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Cometas y Asteroides
244
Cometas
Hasta que en el año 1577 Tycho Brahe probó que los cometas eran
realmente objetos astronómicos, la gente pensaba que, simplemente, se
trata de fenómenos atmosféricos.
Los cometas son objetos celestes reconocidos desde la antigüedad. A
mediados de la década de 1990 se habían catalogado alrededor de 878.
Son objetos de forma irregular, pequeños, que siguen orbitas muy elípticas
alrededor del Sol. Newton probó que siguen las leyes de la gravitación. En
1682, el astrónomo Edmund Halley hizo un descubrimiento de gran
importancia para la Astronomia de la época: al comparar los elementos
orbitales del cometa que apareció ese mismo año con el que habia
aparecido en 1607 dedujo que se trataba del mismo objeto, e, incluso,
afirmaba que era el mismo que habia aparecido en 1531. Esto le hizo
predecir que este cometa volvería a aparecer cada 76 años. Se confirmó
exitosamente esta predicción en la aparición de 1759.
245
Cometas
Durante la formación del sistema solar
en las partes mas alejadas de la
protoestrella, las bajísimas temperaturas
permitieron que se formaran objetos
constituidos por hielo de metano, agua y
dióxido de carbono mezclados con rocas
y polvo, a estos objetos se les llamo
inicialmente, por el astrónomo americano
F.L. Whipple, bolas de nieve sucias,
ahora se conocen como cometas.
Cometa Kohoutek, enero de 1974
Esta rocas giran en torno al Sol en órbitas elípticas muy grandes y con
diferentes inclinaciones con respecto a la eclíptica. Cuando están lejanos al
Sol los cometas son una roca sólida e invisible, cuando se acercan al él sus
componentes gélidos comienzan a vaporizarse liberando gases y partículas
de polvo. En este momento se hacen visibles y se les distinguen sus
componentes característicos como son:
246
Cometas
Núcleo: Relativamente estable compuesto
de hielo y gas con pequeñas cantidades de
polvo y otros sólidos, su tamaño puede ser
de varios kilómetros.
Coma: Nube densa de agua, de dióxido de
carbono y otros gases sublimados desde el
núcleo.
Nube de hidrógeno: Es enorme y rodea al
núcleo, no es visible ya que es ultravioleta
Cola de polvo: Puede llegar a medir varios
millones de kilómetros, son partículas de
tamaño muy pequeño y es la parte mas
prominente de un cometa. Siempre apunta
en sentido contrario al Sol debido a que es
empujada por el viento solar.
Cola de iones: también de varios millones
de kilómetros de longitud ocasionada por la
interacción de los gases principalmente de
metano con el viento solar.
Cometa Hale-Bopp, 1997
247
Cometas
Después de muchos pasos
cercanos al Sol el cometa
puede perder gran cantidad
de sus gases y quedar como
roca sólida. También pueden
precipitarse hacia la estrella
o hacia algún planeta del
sistema
solar
o
ser
eyectados del mismo.
Cometa Ikeya-Seki, octubre 1965
El cometa West, marzo 1975
248
Cuna de los Cometas
Existen dos “almacenes” de cometas que son El Cinturón de
Kuiper y la Nube de Oort.
249
Cuna de los Cometas
El cinturón de Kuiper se encuentra en el plano de la eclíptica y se extiende
desde la órbita de Plutón hasta unas 500 UA del Sol. Gerard Kuiper propuso
la existencia de este cinturón en 1951 y el primer objeto fue descubierto en
1992. La mayoría de cometas de corto periodo, es decir, cuya órbita dura
menos de 200 años provienen de este cinturón.
La mayor parte de cometas que se descubren son de periodo largo es decir
sus órbitas alrededor del Sol son de uno a 30 millones de años llevándolos a
distancias de cientos (incluso miles) de UA. Se cree entonces que el
“almacen” de estos cometas se encuentra a esta distancia y se conoce como
Nube de Oort por haber sido Jan Oort quién hipotetizó su existencia. Esta
nube mas que un cinturón se considera que tiene una distribución esférica
encerrando el sistema solar.
Finalmente, las interacciones gravitacionales de un cometa con objetos del
sistema solar pueden ocasionar cambios en sus periodos, y así un cometa
de largo periodo puede convertirse en uno de corto periodo o en casos mas
catastróficos puede llevar a un cometa a impactar un planeta como sucedió
250
en 1993 cuando el Shoemaker-Levy 9 impactó a Júpiter.
