Cometas y Asteroides

1. Cometas y Asteroides

2. Cometas Hasta que en el año 1577 Tycho Brahe probó que los cometas eran realmente objetos astronómicos, la gente pensaba que, simplemente, se trata de fenómenos atmosféricos. Los cometas son objetos celestes reconocidos desde la antigüedad. A mediados de la década de 1990 se habían catalogado alrededor de 878. Son objetos de forma irregular, pequeños, que siguen orbitas muy elípticas alrededor del Sol. Newton probó que siguen las leyes de la gravitación. En 1682, el astrónomo Edmund Halley hizo un descubrimiento de gran importancia para la Astronomia de la época: al comparar los elementos orbitales del cometa que apareció ese mismo año con el que habia aparecido en 1607 dedujo que se trataba del mismo objeto, e, incluso, afirmaba que era el mismo que habia aparecido en 1531. Esto le hizo predecir que este cometa volvería a aparecer cada 76 años. Se confirmó exitosamente esta predicción en la aparición de 1759.

3. Cometas Durante la formación del sistema solar en las partes mas alejadas de la protoestrella, las bajísimas temperaturas permitieron que se formaran objetos constituidos por hielo de metano, agua y dióxido de carbono mezclados con rocas y polvo, a estos objetos se les llamo inicialmente, por el astrónomo americano F.L. Whipple, bolas de nieve sucias, ahora se conocen como cometas. Cometa Kohoutek, enero de 1974 Esta rocas giran en torno al Sol en órbitas elípticas muy grandes y con diferentes inclinaciones con respecto a la eclíptica. Cuando están lejanos al Sol los cometas son una roca sólida e invisible, cuando se acercan al él sus componentes gélidos comienzan a vaporizarse liberando gases y partículas de polvo. En este momento se hacen visibles y se les distinguen sus componentes característicos como son:

4. Cometas Núcleo: Relativamente estable compuesto de hielo y gas con pequeñas cantidades de polvo y otros sólidos, su tamaño puede ser de varios kilómetros. Coma: Nube densa de agua, de dióxido de carbono y otros gases sublimados desde el núcleo. Nube de hidrógeno: Es enorme y rodea al núcleo, no es visible ya que es ultravioleta Cola de polvo: Puede llegar a medir varios millones de kilómetros, son partículas de tamaño muy pequeño y es la parte mas prominente de un cometa. Siempre apunta en sentido contrario al Sol debido a que es empujada por el viento solar. Cola de iones: también de varios millones de kilómetros de longitud ocasionada por la interacción de los gases principalmente de metano con el viento solar. Cometa Hale-Bopp, 1997

5. Cometas Cometa Ikeya-Seki, octubre 1965 Después de muchos pasos cercanos al Sol el cometa puede perder gran cantidad de sus gases y quedar como roca sólida. También pueden precipitarse hacia la estrella o hacia algún planeta del sistema solar o ser eyectados del mismo. El cometa West, marzo 1975

6. Cuna de los Cometas Existen dos “almacenes” de cometas que son El Cinturón de Kuiper y la Nube de Oort.

7. Cuna de los Cometas El cinturón de Kuiper se encuentra en el plano de la eclíptica y se extiende desde la órbita de Plutón hasta unas 500 UA del Sol. Gerard Kuiper propuso la existencia de este cinturón en 1951 y el primer objeto fue descubierto en 1992. La mayoría de cometas de corto periodo, es decir, cuya órbita dura menos de 200 años provienen de este cinturón. La mayor parte de cometas que se descubren son de periodo largo es decir sus órbitas alrededor del Sol son de uno a 30 millones de años llevándolos a distancias de cientos (incluso miles) de UA. Se cree entonces que el “almacen” de estos cometas se encuentra a esta distancia y se conoce como Nube de Oort por haber sido Jan Oort quién hipotetizó su existencia. Esta nube mas que un cinturón se considera que tiene una distribución esférica encerrando el sistema solar. Finalmente, las interacciones gravitacionales de un cometa con objetos del sistema solar pueden ocasionar cambios en sus periodos, y así un cometa de largo periodo puede convertirse en uno de corto periodo o en casos mas catastróficos puede llevar a un cometa a impactar un planeta como sucedió en 1993 cuando el Shoemaker-Levy 9 impactó a Júpiter.

