AS2001:AstronomíaGeneralClase#5

CuerposmenoresdelSistemaSolar.

Profesor:JoséMazaSancho

22Agosto2017

Introducción:

•  LagranseparaciónexistenteentrelaórbitadeMarteydeJúpiterllamólaatencióndelosastrónomosdesdelosDemposdeCopérnico.

•  EnelsigloXVIIIelalemánJ.DanielTiAus(1729-1796),profesordeRsicaenWiTenberg,encontróunarelaciónnuméricaquereproduceconunabuenaaproximaciónlossemi-ejesmayoresdelasórbitasplanetarias.

•  Lapublicóen1772.

•  EstaseriepasóinadverDdahastaqueJohanElertBode(1747-1826),directordelObservatoriodeBerlín,ladioaconoceren1778

•  ahoraesreferidacomola“leydeTi)us-Bode”,osimplementecomoleydeBode.

•  ParDendodeunasucesiónformadaporelnúmero0ylostérminosdeunaprogresióngeométricaderazón2yprimertérmino3(0,3,6,12,24,48,96,192,384,...),sileagregamos4acadatérminoyluegodividimospor10,resultalaserie:0,40,71,01,62,85,210,019,638,8...

•  EstaserierepresentamuybienlasdistanciasdelosplanetasalSol,desdeMercuriohastaSaturno,empezandoenordendesdeelprimertérmino,peroomiDendoelquinto.

•  [LasdistanciasmediaalSolson:Mercurio0,39;Venus0,72;LaTierra1,0;Marte:1,52;Júpiter5,20;Saturno:9,54].

Planeta Distancia Ley de Bode

Mercurio 0,39 0,4

Venus 0,72 0,7

Tierra 1,0 1,0

Marte 1,52 1,6

???? 2,8

Júpiter 5,20 5,2

Saturno 9,54 10,0

Planeta Distancia Ley de Bode

Mercurio 0,39 0,4

Venus 0,72 0,7

Tierra 1,0 1,0

Marte 1,52 1,6

???? 2,8

Júpiter 5,20 5,2

Saturno 9,54 10,0

Urano 19,18 19,6

•  EldescubrimientodeUrano,hechoporWilliamHerschelenMarzode1781,mostróqueelnuevoplanetaestabaaunadistanciamediaalSolde19,18unidadesastronómicas,siendo19,6laprediccióndelarelacióndeTiDus.

•  EstotrajoaprimerplanolaleydeBodeylosastrónomosdelmundoenterolamentaronnohaber“salidoabuscar”unplanetamásalládeSaturno.

•  MirandolaleydeBodeempezaronapensarsia2,8unidadesastronómicasnohabríaunplanetaqueaúnnohabíasidodescubierto.

Búsquedaydescubrimiento:

•  En1800elastrónomoalemánFranzXaver,baróndeZach(1754-1832),reunióenLilienthala24astrónomosconelobjetodeorganizarunabúsquedasistemáDcadeestehipotéDcomiembrodesconocidodelsistemasolar.

•  Dividieronlaregiónzodiacaldelcieloen24zonasencargandoacadaastrónomoelpatrullajedeunadeellas.

•  SinembargolasuertenoestuvodepartedelgrupodeLilienthal,puesfueGiuseppePiazzi(1746-1826),astrónomoitaliano,quenoparDcipóenlareunióndeLilienthal,quientuvoelprivilegiodeldescubrimiento.

•  Piazzidescubrióel1ºdeEnerode1801,primerdíadelsigloXIX,unobjetodesépDmamagnitudqueenlasnochessiguientesfuecambiandodeposiciónenelcieloconrespectoalasestrellasvecinas.

•  Loobservóhastael24deEnero,fechaenqueenvíalainformacióndesudescubrimientoaBodeenBerlín.

•  Piazziintentócomputarunaórbitaparaelnuevoobjeto(queélpensóerauncometadeaparienciaestelar).

•  Noexiskaunmétodoparacalcularunaórbitasalvoqueéstafuesecircularoparabólica.

•  Piazzicalculóunaórbitacircularpuesyahabíadescartadolaideaquesetratasedeuncometa.