Cuna de los Cometas
La Nube de Oort es una gran nube esférica que rodea a todo el Sistema
Solar extendiéndose hasta los 3 años luz. Esto es, hasta unos 28 billones de
kms. Esta distancia se considera ya el límite físico de la influencia
gravitatoria del Sol.
251
Cuna de los Cometas
En 1950, el astrónomo Jan H. Oort infirió la existencia de esta nube ante la
evidencia física de los cometas de periodo largo que nos visitan en el
Sistema Solar interno. A partir del estudio orbital de unos 19 cometas de
largo periodo, Oort dedujo la existencia de esta fuente de cometas, zona
externa del sistema solar, formada por rocas heladas (se habla de
temperaturas de 4º kelvin), que se ha visto corroborada con los datos de
observaciones posteriores. Se considera hoy que esta nube se extiende
entre las 50.000 y las 180.000 UA.
Dos de los cometas recientes, el Hyakutake y el Hale-Bopp, son objetos
que, se cree, proceden de la nube de Oort. El Hyakutake, de mediano
tamaño, llegó a acercarse a una distancia de 0.10 UA (unos 15.000.000 de
kms), que le hizo bastante espectacular. El Hale-Bopp, sin embargo, es un
cometa muchísimo más grande y dinámico (su tamaño se considera como
10 veces el tamaño del Halley), y se manifestó muy luminoso a pesar de no
haberse acercado a nosotros mas de 1.32 UA (unos 192.000.000 de kms).
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Orbitas Cometarias
Los cometas pueden clasificarse por el periodo orbital alrededor del Sol en
dos tipos:
Cometas de periodo corto: tienen una orbita alrededor del Sol no mayor
que la que sigue el planeta Júpiter. Un ejemplo es el cometa Hencke, cuyo
periodo orbital es de 3.3 años.
Cometas de periodo largo: como el Halley, por ejemplo, que recorren
orbitas que sobrepasan en longitud la órbita de Neptuno. Hay cometas de
periodo muy largo, que tardan miles de años en completar una órbita, e,
incluso, cometas que solamente una vez se acercan al Sol, no volviendo a
aparecer. Un ejemplo de cometa de periodo muy largo es el llamado cometa
Donati, que apareció en 1858, con un periodo orbital que se estima en unos
2000 años.
253
Orbitas Cometarias
No se conoce ningún cometa que se haya acercado a nosotros siguiendo
una órbita hiperbólica, es decir, con origen exterior al Sistema Solar. Todas
las órbitas observadas son elípticas, la mayoría de una gran excentricidad.
La gran alteración gravitatoria que ejercen en los cometas los grandes
planetas del Sistema Solar, en particular Júpiter, hace que muchos de ellos
no vuelvan a aparecer. Se conocen más de 70 cometas que sufren
alteración gravitacional del planeta Júpiter (es el llamado "Grupo de Júpiter").
En cuanto a la forma de la orbita, hay que señalar que ciertos cometas, en
general de periodo corto, se desplazan en un plano casi paralelo al plano de
la eclíptica, pero no así los de periodo largo, cuyas orbitas están contenidas
en planos cualesquiera.
254
Orbitas Cometarias
255
Orbitas Cometarias
Existe una estrecha relación entre las orbitas cometarias y las lluvias de
meteoros que observamos en nuestro planeta. Así, la lluvia de las Perseidas,
o "Lágrimas de San Lorenzo", que observamos en agosto de cada año, se
produce al paso de nuestro planeta por la órbita cometaria del Cometa III de
1862. Del mismo modo, las Leónidas, observadas en noviembre, se
encuentran en la ruta de paso del Cometa I de 1866 Existen otras relaciones
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entre lluvias meteóricas observadas cada año y órbitas cometarias.
Lluvia de Meteoritos
Ocurren cuando la Tierra pasa a través de la órbita de un cometa. A su paso
el cometa deja en el espacio un rastro de micro partículas que al estrellarse
contra la atmósfera se vuelven incandescentes mostrándose como gran
cantidad de meteoritos que parecen salir de un mismo punto o radiante. La
localización de este radiante es el que le da el nombre a las lluvias de
estrellas.
