Sistema Solar ( i )

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
Teor as sobre su formaci ní ó
Hoy en día existen las siguientes teorías:
•Teoría de la Acreción
•Teoría de los Protoplanetas
•Teoría Laplaciana moderna
•Teoría de la Captura
•Teoría de la Nebulosa Moderna

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
TEORÍA DE LA ACRECIÓN.
Acreción es la agregación de materia a un cuerpo. La
teoría de la acreción fue propuesta por el geofísico ruso Otto
Schmidl en 1944.
Asume que el Sol pasó a través de una densa nube
interestelar, y emergió rodeado de un envoltorio de polvo y gas.
La teoría no explica los satélites, o la ley de Bode, y debe
considerarse como la más débil de las aquí descritas

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
TEORÍA DE LOS PROTOPLANETAS.
La teoría del protoplaneta, desarrollada por Gerard P. Kuiper
y Thomas Chrowder Chamberlin.
Dice que inicialmente hubo una densa nube interestelar que
formó un cúmulo. Las estrellas resultantes, por ser grandes,
tenían bajas velocidades de rotación, en cambio los planetas,
formados en la misma nube, tenían velocidades mayores cuando
fueron capturados por las estrellas, incluido el Sol.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
TEORIA LAPLACIANA MODERNA
Laplace en 1796 sugirió primero, que el Sol y los planetas se
formaron en una nebulosa de núcleo muy condensado y con altas
temperaturas en rotación alrededor de un eje fijo que se enfrió y colapsó.
Se condensó en anillos que eventualmente formaron los planetas, y una
masa central que se convirtió en el Sol. La baja velocidad de rotación del
Sol no podía explicarse.
La versión moderna asume que la condensación central contiene
granos de polvo sólido que crean roce en el gas al condensarse el centro.
Eventualmente, luego de que el núcleo ha sido frenado, su temperatura
aumenta, y el polvo es evaporado. El centro que rota lentamente se
convierte en el Sol. Los planetas se forman a partir de la nube que rota
más rápidamente

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OCTUBRE 2016
TEORIA DE LA CAPTURA
La teoría de Captura explica que el Sol interactuó con
una proto-estrella cercana, sacando materia de esta. La
baja velocidad de rotación del Sol, se explica como
debida a su formación anterior a la de los planetas.

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OCTUBRE 2016
TEORÍA DE LA NEBULOSA MODERNA
Las teoría nebulares implican que antes
de la existencia del sistema solar una estrella
al final de su vida se convirtió en una
supernova que durante miles de años liberó
material estelar al espacio, finalmente al
colapsar parte de la nebulosa, explotó dando
origen al material constitutivo del Sol y los
planetas agrupados en una gran nebulosa. La
nube así formada viaja por el espacio con un
movimiento rotatorio o movimiento angular,
remanente del propio movimiento de la
estrella primitiva.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
Se consolida la teoría que
afirma que la fuerza
iniciadora en la formación
de nuestro Sistema Solar
debería ser la explosión
de una supernova.
Cabe imaginar que una
vasta nube de polvo y gas
que ya existiría,
relativamente estable,
durante miles de millones
de años, habría avanzado
hacia las vecindades de
una estrella que acababa
de explotar como una
supernova.
La onda de choque de esta explosión, la vasta
ráfaga de polvo y gas que se formaría a su
paso a través de la nube casi inactiva la
comprimiría, intensificando así su campo
gravitatorio e iniciando la condensación que
conlleva la formación de una estrella.

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OCTUBRE 2016
¿Cómo fue transferida la casi totalidad del momento angular a
los pequeños anillos formados a partir de la nebulosa? El
problema se complica al comprobar que, en el caso de Júpiter y
Saturno, cuyos sistemas de satélites les dan el aspecto de
sistemas solares en miniatura y que han sido, presumiblemente,
formados de la misma manera, el cuerpo planetario central
retiene la mayor parte del momento angular.
Ninguna teoría explica bien el
problema del momento angular.
Se trataba de que los planetas,
que constituían sólo algo más
del 0,1% de la masa del Sistema
Solar, ¡contenían, sin embargo,
el 98% de su momento angular!
¡ EL SOL ROTA MUY LENTO !
¡ JÚPITER Y SATURNO ROTAN MUY RÁPIDO !