•  Cuandoiniciaronlabúsquedadespuésdelperíododeinvisibilidad,elobjetonofueencontradoenellugarcalculado.

•  ElgranmatemáDcoalemánCarlFriedrichGauss(1777-1855)queestabatrabajandoenelproblemadeórbitasplanetariasdirigióentoncessuatenciónalperdidoobjetodePiazzi,alrecibirenoctubreunacartadevonZachdondeexplicabaladificultadpararecuperarelobjetoyledetallabalasobservaciones.

•  ConsunuevométododecálculoylasobservacionesdePiazzipudodeterminarunaórbitaquellevóarecuperarelobjetoperdidoel7deDiciembrede1801,enellugarpredichoporGauss,muydisDntodelsiDodondesehabíabuscadopreviamente

•  [elmétododecuadradosmínimoslodesarrollóGaussenesaépocajuntoconunmétodogeneraldecálculodeórbitasdondelosseiselementosdelaórbita,incluyendolaexcentricidad,sedeterminanaparDrdeunconjuntodeobservaciones,conunmínimodetres;

•  elnuevométodolopublicóGaussen1809].

•  LaórbitaindicabaquesetratabadeunobjetoubicadoentreMarteyJúpiter,conunperíodocercanoa4añosyconunadistanciamediaalSol(2,77UA)muydeacuerdoconlaleydeBode.

•  PiazzilodesignóconelnombredeCeres,ladiosatutelardeSicilia.CerescorrespondeenlamitologíaromanaaDemeterdelamitologíagriega,hermanadeZeus.

•  Ceres(Demeter)esladiosadelascosechas.

•  EltamañodeCeresesmenordemilkilómetrosdediámetro,notablementemenorquecualquierplanetaytambiénmáspequeñoquelaLunaylosgrandessatélitesdeJúpiterySaturno.

•  DadoquenoeraelplanetaqueseesperabaydadalafrustracióndelgrupodeLilienthallabúsquedaconDnuó.

•  El28deMarzode1802HeinrichWilhemMathiasOlbers(1758-1840)descubrióunsegundopequeñoplaneta:Palas.

•  OlberseramédicoyejercíalamedicinaenBremenperoensusratoslibressededicabaconpasiónalaastronomía.

•  LaórbitadePalasescasidelmismotamañoqueladeCeresperoconunafuerteinclinaciónconrespectoalaeclípDca(35°).

•  PosteriormenteK.L.Harding,delObservatoriodeGötngen,el1deSepDembrede1804,descubrióJunoyluegoOlbers,el29deMarzode1807,descubrióVesta.

Asteroide

Período

orbital (años)

a(U.A.) e i D (km)

Ceres 4,607 2,769 0,0780 10,61 993

Palas 4,611 2,770 0,2347 34,81 525

Juno 4,359 2,668 0,0258 13,00 267

Vesta 3,629 2,361 0,0906 7,14 510

•  Sehabíanencontrado4nuevosplanetasenlugardeuno,enlaubicaciónindicadaporlaleydeBode,peroademástodoseranmuchísimomáspequeñosqueJúpiteroMarte,puessubrilloalcanzasóloalamilésimapartedeladeéstosysuaparienciaeneltelescopioesperfectamenteestelar.

•  Fuerondesignadosconelnombredepequeñosplanetasoasteroides.

•  Susórbitasestánentre2,3y2,8UAysusperíodosderevoluciónentre3,6y4,6años.

•  Pormuchosañossóloseconocieron4pequeñosplanetas.

•  Reciénen1845sedescubrióelquinto.•  Conlaconstruccióndemapasestelareshastalanovenamagnitud,hechaenelObservatoriodeBerlínparalazonazodiacal,seposibilitaronnuevosdescubrimientos.

•  Yaen1855elnúmerodepequeñosplanetasconocidoshabíaaumentadoa26;en1870sealcanzóalos105.

Vesta

•  Asíen1900elnúmerodeasteroidessehabíaelevadoa436.

•  AlmejorarlatécnicafotográficayuDlizandonuevosmétodosdebúsquedafueposibleelevarrápidamenteesenúmero.

