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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
Planeta
Distancia
(UA)
Eccentricidad
Periodo
(años)
Inclinación
(grados)
Mercurio
0.387
0.206
0.241
7.0
Venus
0.732
0.007
0.615
3.4
Tierra
1.000
0.017
1.000
0.0
Marte
1.524
0.093
1.881
1.8
Júpiter
5.203
0.048
11.862
1.3
Saturno
9.539
0.056
29.458
2.5
Urano
19.191
0.046
84.014
0.8
Neptuno
30.061
0.010
164.79
1.8
Plutón
39.529
0.248
248.54
17.1
La elipse
de la
órbita
terrestre
La órbita terrestre
• Semieje mayor = 1 unidad astronómica
= 149 597 870 km
= 499 segundos luz.
• Eccentricidad: e = 0.0167  la Tierra
recibe 6.9% mas de radiación solar en
perihelio que en afelio.
• Próximo perihelio el 4 enero del 2003.
• 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:


GMm 
F = m a = ———
r
2
r
• 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”.
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 CH4).
• 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 1801.
• Masa total menor a 0.0005M.
• 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