Fecha
Meteoritos
Lluvia
Máximo
/hora
Radiante
Quadrántidas
Enero 3
40
Boyero
Liridas
Abril 22
15
Lira
Aquaridas
Mayo 4
20
Acuario
Aquaridas
Julio 30
20
Acuario
Perseidas
Agosto 12
50
Perseo
Orionidas
Octubre 21
20
Orión
Táuridas
Noviembre 4
15
Tauro
Leonidas
Noviembre 16
15
Leo
Geminidas
Diciembre 13
50
Géminis
Ursidas
Diciembre 22
15
Osa mayor
257
Asteroides
Los asteroides son pequeños cuerpos celestes cuyos diámetros en general
son inferiores a los 1000 kilómetros que giran en torno al Sol, la mayoría de
ellos se encuentran entre las órbitas de Marte y Júpiter. Se han catalogado
mas de 7000 y cientos mas se descubren cada año.
Asteroide Gaspra
258
Asteroides
Titius y Bode en el siglo XVIII observaron cierta relación matemática entre
las órbitas de los planetas que hoy se conoce como Ley de Titius – Bode. De
esta relación se supuso la existencia de un planeta entre Marte y Júpiter. La
idea de encontrar este nuevo planeta fue un gran estímulo para los
astrónomos de la época. Giuseppi Piazzi el 1 de Enero de 1801 descubrió un
pequeño objeto en movimiento en la zona descrita, pero su observación solo
fue comprobada por Franz Xaver, Baron von Zach en diciembre del mismo
año siguiendo los cálculos hechos por Johann Carl Friedrich Gauss. Este
cuerpo fue bautizado como Ceres por el dios siciliano de la cosecha. Ceres
orbita al Sol cada 4.6 años a una distancia promedio de 2.77 UA. Su
diámetro se estima en 918 km. Ceres fue clasificado como un asteroide,
palabra acuñada por William Herschel la cual en Griego quiere decir
parecido a una estrella.
Debido a sus reducidas dimensiones se los denominó "pequeños planetas"
y como, al ser observados telescópicamente, tienen una apariencia estelar,
se los designó asteroides, que literalmente significa "con forma de estrella".
259
Asteroides
Asteroide Eros
Asteroide Toutatis
260
Asteroides
El 28 de Marzo de 1802 Heinrich Olbers descubrió otro objeto que se movía
rápidamente al cual llamó Pallas que al igual que Ceres orbita al Sol a una
distancia promedio de 2.77 UA en un periodo de 4.6 años, su diámetro fue
calculado en 522 km. Dos cuerpos mas fueron descubiertos en los
siguientes años Juno en 1804 y Vesta a mediados del siglo XIX.
A finales del siglo XIX con la utilización de técnicas fotográficas se habían
encontrado 228 asteroides, en la actualidad cientos de asteroides son
descubiertos cada año. No se sabe exactamente cuantos son y es probable
que ya se hayan detectado la mayoría de los que miden mas de 100 km de
diámetro y casi la mitad de los que llegan a 10 km, pero pueden haber mas
un millón de no más de 1 km. A la franja en donde orbitan estos cuerpos que
se encuentra entre 2 a 3.5 UA de distancia del Sol se le conoce como el
cinturón de asteroides.
261
Asteroides
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Asteroides
Júpiter ejerce una fuerte influencia gravitatoria sobre los asteroides; puede
decirse que algunos han sido "capturados" por la gravedad de Júpiter. Se ha
observado que unos 20 planetitas están ubicados a la misma distancia del
Sol que Júpiter, con períodos de traslación semejantes al de ese planeta; se
los llamó Troyanos, y los nombres individuales de los objetos que forman
este grupo recuerdan a los héroes griegos mencionados por Homero en la
Ilíada y la Odisea. Los asteroides Troyanos se ubican en uno de los vértices
de un triángulo equilátero con vértices en el Sol y Júpiter.
263
Asteroides
Los asteroides muestran variaciones de brillo periódicas que revelan que se
encuentran en rotación sobre si mismos, un periodo de rotación típico es de
5 a 20 horas. Las órbitas alrededor del Sol son elípticas y ocasionalmente
pueden cruzar las órbitas planetarias, estos acercamientos planetarios
podrían alterar su curso y eventualmente llevarlos a colisionar con algún
planeta. En la Tierra el choque de un asteroide o cometa hace 60 millones
de años condicionó la desaparición de los grandes dinosaurios y el
desarrollo de pequeños mamíferos en cuya evolución apareció el hombre
moderno. Actualmente existen programas de observación telescópica que
realizan un muestreo permanente en búsqueda de objetos que puedan
acercarse a nosotros, dos de ellos son el Near Earth Asteroid Tracking
Telescope localizado en el cráter Haleakala en Maui, Hawaii y el Spacewatch
Telescope en Kitt Peak, Arizona.
