1. Anillos y Meteoritos

2. Anillos Un anillo planetario es un anillo de polvo y otras partículas pequeñas que gira alrededor de un planeta. Los más espectaculares y conocidos desde la época telescópica son los anillos de Saturno. Durante mucho tiempo se pensó que Saturno, era el único planeta con anillos y su singularidad era un problema. Desde 1610, en que Galileo observa los anillos de Saturno, hasta que, en 1977, se descubren los anillos de Urano, transcurren 367 años en que los anillos de Saturno son un caso único en el Sistema solar. Hoy se sabe que los cuatro planetas gigantes del Sistema Solar (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) poseen sus propios sistemas de anillos. Júpiter tiene un anillo y Urano nueve anillos discretos, al menos. El acercamiento de la Voyager a Neptuno en 1989 permitió comprobar que los anillos son ubicuos entre los planetas gaseosos gigantes del Sistema Solar exterior.

3. Anillos Componentes de un anillo

4. Anillos Los anillos de Neptuno tal como aparecían vistos desde observaciones terrestres eran muy raros pues parecían compuestos de arcos incompletos, pero las imágenes del Voyager 2 han mostraron anillos completos pero con trozos de distinta luminosidad que hacía que desde Tierra sólo se observaran los arcos más luminosos. Se piensa que la influencia gravitatoria de la luna pastora Galatea y posiblemente algunas otras lunas pastoras no descubiertas son responsables de estos grumos en los anillos. El acercamiento del vehículo espacial Voyager 2, el 25 de agosto de 1981, y de la sonda Cassini, que se puso en órbita de Saturno el 1 de julio de 2004, han permitido ver los anillos de Saturno de una forma nueva y que ha sorprendido quizá tanto como al primero que los vio, hace de ello casi cuatro siglos. Hoy los anillos de Saturno se muestran con gran riqueza de detalles: bandas, radios y trenzados.

5. Anillos La composición y tamaño de las partículas del anillo varía; pueden ser silicato o polvo helado (en tres de los planetas gigantes), y hielo de agua en el caso de Saturno. Los tamaños varían desde el tamaño de micrómetros al de piedras del tamaño de decenas de metros. A veces los anillos tienen lunas pastoras, lunas pequeñas que giran en los bordes exteriores de anillos o dentro de los huecos en los anillos, siendo responsables de las divisiones. Su tamaño oscila entre el kilómetro y las decenas de km. Estos satélites están dentro del sistema de anillos del planeta y también están dentro del límite de Roche de Júpiter. Una luna dentro del límite de Roche sólo puede permanecer unida si la cohesión en ella supera la distinta fuerza de gravedad en dos partes diferentes del satélite, así pues tiene que ser compacto y pequeño. La gravedad de los satélites pastores sirve para mantener el borde exterior del anillo muy delimitado.

6. Anillos El origen de los anillos planetarios no se conoce, pero se piensa que son inestables y desaparecen en unos centenares de millones de años. Como resultado, los sistemas del anillo actuales deben ser de origen moderno, posiblemente formado de los desechos de un satélite natural que sufrió un impacto grande o de materia primigenia que estaba más cerca del planeta que el límite de Roche por lo que no se pudieron agregar para formar un satélite o se rompió por la gravedad del planeta cuando pasó dentro del límite de Roche.

7. Anillos

8. Anillos Planetarios Los anillos de Saturno, Urano, Júpiter y Neptuno comparten cierto número de propiedades: ▪ Están compuestos de miríadas de partículas en órbitas independientes. ▪ Se encuentran mucho más cerca del planeta padre que cualquiera de sus satélites principales; de hecho, el grueso de cada sistema de anillos se encuentra a una distancia de la superficie del planeta inferior a un radio planetario. ▪ Los anillos están situados en el plano ecuatorial del planeta; de hecho, casi toda la materia que constituye los anillos se halla confinada en una delgada región en ese plano. ▪ El sistema de anillos de Júpiter Saturno Urano y Neptuno tiene cierto número de pequeños satélites cerca o dentro de los anillos. Pero cada sistema de anillos muestra sus propias peculiaridades:

9. Anillos Planetarios ▪ Los anillos de Júpiter tiene un anillo "brillante" que, en realidad, es muy débil y casi transparente. Hacia el interior del anillo se extiende un disco de partículas todavía, más débil, que quizás alcanza hasta la atmósfera del planeta. Un halo de partículas confiere al sistema un espesor vertical de unos 20.000 kilómetros. Están constituidos de silicatos. ▪ Los anillos de Saturno tienen siete porciones importantes. Algunas de ellas están separadas de las porciones vecinas por espacios anulares más o menos vacíos; los bordes de los otros se caracterizan por cambios en la densidad de la distribución de partículas de anillos. Cada porción o sección se designa por una letra, que refleja no su distancia a Saturno, sino el orden en que se descubrieron o se postularon las secciones. Los anillos A y B están separados por la división de Cassini; el anillo A incluye la división de Encke. Las letras se asignaron a los anillos en el orden de su descubrimiento. Sólo los anillos principales (A, B y C) se ven fácilmente mediante telescopios situados en la Tierra. Están constituidos de hielo de agua a una temperatura tan baja que les hace comportar como roca.

