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Cuatro Sesiones de Astronomía. 2. El movimiento planetario y el sistema solar Alberto Carramiñana Alonso Liceo Ibero Mexicano, 12 agosto 2002. Tycho Brahe. El modelo de Copérnico provee una explicación cualitativa del movimiento planetario (por ej., movimientos retrógrados).
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Cuatro Sesiones de Astronomía 2. El movimiento planetario y el sistema solar Alberto Carramiñana Alonso Liceo Ibero Mexicano, 12 agosto 2002
Tycho Brahe • El modelo de Copérnico provee una explicación cualitativa del movimiento planetario (por ej., movimientos retrógrados). • Tycho Brahe midió las posiciones de los planetas visibles con precisiones de 4´, mostrando que el modelo de Copérnico no es exacto.
Las leyes de Kepler • Basado en las mediciones de Tycho, Kepler enunció las tres leyes del movimiento planetario: • Los planetas describen elipses con el Sol en uno de los focos. • El radio vector del Sol al planeta barre áreas iguales en tiempos iguales. • El cuadrado del periodo es proporcional al cubo del semieje mayor: P² = a³, con P en años y a en unidades astronómicas.
La órbita terrestre • Semieje mayor = 1 unidad astronómica = 149 597 870 km = 499 segundos luz. • Eccentricidad: e = 0.0167 la Tierra recibe 6.9% mas de radiación solar en perihelio que en afelio. • Próximo perihelio el 4 enero del 2003. • Las estaciones no se deben a la órbita elíptica.
El problema de dos cuerpos • Las leyes de Kepler se deducen directamente de las leyes de Newton: • La tercera ley de Kepler queda como: P² = a³/M , siendo M la masa central. Se cumple para los satélites planetarios. • Esto no considera las perturbaciones debidas a “terceros”. GMm F = m a = ——— r r2
Los miembros del sistema solar • El Sol. • Los planetas jovianos. • Los planetas terrestres. • Satélites planetarios: mayores y menores. • El cinturón de asteroides. • El cinturón de Kuiper. • Meteoritos y polvo. • Cometas.
El Sol • La estrella del sistema solar. • Contiene el 99.9% de la masa del sistema solar (73% hidrógeno, 25% helio, 2% otros). • Edad estimada en 4500 millones de años.
Los planetas jovianos • Contienen el 99.5% de la masa de los planetas. • Júpiter y Saturno tienen una composición química similar a la del Sol (H + He). • Urano y Neptuno tienen una mayor abundancia de hielos (metano CH4). • Poseen anillos y numerosos satélites.
Los planetas terrestres • Sólidos, pequeños y densos. • Interiores a la órbita de Júpiter. • La rotación de Mercurio y Venus está afectada por el Sol (fuerza de marea). • Mercurio carece de atmósfera. • Venus es similar en tamaño a la Tierra pero distinto en cuanto a su atmósfera (efecto de invernadero) y rotación retrógrada. • La Tierra: habitable y habitado. Posee la Luna. • Marte tiene una atmósfera delgada. Phobos y Deimos: probablemente asteroides capturados.
Lunas • Lunas de planetas jovianos: mundos aparte. • Mayores: Io, Europa, Ganímedes, Callisto, Titán, Tritón, la luna (único en un planeta terrestre). • Menores: asteroides capturados.
Asteroides y meteoritos • Empezando con Ceres en 1801. • Masa total menor a 0.0005M. • Situados en “órbitas resonantes” familias de asteroides (Apollo y Atenas cruzan la órbita terrestre). • Los meteoritos son demasiado pequeños para ser identificados y tener nombre.
Plutón y el cinturón de Kuiper • Plutón: el planeta mas pequeño (menor que la luna), órbita eccéntrica e inclinada. Descubrimiento casi fortuito. • El cinturón de Kuiper contiene objetos pequeños formados de hielos extendiendo desde Neptuno (30 UA) hasta 100 o 150 UA: Quironte, Pholus, Chariklo, Varuna. • Plutón - Caronte son considerados hoy en día los mayores objetos de cinturón de Kuiper.
Cometas • Aunque notorios, son pequeños. • Dos tipos de orbitas: • cometas de periodo corto (menos de 200 años): elípticas eccentricas. • cometas periodo largo (100 mil a un millón de años): casi parabólicas o hiperbólicas. • Cometas de periodo largo originados en la nube de Oort, a mas de 3000 UA.
