Espacio: El Tamaño del Sistema Solar.


En el conocimiento del Sistema Solar puede existir comúnmente una percepción errónea del mismo, esto suele ocurrir en :

  • Las proporciones de los tamaños , digamos en principio entre el Sol, Planetas , Lunas y hasta los asteroides.
  • Las proporciones de las distancias. Estas son en realidad  «Inmensas» comparadas con el tamaño de los objetos del sistemas solar, incluso los asteroides no estan tan cercanos entre si como se suelen representar en la cultura popular.
  • Las órbitas: Solemos pensar que son orbitas totalmente circulares, concentricas y sobre un mismo plano. sin embargo:
    • Solo en algo todos coinciden: Todos giran en el mismo sentido de traslacion, contrario a las agujas del reloj, si vemos el sistema solar en una perpectiva desde nuestro Norte (digamos desde Arriba). La razón es que todos ellos conservan el movimiento del disco protoplanetario de donde se originaron todos los cuerpos actuales.
    •  La Ecliptica es el plano orbital o la «sabana» que se extiende pasando tanto por el centro del sol como por el centro de la tierra. La Ecliptica es el plano orbital que se toma como referencia, y con respecto a ella las orbitas de los demas planetas o cuerpos tienen cierta inclinación.
    • En lo demas suele ser aproximado para muchos de los planetas y cuerpos, mas aun algunos cuerpos tienden a diferenciarse en gran manera por sus orbitas mas eccentricas que las hacen mas parecida a una elipse que a un circulo, asi como una marcada inclinacion.

Además, casi todos los planetas rotan también en sentido antihorario, Con excepción de Venus (177º) y Urano (98º) cuyos ejes de rotación muy inclinados que los hace parecer que giran en retrogrado, causados probablemente por la suma de impactos en tiempos remotos y por perturbaciones gravitacionales.

Pareceria Increible, pero es solo cuestion de Ciencia, a pesar de lo impresionantes que puedan parecer  las relaciones entre las dimensiones y distancias,  los cuerpos celestes solo cumplen las leyes de la fisica, en este y en cada rincon del universo conocido.

En todos los años de exploración del espacio del sistema solar , el ser humano solo  ha logrado:

  • Misiones robóticas o sondas:  Han logrado descender a su superfice solo en Venus, Marte y en nuestra luna asi como a asteroides, a los demas misiones han sido de sensores remotos para tomar fotografias y hacer mediciones.
  • Misiones tripuladas : Actuamente limitados misiones en orbita baja, y mas alejado de esto solo 24 han llegado a caminar en otro cuerpo celeste: la Luna.
  • Lo mas alejado explorado: Las sondas Voyager 1 y Voyager 2 luego de finalizar sus misiones en nuestro vecindario del sistema solar fueron destinadas a explorar los confines del mismo, la Voyager-1 (lanzada en septiembre de 1977, 16 dias despues de la Voyager-2), cruzo la Heliosfera y entro al espacio intrestelar desde agosto de 2012 a 121 UA, Actualmente ha llegado a 152.2 UA (en enero de 2020) (https://voyager.jpl.nasa.gov/) mientras sus transmisiones tardan en llegar a la tierra mas de 19 horas.

Representaciones para su comprension:

En la web Nineplanets.org , (Curso de secundaria de ciencias de la tierra), se muestra un esquema con los tamaños reales de las órbitas, primero en el Sistema Solar interior (hasta Marte), y después en la zona exterior, Ademas se describen los detalles de los cuerpos celestes del sistema solar.

Comparación de tamaño de las órbitas en el Sistema Solar interior (ni el Sol ni los planetas están a escala)Comparación de tamaño de las órbitas en el Sistema Solar exterior (los planetas no están a escala)
Comparación de tamaño de las órbitas en el Sistema Solar interior/ exterior (ni el Sol ni los planetas están a escala) – Nineplanets.org/solar-system/.

