La Formación del Sistema Solar

1. La Formación del Sistema Solar

2. El Sistema Solar El Sistema Solar está formado por el Sol, los planetas y sus satélites que les acompañan, asteroides, cometas, meteoritos, polvo y gas interplanetario.

3. El Sistema Solar La frontera entre el Sistema Solar y el espacio interestelar - llamada heliopausa - se supone que se encuentra a 100 UA. Los cometas, sin embargo, son los más alejados del Sol; sus órbitas son muy excéntricas, extendiéndose hasta 50.000 UA o más. El Sol contiene el 99.85% de toda la materia en el Sistema Solar. Los planetas, que están condensados del mismo material que formó el Sol, contienen sólo el 0.135% de la masa del sistema. Júpiter contiene más de dos veces la materia de todos los otros planetas juntos. Los satélites de los planetas, cometas, asteroides, meteoroides, y el medio interplanetario constituyen el restante 0.015%.

4. Formación del Sistema Solar En el pasado: No habia relación entre todos los cuerpos del Sistema Solar Cuando empezaron a notarse las diferencias, inició lo que se conoce como planetología comparativa. Han existido diversas teorías sobre la formación del Sistema Solar, aunque la que mayor éxito ha tenido es la llamada Teoría Nebular.

5. Formación ¿Qué debe cumplir una teoría para explicar la formación del SS? • Explicar el movimiento de los cuerpos celestes • Todos los planetas orbitan al Sol en la misma dirección • Todas las orbitas caen en el mismo plano • Las orbitas son casi circulares • El Sol rota en la misma dirección en la que orbitan los planetas • Explicar las propiedades de los planetas • Características de los planetas Terrestres o internos • Características de los planetas Jovianos o externos • ¿Por qué unos son pequeños y otros son gigantes? • Composición interna de los planetas

6. Formación • Explicar la formación de asteroides y cometas • Movimiento orbital de los asteroides • Su posición dentro del SS • Formación de los cometas • Su movimiento orbital • Propiedades generales de los asteroides y cometas • Explicar aspectos muy particulares • Excentricidad de las orbitas de Plutón y Mercurio • Eje de rotación de Urano • Dirección de rotación de Venus • Satélites grandes: en la Tierra y Plutón

7. Formación Preguntas sobre el origen del sistema solar han surgido desde hace miles de anos atras. En 1778 Georges-Louis Leclerc propuso que un cometa gigante choco contra el Sol, produciendo la eyeccion de un disco de material que despues se condenso y formo los planetas. Teorias que involucran fuerzas de marea apoyaban que un encuentro cercano con una estrella le quito material al Sol, con el cual se formaron los planetas. Todas estas teorias tienen diversas dificultades, como por ejemplo de energia y composicion interna. Ademas de minima probabilidad de un posible encuentro con otro cuerpo celeste. Otras teorias sugieren que el Sol acreto material planetario del medio interestelar, pero no logra explicar la diferente composicion entre el Sol y los planetas.

8. Formación Las teorias que han tenido mayor exito sugieren que el Sol y los planetas se formaron simultaneamente. Estas teorias, llamadas nebulares datan desde mucho tiempo atras. Algunos de los personajes mas importantes que apoyaban esta teoria estan Rene Descartes (1596-1650) Immanuel Kant (1724-1804) y Pierre-Simon de Laplace (1749-1827). Aunque la Teoria Nebular aun tiene muchos problemas por resolver, todo parece indicar que este modelo es el mas adecuado para explicar la formacion del Sistema Solar. La teoria nebular es una teoria evolutiva, la cual describe el desarrollo del sistema solar a traves de una serie de pasos graduales y naturales en terminos de principios fisicos. La teoria nebular se puede ver como un caso particular de la formacion de estrellas. Actualmente se sabe que las estrellas de baja masa (< 2 masas solares), como nuestro Sol, se forman via el modelo de acrecion propuesto por Frank Shu.

