3. La contracción gravitacional provoca un aumento en la velocidad de rotación colisiones y acreciones en planetas terrestres y jovianos 4. Los anillos de material se condensan para formar los planetas Claves observables sobre el origen de nuestro planeta • 1. Los planetas internos del sistema solar son mas densos y mas pequeños • 2 Los planetas externos son mas grandes y menos densos • 3. Los satélites de los planetas externos, están constituidos mayormente de hielo • 4. Las superficies con cráteres existen en todo nuestro sistema solar • 5. Saturno tiene una densidad tan baja, que no puede ser sólido en ninguna parte del planeta Formación de la tierra por acreción La inicial nebulosa solar consistía de polvo cósmico y hielo, con los materiales menos volátiles condensando cerca del sol y los materiales menos volátiles condensando en las partes externas del sistema solar Etapa 1. Acreción de partículas de dimensiones de centímetros Etapa 2. Colisión física a escalas de kilómetros Etapa 3. Acreción gravitacional a escalas de 10 a 100 kilómetros Etapa 4. Fusión del protoplaneta debido al calor generado por la acreción Nuestro Sistema Solar NGC 7331 NASA/JPL-Caltech/STScI ¿Nuestra galaxia gemela? Sol (nuestro sol) SOHO/Extreme Ultraviolet Imaging Telescope (EIT) consortium El sistema solar El sistema solar • • • Se condenso de una nebulosa solar hace aproximadamente 5500 millones de años Contiene Sol, planetas, asteroides, cometas y polvo. Dos principales tipos de planetas 1. Terrestres 2. Jovianos Planetas Terrestres Son pequeños y rocosos Compuestos por Oxigeno, Silicio, Aluminio, Calcio, Hierro, Magnesio 1. 2. 3. 4. Mercurio Venus Tierra Marte Planetas Terrestres: Mercurio, Venus, Tierra y Marte Rocosos (silicatos) parte externa (corteza y manto) Fe-Ni metálico en las partes internas (núcleos). Los silicatos están compuestos por (SiO2) óxidos de otros metales. Silicatos comunes: • Olivino: (Mg,Fe)SiO4 • Piroxeno: (Mg,Ca,Fe)2Si2O6 • feldespato (e.g., (Na,K)AlSi3O8) • Mica (e.g., biotita K(Mg,Fe)3AlSi3O10(OH)). Mercurio Davies, M. E., S. E. Dwornik, D. E. Gault, and R. G. Strom, Atlas of Mercury, NASA SP-423 (1978). Venus Planeta tierra Marte NASA and the Hubble Heritage Team Planetas Jovianos Son grandes y gaseosos Compuestos mayormente por H y He 1. 2. 3. 4. De Júpiter Saturno Urano Neptuno esta lista se excluye a Plutón “Pluto” debido a que ya no es considerado planeta Jupiter y Io NASA/JPL/University of Arizona Saturno NASA/JPL/GSFC/Ames L a primera foto a color de la superficie de Titan’ Enero 14, 2005 Hielo de agua e hidrocarburos ESA/NASA/Univ. of Arizona Urano Kenneth Seidelmann, U.S. Naval Observatory, and NASA Neptuno Alan Stern (Southwest Research Institute), Marc Buie (Lowell Observatory), NASA and ESA La tierra desde la luna Datos de la Luna 1. Gran masa con respecto a la tierra 2. Gran momento angular del sistema tierra-luna 3. La luna esta empobrecida en elementos volátiles y hierro 4. La tierra y la luna tienen cocientes isotópicos de oxigeno similares 5. La luna alguna ves estuvo completamente fundida (océano de magma) Hipótesis sobre el origen de la luna 1. Captura de una orbita heliocéntrica orbita independiente 2. Co-acreción 3. Fisión de la tierra con rotación muy rápida 4. Expulsión por Colisión 5. Captura no integrativa El Programa Apolo Resolver el origen de la luna fue el objetivo científico Se tuvieron como resultado grandes avances tecnológicos Hipótesis de la expulsión colisional Explicación 1. La tierra fue impactada por un objeto de las dimensiones de Marte 2. El manto rocoso del objeto y la Tierra fueron vaporizados parcialmente y fueron expulsados hacia una orbita alrededor de la tierra 3. Polvo y vapor coalecen para formar la luna 0 segundos Sandia National Laboratories 403 segundos Sandia National Laboratories 804 segundos Sandia National Laboratories 1204 segundos Sandia National Laboratories 1600 segundos Sandia National Laboratories 2003 segundos Sandia National Laboratories Meteoritos Fragmentos de cuerpos formados tempranamente llamados planetesimales 3 principales tipos de meteoritos 1. Condritos material del sistema solar inicial 2. Rocosos 3. Ferrosos Todos tienen la misma edad – del sistema solar inicial 4500 millones de años Meteoritos Condritos Allende Condrules Meteorito Ferroso – Canyon Diablo Textura Widmanstätten de aleaciones de Fe-Ni Resumen El Universo tiene aprox. 14 mil años. El Sistema solar consiste de 9 planetas, 4 terrestres y 5 Jovianos, que orbitan alrededor del sol (orbita heliocéntrica). El sol y los plantas se formaron por acreción de partículas y gases hace 4500 millones de años. La luna se formo por colisión con la Tierra de un objeto del tamaño de Marte (hipótesis de eyección colisional) Resumen Muchos procesos naturales, tales como el origen de la tierra y la luna, no pueden ser observados directamente y deben ser inferidos de observaciones indirectas, mediciones y cálculos. Ejemplo: El origen y la historia temprana de la tierra son inferidos a partir del análisis de meteoritos, de la luna y de otros planetas.