En la web  http://joshworth.com/dev/pixelspace/pixelspace_solarsystem.html   representan la escala real de distancias de los principales planetas del sistema solar, ademas del Planeta enano Pluto e incluyendo las distancias entre planetas y lunas

El Sol, y relacion con algunos planetas y algunas de sus lunas. Fuente : Captura de pantalla editada de http://joshworth.com

Tambien pueden apreciarse las distancias, pero no los objetos, a escala. en https://en.wikipedia.org/wiki/Solar_System#/media/File:Solar_System_Objects_in_Scale.jpg

Si el Sol midiera 1,5 metros de diámetro, la Tierra estaría a 176 metros y sería tan grande como una canicaSi el Sol midiera 1,5 metros de diámetro, Júpiter sería más pequeño que una pelota de fútbol y estaría a 920 metros de la estrella (al fondo)

 Captura de Youtube: https://www.youtube.com/watch?v=zR3Igc3Rhfg&feature=share. En 2015 se rodó una película corta sobre Sistema Solar en miniatura en el desierto de Black Rock, en Nevada (EE.UU.) (representados en un factor de 0.9290986’MM de Kilometros)

Un ejemplo parecido fue aplicado en McBride, British Columbia ,Canada( https://visitmcbride.ca/solar/) donde se identifico en una avenida, a escala, la distancia de los planetas del sistema solar.


EL Sistema Solar.

  • En el sistema solar se cuentan hasta ahora 8 planetas, 5 planetas enanos,  19 lunas grandes y redondas, 185 más pequeñas, alrededor de 4.000 cometas y casi 779.000 pequeños objetos, mayores que un asteroide o un cometa pero menores a un planeta enano.
  • El Sol
    • Orbita en el brazo de Orion de la Via lactea.
    • Contiene el 99,86% de la masa total del Sistema Solar.  
    • Su diámetro es de 1.393.684 kilómetros, (se asumira como ejemplo que este mide 1,5 metros para visualizar mas adelante cuales serian las relaciones con los planetas ).
  • En los planetas, esta contenido solo poco mas del 0.1% de esta cantidad total de masa del sistema solar.  De esta porción, Los planetas rocosos (Mercurio, Venus, Tierra y Marte) corresponde solo al 0,001 %. 
  • Ahora, partiendo solo de ese porcentaje total de la masa solo de los planetas como un 100%, los planetas rocosos  apenas representan el 1% mientras que en Júpiter esta el  70%  de la masa de los planetas y en Saturno el 20%
  • El sistema solar se puede dividir en la siguientes areas que se detallaran posteriormente:
    • Sistema Interior.
    • Cinturon de Asteroides.
    • Sistema Exterior.
    • Cinturon de Kuiper
    • Disco Disperso
    • Nube de Oort
    • *Limite del Sistema Solar

  • Sistema interior formado por planetas hechos de roca y metales. Sus Orbitas son mas cercanas entre si, comparados con los demas cuerpos del sistema solar.
    • Mercurio esta alejado a 3,2 minutos luz del Sol ( Considerando el sol de 1.5m de diametro, estaria separado a 68 metros y seria de 0.52cm de diametro ). Posee un diametro de 4879 km. y esta a 58Millones de Km del sol
    • Venus  esta alejado a 6 minutos luz (estaria a 120 metros y seria de 1.30cm). Tiene 12104km de Diametro, y esta alejado del sol a 108Millones de Km.
    • Tierra esta alejada a 8.3 minutos luz (en el ejemplo estaria a 176 metros,  y su  tamaño seria de 1.37cm , no seria mayor que una canica). Posee 12756km de Diametro y esta alejada del sol a 150Millones de Km (lo que se conoce como una Unidad astronomomica UA, o para ser exactos igual a 149.597870700 Millones de Kilometros). En tanto la superficie de la Luna (que posee 3475km de diametro) esta alejada de la superficie terrestre por ~384.402km promedio (1,3 segundos-luz ).
    • Marte esta alejado a 12.7 minutos luz (estaria a 268 metros con un diametro de 0.73cm ). Posee 6792km de Diametro  y se encuentra  a 228Millones de Km del sol . Posee dos lunas.