•  Enelaño1937seconocían1.417yen1977había2.000pequeñosplanetasnumerados,conórbitasmuybienconocidasyungrannúmero(5.000)deasteroidesconórbitaspreliminares.

•  LosprimeroscuatroplanetoidesdescubiertosDenentamañosentre500y1.000kilómetrosdediámetro.

•  LosmásdébilesquesedescubrenDenentamañosde10kilómetros,omenos.

•  Sunúmerocreceincesantementealalcanzarobjetosdemenortamaño.

•  SeesDmaqueelnúmerototaldeasteroidessobrepasael1.000.000.

•  Esposiblequenoexistalímitepueslosmásdébilessonsimplementerocasde1kilómetroomenos.

•  En1866elastrónomoDanielKirkwood(1815-1895),estudiandolasórbitasdelospocospequeñosplanetasconocidosaesafecha,señalóquelosperíodosnosedistribuíanalazarentornoalpromediode4,7años.

•  Encontróquehabíaausenciadeasteroidesconperíodosde5,93años,4,74añosyde3,95años,quecorrespondena½,2/5ya1/3delperíododeJúpiter.

•  Estudiosposteriores,uDlizandounmayornúmerodepequeñosplanetas(Kirkwoodteníainicialmentedatosparasólo88asteroides),hanconfirmadolaslagunasdeKirkwood,agregandootracorrespondientea3/7delperíododeJúpiter.

•  NaturalmenteestaslagunasenladistribucióndelosperíodosdebensercausadasporJúpiterquenoaceptaesaconmensurabilidadyperturbasacandodeesasposicionesalosasteroides[laslagunasenlosperíodossetraducenenlagunasenlossemi-ejesmayores,zonasdelespaciodondenohaypequeñosplanetas].

•  EstaslagunasdeKirkwoodconsDtuyenunhechoquelamecánicacelestedelsigloXIXnohabíapredicho.

•  EstasresonanciasconlaórbitadeJúpitersacaacualquierobjetodeesazona,sinembargoalgunospequeñosplanetasestánatrapadosenlasresonancias1:1delosTroyanosode2:3delosDpoHilda.

•  En1906sedescubrieron,enuncortointervalo,4pequeñosplanetasconunperíodode12años,exactamenteigualalperíododeJúpiter,queviajanenunaórbitasimilar,peroqueseubicana60°deJúpiter,vistosdesdeelSol,yaseaprecediéndoloosiguiéndolo.

•  EstasituaciónhabíasidopredichaporLagrange,quienencontróqueesaconfiguracióntriangularesestableenelproblemadetrescuerpos.

•  EstossonlospuntosL4yL5deLagrange;lospuntosL1,L2yL3estánenlalíneaqueconectalosdoscuerpos,L1entreellosyL2yL3fueradeellos.

•  LoscincopuntosdeLagrangesonpuntosdeequilibrioperosóloL4yL5sonestables.

•  Pequeñoscuerposestánallí“enequilibrioestable”,bajolaaccióncombinadadelSolyJúpiter.

PuntosdeLagrange

PuntosdeLagrange

•  Unanálisisposteriormostróquelospequeñoscuerpospuedenoscilarentornoadichospunto,enlasasíllamadaslibraciones,siempreacompañandoaJúpitera60°dedistancia(delongitudeclípDca).

•  EstosobjetosfueronnombradoscomoAquiles,Héctor,Patroklus,NestoryotroshéroesdelaguerradeTroya;

•  algruposelosconocegenéricamentecomolosasteroidestroyanos.

•  ElL4estánlosgriegos(helenos),encabezadosporAquiles[seconocenmásde4.000asteroidesenL4]yelL5,detrásdeJúpiterestánlostroyanos[seconocenhoymásde2.000enL5].

•  AsteroidesenlospuntoslagrangianosdeMarte,UranoyNeptunohansidoencontradosenunpequeñonúmero.ASaturnonoselehanencontradotroyanos,posiblementeporlasperturbacionesdeJúpiter.

