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El Sistema Solar


Se entiende por Sistema Solar a toda la materia que se mantiene en los alrededores del Sol girando en órbitas casi en el mismo plano por atracción gravitatoria. Esto incluye planetas, satélites, asteroides, cometas y polvo o materia interplanetaria.

En esta charla daremos un paseo por los planetas y sus satélites para acabar explorando el entorno cercano a nuestro Sistema Solar.

Pero primero tenemos que saber algo acerca del objeto que mantiene a todo el sistema unido y le da nombre: el Sol. Nuestra estrella es un globo de enormes dimensiones comparado con los planetas que está compuesto de gas a una temperatura tal que sus átomos están ionizados, es decir, han perdido algún electrón de su capa más superficial; este estado de la materia no se puede considerar propiamente un gas, así que ha habido que clasificarlo como un cuarto estado con el nombre de plasma.

En la imagen hay una comparación entre el tamaño del Sol y el de los planetas. El tamaño de la Tierra es superado por algunas de las manchas solares que aparecen en la superficie de la estrella. La masa de todo el Sistema Solar es, practicamente, la del Sol.

Mercurio es un planeta pequeño, algo mayor que la Luna. Su cercanía al Sol hace que tenga temperaturas extremas y que su órbita tenga una peculiaridad que no se pudo explicar hasta la llegada de la teoría de la Relatividad.

El siguiente planeta, Venus, es de un tamaño parecido al de la Tierra aunque con una irrespirable atmósfera de dióxido de carbono. La temperatura en su superficie también es muy alta y varias naves espaciales han explorado su naturaleza al igual que la de Mercurio.

Desde la Tierra aparece como un astro especialmente brillante cerca de la salida o puesta de Sol. Mercurio, sin embargo, es muy dificil de ver por su cercania a nuestra estrella. En la imagen anterior, tomada por un astrónomo aficionado, se pueden ver los dos planetas y su distinto brillo.

El paisaje de la superficie de nuestro planeta es sorprendente en comparación al resto. Agua en sus tres estados formando rios, nubes y hielo dando lugar a un exuberante despliegue de formas de vida; temperaturas extremas no muy alejadas del punto de congelación del agua, condicionadas por una atmósfera protectora de las radiaciones externas y con abundante oxígeno; sonidos transmitidos por el aire y colores de una enorme variedad contenidos en una porción de materia insignificante en masa comparada con el resto del Sistema Solar.

Un planeta, en una palabra, exótico comparado con las condiciones externas a él.

Alejándonos simplemente hasta nuestro único satélite, comprobamos la enorme diferencia entre las condiciones superficiales de la Tierra y de cualquier otro lugar de nuestro sistema. La superficie de la Luna, sin atmósfera, agua ni vida, es el paisaje habitual fuera de nuestro planeta. Ha sido visitada por naves tripuladas en el siglo XX y hay infinidad de fotos de su superficie. En esta aparecen marcados los Montes Tenerife junto al crater de Platón.

Varias expediciones con vehículos todoterreno denominados rovers han sido enviadas a Marte. En la imagen, el que tiene por nombre Curiosity se hace una foto a si mismo con una cámara que lleva en el extremo de un brazo mecánico.

El paisaje marciano no revela nada especial respecto a los demás planetas rocosos; un desierto de rocas y polvo rojizo que, incluso cubre al propio rover, con una atmosfera insuficiente en oxígeno y con vientos frecuentes. Como Venus, es un planeta de un tamaño parecido al nuestro pero su distancia al Sol hace que las temperaturas sean muy bajas.

Más allá de Marte se extiende un vasto espacio hasta el siguiente planeta ocupado por el cinturón de asteroides. Millones de objetos rocosos de muchos tamaños orbitan al Sol desperdigados en un gigantesco volumen. Vesta, uno de los mas grandes con algo más de 500 km de longitud, fue fotografiado por el telescopio espacial Hubble y, mediante modelos matemáticos, recreado con una escala de altitudes y profundidades.

Podrían ser el resto de una colisión entre planetas o, al contrario, ser objetos demasiado pequeños que no lograron la masa mínima de agregación gravitatoria para unirse formando una masa superior.

En este punto quizás habria que detenerse a pensar cual es la razón por la que los planetas y asteroides giran alrededor del Sol en vez de escapar lejos de su influencia o caer hacia su interior.