8. Cuna de los Cometas La Nube de Oort es una gran nube esférica que rodea a todo el Sistema Solar extendiéndose hasta los 3 años luz. Esto es, hasta unos 28 billones de kms. Esta distancia se considera ya el límite físico de la influencia gravitatoria del Sol.

9. Cuna de los Cometas En 1950, el astrónomo Jan H. Oort infirió la existencia de esta nube ante la evidencia física de los cometas de periodo largo que nos visitan en el Sistema Solar interno. A partir del estudio orbital de unos 19 cometas de largo periodo, Oort dedujo la existencia de esta fuente de cometas, zona externa del sistema solar, formada por rocas heladas (se habla de temperaturas de 4º kelvin), que se ha visto corroborada con los datos de observaciones posteriores. Se considera hoy que esta nube se extiende entre las 50.000 y las 180.000 UA. Dos de los cometas recientes, el Hyakutake y el Hale-Bopp, son objetos que, se cree, proceden de la nube de Oort. El Hyakutake, de mediano tamaño, llegó a acercarse a una distancia de 0.10 UA (unos 15.000.000 de kms), que le hizo bastante espectacular. El Hale-Bopp, sin embargo, es un cometa muchísimo más grande y dinámico (su tamaño se considera como 10 veces el tamaño del Halley), y se manifestó muy luminoso a pesar de no haberse acercado a nosotros mas de 1.32 UA (unos 192.000.000 de kms).

10. Orbitas Cometarias Los cometas pueden clasificarse por el periodo orbital alrededor del Sol en dos tipos: Cometas de periodo corto: tienen una orbita alrededor del Sol no mayor que la que sigue el planeta Júpiter. Un ejemplo es el cometa Hencke, cuyo periodo orbital es de 3.3 años. Cometas de periodo largo: como el Halley, por ejemplo, que recorren orbitas que sobrepasan en longitud la órbita de Neptuno. Hay cometas de periodo muy largo, que tardan miles de años en completar una órbita, e, incluso, cometas que solamente una vez se acercan al Sol, no volviendo a aparecer. Un ejemplo de cometa de periodo muy largo es el llamado cometa Donati, que apareció en 1858, con un periodo orbital que se estima en unos 2000 años.

11. Orbitas Cometarias No se conoce ningún cometa que se haya acercado a nosotros siguiendo una órbita hiperbólica, es decir, con origen exterior al Sistema Solar. Todas las órbitas observadas son elípticas, la mayoría de una gran excentricidad. La gran alteración gravitatoria que ejercen en los cometas los grandes planetas del Sistema Solar, en particular Júpiter, hace que muchos de ellos no vuelvan a aparecer. Se conocen más de 70 cometas que sufren alteración gravitacional del planeta Júpiter (es el llamado "Grupo de Júpiter"). En cuanto a la forma de la orbita, hay que señalar que ciertos cometas, en general de periodo corto, se desplazan en un plano casi paralelo al plano de la eclíptica, pero no así los de periodo largo, cuyas orbitas están contenidas en planos cualesquiera.

12. Orbitas Cometarias

13. Orbitas Cometarias Existe una estrecha relación entre las orbitas cometarias y las lluvias de meteoros que observamos en nuestro planeta. Así, la lluvia de las Perseidas, o "Lágrimas de San Lorenzo", que observamos en agosto de cada año, se produce al paso de nuestro planeta por la órbita cometaria del Cometa III de 1862. Del mismo modo, las Leónidas, observadas en noviembre, se encuentran en la ruta de paso del Cometa I de 1866 Existen otras relaciones entre lluvias meteóricas observadas cada año y órbitas cometarias.

