4. El Sistema Solar• Introducción• Procesos físicos• Planetología:

– La Tierra y la Luna– Los planetas interiores– Los planetas exteriores– Escombros planetarios

• El Sol:– Interior: el núcleo. Neutrinos solares– Atmósfera– Actividad solar

Índice

• Introducción– Inventario– Movimientos– Tamaño– Composición

• Procesos físicos– Radiación y materia

– Calor interno

Inventario

• El Sistema Solar contiene:– 1 estrella– 8 planetas conocidos– docenas de satélites– un número enorme de objetos con tamaños diversos

• información muy importante sobre origen del Sistema Solar

Planeta a (UA) M (M⊕) ∅ (∅⊕) ρ/ρagua

Mercurio 0.39 0.055 0.38 5.4Venus 0.72 0.82 0.95 5.2Tierra 1.00 1.00 1.00 5.5Marte 1.52 0.11 0.53 3.9Júpiter 5.20 318.00 11.20 1.3Saturno 9.50 95.00 9.50 0.7Urano 19.20 14.50 4.00 1.3Neptuno 30.10 17.10 3.80 1.6Plutón 39.50 0.0026 0.18 2.0

Planetas rocosos

Planetas jovianos

Planeta enano

Movimientos

• El movimiento de traslación de todos los planetas alrededor del Sol es en el sentido de giro antihorario

• El Sol y los planetas giran sobre sí mismos en el mismo sentido antihorario– Excepciones: Venus y Urano

• Los planetas tienen órbitas ~coplanarias en el plano de la eclíptica– Excepciones: Mercurio y Plutón

• Las órbitas planetarias son aproximadamente circulares, con excentricidades muy pequeñas– Excepciones: Mercurio y Plutón

• Distancia regular entre las órbitas– “ley” de Titius-Bode (s. XVIII): a (UA) =0.4+0.3×2n , n=-∞,0,1,2,... mnemo 03612

• Mayoría de satélites órbitas síncronas (Prot=Ptras )

– fuerzas de marea

Tamaños

• Si 1UA=1m:– Plutón: 40m– Próxima Centauri: 270 km

– Sol: Ø=9mm Tierra: Ø=0.085mm

Composición

• Compuestos más importantes:Fórmula Nombre Estado físicoH2O Agua sólido, líquido y gasCO Monóxido de carbono gasCO2 Dióxido de carbono sólido y gasCH4 Metano sólido y gasN2 Nitrógeno gasNH3 Amoníaco sólido y gasSiO2 Cuarzo sólidoFeO Óxido de hierro sólidoFeS Troilita sólido

• Típica del Universo• H+He >99% átomos, resto “metales”• Composición cuerpo determina muchas

propiedades importantes:– generación calor interno– reflectividad luz solar...

Radiación y materia

• Constante Solar: 1370 W/m2 (Fsol a 1 UA):

– determina TCN en Sistema Solar: T ∝ a-1/2

• Objetos no CN: albedo A fracción luz reflejada– polvo carbón A~0.03, roca A~0.1-0.3, hielo sucio A~0.5, hielo A~1

– Planetas: entre Mercurio A~0.11 y Venus A~0.65

– A> T<: menos energía de la que deshacerse

• Se puede calcular T incluyendo efecto A:– Venus,Tierra >: efecto invernadero (dificultad radiar En.)– Júpiter, Saturno, Neptuno >: energía interna

Calor interno

• Calentamiento radiactivo: isótopos radiactivos en su interior

– ahora sobre todo K, Th y U (T1/2>>)

– en el pasado quizá otros (26Al?) (T1/2<<)

• Calentamiento por acreción: – Planetas formados por acreción de fragmentos más pequeños– Si gradual quizá tiempo de escapar sin calentamiento– Si rápida, calor atrapado en interior

Planetología (comparada)

• Estudio comparativo de la Tierra y los otros planetas• Al principio más interés en diferencias• Ahora suficiente información para estudiar propiedades

en función de procesos comunes en condiciones distintas– masa– diámetro– composición química– distancia al Sol

• ¿Por qué atmósfera en Tierra y no en Luna?– M< gases pueden escapar

• ¿Por qué volcanes en Venus y Tierra, y no en Marte, Mercurio y la Luna?– Ø< se enfrían antes

Cosmogonía Sistema Solar

• Teoría de la Nebulosa Protosolar [denube_asistemaplanetario.mpeg]:

• En el centro (P,T>>) nace el sol

• Regiones externas disco: granos sólidos ~cm (gases+polvo) en 1000yr, después se agrupan en planetoides ~km

• Acreción de planetoides a baja velocidad forma protoplanetas ~1000km y choques entre estos forman planetas en 1000Myr

• Bombardeo de cuerpos menores sobre planetas y barrido del polvo por viento solar

Tipos de planetas

• Planetas terrestres o rocosos: Mercurio, Venus, Tierra y Marte– Corteza rocosa– Densidad ~ 5 g cm-3 (abundan hierro y silicatos)– Atmósferas secundarias (constituidas después de formación del planeta)

• CO2, H2O, N2 (Tierra O2 debido a actividad biológica)

• Planetas jovianos o gigantes: Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno– Sin superficie sólida– Densidad ~1 g cm-3 – Atmósferas primarias (formadas simultáneamente con el planeta)

• H2, He, NH3

– Sistemas de anillos

• Plutón: – Densidad ~2 g cm-3 (mezcla de rocas y hielo, cinturón de Kuiper?)

– Objeto del cinturón de Kuiper?

Planetas rocosos

Planetas rocosos: evolución

• Impactos y decaimientos radiactivos calentaron los planetas hasta que:– la mayor parte de Fe se asentó en el núcleo– el material más rocoso y ligero flotó y formó la corteza

• Cuánto se ha enfriado cada planeta depende de su tamaño (más pequeño = se enfría antes):– Mercurio,Luna: sin actividad volcánica desde hace 3Gy– Marte aún volcanes, pero muy localizados– Tierra y Venus todavía actividad tectónica y volcánica

• Los más grandes retuvieron su atmósfera primaria:– Venus más cerca del Sol: efecto invernadero muy fuerte– Marte más pequeño, no actividad tectónica: CO2 atrapado en rocas

y no efecto invernadero– Tierra lo bastante lejos del Sol y lo bastante grande para tener

agua líquida

Planetas jovianos

Planetas jovianos

• Júpiter/Saturno: mayor tamaño, mayor proporción de H/He

• Urano/Neptuno: mayor proporción de roca (con respecto a los otros)

• Todos con anillos: radio de Roche• Muchos satélites:

– intrínsecos– asteroides capturados

Escombros Planetarios

El Sol