•  Elasteroides2010TK7esuntroyanodelaTierraenL4;Dene300metrosdediámetro.

•  Laexcentricidaddelasórbitasdelosasteroidesdelcinturónprincipaleskpicamente0,14ylagranmayoríaDenenexcentricidades<0,25.

•  Lasinclinacionesdelasórbitassonmuybajas,kpicamenteunos8°ysiempremenorque16°

•  OtroimportantegrupodeasteroidessonaquellosquesusórbitaslosllevanapasarmuycercadeMarteylaTierra.

•  UnejemplodeesteDpoeselpequeñoplanetaEros.•  FuedescubiertoporGustavWiTenBerlínen1898.•  EnsuperihelioseacercaalSolbastantemásquelaórbitadeMartellegandoaunacercaníaconlaTierra.

•  Enlaoposición1900-1901llegóa0,27UAdelaTierra.

•  Mejoraúnenlaoposiciónde1930-1931llegóatansólo0,17UA.

•  SuparalajegeocéntricoesexcelenteparamedirelparalajeSolar(elparalajesolares8,8”porloqueelparalajedeErosesdeaproximadamente52”muyfácildemedir).

•  EroseselmásnotablemiembrodelafamiliadelosasteroidesDpoApolo-Amor.

•  ElperiheliodelasteroideApoloesmenosde1UAyelperiheliodeAmorestáentrelasórbitasdelaTierrayMarte.

•  Existeunapequeñaprobabilidaddequeunodeestospequeñosplanetasquecruzanlaórbitaterrestrechoqueconella.

•  En1989HenryHoltdescubrióunasteroideDpoApoloqueseacercóa800.000kilómetrosdelaTierra.

•  En1992elasteroideTouta5spasóasólo4millonesdekilómetrosdelaTierra.

•  En1993TomGehrelsencontróotro,de10kmdediámetro,quepasóasólo140.000km,menosdelamitaddeladistanciaalaLuna.

•  Sehaanunciadoqueel26deoctubredel2028pasaráunasteroidea1millóndekilómetrosdelaTierra.SecalculaquepuedeocurrirunacolisiónconlaTierracadamillóndeaños.

•  En1976EleanorHelindescubrióelasteroideAtencuyadistanciamediaalSolesmenoraunaunidadastronómicadedistancia,permaneciendosuórbitatodoelDempomáscercadelSolquelaTierra.

•  LosasteroidesAmor,ApoloyAtenconformangenéricamenteunafamiliadeObjetoscercanosalaTierra,eninglésNearEarthObjects,abreviadosNEOs.

•  LosNEOssonmoDvodeestudioenlaactualidadparalaNASAyelmundoentero.

•  Hoysehancatalogadomuchomilesdeellos,todoslosqueposeenuntamañosuperioraunkilómetro,cuyoeventualimpactoconlaTierrapodríaproducirunacatástrofeglobal.

•  AhorasetrabajaendescubrirycatalogartodoslosNEOsdemásde300metros,quepodríanproducirunaconmociónregionalolocal.

•  LaideadetrásdeestosestudiosespodertenerunaalertatempranadeunacolisiónconlaTierraypodertomarmedidas.

Gaspra Dimensiones: 18x11x9 km

MaAldedimensiones:66x48x46km

•  En1920WalterBaadedescubrióelprimerasteroidequecruzalaórbitadeJúpiteryllegacasihastaSaturno.

•  SelodenominóHidalgoyfuepormuchoDempoelasteroidequemássealejabadelSol.

Enrojo:órbitadeMarteEnazul:órbitadelaTierra

•  En1977CharlesKowaldescubrióunobjetoqueorbitaelSolentreSaturnoyUrano,conunperíodode51años.

•  Fuecatalogadocomoelasteroide2060,Chiron.•  Tieneundiámetrode200kilómetros;suórbitaeselípDcalocuallohaceracercarseaSaturnoensuperihelioyaUranoensuafelio.

•  ChironresultóserelprimerodeungrupodeasteroidesentreSaturnoyUranoquehansidollamadoslosCentauros,condistanciasmediasalSolentre13y25UAloquesitúaavariosdeellosmásalládelaórbitadeUrano.