14. Lluvia de Meteoritos Ocurren cuando la Tierra pasa a través de la órbita de un cometa. A su paso el cometa deja en el espacio un rastro de micro partículas que al estrellarse contra la atmósfera se vuelven incandescentes mostrándose como gran cantidad de meteoritos que parecen salir de un mismo punto o radiante. La localización de este radiante es el que le da el nombre a las lluvias de estrellas.

15. Asteroides Los asteroides son pequeños cuerpos celestes cuyos diámetros en general son inferiores a los 1000 kilómetros que giran en torno al Sol, la mayoría de ellos se encuentran entre las órbitas de Marte y Júpiter. Se han catalogado mas de 7000 y cientos mas se descubren cada año. Asteroide Gaspra

16. Asteroides Titius y Bode en el siglo XVIII observaron cierta relación matemática entre las órbitas de los planetas que hoy se conoce como Ley de Titius – Bode. De esta relación se supuso la existencia de un planeta entre Marte y Júpiter. La idea de encontrar este nuevo planeta fue un gran estímulo para los astrónomos de la época. Giuseppi Piazzi el 1 de Enero de 1801 descubrió un pequeño objeto en movimiento en la zona descrita, pero su observación solo fue comprobada por Franz Xaver, Baron von Zach en diciembre del mismo año siguiendo los cálculos hechos por Johann Carl Friedrich Gauss. Este cuerpo fue bautizado como Ceres por el dios siciliano de la cosecha. Ceres orbita al Sol cada 4.6 años a una distancia promedio de 2.77 UA. Su diámetro se estima en 918 km. Ceres fue clasificado como un asteroide, palabra acuñada por William Herschel la cual en Griego quiere decir parecido a una estrella. Debido a sus reducidas dimensiones se los denominó "pequeños planetas" y como, al ser observados telescópicamente, tienen una apariencia estelar, se los designó asteroides, que literalmente significa "con forma de estrella".

17. Asteroides Asteroide Eros Asteroide Toutatis

18. Asteroides El 28 de Marzo de 1802 Heinrich Olbers descubrió otro objeto que se movía rápidamente al cual llamó Pallas que al igual que Ceres orbita al Sol a una distancia promedio de 2.77 UA en un periodo de 4.6 años, su diámetro fue calculado en 522 km. Dos cuerpos mas fueron descubiertos en los siguientes años Juno en 1804 y Vesta a mediados del siglo XIX. A finales del siglo XIX con la utilización de técnicas fotográficas se habían encontrado 228 asteroides, en la actualidad cientos de asteroides son descubiertos cada año. No se sabe exactamente cuantos son y es probable que ya se hayan detectado la mayoría de los que miden mas de 100 km de diámetro y casi la mitad de los que llegan a 10 km, pero pueden haber mas un millón de no más de 1 km. A la franja en donde orbitan estos cuerpos que se encuentra entre 2 a 3.5 UA de distancia del Sol se le conoce como el cinturón de asteroides.

19. Asteroides

20. Asteroides Júpiter ejerce una fuerte influencia gravitatoria sobre los asteroides; puede decirse que algunos han sido "capturados" por la gravedad de Júpiter. Se ha observado que unos 20 planetitas están ubicados a la misma distancia del Sol que Júpiter, con períodos de traslación semejantes al de ese planeta; se los llamó Troyanos, y los nombres individuales de los objetos que forman este grupo recuerdan a los héroes griegos mencionados por Homero en la Ilíada y la Odisea. Los asteroides Troyanos se ubican en uno de los vértices de un triángulo equilátero con vértices en el Sol y Júpiter.