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OCTUBRE 2016
Una posible explicación al problema del momento angular:
El astrofísico sueco Hannes Alfven incluyó en sus cálculos
el campo magnético del Sol. Cuando el joven Sol giraba
rápidamente, su campo magnético actuaba como un freno
moderador de ese movimiento, y entonces se transmitiría a
los planetas el momento angular.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
En un artículo aparecido en 2009 se ha sugerido que nuestro Sol nació
hace 4.600 millones de años formando parte de un cúmulo estelar con
una masa de entre 500 y 3000 masas solares y un radio de entre 1 y 3
pársecs, pensándose que aunque las estrellas que formaron dicho
cúmulo se han ido dispersando con los años existe la posibilidad de que
entre 10 y 60 de ésas estrellas pudieran estar en un radio de 100
parsecs alrededor del Sol.
Cúmulo abierto M 25

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Evolución
Originalmente se creyó que los planetas se formaron en o cerca de las órbitas
en las que los vemos ahora. Sin embargo, este punto de vista ha sido
sometido a un cambio radical durante la parte final del siglo XX y el principio
del siglo XXI. Actualmente se cree que el sistema solar se veía muy diferente
después de su formación inicial, con cinco objetos por lo menos tan masivos
como Mercurio estando presentes en el sistema solar interior.
El sistema solar exterior era mucho más compacto de lo que es ahora y el
cinturón de Kuiper comenzaba mucho más adentro de lo que comienza ahora.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
MIGRACIÓN EN EL SISTEMA SOLAR.
Propone la migración de los gigantes gaseosos a partir de una
configuración inicial más compacta hacia sus posiciones actuales,
mucho después de la disipación del disco protoplanetario de gas. Es
una hipótesis diferente de los modelos anteriores sobre la formación
del Sistema Solar. Esta migración planetaria se utiliza en
simulaciones dinámicas del sistema solar para explicar sucesos
históricos como el Bombardeo intenso tardío del sistema solar
interior, la formación de la nube de Oort, y la existencia de regiones
con cuerpos menores como el cinturón de Kuiper, los troyanos de
Júpiter y Neptuno, y numerosos objetos transneptunianos resonantes
con Neptuno.
Los modelos más recientes apuntan
a que Júpiter se formó más lejos de
su posición actual, mientras que
Saturno, Urano y Neptuno lo
hicieron más cerca.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
Simulación que muestra los planetas exteriores y el cinturón de
Kuiper:
a) Configuración inicial, antes de que la resonancia Júpiter/Saturno
fuese 2:1.
b) Espaciamiento de los planetesimales del cinturón de Kuiper
después del cambio orbital de Neptuno (azul) y Urano (verde).
c) Después de la expulsión del cinturón de Kuiper por los planetas
gigantes.

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OCTUBRE 2016
Futuro
Excepto por un acontecimiento imprevisible e inesperado, se estima que el
sistema solar, como lo conocemos hoy durará otros cientos de millones de
años más. Los próximos cambios serán:
-Los anillos de Saturno son bastante jóvenes y no se calcula que
sobrevivan más allá de 300 millones de años. La gravedad de las lunas de
Saturno gradualmente barrerá la orilla exterior de los anillos hacia el
planeta y, finalmente, la abrasión por meteoritos y la gravedad de éste
harán el resto, dejándolo sin sus característicos ornamentos.
- En algún momento dentro de 1,4 y 3,5 miles de millones de años
contados desde ahora, la luna de Neptuno, Tritón, caerá bajo el límite de
Roche de Neptuno, tras lo que su fuerza de marea hará la luna pedazos,
pudiendo crear un amplio sistema de anillos alrededor del planeta, similar
al de Saturno.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
Debido a la fricción de la
marea contra el lecho
marino, la Luna está
gradualmente drenando el
momento rotacional de la
Tierra; esto, a su vez, causa
que la Luna lentamente se
retire de la Tierra, a una
tasa de aproximadamente
38mm por año.
Mientras esto ocurre, la
conservación del momento
angular hace que la rotación
del planeta disminuya,
haciendo los días más largos
por aproximadamente un
segundo cada 60 000 años.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
En alrededor de 2 mil millones de años, la órbita de la Luna alcanzará
un punto conocido como "resonancia de giro y órbita", y tanto la Tierra
como la Luna estarán sincronizados por sus mareas. El periodo
orbital de la Luna, igualará el periodo de rotación de la Tierra y un lado
de ésta apuntará eternamente hacia la Luna, justo del mismo modo
que un lado de la Luna actualmente apunta hacia ella.