•  Recientemente,aparDrde1992,sehandescubiertopequeñosplanetasmásalládelaórbitadeNeptuno(ydeladePlutón),condistanciasmediasalSolentre40y45UA.

•  EstoshansidollamadosobjetosTrans-Neptunianos(Trans-NeptunianObjectsoTNOsabreviadoseninglés).

•  SeesDmaqueexisten35.000objetoscomoellos,conórbitasentre30y50UA.EstosobjetosestánsituadosenelcinturóndeKuiper(Kuiperbelt).

•  EstosobjetoshanatraídolaatencióndelosastrónomospuessonobjetoscuyacomposiciónquímicaseríalaprimigeniadelanubesolarprimiDva;

•  setrataríaderemanentesdelaformacióndelsistemasolarquenoseintegraronenningúncuerpomayoryquesugrandistanciaalSolloshahechopermanecerinalteradosdesdeentonces.

Idaysusatélitedimensiones:60x25x20km

•  RecientementehasidodescubiertounTNOmuyalejadodelSolquequizásseaelobjetomásgrandedescubiertodesde1930(fechaenquesedescubrióPlutón).

•  HasidodesignadocomoSedna;estásituadoahoraa89unidadesastronómicasdelSol.

•  ConundiámetroesDmadoen1.000kilómetrosDeneuntamañoqueeslunterciodelaLunaycasilamitaddePlutón.

•  LosdescubridoresMichaelBrown(CalTech),ChadTrujillo(GEMINI)yDavidRabinowitz(Yale)lodescubrieronel14deNoviembredel2003entresimágenestomadasporeltelescopioSchmidtdeMontePalomarenEE.UU.

•  EllossugirieronbauDzarloSedna,diosaInuitqueviveenunafríayoscuracavernaenelfondodelmarÁrDco.

•  Sehanencontradoimágenespre-descubrimientoquelleganhasta1990.

•  Contodasellassehacalculadounaórbitaquemuestrasermuyalargada(muyexcéntrica)quehacequeSednaenelperihelioseubiquea76U.A.perollegahasta950U.A.enelafelioysuórbitaDeneunperíodode11.500años.

•  ElTNOqueposeíaelanteriorrecorderael2000CR105quevade44hasta410U.Aenunaórbitade3,400años.

•  SednaesunpocodistanteparaserunobjetodelcinturóndeKuiperperonollegalosuficientementelejosparaserpartedelanubedeOort.

•  EsunobjetoqueestásituadoenunaposiciónintermediaentrelosTNOsyloscometasdelargoperíodo.

Su alargada órbita sitúa a Sedna fuera del cinturón de Kuiper (por donde anda Plutón), hacia la nube de Oort, pero sin llegar a ella.

•  El29deJuliodel2005sehaanunciadoeldescubrimientodelobjetodelsistemasolarmásgrandesdesde1846(fechadeldescubrimientodeNeptuno).

•  Elobjeto,descubiertoenel2003yanunciadoenjuliodel2005,orbitaríaelsolen557añosenunaórbitaconunaexcentricidadmayorquelakpicadelosplanetasperonotangrandecomoladeloscometas.

•  Elnombreprovisorioelobjetoera2003UB313.

•  EnSepDembredel2006fuenombradocomoErisoÉride(ambasformassoncorrectasencastellano)esladeidadgriegaequivalentealalaDnaDiscordia.

•  AEris,entreotrascosasseleatribuyelosacontecimientosquellevaronalaguerradeTroya.

•  FuedescubiertoporelmismogrupoquedescubrióSedna,estoesMichaelBrown,ChadTrujilloyDavidRabinowitz.

•  EnelafelioErisalcanzalas97unidadesastronómicas(U.A.)mientrasenelperihelioseacercaalSolhasta35U.A.

•  Laexcentricidaddelobjetoese=0,47ysusemi-ejemayoresde66U.A.

•  SuinclinaciónconrespectoalaeclípDcaesde44o,inclinacióndegranmagnitud.

•  ElnuevoobjetoestásituadomuycercadesumáximadistanciaalSol(afelio)yDenemagnitud19.