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10. Formación La formacion de los planetas en la teoria nebular se conoce como modelo de condensacion. De acuerdo con este modelo, los planetas se formaron en tres etapas. En la primera etapa, los granos de polvo, en la nebulosa solar (o disco circunestelar), formaron nucleos densos, los cuales empezaron a acumular material. Una vez que se formaron los nucleos densos, estos empezaron a colisionar unos con otros y algunos nucleos crecieron rapidamente formando lo que se conoce como planetesimales, los cuales tenian una gran variedad de tamanos, desde algunos milimetros hasta varios kilometros.

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12. Formación En la segunda etapa de la formacion de los planetas, las fuerzas gravitacionales entre los planetesimales hizo que siguieran colisionando y fusionandose, formando objetos cada vez mas grandes hasta que casi todo el material del sistema solar joven se acumulo en unos cuantos proto-planetas, los cuales eventualmente evolucionaron a los planetas que conocemos hoy en dia. Durante la tercera etapa, los protoplanetas empezaron a crecer. Ademas, los campos gravitacionales intensos provocaron colisiones de alta velocidad entre planetesimales y protoplanetas. Estas colisiones hicieron que algunos cuerpos pequenos se fragmentaran en objetos mas pequenos, los cuales fueron arrastrados por los protoplanetas provocando una lluvia meteorica intensa.

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14. Planetas Internos y Asteroides En las regiones internas del sistema solar primitivo, la condensacion de gas a solido inicio cuando la temperatura promedio alcanzo ~1000K, por lo cual el medio ambiente era muy caliente para que las particulas de hielo sobrevivieran. Muchos de los elementos abundantes mas pesados, p.ej. el silicio, hierro, magnesio, aluminio, se combinaron con oxigeno para producir una variedad de materiales rocosos. Por lo tanto, los planetesimales en el sistema solar primitivo interno fueron de naturaleza rocosa, los que posteriormente dieron lugar a los proto-planetas y planetas. Estos materiales mas pesados tambien se condensaron en granos en el sistema solar externo. Sin embargo, la abundancia de elementos mas ligeros en estas partes era mucho mayor que la de elementos pesados, contrario a lo que habia en las parte interna. AUnque en numeros absolutos en la parte interna habia menos elementos.

15. Planetas Internos y Asteroides La relativa falta de elemntos rocosos y metalicos disponibles para formar granos en la parte interna del la nebulosa solar es la principal razon del porque los planetas terrestres nunca acumularon masas grandes como los planetas jovianos. Otro hecho importante es que durante la formacion de los planetas internos, su temperatura superficial era bastante elevada y su gravedad baja, factores que impidieron capturar o retener gases de su entorno. La existencia de agua y elementos ligeros en algunos planetas internos se piensa que vino en forma de cometas que se formaron en la parte mas externa del sistema solar. Se cree que el cinturon de asteroides entre Marte y Jupiter son los restos de material (planetesimales) de un planeta que no se llego a formar. Esto debido al enorme campo gravitacional de Jupiter.

16. Planetas Internos y Asteroides

17. Planetas Jovianos y Asteroides En la parte media y en las regiones externas del sistema solar primitivo, mas alla de 5 UA del Sol, la temperatura fua muy baja que permitio la condensacion de los gases abundantes en forma solida. A temperarturas menores a unos cuantos cientos de grados kelvin, los gases se condensaron y los planetesimales que se formaron bajo condiciones frias, donde predominaban los materiales congelados y de baja densidad. Posteriormente, estos fragmentos evolucionaron para formar los nucleos d elos planetas jovianos. Debido a que mas material se condenso en las partes externas, la acrecion fue aun mayor, lo que permitio que los planetas en estas regiones crecieran rapidamente.

18. Planetas Jovianos y Asteroides Con la formacion de los cuatro planetas jovianos, el resto de los planetesimales fueron atrapados por estos planetas debido a sus intensos campos gravitacionales. Y despues de cientos de millones de anos, muchos de estos fragmentos interplanetarios se fueron a la parte mas externa del sistema solar, lo que posiblemente dio origen a lo que conocemos como nube de Oort.

19. Planetas Jovianos y Asteroides