264
Asteroides
La sonda espacial Galileo
ha
encontrado
y
fotografiado dos asteroides
en su largo viaje a Júpiter.
El segundo asteroide que
ha fotografiado, Ida, ha
resultado tener un satélite,
que aparece en esta
fotografía
como
un
pequeño punto a la
derecha de Ida.
La pequeña luna, llamada Dactyl, tiene un tamaño de kilómetro y medio
aproximadamente, mientras que Ida, con su forma de papa, mide unos 58
kilómetros de largo por 23 de ancho. Dactyl es la primera luna que se ha
descubierto a un asteroide. Los nombres Ida and Dactyl están basados en
personajes de la mitología Griega. Ahora se sabe que otros asteroides tienen
lunas.
265
Asteroides
Los asteoides están constituidos por el material que sobró durante la
formación del Sistema Solar. Una teoría sugiere que son los restos de un
planeta que fue destruido por una gran colisión hace mucho tiempo. Es más
probable, sin embargo, que los asteroides sean el material que no llegó
nunca a aglutinarse para formar un planeta. De hecho, si se estima la masa
total de todos los asteroides y se concentra en un solo objeto, este tendría
menos de 1,500 kilómetros (932 millas) de diámetro -- menos de la mitad del
diámetro de la Luna.
Muchos de nuestros conocimientos sobre los asteroides proceden del
estudio de los trozos de residuos espaciales que caen sobre la superficie de
la Tierra. Los asteroides que siguen una trayectoria que los lleva a chocar
con la Tierra reciben el nombre de meteoroides. Cuando un meteoroide
choca con nuestra atmósfera a gran velocidad, la fricción hace que este
trozo de material espacial se incinere produciendo un chorro de luz conocido
como meteoro. Si el meteoroide no se consume por completo, lo que queda
choca con la superfice de la Tierra y se denomina meteorito.
266
Asteroides
De todos los meteoritos examinados, el 92.6% está compuesto por silicatos
(piedras), y el 5.7% está compuesto por hierro y níquel; el resto es una
mezcla de los tres materiales. Los meteoritos rocosos son los más difíciles
de identificar ya que se parecen mucho a las rocas terrestres.
Debido a que los asteroides son materiales procedentes de un sistema solar
muy joven, los cinetíficos están interesados en su composición. Las naves
espaciales que han navegado a través del cinturón de asteroides han
observado que el cinturón está bastante vacío y que los asteroidess están
separados por distancias muy grandes. Antes de 1991 la única información
obtenida sobre los asteroides era a través de la observaciones realizadas
desde la superficie terrestre. En Octubre de 1991 el asteroide 951 Gaspra
fue visitado por la nave espacial visited by the Galileo y se convirtió en el
primer asteroide del que se obtenían imágenes de alta resolución De nuevo
en Agosto de 1993 Galileo se acercó al asteroide 243 Ida. Este era el
segundo asteroide visitado por una nave espacial. Tanto Gaspra como Ida
están clasificados como asteroides de tipo S compuestos por silicatos ricos
267
en metal.
Tipo de Asteroides
Se han utilizado técnicas de observación directas, espectrometría y radio
para el estudio de los asteroides. Se clasifican en varios tipos de acuerdo a
su espectro y albedo (capacidad de reflejar la luz solar).
Tipo C. Incluye mas del 75% de los asteroides conocidos, son
extremadamente oscuros con un albedo de 0.03; son similares a los
meteoritos compuestos de carbón (condritas).
Tipo S. Constituyen el 17%, son relativamente brillantes con albedo
entre 0.10 - 0.22. están compuestos de una mezcla de hierro – níquel.
Tipo M. Son brillantes con albedo entre 0.10 y 0.18, están compuestos de
hierro - níquel puro
Existen docenas de otros tipos diferentes pero individualmente raros
268
Tipo de Asteroides
También se han clasificado de acuerdo a su posición en el sistema solar:
Cinturón principal: localizados entre Marte y Júpiter entre (2 – 4 UA) del Sol
a su vez se subdividen en : Hungarias, Floras, Phocaea, Koronis, Eos,
Themis, Cybeles e Hildas (cuyo nombre proviene del principal asteroide en
el grupo).