10. Anillos Planetarios Anillos de Jupiter

11. Anillos Planetarios ▪ Los anillos de Urano tienen no menos de nueve anillos muy estrechos. Se detectaron desde la Tierra y se designan por números o letras griegas. Están constituidos de silicatos y son muy oscuros. Todas las partículas de un sistema de anillos comparten un movimiento orbital común en torno al planeta: viajan en la dirección de la rotación de éste. Los movimientos vertical y radial superpuestos al movimiento orbital de cada una de tales partículas no están sujetos a esa ligadura. De aquí que las partículas vecinas se muevan arbitrariamente en esas direcciones con respecto a las otras partículas; y así los choques resultan inevitables.

12. Anillos Planetarios Anillos de Urano

13. Resonanacia Gravitacional y los Anillos La resonancia en un disco de partículas da por resultado una situación bastante diferente a la de los satélites pastores. El movimiento de los cuerpos en órbita alrededor de un planeta de masa mucho mayor está dominado, fundamentalmente, por el campo gravitatorio del planeta. Ahora supongamos un satélite natural grande y por tanto exterior al límite de Roche y al sistema de anillos. Cerca de las distancias radiales del planeta a las que las partículas del disco tendrían un período orbital conmensurado con el de uno de los satélites del planeta (1/2, 1/3, 2/5 o en general n/m) la amplificación del efecto gravitatorio del satélite durante largos períodos de tiempo hace que se pierden partículas en una banda situada a la distancia radial correspondiente a una resonancia

14. Resonanacia Gravitacional y los Anillos La explicación estriba en que cada n órbitas del satélite natural, la partícula del anillo da m vueltas exactas por lo que al cabo del tiempo en que el satélite natural da n vueltas se halla a la mínima distancia de la partícula causando un tirón gravitacional que hace que las órbitas de las partículas dejen de ser circulares. Y aumenta la probabilidad de que las partículas choquen con sus vecinas menos perturbadas. ¿Qué acontece entonces? Se pierden partículas en una banda situada a la distancia radial correspondiente a una resonancia. La banda suele abarcar una anchura natural de unas decenas de kilómetros. El efecto de la resonancia es muy conocido en física. Supongamos una niña que se columpia con un periodo de 2 segundos.

15. Resonanacia Gravitacional y los Anillos Sí su padre la empuja a periodos arbitrarios no causará el mismo efecto que si la impulsa cada 2 segundos pues entonces lo hará de manera eficaz y causando el aumento de la oscilación. A esta intensificación o amplificación de la fuerza que llega a afectar de forma notable a sus movimientos se le conoce con el nombre de resonancia. Considérese que, si el período orbital de un satélite es un múltiplo exacto o una fracción del de otro satélite, el efecto gravitatorio neto de cada satélite sobre el otro vendrá a ser, en resumidas cuentas, un tirón o un empujón aplicado, repetidamente, en el mismo punto del movimiento cíclico. Así se amplifica el efecto. El cuerpo principal del sistema de anillos de Saturno incluye por su proximidad al planeta, los brillantes anillos B y A. Entre ambos está la división de Cassini de 5000 kilómetros de ancho.

16. Resonanacia Gravitacional y los Anillos Las partículas de la proximidad del borde exterior del anillo B (borde interior de la División de Cassini) describen órbitas en torno a Saturno en 11h 24m, aproximadamente dos veces por cada órbita completa del satélite Mimas, 3 veces por cada órbita completa del satélite Encélado, 4 veces por cada órbita completa del satélite Tetis. Estas resonancias son las responsables de la división de Cassini. La resonancia podría explicar también la docena de estrechos huecos en la parte externa del anillo A, que al parecer resultan de resonancias producidas por los satélites coorbitales Jano y Epimeteo y los satélites pastores del anillo F Pandora y Prometeo. Con una relación directa con el tema, pero en otro orden de cosas, la resonancia de Júpiter es culpable de los huecos de Kirkwood o ausencia de asteroides a determinadas distancias del cinturón de asteroides que guardan una relación conmensurable con el periodo orbital de Júpiter.