A finales del siglo XVII Isaac Newton propuso una teoría -la Ley de la Gravedad- que explicaba de manera sorprendentemente precisa el movimiento de los planetas alrededor del Sol y también el de todos los demás objetos del Universo, incluidas las Galaxias, en aquel momento totalmente desconocidas. Asimismo esa ley se utiliza para lanzar naves espaciales hacia otros planetas o satélites artificiales que orbitan la Tierra.

No fue hasta finales del siglo XIX que se notaron algunas anomalías en ciertos cálculos de mecánica celeste que las ecuaciones de Newton no alcanzaban a explicar. Albert Einstein encontró a principios del siglo XX una explicación plausible para una de estas anomalías, el comportamiento anómalo de Mercurio (que ya nombramos cuando hablamos de este planeta) en su órbita alrededor del Sol.

Este descubrimiento le llevó a diversas conclusiones que se convirtieron en la Teoría de la Relatividad Especial. Años después amplió la teoría para acoger una sorprendente visión de la gravedad. Esta teoría, llamada Teoría de la Relatividad General, explica la gravedad desde un punto de vista geométrico, en las antípodas de las explicaciones de la Mecánica Clásica.

La razón, según esta teoría, de los fenómenos gravitatorios no es una atracción intrínseca a las masas cuyo origen nunca supo explicar Newton, sino una deformación del espacio-tiempo en el entorno de cada masa que altera la trayectoria de cualquier objeto cercano.

En la imagen el espacio-tiempo se ha simulado con una especie de red que constituye el lugar donde se situan los objetos del Universo y vemos como el Sol la deforma obligando a un pequeño objeto que se le acerca a variar su trayectoria; si nada lo acelera para escapar o decelera para caer, para ciertas velocidades iniciales el objeto quedará perpetuamente dando vueltas alrededor del Sol, .

Esta maravillosa teoría lleva cien años incólume explicando todos y cada uno de los fenómenos con los que se la ha puesto a prueba, por lo que tiene muchas posibilidades de estar muy cerca de la verdad.

Pero volvamos al Sistema Solar. A partir de ahora, los planetas aparentemente son gaseosos, mucho más frios (están cada vez más lejos del Sol) y sus atmósferas pasan a contener Hidrógeno y Helio.

Casi doce Tierras cabrían dentro del gigante helado que es Júpiter. Su masa es mucho mayor que la de la Tierra como vimos en la comparación de los planetas con el Sol. Tal masa es capaz de retener muchos satélites, tres de los cuales son mayores que la Luna y uno de ellos incluso que Mercurio. Su aspecto nocturno es el de una estrella muy brillante; con un telescopio se pueden apreciar franjas de colores en su composición gaseosa y sus cuatro satélites más grandes.

En este conjunto más externo de planetas grandes frios y gaseosos destaca Saturno por el fenómeno de sus anillos. Extendiéndose a una distancia del planeta mayor que la que hay entre la Tierra y la Luna, estan compuestos por fragmentos de hielo capaces de reflejar la luz que les llega del Sol de manera que brillan más que el mismo planeta. Naves de exploración espacial han podido obtener imágenes como esta en la que se puede apreciar que hay muchos anillos y espacios vacios entre ellos

Los dos últimos planetas de nuestro sistema, Urano y Nerptuno, siendo también gigantes, no lo son tanto como Saturno y Júpiter. A esas distancias del centro del sistema las cosas son muy distintas, como por ejemplo el tamaño con el que se ve el Sol. En la imagen hay una comparación donde se ve que en el extremo del Sistema Solar el Sol es más bien una estrella grande que la enorme masa brillante que observamos desde la Tierra. La temperatura va disminuyendo progresivamente con la lejanía al Sol, situándose en torno a los 200 grados bajo cero.

¿Y más allá? Se han descubierto objetos más lejos que Neptuno con órbitas que se alejan bastante del Sistema Solar. En la imagen arriba a la izquierda hay una representación de nuestro sistema hasta la órbita de Júpiter; el cinturón de asteroides es la mancha amarilla. En el de la derecha podemos ver el resto de las órbitas, quedando las anteriores en un pequeño cuadrado en el centro.Abajo a la derecha está la órbita de un objeto de naturaleza poco conocida denominado Sedna, que recorre un enorme camino fuera del Sistema Solar. Finalmente abajo a la izquierda se representa la nube de Oort, lugar alrededor de nuestro sistema de donde se supone que proceden los cometas de largo periodo.

Esta nube tiene un radio de un año-luz. Hasta la estrella más próxima -Próxima Centauri- un vacío de más de tres años-luz nos rodea. Nuestro planeta a esta distancia es invisible; podríamos inferir que nuestra existencia también.