21. Asteroides Los asteroides muestran variaciones de brillo periódicas que revelan que se encuentran en rotación sobre si mismos, un periodo de rotación típico es de 5 a 20 horas. Las órbitas alrededor del Sol son elípticas y ocasionalmente pueden cruzar las órbitas planetarias, estos acercamientos planetarios podrían alterar su curso y eventualmente llevarlos a colisionar con algún planeta. En la Tierra el choque de un asteroide o cometa hace 60 millones de años condicionó la desaparición de los grandes dinosaurios y el desarrollo de pequeños mamíferos en cuya evolución apareció el hombre moderno. Actualmente existen programas de observación telescópica que realizan un muestreo permanente en  búsqueda  de objetos que puedan acercarse a nosotros, dos de ellos son el Near Earth Asteroid Tracking Telescope localizado en el cráter Haleakala en Maui, Hawaii y el Spacewatch Telescope en Kitt Peak, Arizona.

22. Asteroides La sonda espacial Galileo ha encontrado y fotografiado dos asteroides en su largo viaje a Júpiter. El segundo asteroide que ha fotografiado, Ida, ha resultado tener un satélite, que aparece en esta fotografía como un pequeño punto a la derecha de Ida. La pequeña luna, llamada Dactyl, tiene un tamaño de kilómetro y medio aproximadamente, mientras que Ida, con su forma de papa, mide unos 58 kilómetros de largo por 23 de ancho. Dactyl es la primera luna que se ha descubierto a un asteroide. Los nombres Ida and Dactyl están basados en personajes de la mitología Griega. Ahora se sabe que otros asteroides tienen lunas.

23. Asteroides Los asteoides están constituidos por el material que sobró durante la formación del Sistema Solar. Una teoría sugiere que son los restos de un planeta que fue destruido por una gran colisión hace mucho tiempo. Es más probable, sin embargo, que los asteroides sean el material que no llegó nunca a aglutinarse para formar un planeta. De hecho, si se estima la masa total de todos los asteroides y se concentra en un solo objeto, este tendría menos de 1,500 kilómetros (932 millas) de diámetro -- menos de la mitad del diámetro de la Luna. Muchos de nuestros conocimientos sobre los asteroides proceden del estudio de los trozos de residuos espaciales que caen sobre la superficie de la Tierra. Los asteroides que siguen una trayectoria que los lleva a chocar con la Tierra reciben el nombre de meteoroides. Cuando un meteoroide choca con nuestra atmósfera a gran velocidad, la fricción hace que este trozo de material espacial se incinere produciendo un chorro de luz conocido como meteoro. Si el meteoroide no se consume por completo, lo que queda choca con la superfice de la Tierra y se denomina meteorito.

24. Asteroides De todos los meteoritos examinados, el 92.6% está compuesto por silicatos (piedras), y el 5.7% está compuesto por hierro y níquel; el resto es una mezcla de los tres materiales. Los meteoritos rocosos son los más difíciles de identificar ya que se parecen mucho a las rocas terrestres. Debido a que los asteroides son materiales procedentes de un sistema solar muy joven, los cinetíficos están interesados en su composición. Las naves espaciales que han navegado a través del cinturón de asteroides han observado que el cinturón está bastante vacío y que los asteroidess están separados por distancias muy grandes. Antes de 1991 la única información obtenida sobre los asteroides era a través de la observaciones realizadas desde la superficie terrestre. En Octubre de 1991 el asteroide 951 Gaspra fue visitado por la nave espacial visited by the Galileo y se convirtió en el primer asteroide del que se obtenían imágenes de alta resolución De nuevo en Agosto de 1993 Galileo se acercó al asteroide 243 Ida. Este era el segundo asteroide visitado por una nave espacial. Tanto Gaspra como Ida están clasificados como asteroides de tipo S compuestos por silicatos ricos en metal.

