Planetas y otros cuerpos celestes

No es fácil establecer definiciones rigurosas que permitan diferenciar a los planetas del resto de los cuerpos planetarios. Esencialmente, un planeta se diferencia de una estrella en su cantidad de masa, nunca superior a 1029 kg. A causa de este déficit, los planetas no desarrollan procesos de fusión termonuclear y no pueden emitir luz propia; limitándose a reflejar la de la estrella en torno a la cual giran.

Históricamente se han distinguido nueve planetas; sin embargo, existen otros cuerpos planetarios que por sus grandes dimensiones podrían ser considerados también como tales. Este es el caso de Ceres que con un diámetro superior a los 1.000 km es empero, clasificado como un asteroide.

Todos los planetas recorren sus órbitas alrededor del Sol en sentido contrario al de las agujas del reloj, fenómeno que se conoce como traslación directa. Los Planetas tiene órbitas prácticamente circulares, según las leyes de Keppler son elipses o círculos achatados.

La distancia media Tierra-Sol es aproximadamente de 150106 km; esta distancia se usa como unidad de longitud y se denomina Unidad Astronómica (UA). Las distancias medias entre el Sol y los Planetas aumentan en progresión geométrica desde 58106 km para Mercurio hasta 5.900106 km para Plutón.

Cada Planeta realiza una revolución completa alrededor del Sol en un tiempo denominado Periodo Sideral. Los períodos siderales van desde los 88 días de Mercurio hasta los 248 años de Plutón. Las velocidades orbitales de los planetas disminuyen con la distancia (desde 45 km/s para Mercurio hasta 5 km/s para Neptuno), pero son todas del mismo sentido.

Los Planetas tiene un movimiento de rotación en torno a su propio eje y en mismo sentido que el de su traslación alrededor del Sol. Los períodos de rotación van desde los 243 días de Venus hasta las 10h que tarda Júpiter en dar una vuelta sobre sí mismo. Los ejes de rotación de los planetas muestran diversas inclinaciones respecto de la eclíptica. La mayor parte del los Planetas poseen numerosos satélites, que generalmente giran en el plano ecuatorial del planeta y en el mismo sentido de su rotación.

Características de los planetas

Desde que las primeras sondas espaciales llegaron a Venus y Marte el conocimiento geológico no se limita únicamente a nuestro planeta. Actualmente se dispone de un número considerable de nuevos y valiosos datos sobre la geología de los planetas de nuestro Sistema Solar. Todo este cúmulo de información ha dado lugar a una nueva e incipiente ciencia que se conoce como Geología Planetaria o Geoplanetología.

Desde el punto de vista geológico, los cuerpos planetarios se pueden clasificar en planetas ligeros o gigantes, planetas densos o terrestre y cuerpos de hielo y silicatos.

Los planetas ligeros o gigantes se localizan en la parte externa del Sistema Solar. Tienen densidades pequeñas, entre 0,7 y 1,7 g/cm3, lo que significa que albergan una pequeña cantidad de silicatos. Son planetas constituidos básicamente por con un pequeño núcleo y una gran masa de gas, generalmente hidrógeno y helio, en convección permanente. Esta capa gaseosa presenta importantes fenómenos meteorológicos y procesos de tipo gravitatorio en los que el planeta se va compactando. Otra característica común en este tipo de planetas, es el poseer anillos formados por pequeñas partículas en órbitas más cercanas que las de sus satélites. A este tipo pertenecen Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

Los dos grandes planetas, Júpiter y Saturno, poseen sistemas de satélites, que en cierto modo, son modelos en miniatura del Sistema Solar. Aunque no disponen de fuentes termonucleares de energía, ambos siguen liberando energía gravitatoria en cantidad superior a la radiación solar que reciben.