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OCTUBRE 2016
El Sol se está haciendo más brillante a una tasa de más o menos del
diez por ciento cada mil millones de años.
En mil millones de años no será posible la vida en tierra firme.
Dentro de 3,5 mil millones de años, la tierra alcanzará condiciones en su
superficie similares a las de Venus; los océanos hervirán por completo, y
toda la vida (en las formas conocidas) será imposible.
Dentro de alrededor de 6 mil millones de años, las reservas de hidrógeno
dentro del núcleo del Sol se habrán agotado y comenzará a utilizar
aquellas en sus capas superiores menos densas.
En unos 7,6 mil millones de años en el futuro, se habrá convertido en una
gigante roja.
Se espera que el Sol permanezca en una fase de gigante roja por
alrededor de cien millones de años, alcanzando un diámetro alrededor de
256 veces mayor al que tiene ahora y una luminosidad más de 2300
veces superior.

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OCTUBRE 2016
Durante este tiempo, es posible que en mundos del sistema
solar exterior las temperaturas sean suficientes para que
precipiten sus atmósferas y surjan océanos líquidos.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
El Sol es una estrella de tipo-G de la secuencia principal y clase de
luminosidad V que se encuentra en el centro del sistema solar y
constituye la mayor fuente de radiación electromagnética de este sistema
planetario

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
Composición de la
fotosfera
Hidrógeno73,46 %
Helio24,85 %
Oxígeno0,77 %
Carbono0,29 %
Hierro0,16 %
Neón0,12 %
Nitrógeno0,09 %
Silicio0,07 %
Magnesio0,05 %
Azufre0,04 %
En las regiones dentro de
0,20 R se encuentra cerca del⊙
34% de la masa del Sol y genera
el 99% de la energía por fusión
nuclear producida por el Sol.
La Temperatura en el núcleo es de 15.700.000 ºK
Y la presión 2,65×1016
Pa
ALGUNOS DATOS
Se calcula que en el núcleo la proporción
Hidrógeno – Helio es 49% - 49 %
La densidad en el núcleo solar es de 150
g/cm3 mientras que en la fotosfera es
0,0000002 g/cm3

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OCTUBRE 2016
ESTRUCTURA DEL SOL

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
EL NUCLEO
La temperatura en el núcleo del Sol alcanza los 16.000.000 ºK y en él se
dan dos tipos de reacciones nucleares
Ciclo CNOCadena protón-protón

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
El ciclo CNO se da en estrellas más calientes y con mayor masa que el Sol,
y la cadena protón-protón en las estrellas similares al Sol.
En cuanto al Sol, hasta el año 1953 se creyó que su energía era producida
casi exclusivamente por el ciclo de Bethe ( CNO ), pero se demostró durante
estos últimos años que el calor solar proviene en su mayor parte (~75 %) del
ciclo protón-protón.
Cuando agote el H comenzará a
fusionar He mediante un proceso
llamado triple alfa

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
Zona radiante
En la zona exterior al núcleo el transporte de la energía generada en el interior
se produce por radiación hasta el límite exterior de la zona radiativa. Como la
temperatura del Sol decrece del centro (15 MK) a la periferia (6 kK en la
fotosfera), es más fácil que un fotón cualquiera se mueva del centro a la
periferia que al revés.
Los fotones deben avanzar por un medio ionizado tremendamente denso
siendo absorbidos y reemitidos infinidad de veces en su camino. Se calcula que
un fotón cualquiera invierte un millón de años en alcanzar la superficie y
manifestarse como luz visible.