25. Tipo de Asteroides Se han utilizado técnicas de observación directas, espectrometría y radio para el estudio de los asteroides. Se clasifican en varios tipos de acuerdo a su espectro y albedo (capacidad de reflejar la luz solar). Tipo C. Incluye mas del 75% de los asteroides conocidos, son extremadamente oscuros con un albedo de 0.03; son similares a los meteoritos compuestos de carbón (condritas). Tipo S. Constituyen el 17%, son relativamente brillantes con albedo entre  0.10 - 0.22. están compuestos de una mezcla de hierro – níquel. Tipo M. Son brillantes con albedo entre 0.10 y 0.18, están compuestos de hierro - níquel puro Existen docenas de otros tipos diferentes pero individualmente raros

26. Tipo de Asteroides También se han clasificado de acuerdo a su posición en el sistema solar: Cinturón principal: localizados entre Marte y Júpiter entre (2 – 4 UA) del Sol a su vez se subdividen en : Hungarias, Floras, Phocaea, Koronis, Eos, Themis, Cybeles e Hildas (cuyo nombre proviene del principal asteroide en el grupo). Asteroides que cruzan la órbita de Marte o que están dentro de la órbita de él son los Near-Earth Asteroids (NEARs). Se encuentran cerca o se aproximan a la Tierra. Atens: eje semimayor < 1 UA y distancia en el afelio mayor a 0.983 UA; Apolos: eje semimayor > 1 UA y distancia en perihelio < 1.017 UA Amors: Distancia en perihelio entre 1.017 y 1.3 UA; Troyanos. Localizados cerca a los puntos Lagrangianos de Júpiter (60º por delante y por detrás del planeta). Estos puntos fueron fueron predichos por el matemático francés Joseph Louis Lagrange y están dados por las fuerzas gravitacionales de Júpiter y el Sol.

27. Tipo de Asteroides Los Asteroides pertenecientes al cinturón principal no tienen una distribución uniforme, existen zonas que tienen un numero reducido y se denominan Zonas de Kirkwood. Estas regiones poseen objetos con periodos orbitales que son fracción de la de Júpiter y por tanto los objetos en estas zonas pueden ser acelerados por el gigante gaseoso y enviados a otras zonas. Existen Asteroides en otras zonas del sistema solar como son los Centauros: 2060 Chiron (95 P/Chiron) orbita entre Saturno y Urano; La órbita de 5335 Damocles se encuentra entre Marte y Urano; 5145 Pholus orbita entre Saturno y Neptuno. Las primeras imágenes cercanas que se obtuvieron de un asteroide las realizo la misión Galileo en 1991 cuando pasó por el cinturón principal en su ruta a Júpiter, mostró a Gaspra e Ida como objetos irregulares con presencia de cráteres y grietas uno de ellos (Ida) con un pequeño asteroide orbitándolo el cual se nombró como Dactyl.

28. Observación de Asteroides La observación de los Asteroides es difícil. Algunos pueden ser apreciados con binóculos como Vesta, el más brillante de todos con magnitud 6. Con un telescopio refractor de 60 mm pueden observarse algunos de ellos. Su diámetro angular no supera el segundo de arco aún estando en su mejor periodo de observación: la oposición. Sirviéndose de cartas de efemérides se determina la zona del cielo en donde pasará el asteroide, si este es muy brillante podrá directamente observarse con binoculares o telescopios realizando un dibujo de las estrellas observadas y en observaciones posteriores (horas o días) de la misma zona, las "estrella" que se haya movido con respecto a las otras es el asteroide. Un evento interesante son las ocultaciones: cuando en la ruta del asteroide se cruza una estrella de fondo esta perderá el brillo durante el tiempo en que se encuentre eclipsada por él. La mejor forma para observar el detalle de los movimientos de los asteroides es utilizando la astrofotografía con registros tomados en la misma zona en días diferentes. En la actualidad las técnicas de CCD son claramente la elección asociadas a un telescopio con diámetros entre 10 y 12 pulgadas.

29. Asteroides * Distancia media desde el Sol.

30. Efectos de un Asteroide Cráter producido por un asteroide que colisionó hace 49000 años

31. Efectos de un Asteroide Cráter producido por un asteroide que colisionó en la Península de Yucatán hace 65 millones de años. Las dimensiones del cráter son ~170 km de diámetro y sólo es posible detectarlo por satélite. En su centro se encuentra el actual puerto de Chicxulub.