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Cuerpos menores en
el Sistema Solar II
(observación y resultados)
Tres tipos de cuerpos menores:
• Asteroides
• Cometas
• Meteoroides
Terminología
Asteroides: cuerpos menores del sistema solar en órbita alrededor del
Sol, especialmente en la parte interna del sistema solar. Son menores
que los planetas, pero mayores que los meteoroides.
Cometas: cuerpos menores del sistema solar en órbita alrededor del Sol,
Son menores que los planetas y se distinguen visualmente de los
asteroides por presentar una coma apreciable.
Meteoroides: Cuerpos menores del sistema solar con un diámetro
inferior a 10 metros.
Terminología
La definición de estos tres tipos de cuerpos reside
fundamentalmente en la de meteoroide, relacionada con
los términos meteoro y meteorito.
Según el diccionario de la Real Academia de la Lengua
• Meteoro: Fenómeno atmosférico.
• Bólido: Masa de materia cósmica de dimensiones
apreciables a simple vista que, a manera de globo
inflamado, atraviesa rápidamente la atmósfera y suele
estallar y dividirse en pedazos.
METEOROIDE
METEORO
METEORITO
Tipos de meteoritos
• Meteoritos rocosos: 93%, de los cuales el 6%
son Condritas carbonáceas.
• Meteoritos rocosos-férricos: 1%
• Meteoritos férricos: 6%
Meteoritos rocosos
Condritas. Se cree que contienen materiales
inalterados del disco protoplanetario.
Meteoritos rocoso férricos:
Meteoritos férricos.
El mejor sitio para recoger
meteoritos es quizás la
Antártida.
Técnicas de observación
Asteroides
Las técnicas de observación de estos cuerpos han evolucionado
mucho desde su descubrimiento y nos permiten conocer mucho más
sobre ellos, aparte de su mera existencia.
• Tamaño y forma: fotometría, radar, interferometría.
• Composición: espectroscopía.
• Misiones espaciales.
Asteroides
El estudio fotométrico de la curva de luz nos da
información sobre el periodo de rotación y la
orientación del mismo.
Asteroides
No siempre esto es fácil, ya que algunos, debido a su
forma irregular, pueden tener rotación caótica.
Asteroides
2000 PH5
La rotación y órbita de los asteroides se ve afectada
por los efectos Yarkovsky y YORP.
Asteroides
(3) Juno
La curva de luz puede ser interpretada para obtener
una aproximación de la forma del asteroide.
M. Kaasalainen, J. Torppa y J.Piironen: ”Models of Twenty Asteroids from Photometric Data”. Icarus, 159, 369-395, (2002).
Asteroides
La fotometría con varios filtros (V y B) da una primera
idea de la composición y nos ayuda a clasificarlo.
J.M. Coloma, R. Costa, E. Forné y H. Pallarés: ”Colorimetría en fotometría de asteroides”. Agrupación Astronómica de
Sabadell, 18, Trabajos de investigación II, (Abril 2009).
Asteroides
La luz al pasar a través de un prisma se descompone
en colores. Si la fuente de luz contiene diferentes
compuestos químicos aparecen un rastro en el
espectro.
Asteroides
Asteroides
Los diferentes espectros ayudan a clasificar los tipos de estrellas
Asteroides
Comparación del espectro de un meteorito con el de un asteroide.
Asteroides
El desplazamiento de las líneas del espectro indican movimiento.
Asteroides
Periodo
tiempo
Objeto principal
eclipsado
Objeto menor
eclipsado
brillo
Asteroides
Periodo
tiempo
Objeto principal
eclipsado
Objeto menor
eclipsado
T1
T2
T3
T4
Radio R2
Zona de
eclipse
Orbita
relativa
Radio
R1
a
visual
Asteroides
tiempo T1 = primer contacto
tiempo T2 = comienzo eclipse total
tiempo T3 = fin eclipse total
tiempo T4 = último contacto
brillo
•
•
•
•
tiempo
T1 T2
T3 T4
Asteroides
Asteroides
Descubrimiento de los anillos de Urano tras una ocultación.
Asteroides
Los eclipses y ocultaciones son una
fuente de información importante para
determinar el tamaño y la forma de
los asteroides.
Asteroides
La interferometría produce imágenes de gran resolución.
Asteroides
La tercera ley de Kepler dice:
2
a
 P 
  
G ( M  m)
 2 
3
Por otra parte
a2
M
a1
M
a1

m a2
m
Asteroides
Asteroides
Las observaciones por radar son de gran ayuda.