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OCTUBRE 2016
Zona convectiva
Esta región se extiende por encima de la zona radiante, y en ella los gases
solares dejan de estar ionizados y los fotones son absorbidos con facilidad y
se convierten en un material opaco al transporte de radiación. Por lo tanto, el
transporte de energía se realiza por convección, de modo que el calor
se transporta de manera no homogénea y turbulenta por el propio
fluido. Los fluidos se dilatan al ser calentados y disminuyen su densidad.
Por lo tanto, se forman corrientes ascendentes de material desde la zona
caliente hasta la zona superior, y simultáneamente se producen movimientos
descendentes de material desde las zonas exteriores menos calientes.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
La tacoclina es la zona de transición del Sol entre la zona
interior radiativa y la zona de convección que le rodea rotando
de manera diferencial. Este cambio de comportamiento
provoca una gran cizalladura, ya que la rotación cambia muy
rápidamente entre el interior radiativo que gira como un sólido
rígido, posiblemente debido a un campo fósil, y el exterior
convectivo que presenta una rotación diferencial con los polos
rotando más lentamente que las regiones ecuatoriales.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
LA FOTOSFERA
La fotosfera es la zona visible donde se emite luz visible del Sol. La
fotosfera se considera como la «superficie» solar y, vista a través de un
telescopio, se presenta formada por gránulos brillantes que se proyectan
sobre un fondo más oscuro. Estos gránulos parecen estar siempre en
agitación. Puesto que el Sol es gaseoso, su fotosfera es algo
transparente: puede ser observada hasta una profundidad de unos
cientos de kilómetros antes de volverse completamente opaca.
Normalmente se considera que la fotosfera solar tiene unos 100 o
200 km de profundidad.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
LA CROMOSFERA
La cromosfera (literalmente,
"esfera de color") es una capa
delgada de la atmósfera del sol
por encima de la fotosfera y por
debajo de la corona. Diferentes
modelos teóricos la sitúan entre
2200 y 5000 km de espesor.
En ondas de radio, milimétricas
y submilimétricas, la
Cromosfera es fácilmente
observable con radiotelescopios
diseñados especialmente para
la observación solar.

La corona solar es la capa más externa del Sol, está compuesta de plasma y
se extiende más de un millón de kilómetros desde su origen sobre la
cromosfera. Puede observarse desde la tierra durante un eclipse solar total o
utilizando dispositivos como el coronógrafo. La densidad de la corona solar es
un billón de veces inferior a la de la atmósfera terrestre al nivel del mar y su
temperatura alcanza hasta 106 Kelvin.1
Todos los detalles estructurales de la corona son debidas al campo magnético
del Sol.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
SOHO
LASCO C2.
SOHO
LASCO C3.
Large Angle and Spectrometric Coronagraph (LASCO): Estudia
la estructura y evolución de la corona solar mediante la creación
de un falso eclipse solar.
https://sohowww.nascom.nasa.gov/data/realtime-images.html

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
¿Cómo es posible que existan capas externas tan calientes?;
Esta pregunta que empezaron a plantearse los físicos solares en los años 50, sólo
comienza a ser contestada con certeza en la actualidad tras los experimentos a
bordo de SOHO.
Tenemos ya evidencias certeras de que el calentamiento se produce por la energía
que transportan ondas de tipo acústico (*) y otras asociadas al campo magnético,
producidas en las capas situadas más abajo, cercanas a la superficie.
( * ) Ondas MHD. ( Magnetohidrodinámicas )

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
ACTIVIDAD SOLAR
https://www.spaceweatherlive.com/es/actividad-solar
En la dirección anterior podemos ver la actividad solar en tiempo real.
-Las regiones de manchas solares
-La clasificación magnética de las manchas.
-Las clases de manchas solares.
-Los valores de las llamaras solares de las últimas horas
-Probabilidad de llamaradas en las diferentes regiones.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
CICLO SOLAR
El Ciclo
Solar 24
desde 1755,
cuando
comenzó el
registro
sistemático de
la actividad.
Comenzó
oficialmente el
4 de enero de
2008, si bien
presentó una
actividad
mínima hasta
comienzos de
2010,
Situación de la progresión anual del número de manchas
solares desde el año 2000, con los valores registrados
hasta mayo de 2016 (línea azul) y la predicción de
actividad hasta 2019 (línea roja).