Los planetas densos o terrestres, están situados en la parte interna del Sistema Solar, zona que comprende desde la órbita de Mercurio hasta el cinturón de asteroides. Tienen densidades entre 3 y 5,5 g/cm. Se ha producido una selección muy alta de la materia, dando lugar a productos como uranio, torio, y potasio, con núcleos inestables que acompañan fenómenos de fisión radiactiva. Estos elementos han desarrollado el suficiente calor como para generar vulcanismo y procesos tectónicos importantes. Algunos son todavía activos y han borrado los rasgos de su superficie original. Son ejemplos la Tierra, Io, y Venus.

Otros han sufrido una intensa craterización de su superficie (Luna, Marte, Fobos, Deimos, Venus, en parte, Mercurio e incluso los asteroides). La presencia de cráteres de impacto en las superficies planetarias indica cómo ha variado la abundancia de objetos en el espacio interplanetario a lo largo de su evolución, proporcionando una clave para comprender la historia de cada uno de los planetas interiores.

Los cuerpos planetarios de hielo y silicatos, tienen densidades entre 1,5 y 2 g/cm3. Se caracterizan por su inactividad geológica. En este grupo se integra Plutón y la mayoría de los satélites de los planetas exteriores.

Una magnitud física fundamental que determina las propiedades físicas y químicas de la superficie de un planeta es la temperatura de superficie (si existe vida en la Tierra y no en los demás es por que sólo en nuestro planeta la temperatura de superficie es tal que permite la existencia del agua en estado líquido).

La energía interna de un planeta es la magnitud que caracteriza la estructura y los procesos en su interior. Las fuentes de la energía interna son básicamente dos: la energía gravitatoria y la de origen radiactivo. La primera se origina en el proceso de contracción que da lugar al planeta, y se disipa rápidamente en las primeras etapas de su formación. La energía radiactiva se debe a la desintegración de los isótopos radiactivos de los que se compone el interior del planeta. Como los períodos de desintegración típicos son muy grandes esta fuente de energía dura mucho más tiempo.

La estructura interna de los planetas rocosos está caracterizada por un núcleo de hierro rodeado de capas de compuestos de hierro más ligeros. Los planetas gaseosos están formados por una inmensa atmósfera gaseosa (H, He, CH4, NH3, H2O) que representa la mayor parte del planeta; en el centro de estos planetas se encuentra un pequeño núcleo sólido, compuestos de silicatos y metales. En cualquier caso, si el núcleo de hierro del planeta es fluido y está animado de una rápida rotación, se produce un efecto dínamo (inducción electromagnética) que engendra un campo magnético, con estructura bipolar, que se extiende más allá del propio planeta, formado una magnetosfera que lo rodea.

Los planetas en general están rodeados por capas gaseosas atmosféricas, que son más extensas a medida que el planeta es más masivo. Para que un planeta tenga una atmósfera definida es necesario que la velocidad de las moléculas, de origen térmico, sea inferior a la velocidad de escape. De esta forma se explica que Júpiter, un planeta grande y frío, tenga una inmensa atmósfera, mientras que Mercurio, que es un planeta pequeño y caliente, carezca de atmósfera.

Los cuerpos pequeños, poco masivos, como la Luna o Mercurio han perdido su atmósfera original, mientras que los planetas gaseosos han retenido su atmósfera original, rica en hidrógeno y helio. En Venus, Marte y la Tierra los elementos ligeros de la atmósfera original (H, He) se escaparon, quedando los más pesados (N, O, CO2, etc.).

Satélites

Son los cuerpos planetarios que giran alrededor de los planetas y los acompañan en su traslación. En general, la traslación de los satélites tiene lugar en el mismo sentido que la del planeta (traslación directa). Sin embargo, hay algunos que giran al revés, en sentido contrario al de las agujas del reloj (traslación retrógrada). Son ejemplos, Febe, satélite de Saturno, y Tritón, satélite de Neptuno.