Asteroides
Las observaciones por radar constituyen una fuente única de
información sobre las características físicas de los asteroides y de
sus órbitas. Pueden proporcionan una resolución espacial del
orden de los 10 metros, lo que no sólo ayuda a una precisa
localización sino también a producir modelos tridimensionales del
objeto. Incluso se pueden definir modelos sobre la distribución
interna de densidades.
Radar Observations of Asteroid 1620 Geographos, Icarus 121, 46-66 (1996).
Asteroides
Diferentes misiones espaciales han explorado asteroides.
Galileo: 29 de octubre 1991, imágenes de 951 Gaspra.
28 de agosto de 1993, imágenes de 243 Ida.
Ida y Dactyl
Gaspra
Asteroides
Las primeras imágenes de objetos asteroidales se remontan a
1971, cuando la sonda Mariner 9 fotografió las dos lunas de
Marte, Phobos y Deimos.
Asteroides
NEAR: 27 junio 1997, imágenes de 253 Mathilde.
Imágenes de 433 Eros, destino final de la sonda.
Mathilde
Asteroides
Hayabusa: misión japonesa al asteroide Itokawa, que regresará
muestras a la Tierra en 2010.
http://ssd.jpl.nasa.gov/?targets
Cometas
• Los cometas parecen ser los desechos de la formación del
Sistema Solar. Es posible que se crearan en las zonas más
alejadas del Sol (las más frías) hace 4500 millones de años.
• El material que los forma ha permanecido prácticamente
inalterado. Son, por tanto, cápsulas temporales que pueden
ayudarnos a comprender el origen del Sistema Solar.
• Giran alrededor del Sol siguiendo órbitas elípticas muy
excéntricas.
• Hoy se conocen alrededor de 200 cometas periódicos y
miles no periódicos.
Cometas
La
misión
Stardust
recogió
muestras del cometa Wild 2 que
trajo a la Tierra de vuelta en 2006.
La composición de estas muestras
indican que se trata de material
que se ha formado en un amplio
rango de distancias al Sol y en un
amplio rango de tiempo.
Cometas
Los núcleos de los cometas son cuerpos
pequeños e irregulares formados principalmente
por gases (H2O, CO, CN) y polvo
Al acercarse al Sol, sus hielos subliman y dan
lugar a todos los fenómenos que observamos
desde la Tierra (colas de gas y de polvo, coma,...)
¿CÓMO ES UN
NÚCLEO
COMETARIO?
Cometas
Según Whipple, los núcleos cometarios son enormes bolas de hielo
sucio. El gas es emitido en forma de chorros desde la cara iluminada
por el Sol, arrastrando consigo partículas de polvo.
Este modelo, propuesto en 1951, describe sorprendentemente bien la
estructura del único núcleo cometario conocido: el de 1P/Halley
Cometas
• Dimensiones: 16 x 8 x 8 km
• Volumen: 365 km3
• Superficie activa: 10% del total
• Rotación: 7.1 dias
• Densidad: 0.3-0.4 g/cm3
• Masa: 1014 kg
• Albedo: 4%
• Composición: 80% H2O,10% CO,3% CO2
• Temperatura superficial: 330 K a 0.8 UA
Núcleo del cometa Halley fotografiado
por la sonda Giotto el 14 de marzo de
1986. Resolución máxima de 80 metros.
Cometas
Dependiendo del periodo orbital, los cometas tienen orígenes diferentes:
Cometas de corto periodo (< 200 años)
Tienen inclinaciones máximas de 40
grados y se mueven en el mismo sentido
que la Tierra
Cometas de largo periodo (> 200 años)
Tienden a entrar en el sistema solar en
todas direcciones. Muchos se mueven en
órbitas retrógradas
Aproximadamente el 30% de los cometas del segundo
grupo tienen periodos mayores de 1 millón de años, lo que
corresponde a una distancia máxima de 20000 UA del Sol.
Observación de asteroides y cometas
• Hay que detectar objetos en movimiento;
el mejor momento es en la oposición,
cuando el objeto está más cerca
– El movimiento es mayor
– El objeto más brillante
• Varias imágenes tomadas a intervalos de
entre 20 y 60 minutos son suficientes
para la detección.
Observación de asteroides y cometas
(4297) Eichhorn
April 22, 1999 02:53:31 UT
April 22, 1999 03:54:33
Imágeness tomadas con 30 segundos de exposición (sin filtro) con una CCD
SBIG ST-8 en el Observatorio de the Rosemary Hill con un telescopio de 46 cm.