Asteroides que cruzan la órbita de Marte o que están dentro de la órbita de
él son los Near-Earth Asteroids (NEARs). Se encuentran cerca o se
aproximan a la Tierra.
Atens: eje semimayor < 1 UA y distancia en el afelio mayor a 0.983 UA;
Apolos: eje semimayor > 1 UA y distancia en perihelio < 1.017 UA
Amors: Distancia en perihelio entre 1.017 y 1.3 UA;
Troyanos. Localizados cerca a los puntos Lagrangianos de Júpiter (60º por
delante y por detrás del planeta). Estos puntos fueron fueron predichos por
el matemático francés Joseph Louis Lagrange y están dados por las fuerzas
gravitacionales de Júpiter y el Sol.
269
Tipo de Asteroides
Los Asteroides pertenecientes al cinturón principal no tienen una distribución
uniforme, existen zonas que tienen un numero reducido y se denominan
Zonas de Kirkwood. Estas regiones poseen objetos con periodos orbitales
que son fracción de la de Júpiter y por tanto los objetos en estas zonas
pueden ser acelerados por el gigante gaseoso y enviados a otras zonas.
Existen Asteroides en otras zonas del sistema solar como son los
Centauros: 2060 Chiron (95 P/Chiron) orbita entre Saturno y Urano; La
órbita de 5335 Damocles se encuentra entre Marte y Urano; 5145 Pholus
orbita entre Saturno y Neptuno.
Las primeras imágenes cercanas que se obtuvieron de un asteroide las
realizo la misión Galileo en 1991 cuando pasó por el cinturón principal en su
ruta a Júpiter, mostró a Gaspra e Ida como objetos irregulares con presencia
de cráteres y grietas uno de ellos (Ida) con un pequeño asteroide orbitándolo
el cual se nombró como Dactyl.
270
Observación de Asteroides
La observación de los Asteroides es difícil. Algunos pueden ser apreciados
con binóculos como Vesta, el más brillante de todos con magnitud 6. Con un
telescopio refractor de 60 mm pueden observarse algunos de ellos. Su
diámetro angular no supera el segundo de arco aún estando en su mejor
periodo de observación: la oposición. Sirviéndose de cartas de efemérides
se determina la zona del cielo en donde pasará el asteroide, si este es muy
brillante podrá directamente observarse con binoculares o telescopios
realizando un dibujo de las estrellas observadas y en observaciones
posteriores (horas o días) de la misma zona, las "estrella" que se haya
movido con respecto a las otras es el asteroide. Un evento interesante son
las ocultaciones: cuando en la ruta del asteroide se cruza una estrella de
fondo esta perderá el brillo durante el tiempo en que se encuentre eclipsada
por él. La mejor forma para observar el detalle de los movimientos de los
asteroides es utilizando la astrofotografía con registros tomados en la misma
zona en días diferentes. En la actualidad las técnicas de CCD son
claramente la elección asociadas a un telescopio con diámetros entre 10 y
12 pulgadas.
271
Asteroides
Núm
1
Nombre
Radio
(km)
Distancia*
(10^6km)
Albedo
Descubridor
Fecha
Ceres
457
413.9
0.10
G. Piazzi
1801
Davida
168
475.4
0.05
R. Dugan
1903
15
Eunomia
136
395.5
0.19
De Gasparis
1851
52
Europa
156
463.3
0.06
Goldschmidt
1858
951
Gaspra
17x10
205.0
0.20
Neujmin
1916
10
Hygiea
215
470.3
0.08
De Gasparis
1849
58x23
270.0
?TD>J. Palisa
29 Sep 1884
511
243
Ida
704
Interamnia
167
458.1
0.06
V. Cerulli
1910
2
Pallas
261
414.5
0.14
H. Olbers
1802
16
Psyche
132
437.1
0.10
De Gasparis
1852
87
Sylvia
136
521.5
0.04
N. Pogson
1866
4
Vesta
262.5
353.4
0.38
H. Olbers
1807
* Distancia media desde el Sol.
272
Efectos de un Asteroide
Cráter producido por un asteroide que colisionó hace 49000 años
273
Efectos de un Asteroide
Cráter producido por un asteroide que colisionó en la Península de
Yucatán hace 65 millones de años. Las dimensiones del cráter son
~170 km de diámetro y sólo es posible detectarlo por satélite.
En su centro se encuentra el actual puerto de Chicxulub.
274