  • Cinturon de asteroides.  Entre los planetas rocosos y los planetas gaseosos existe un vasto espacio donde orbitan una inmensa candidad de objetos u asteroides. 329-478 millones de km o  2.2.- 3.2 UA  del sol .
    • Existen alrededor de 822.000 ateroides conocidos. Son Miles de objetos rocosos (se han descubierto mas de 100.000 objetos) separados entre si por almenos 480.000km (esto es 1,25 veces la distancia entre las superficies de la Tierra-Luna).
    • En general, en todo el sistema solar, los asteroides se clasifican :
    • ::Segun su resolucion espectral hay dos clasificaciones :
      • Clasificacion Tholen , que los casifican en grupos:
      • C o carbonaceos: B,C,F,G; 
      • S o siliceos; S
      • X: E,M,P
      • Grupo remanente con subgrupos: A,D,T,Q,R,V.
      • -Clasificacion SMASS, :con grupos y subgrupos, ((*)=similar a Tholen)):
      • C: B((*)By F de Tholen); C; los : Cg,Ch,Cgh, ((*) los tres abarcan el G de Tholen ) ; Cb((*)C y B de Tholen)
      • S: S((*)S,A,Q,R de Tholen), L((*) S de Tholen con rojizo marcado), Sa,Sq,Sr, Sk,Sl.
      • X: X ((*)E,M y P de Tholen),Xe,Xc,Xk.
      • un Grupo remanente con subgrupos: T (*), D (*), Ld, O, V(*)
    • :: Clasificación según parámetros orbitales, en familias:
      • Cinturón principal de asteroides (Principales familias)
        Familia Flora
        Familia Vesta
        Familia Nysa
        Familia Maria
        Familia Eunomia
        Familia Koronis
        Familia Eos
        Familia Hygiea
        Familia Themis
      • Cinturón principal de asteroides (Familias menores)
        Familia Hungaria
        Familia Focea
        Familia Massalia
        Familia “Mars-Crossers” y Troyanos marcianos
        Familia Gefion
        Familia Pallas
        Cúmulos: Hansa, Karin, Adeona
        Familia Cibeles
        Familia Hilda
      • Más allá del cinturón principal de asteroides
        Troyanos de Júpiter
        Familia Centauros
        Familia “Resonants KBOs”
        Familia Plutinos
        Familia Cubewanos
        Disco difuso
        “Detached Objects”
        “Oort Cloud Objects”
      • Objetos próximos a la Tierra (NEOs)
        Familia Atón
        Familia Apohele
        Familia Apolo
        Familia Amor
    • Se estima que la masa total en el cinturon es menor a la de la luna terrestre, los hay: Tipo M o metalicos: Niquel-Hierro, tienen el albedo mas alto lo que los hace mas brillantes y faciles de detectar ;Tipo S o de silicatos: silicatos-Niquel-Hierro ; y Tipo C o Condritas o Carbonaceos: la mas comun, de arcilla-silicatos, Son cuerpos mas obscuros y por ende dificiles de detectar.
    • Planeta enano
      • El 1-Ceres, se encuentra a 22 minutos luz (2.8UA), tiene 952Km de diametro, y solo el posee 1/3 de la masa total del cinturon de asteroides.
    • Asteroides
      • Los Principales asteroides tienen diametros entre 400 y 530 km: 2-Pallas (522km) , 4-Vesta (530km) y 10-Hygiea (430km).
    • Los demas objetos varian desde polvo hasta asteroides tienen diametros menores a 340Km.