Cinturón de Asteroides

Los asteroides forman un enorme enjambre de cuerpos planetarios con forma irregular que giran alrededor del Sol en trayectorias elípticas, distantes del mismo entre 2,2 y 8,2 UA. Esto significa que hay asteroides que giran muy cerca del Sol, en órbitas cercanas a la de Mercurio, y que otros están tan alejados como Saturno. La mayoría, no obstante, tienen localizadas sus órbitas entre las de Marte y Júpiter (entre 2.5 a 3.5 UA del Sol); razón por la cual se denomina a esta zona el Cinturón de asteroides. Este último determina una frontera natural entre los planetas interiores y exteriores.

Se estima que allí se concentra un número total de varios millones de asteroides, con diámetros que van desde 200 m a 800 km. Se han contabilizado más de 2.500 pero, con seguridad, existen muchos miles más tan pequeños que no podemos observarlos. El mayor asteroide conocido, Ceres, tiene un diámetro de unos 1.000 Km. La masa total contenida en el cinturón de asteroides es despreciable, del orden de 0,003 de la masa terrestre. El albedo de los asteroides varía fuertemente de unos a otros, lo que indica que su composición es muy variable.

No están distribuidos de forma regular dentro del cinturón, sino que forman agrupaciones separadas por espacios vacíos denominadas Lagunas de Kikwood.

El origen de estos pequeños planetas o planetoides es motivo de diversas teorías. Unos afirman que son los restos de un planeta que estalló en miles de trozos y otros que son el resultado de un "aborto" de planeta que no llegó a formarse. Por la falta de pruebas de la primera teoría, esta última presenta en la actualidad mayor número de simpatizantes.

Meteroides

En el medio interplanetario existen millones de partículas muy pequeñas, los meteroides. Prácticamente invisibles, solo se observan al chocar y entrar en la atmósfera terrestre. Cuando esto ocurre, se calientan y se queman, cayendo sus cenizas, los meteoritos, a tierra originando las llamadas estrellas fugaces. Los meteoritos más gruesos, llamados aerolitos, muestran una naturaleza ferrosa o pétrea.

Radiación cósmica

El Sistema Solar, esta bañado por una gran cantidad de partículas atómicas que se mueven a velocidades elevadas. Son los rayos cósmicos, que en su mayoría son lanzados por el Sol en sus períodos activos, teniendo el resto un origen interestelar.

Cometas

Son aglomerados de partículas heladas de agua, metano y amoníaco. Situados en las zonas más extremas del Sistema Solar, siguen trayectorias elípticas muy abiertas. Esto hace que pasen la mayor parte del tiempo alejados del Sol y los planetas, aunque periódicamente regresan al centro del Sistema. Pueden considerarse como pequeños asteroides con una alta proporción de hielo y otros gases solidificados (bola de nieve sucia). Cuando se acercan lo suficiente al Sol los gases solidificados en su superficie subliman, produciendo la característica cola.

Su origen aún no está aclarado, pero se piensa que los cometas proceden de un halo esférico (nube de Oort) en torno al Sol a una distancia de 100.000 UA, que contiene un gran número de cometas (100A109). Los cometas en la nube de Oort son empujados hacia el Sol por las perturbaciones gravitatorias producidas por los planetas gigantes. También el paso cercano a una estrella puede provocar un episodio de intensa actividad de cometas.

Una característica de los cometas es que la mayoría de los átomos y moléculas observadas se encuentran en la forma de radicales libres, que son muy activos y permiten la existencia de múltiples recombinaciones. Estos radicales se originan por el efecto de la radiación solar en las moléculas correspondientes, que se encuentran en el núcleo del cometa, y que son entre otras:

* el cianuro de metilo (CH3CN)

* el ácido cianhídrico (HCN)

* y el agua (H2O)

El polvo de los cometas tiene una composición variada, principalmente carbono, hidrógeno, oxígeno y nitrógeno. La abundancia del carbono en los cometas es del mismo orden que la abundancia de este elemento en el resto del cosmos, lo que demuestra que estos cuerpos son fósiles helados del protosistema solar.

Veamos ahora más detalladamente las características de cada uno de los nueve planetas del Sistema Solar.

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