Observación de asteroides y cometas
• Se necesitan observaciones suficientes para calcular una
órbita preliminar
– Un mínimo de tres observaciones espaciadas
– Un arco de 30 días es suficiente
• Se necesitan observaciones en varias aparicioines para
asignar una órbita fiable
– Recuperar el objeto en futuras apariciones
– Asignar al objeto un número y nombre
Observación de asteroides y cometas
• Material necesario:
– Telescopio de al menos 20 cm. de apertura con montura
ecuatorial y motorizado
– Cámara CCD
– Programas para hacer astrometría (Astrometrica / CCD
Astrometry)
– Catálogos estelares (Hubble Guide Star Catalog)
– Acceso a Internet (Minor Planet Center)
• Métodos de búsqueda:
– Mejor cerca de la eclíptica
– Campos con objetos inusuales reportados por MPC
– Barrer campos adyacentes
D. Di Cicco: ”Hunting Asteroids from your Backyard”. Sky and Telescope.
http://www.skyandtelescope.com/observing/objects/asteroids/3305146.html
Observación de asteroides y cometas
• Con paciencia se puede llegar a descubrir un nuevo
asteroide o cometa.
– El programador retirado de IBM Paul Comba ha decubierto
522 objetos desde 1996, de los cuales 18 han sido
numerados.
– Los aficionados japoneses hicieron el 8% de nuevos
descubrimientos entre 1990 y 1999.
– España ocupa el tercer lugar en descubrimientos hechos
por aficionados, después de Japón y Estados Unidos.
– El primer asteroide descubierto por un español fue (804)
Hispania (Comas Solá, 20 de marzo de 1915)
Observación de asteroides y cometas
•
Existen una serie de programas automáticos de seguimiento y
detección de nuevos objetos, fundamentalmento NEOs (objetos
cercanos a la Tierra), que pueden ser potencialmente peligrosos.
– Spacewatch: University of Arizona's Lunar and Planetary Laboratory.
Observaciones durante 20 noches al mes con un telescopio de 0.9 metros
en Kitt Peak
–
LONEOS: The Lowell Observatory Near-Earth Object Search. Barrido del cielo tres
noches por mes con un telescopio de 0.6 metros en Flagstaff, Arizona.
– LINEAR (Lincoln Near-Earth Asteroid Research): Usa un telescopio de 1
metro.
– NEAT (Near-Earth Asteroid Tracking) : Observaciones 6 noches al mes
con un telescopio de 1metro en Maui, Hawaii.
– ODAS (Observatoire de la Côte d'Azur (OCA), Unas 15 noches por mes
con un telescopio de 0.9 metros.
– Catalina Station (of Steward Observatory): Rastrea objetos con gran
declinación eclíptica con un telescopio de 0.69 metros.
Observación de asteroides y cometas
Fecha
NEC
Atira
Aten
Apollo
Amor
PHA-Km
PHA
NEA-Km
NEA
NEO
28/8/2009
84
10
506
3384
2386
145
1062
785
6286
6370
Observación de asteroides y cometas
En octubre de 2008 se produjo un hecho notable. Descubierto por
el Catalina Sky Syurvey, el 2008TC3 se convirtió en el primer
objeto para el que se predijo un impacto contra la Tierra. Con un
tamaño de unos 5 metros no cabe clasificarlo como Asteroide, sino
como Meteoroide.
Observación de asteroides y cometas
En el pasado hubo impactos mayores y seguramente habrá más
en el futuro. ¡Hay que estar preparados!.
Meteoroides y meteoros
• Hasta 1686 se pensaba que eran fenómenos
que se producían en la atmósfera (de ahí su
nombre).
• En ese año, Halley sugiere un origen
extraterrestre tras la observación de un bólido.
• Confirmación hacia 1800 por Heinrich Brandes y
Johann Benzenberg, mediante observaciones en
doble estación.
• En 1845 Humboltz desautoriza esta opinión en
su libro “Kosmos”, apoyándose en su observación
de las Leónidas de 1799.
Meteoroides y meteoros
En la noche del 12 al 13 de Noviembre de 1833, una tormenta de lluvia de estrellas cayó
sobre la Tierra... Todo el cielo estaba surcado de trazos brillantes y majestuosos bólidos que
lo iluminaban. Su número estaba muy lejos de poder contarse... unas 240.000 podían
haberse visto durante 9 horas ...
Agnes Clerkes, Escritora Victoriana (1863-1865)
Meteoroides y meteoros
• En 1866 se descubre que la lluvia de estrellas de
noviembre parece venir de la constelación del
León. Además se repite con gran intensidad cada
33 años.
• Le Verrier y Schiaparelli asocian la lluvia al
cometa P/Temple.
Meteoroides y meteoros
Meteoroides y meteoros
• Son minúsculas partículas de polvo liberadas por
los cometas cuando se acercan al Sol.