  • Sistema exterior formado por planetas hechos principalmente de  hidrógeno, helio, metano y agua. En esta region la separacion entre los planetas es extensa, la distancia de cada planeta al sol es semejante a la que le separa del siguiente planeta mas alejado.  (esto es sustancialmente mas grande respecto a las separaciones que existen en el sistema interior).
    • Júpiter esta alejado a 43 minutos luz  (estaría, en el ejemplo, alejado a 920metros, y seria tamaño un poco más pequeño que una pelota de fútbol, 15,3 cm). Tiene 142984Km de diametro, y orbita al sol a 799 Millones de Km y con sus ~67 lunas. Es el mayor planeta de todo el Sistema Solar, (contienen el 70% de la masa de todos los planetas juntos), Desde su posicion el sol se ve solo como un punto. En la órbita de Jupiter existen dos  (de los 4)  puntos de equilibrio gravitatorio de la inetraccion Jupiter-Sol llamados Puntos de Lagrange, alli se encuentran capturados y moviéndose en traslación los grupos de  asteroides conocidos como Troyanos, de clase D y P , de color rojizo oscuro y se parecen a los que se encuentran en el cinturón de Kuiper, poblado de cuerpos helados que se extienden más allá de la órbita de Neptuno.
    • Saturno, con sus anillos rocosos, (queda a 1.700 metros con 12.9cm en el ejemplo), se encuentra a  79 minutos luz, posee 120536Km de diámetro y se encuentra a 1434Millones de kilómetros del sol y a 635 Millones de Km de Jupiter.  Posee hasta ahora ~62 lunas.
    • Mas afuera
    • Urano está a 3.400 metros, a 159.9 minutos luz. Posee 52290Km  de diámetro, y esta localizado a 2870Millones de kilómetros del sol y a 1436Millones de Km de Saturno (casi tan alejado como de saturno al sol). Posee unas 27 lunas

  • cinturón de Kuiper:  Localizado desde entre  la órbita de Neptuno (30.10 AU) hasta aproximadamente 50UA .
    • Su limite externo se solapa con el inicio de la siguiente región, aunque teórica, llamada Disco Disperso.
    • Es 20 veces mas ancho y 200 veces mas masivo que la región del cinturón de asteroides
    • Es un anillo de objetos ricos en helados compuestos volátiles como metano, amoniaco y agua. Esta compuesto por ejemplo por: planetas enanos de composición semejante a cometas (Desde la órbita de Neptuno hasta los 415,8 minutos luz). Se han determinado allí cuatro de los cinco planetas enanos conocidos, aunque pudiera haber cientos; Asteroides centauros: con composición mas semejante a los cometas, y con órbitas inestables dado que cruzan o se acercan a la los los planetas.
    • Neptuno (a 5.600 metros con 5.2cm, el Sol de 1.5m es absolutamente imposible de ver a simple vista) Esta  a 250,3 minutos luz. (localizado a 30.10 AU).  Con 48600 km de Diámetro y a 4497Millones de kilómetros y 13 lunas
    • Planetas Enanos:
      • Plutón, (tendria 0.25 cm) a 328,3 minutos luz (~5.5Horas-luz) ., con 2368Km de diámetro (30 a 49UA) 39.5UA en promedio. Ademas posee 5 lunas.
      • Haumea, a 43.13 UA con 996km a 6452M (43.13UA)
      • Makemake, a 45.79 UA,  1430 km de diametro ecuatorial. a 6850M (45.79AU)
    • Asteroides Centauro
      • 2060 Chiron (aka 95 P/Chiron)  órbita entre Saturno y Urano (ahora clasificado como cometa);
      • 5335 Damocles orbita cercano a Marte hasta mas alla de Urano;
      • 5145 Pholus orbita desde Saturn hasta pasar Neptuno.

  • Disco Disperso: (o disco Difuso): Su parte interna se solapa con el cinturón de Kuiper a 30 UA del sol hasta unos posiblemente 460UA. Se estima su origen por el movimiento de la órbita de Neptuno hacia afuera hace unos 4500Millones de años.
    • Eris es el cuerpo mas grade detectado que se encuentra en esta región.
    • Compuestos de roca, metal e hielo.
    • Es considerado también, y en discusión con la región interna de la nube de Oort, como la región donde se han originado los cometas periódicos.
    • Planetas Enanos:
        • Eris  (Antes llamado Xena) a 68 UA en promedio (ya que puede llegar a 100UA) posee una órbita bastante eccentrica (0.44) e inclinada a 44° .  Con  2326±12km de diámetro ecuatorial.
        • Sedna tiene una órbita muy excéntrica que le lleva de 76 UA del Sol (unos 11.250 millones de km) a 937 UA (unos 140.000 millones de km) en un recorrido que dura 11.000 años.
Fuente: nineplanets.org
Orbita de Eris, Pluto y los Planetas Gaseosos salvo Jupiter. En el centro en rojo es la region que abarcaria tanto el Sol como las orbitas de los planetas Rocosos. Fuente: nineplanets.org