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
Los acontecimientos de la actividad solar quedaron
grabados en el carbono radiactivo.
https://es.wikipedia.org/wiki/M%C3%ADnimo_de_Maunder

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
La Luna es el único satélite natural de la Tierra. Con un diámetro
ecuatorial de 3474 km1 es el quinto satélite más grande del Sistema Solar,
mientras que en cuanto al tamaño proporcional respecto de su planeta es
el satélite más grande: un cuarto del diámetro de la Tierra y 1/81 de su
masa. Después de Ío, es además el segundo satélite más denso. Se
encuentra en relación síncrona con la Tierra, siempre mostrando la misma
cara hacia el planeta

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
FORMACIÓN: TEORÍA DEL GRAN IMPACTO
https://youtu.be/xHLxy6idDpk
Estudios de los isótopos
de rocas lunares confirman
la formación de la Luna
entre 30 y 50 millones de
años después del sistema
solar.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
Teoría de captura. Al igual que otros satélites del sistema
solar se propone que pudo ser un asteroide capturado
por la Tierra
Teoría de fisión. En sus orígenes, una Tierra más grande
y fundida, giraría tan rápido que un fragmento se
desprendió.
Teoría de la co-formación lunar. En la misma nube
protoplanetaria se formaron a la vez Tierra y Luna
Teoría de colisiones planetesimales. El impacto de varios
planetesimales dio origen a la Luna
Teoría del gran impacto. Un planetesimal del tamaño de
Marte impactó con la Tierra y de los restos se formó la
Luna
Otras teorías sobre la formación lunar

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
Debido a la excentricidad de la órbita lunar, la inclinación del eje de rotación
de la Luna con respecto al plano de la eclíptica y al movimiento de rotación
de la Tierra en el curso de una revolución sideral, se logra ver, desde la
Tierra, un 59% de la superficie de la Luna -en vez del 50%-, como si
estuviese animado de ligeros balanceos de este a oeste y de norte a sur.
Estos movimientos aparentes se conocen con el nombre de libraciones.
La libración lunar

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
El paisaje lunar: tierras y mares
El aspecto más distintivo de la Luna es el contraste de zonas claras y
oscuras. Las zonas claras son las tierras altas y reciben el nombre de
terrae (del latín tierra. Forma singular: terra) y las planicies más oscuras
llamadas maria (del latín mares. Forma singular: mare), nombres
acuñados por Johannes Kepler.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
¿Por qué desaparecieron los volcanes y solamente se pueden apreciar
conos de ceniza asociados con depósitos de manto oscuro?
Si no existieron los volcanes ¿de dónde fue erupcionada la lava?
¿ Por qué no hay mares en la cara oculta de la Luna ?
Preguntas sin contestar sobre los mares lunares.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
Periodos geológicos lunares
La escala geológica lunar divide la historia de la Luna en seis períodos geológicos
generalmente reconocidos: Pre-Nectárico, Nectárico, Ímbrico (Inferior y Superior),
Eratosteniano y Copernicano. Los límites de esta escala de tiempo se relacionan con
los eventos de gran impacto que han modificado la superficie lunar, los cambios en
la morfología de los cráteres que se producen con el paso del tiempo y la distribución
espacio-temporal de la superposición de cráteres en las unidadees geológicas.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
Comparación del interior de la Tierra y la Luna
En la luna no
posee una
tectónica de
placas como la
Tierra y
tampoco tiene
campo
magnéticos,
aunque sí lo
tuvo en el
pasado.

ANTONIO GONZÁLEZ.
OCTUBRE 2016
Y para terminar…
Un paseo por la Luna
https://www.google.com/moon/

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