• Al quedar libres en el espacio, forman un
filamento de materia llamado tubo meteórico. En
cada paso por el perihelio, los cometas crean un
tubo meteórico nuevo.
Meteoroides y meteoros
• La Tierra puede cruzar uno de estos tubos. Las
partículas entran en la atmósfera terrestre con
velocidades entre 10 y 72 km/s, se calientan por el
rozamiento y emiten luz.
• Se llama meteoro (o estrella fugaz) al trazo
luminoso producido cuando los átomos excitados
decaen al estado fundamental.
Meteoroides: polvo de estrellas
Los meteoroides son partículas
formadas por granos interestelares
rodeados por una matriz de hielo.
Los granos contienen silicatos y
materia orgánica anterior a la
formación del Sistema Solar
Meteoroides: polvo de estrellas
Son realmente pequeños, como granos de arena. Sin embargo, su
energía cinética es enorme porque se mueven a gran velocidad
Magnitud
4
2
0
2
4
6
Estrella o planeta
Venus
Júpiter
Vega ( Lyrae)
Estrellas de la Osa Mayor
Estrellas de las Pléyades
Estrella más débil
Objeto
Bala disparada por una pistola
Carl Lewis corriendo los 100 metros
Coche a 100 km/h
Meteoro de magnitud 4
Masa
100 g
70 kg
1000 kg
1g
Masa de una Leónida (g)
0.97
0.13
0.02
0.0024
0.0003
0.00004
Velocidad
200 m/s
11 m/s
27 m/s
71 km/s
Energía Escala
2000 J
0.5
4235 J
1
364500 J
86
2520500 J
595
Meteoroides: polvo de estrellas
El estudio de los meteoros es importante por tres razones
básicas:
Son los cuerpos más pequeños del Sistema Solar. Las
distintas fuerzas actúan mucho más rápidamente en ellos.
Son fragmentos de cometas y asteroides, que a su vez
son fragmentos de supernovas y nubes interestelares.
Desde el punto de vista
práctico, necesitamos saber
cuándo habrá lluvias muy
intensas para proteger los
satélites de comunicaciones y
plataformas
espaciales
en
órbita.
Lluvias de estrellas
Cuando la Tierra atraviesa un tubo
meteórico se produce una lluvia de
estrellas.
Todos los meteoros de una lluvia
parecen venir del mismo punto del
cielo, el radiante. Es un efecto de
perspectiva.
Se conocen unas 50
lluvias anuales.
Normalmente, la
actividad es menor que
10 meteoros por hora,
excepto en momentos
de tormenta
Lluvias de estrellas
Lluvia
Activa
Máximo
V(Km/s)
TZH
Quadrántidas (QUA)
Jan 01 - Jan 05
Jan 04
41
120
Lyridas (LYR)
Apr 16 - Apr 25
Apr 22
49
18
η-Aquáridas (ETA)
Apr 19 - May 28
May 05
66
70+*
South. δ-Aquáridas (SDA)
Jul 12 - Aug 19
Jul 27
41
20
Perseidas (PER)*
Jul 17 - Aug 24
Aug 12
59
100
Oriónidas (ORI)
Oct 02 - Nov 07
Oct 21
66
30*
Leónidas (LEO)
Nov 10 - Nov 23
Nov 17
71
20+*
Púppidas/Vélidas (PUP)
Dec 01 - Dec 15
(Dec 06)
40
10
Gemínidas (GEM)
Dec 07 - Dec 17
Dec 13
35
120
Úrsidas (URS)
Dec 17 - Dec 26
Dec 22
33
10
Observación visual
Observación visual
Datos a registrar:
• Hora
• Magnitud estimada
• Pertenece o no a la lluvia de estrellas
• Color
• Velocidad angular estimada
• Principio y final de la traza
Observación visual
Recomendaciones:
• Lugar de observación oscuro
• Después del crepúsculo astronómico
• Radiante sobre el horizonte lo más alto posible
Altura
90º
70º
50º
40º
30º
20º
10º
N
100
94
77
64
50
34
17
Observación visual
Otras consideraciones:
• Centro del campo de visión
• Magnitud límite observable
Observación fotográfica
Observación fotográfica
Observación fotográfica
O1
O2
Observación fotográfica
05/04/08 1h02m07sUTC
20/05/08 22h11m30sUTC
12/08/08 1h59m32sUTC
25/10/08 3h47m19sUTC
Observación por vídeo
Es
la
que
mejor
resultados proporciona,
ya que nos da posición
y velocidad.
Observación por radio
La traza del meteoro ioniza las partículas de la atmósfera
y reflejan la señal de radio que puede ser capturada por
un receptor.