  •  Nube de Oort , ( o de Öpik-Oort) Es un área teórica muy dispersa, poblada por pequeños fragmentos en el límite entre el Sistema Solar y el espacio exterior posiblemente hasta 1,87 años luz.
    • consta de dos zonas hipotéticas:
      • una zona interna en forma de disco disperso o toroidal (nube de Hills desde los 100  o 3000 UA -se toma en posiblemente 2.000UA– hasta unas 20.000 UA) a y
      • una Zona externa en forma esferica (de 20.000UA a 50.000UA del sol)
    • Se ecuentra alejada unas 100 veces mas alejada del sol que el cinturon de Kuipler
    • Posee de 1 a 100billones de objetos, la masa total se estima cinco veces la de la tierra.
    • Los Cometas: Se estima que la zona interna es la fuente principal de aproximadamente 3500 Cometas descubiertos  proceden de esta region. Algunos sugieren que los cometas pueden entrar en el interior del Sistema Solar después de que las fuerzas de marea galácticas o el paso de estrellas cercanas arranquen restos situados en esta, la nube de Oort.
      Un estudio de 2015 mostró que la estrella binaria W0720, conocida como ‘estrella de Sholz‘, pasó a través de la nube de Oort hace unos 70.000 años.

  •  El Limite del dominio del sol:

    • La masa solar define su verdadero tamaño a través de dos límites :
      • El más claro lo define su campo gravitatorio : Se calcula que la gravedad del sol es dominante ante la gravedad  de otras estrellas hasta una distancia de dos años luz (50.000UA),  poco mas del limite de la nube de Oort.
      • Otro parámetro tomado como limite  es la Heliopausa, donde el viento solar se une con el medio interestelar proveniente de otras estrellas. Este limite es mas cercano en la dirección de movimiento del sol en el brazo de la galaxia, y se distribuye envolviendo el sistema solar en forma de una gota de agua. la distancia mínima desde el Sol hasta la heliopausa es de aproximadamente 120 unidades astronómicas (UA), en la dirección directa al viento interestelar, mientras que en la dirección opuesta, es de aproximadamente 350 AU.
Nota: Representacion de referencia de las distancias y limites del sistemas Solar. Las distancias estan en escala logaritmica. El tamaño de los los cuerpos no esta a escala. La inclinacion de los cuerpos celestes no es la real, solo se toman como referencia
  • -En la región situada entre el cinturón de Kuiper y la nube de Oort, y la de entre Mercurio y el Sol, son territorios ignotos, en los que se podrían encontrar más objetos.

Fuentes:

2 opiniones en “Espacio: El Tamaño del Sistema Solar.”

  1. en el disco disperso: en 02/2021 se detallo la orbita del objetomas alejado que haya sido detectado, el designado como 2018 AG37 por el «Centro de Planetas Menores», es de unos 400km de diametro lo que lo cataloga como planeoide (asteroide con un tamano muy cercano al de un planeta enano) , y conocido provisionalmente como «farfarout». Aunque su orbita bastante eccentrica que dura un milenio terrestre va desde las 27UA hasta las 175UA, actualmente se encuentra a 132UA.
    2012 VG18, es otro objeto detectado a una diatancia de 120UA y se le conoce como «Farout».
    los planetas enanos:
    ::90377 Sedna, de unos 995km de diametro.
    ::2012 VP113, de 450km de diametro (aunque se presume de entre 300y 1000km), se encuentra en una orbita de 80,424 UA – 434,917 UA, actualmente a 84UA