17. Resonanacia Gravitacional y los Anillos Anillos de Saturno

18. Formaci ón de los Anillos Entre las varias hipótesis que intentan explicar el porqué de la existencia de estos cinturones de partículas alrededor de ciertos planetas de nuestro Sistema Solar, pueden destacarse tres: 1. La hipótesis de condensación de la materia circumplanetaria en torno al astro. Según esta hipótesis, la aglomeración de la materia comenzó con el enfriamiento de la envoltura del planeta y la consiguiente condensación de gases en mínúsculos granos sólidos, que quedaron inmersos en la zona del plano ecuatorial del planeta debido a las fuerzas de gravitación y de rozamiento entre ellos. Los granos aumentarían de tamaño por condensaciones en la superficie hasta alcanzar, en algunos casos, metros de longitud.

19. Formaci ón de los Anillos 2. La hipótesis de la desintegración de uno o varios cuerpos por las fuerzas de marea del planeta. Fué propuesta por primera vez en 1848 por el matemático francés Edouard Albert Roche, y en resumen viene a decir que un gran cuerpo, un satélite o un gran meteorito, se desintegró en miles de fragmentos cuando alcanzó las proximidades del planeta, originandose los anillos con los fragmentos de la desintegración. La causa de la desintegración sería la gran distorsión por un efecto de marea, esto es, las fuerzas de cizalla que aparecen por el hecho de que la gravitación que ejerce el planeta es diferente en las zonas del objeto más cercanas a la superficie planetaria que en aquellas que se encuentras más lejos. Roche hizo cálculos para determinar en qué limite las fuerzas de marea de un gran planeta como Saturno podrían exceder a las fuerzas cohesivas de autogravitación de un gran objeto que se le acercase. (Lo que se llamaría después el límite de Roche ).

20. Formaci ón de los Anillos 3. La hipótesis del impacto catastrófico de uno o varios de los satélites con un meteorito exterior . Según esta hipótesis un gran satélite situado en las zonas en donde hoy se encuentra el grueso de las formaciones anulares, o, quizás, varios satélites, impactaron de manera catastrófica con un gran meteorito que circulaba de forma errante por el interior del Sistema Solar. Esta hipótesis, presentada por Eugene Shoemaker, pretende apoyarse en la existencia de inmensos cráteres de impacto en algunos satélites de Júpiter o de Saturno, indicando que en algún caso, como el del pequeño satélite, Mimas, de Saturno, el impacto del tremendo cráter que presenta estuvo a punto de desintegrarlo. Alrededor del mismo Saturno, y ocupando órbitas practicamente idénticas, se encuentran dos objetos de unos 100 kms, que podrían haber resultado de la desintegración de un gran satélite.

21. Meteoritos Como un asteroide un meteoroide es una roca que cruza el espacio, la diferencia entre meteorito y asteroide está dada básicamente por su tamaño. Un meteoro es una luz breve brillante que aparece en la atmósfera cuando un meteorito entra en ella incinerándose por la fricción con el gas. Si parte del meteoro sobrevive como para llegar a la Tierra esta fracción se conoce como meteorito. Alrededor de 300 toneladas de meteoritos caen a la Tierra diariamente. Casi todos los meteoritos son fragmentos de asteroides y el encontrar alguno da la oportunidad de estudiar estos cuerpos a larga distancia. Los meteoritos se clasifican en categorías: Rocosos. Similares a rocas terrestres a primera vista pero que en realidad están cubiertos por una corteza adquirida durante la entrada por la atmósfera. En su interior se pueden encontrar trazas de hierro. Estos constituyen el 98% de los meteoritos que alcanzan la Tierra pero son difíciles de encontrar ya que su exposición al clima los hace prácticamente indiferenciables del entorno.

22. Meteoritos Rocosos Férricos. tienen una composición en cantidad similar de roca y hierro constituyen el 1%. Férricos. Son de hierro puro y constituyen el 4% de los que caen a la Tierra. Pueden contener un 10 a 20% de níquel. Una clase especial de asteroides se denomina Condritas carbonaceas y contienen cantidades de material de carbono y compuestos de carbono incluyendo moléculas orgánicas con un 20% de agua. Se considera que estos meteoritos son muestras del material primordial del cual fue creado el Sistema Solar. También se han encontrado amino ácidos que son los ladrillos constructores de la vida.

23. Meteoritos

24. Meteoritos