•  SegúnobservacionesdeltelescopioespacialHubbleydelObservatorioKeckenHawai,eldiámetrodeErisesde2.398Km.(±96Km.);conunamasade1,66x1022kg.

•  ErisesunpocomásgrandequePlutóncuyodiámetroymasason:D=2.370Km.,m=1,25x1022kg.

•  LaUniónAstronómicaInternacionalensuAsambleaGeneraldePraga,enel2006,decidiócrearunacategoríadeplanetasenanos,entreloscualesestán,Plutón,Eris,SednayCeres.

•  QuaoaryotrosTNOsselosconsidera“candidatos”aplanetasenanos.

•  LacostumbreesnombraralosTNOscomodeidadesgriegasyenelcasodelospluDnos(objetosquecompartenlascaracterísDcasorbitalesdePlutón)condeidadesgriegasdelinframundo(Plutóneraeldiosdelinframundo).

Vista (artística) del Sol desde Sedna

Vista (artística) del Sol y la galaxia desde Sedna

•  Paraexplicarelorigendelospequeñosplanetassehansostenidodospuntosdevistatotalmenteopuestos.

•  Paraalgunosseríanlosfragmentosdeunplanetadetamañonormalquesedesintegróenungrancataclismo.

•  EstahipótesisfuepropuestaporOlbersacomienzosdelsigloXIX.

•  ParaotrossetrataríadeloscomponentesaparDrdeloscualesnologróconsDtuirseunplanetanormal.

•  SiestaúlDmahipótesisfueselacorrectasetrataríadematerialprimigenioquenollegóaaglomerarseparaconsDtuirunplaneta.

•  Cabeseñalarquelosplanetasexterioresalcinturóndeasteroides(Júpiter,Saturno,Urano,Neptuno)poseencaracterísDcasmuydiferentesdelasdelosplanetasdentrodelcinturón(Marte,Tierra,VenusyMercurio).

•  EstopareceindicarquelaparteexternadelSistemaSolarseformóbajocondicionesmuydiferentesalasimperantesdurantelaformacióndelosplanetasinteriores.

•  Esatransiciónhabríaocurridocuandodebíaformarseunplanetaa2,8UAytalvezesecambiobruscodetemperaturahizoimposiblelaformacióndeunplanetadehielo,comolosjovianos,odeunplanetarocoso,comolosterrestres.

•  Lamateriaprimaquedódispersaenesazona.•  EntodocasonoesunagrancanDdaddemasa:seesDmaquelamasadetodoslosasteroidesnoesmásde0,004lamasaterrestre.

•  LoqueahorahabríanoessuficienteparaformarunplanetacomparableniconMercurio,elmáschicodelosterrestres,conunamasade0,055masasterrestres.

•  Losquehayhoyobviamentenoesloquehabíahace4.600millonesdeaños,alformarseelsistemasolar.

PlanetaEnanos

•  Enel2006laIAU(UniónAstronómicaInternacional)definióunanuevacategoríadeobjetos:losplanetasenanos.SonobjetosqueorbitanalSol,deformaesférica,peroquenohan“limpiadosuórbita”.PlutóneselprotoDpo.

•  Ceresfue“elevado”alacategoríadeplanetaenano.

NEOs

AsteroideToutaDs,un

NEO.Durantelaexposiciónelasteroidesedesplazóloindicadoporeltrazo.

NeosdetamañosmayorqueunkilómetrodescubiertosenlosúlAmosveinteaños

NeosdetodoslostamañosdescubiertosenlosúlAmosveinteaños

NúmerototaldeNEOSconocidos

NúmerodeasteroidescercanosalaTierra(NEOsoNEAs)portamaño.Ladisminuciónhaciatamañospequeñosdebeserunefectodeselección

NEOs

ObjetoscercanosalaTierraDescubiertos•  Estemes: 65•  Esteaño: 1.023•  Desdesiempre 16.528PequeñosPlanetasDescubiertos•  Estemes: 834•  Esteaño: 18.266•  Desdesiempre 734.674

•  21Agosto2017