  2. Un antiguo ‘planeta perdido’ pudo arrastrar a los asteroides más distantes hasta sus inexplicables órbitas
    -3 octubre, 2022
    Hace miles de millones de años, un planeta ‘rebelde’ dos veces mayor que la Tierra y que al final resultó expulsado del Sistema Solar ‘empujó’ hacia el exterior una gran cantidad de asteroides de todos los tamaños. Esa es la extraordinaria explicación con la que un equipo internacional de investigadores ha tratado de resolver el misterio de cómo algunos de los objetos más distantes del cinturón de Kuiper pudieron llegar hasta los confines del sistema solar primitivo, algo que ninguno de los modelos actuales es capaz de explicar.
    El cinturón de Kuiper es un gigantesco anillo de rocas heladas que se encuentra más allá de la órbita de Neptuno y que, principalmente, contiene tres ‘familias’ diferentes de objetos. A la primera pertenecen los llamados ‘objetos de dispersión’, que orbitan alrededor del Sol relativamente cerca de Neptuno, siguiendo los caminos que marca su poderosa gravedad. La segunda familia es la de los ‘objetos resonantes’, más lejos del Sol y que siguen órbitas muy particulares, también vinculadas a la órbita de Neptuno. Y la tercera es la de los ‘objetos dispersos’, que siguen órbitas más lejanas y que jamás se acercan al Sol más de lo que lo hace Neptuno. Durante mucho tiempo, los astrónomos han pensado que estos objetos dispersos, junto a los más alejados entre los resonantes, probablemente llegaron hasta allí cuando los planetas gigantes, con Júpiter a la cabeza, migraron hasta sus posiciones actuales hace más de 4.000 millones de años. Pero esa explicación no puede aplicarse a todos. «Júpiter y Saturno -explica Brett Gladman de la Universidad de Columbia Británica en Canadá y coautor de un estudio que ya puede consultarse en ArXiv – fueron muy eficientes a la hora de arrojarlo todo rápidamente hacia el sistema solar exterior. Pero la eficiencia de ese proceso no logra dar cuenta de suficientes de estos objetos con alto perihelio«. Para resolver la discrepancia, Gladman y sus colegas utilizaron un conjunto de simulaciones con las que estudiaron la posibilidad de que otro objeto, un planeta primordial con el doble de masa que la Tierra, fuera ‘lanzado’ hacia el sistema solar exterior desde el principio y ‘empujara’ a los asteroides distantes hasta sus órbitas actuales. Las simulaciones partieron con el planeta ya en el cinturón de Kuiper y siguieron mostrando cómo afectaría su presencia a otros objetos cercanos en la misma región. Para su sorpresa, los investigadores descubrieron que al introducir el nuevo planeta todo funcionaba perfectamente, y no solo a la hora de arrastrar gravitacionalmente los asteroides con él. En las simulaciones, en efecto, la mayoría de los objetos del cinturón de Kuiper no interactuaron directamente con el planeta. «Está sacudiendo sólo un poco las órbitas de todo en este área, y lanzando cosas dentro y fuera de las resonancias», dice Gladman.

    Nada que ver con el Planeta 9
    El supuesto planeta, según el estudio, no está relacionado con el hipotético mundo gigantesco que muchos creen que podría residir en los confines del Sistema Solar, el famoso Planeta 9, cuya órbita lo llevaría mucho más allá del cinturón de Kuiper. Pero si el nuevo planeta propuesto por los investigadores hubiera existido realmente, podría explicar a la perfección tanto el mecanismo por el que los objetos dispersos del cinturón pudieron llegar hasta tan lejos como la existencia de algunos especialmente grandes y con órbitas inesperadamente distantes. Después, el planeta se habría alejado tanto del Sol que ya no estaría sujeto por su gravedad y habría, por lo tanto, empezado a flotar libremente hacia el espacio interestelar, convirtiéndose en lo que los astrónomos llaman, un ‘ planeta errante ‘. Tras su marcha de nuestro sistema, las oscilaciones orbitales cesaron y los objetos que habían sido arrastrados lejos se ‘congelaron’ en la órbitas en las que hoy podemos verlos. Por lo tanto, según el estudio, esos objetos varados en órbitas particularmente distantes del Sol simplemente «permanecen allí», sin necesidad de ningún otro objeto enorme que los perturbe y pueda explicar su lejanía

    https://www.abc.es/ciencia/antiguo-planeta-perdido-pudo-arrastrar-asteroides-distantes-20221003103529-nt.html

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