¿Por qué algunos planetas presentan anillos?

Los anillos planetarios son un conjunto de partículas de polvo y pequeñas rocas orbitando alrededor del planeta formando
una estructura de disco en el plano ecuatorial. Actualmente se conocen sistemas de anillos en todos los planetas gigantes y,
recientemente, se ha podido incluso detectar un tenue anillo alrededor de una de las lunas más grandes de Saturno, Rhea.
El planeta que presenta el más amplio sistema de anillos es Saturno, que son fácilmente visibles con un pequeño telescopio.
En 1848, el matemático francés Édouard Albert Roche escribió la primera teoría acerca de la formación de anillos sobre la
base de que un cuerpo pequeño, que se encuentre a una cierta distancia de otro de un tamaño muy superior, es sometido a
unas fuerzas llamadas de marea que pueden destruirlo, si la distancia entre los dos cuerpos es menor que un cierto límite
(llamado límite de Roche). Así, un anillo puede resultar de la desintegración en pequeñas partículas de un satélite que por
alguna causa penetre dentro del límite de Roche del planeta, o bien de la acumulación de material alrededor del planeta que
no puede llegar a formar un satélite por estar dentro del límite de Roche. Algunas veces, en el sistema de anillos existen las
llamadas “lunas pastoras”, pequeños satélites que obligan a las partículas y pequeñas rocas de los anillos a ocupar ciertas
regiones y no otras; por ello, se observan unos bordes tan nítidos entre los sistemas de anillos, llamadas divisiones. Estas
divisiones otras veces están causadas por las llamadas resonancias orbitales entre las órbitas de las partículas que pueblan
un determinado anillo y algún satélite externo. Por ejemplo, la división de Cassini, descubierta por éste astrónomo en 1675 es
una región de 4.800 kilómetros desprovista de partículas entre los sistemas de anillos A y B en Saturno. La composición de
las partículas y pequeñas rocas que constituyen estos anillos es de silicatos y hielo de agua.

¿Cuál es el planeta más grande del Sistema Solar?

Júpiter es el planeta más grande de todo el Sistema
Solar. Tiene más masa que todos los otros
planetas juntos y su volumen es 1.400 veces el de
la Tierra. Su sistema de anillos se puede observar
desde la Tierra a través de detectores infrarrojos
en telescopios de gran apertura. Posee 63 satélites,
cuatro de ellos, los llamados satélites galileanos
(Europa, Ío, Ganímedes y Calisto), fueron descubiertos
por Galileo en 1610. La composición atmosférica
es semejante a la del Sol, formada por hidrógeno,
helio y pequeñas cantidades de metano, amoniaco,
vapor de agua y otros compuestos, y donde se forman
nubes de cristales de amoniaco y de agua. Con
un periodo de rotación de 10 horas, es el planeta
de periodo más corto del Sistema Solar, lo que provoca
que su forma no sea completamente esférica,
presentando un acusado achatamiento en los polos.
La dinámica de su atmósfera es muy compleja, mostrando
una estructura característica, visible incluso
con pequeños telescopios, de cinturones (regiones
oscuras) y de zonas (regiones
claras, posiblemente con mayor
espesor en las nubes). En el hemisferio
Sur tiene un remolino
gigantesco, denominado gran
mancha roja por su color, con un
diámetro mayor que el tamaño
de la Tierra, y que tiene una gran
estabilidad, ya que aunque con
algunas pequeñas variaciones en
su tamaño, se lleva observando
su presencia desde el siglo XVII.
Con la excepción de las manchas
solares, Júpiter posee el campo
magnético más potente del Sistema
Solar, siendo unas 14 veces
superior al campo magnético terrestre.

¿Hay diferentes tipos de planetas? ¿Por qué los planetas son tan diferentes entre si?

 Los planetas del Sistema Solar
se dividen en dos grandes grupos:
los planetas llamados terrestres,
al que pertenecen Mercurio,
Venus, Tierra y Marte, que son
planetas rocosos, compuestos
esencialmente de silicatos, y se
encuentran relativamente cerca
del Sol, y los planetas gigantes,
Júpiter, Saturno, Urano, y Neptuno,
mucho más masivos, sin una
superficie sólida, compuestos
esencialmente de hidrógeno y
helio, y mucho más alejados del
Sol. Los procesos de formación
de los planetas terrestres y gigantes
es diferente. Los planetas
terrestres se formaron a partir de
la primitiva nebulosa solar mediante
procesos de acrecimiento
a partir de pequeños granos de
polvo que dieron lugar primero a
los llamados planetesimales que,
a partir de procesos de colisión,
fueron incrementando su tamaño hasta dar lugar
a los planetas terrestres. Su relativa cercanía al Sol
impidió la presencia de hielos de agua, metano
o amoniaco en los mismos, estando compuestos
esencialmente por materiales de alto poder de fusión
como silicatos y metales. En regiones suficientemente
alejadas del Sol, las bajas temperaturas
permitieron además la acumulación de hielos, por
lo que los embriones planetarios pudieron crecer
mucho más que los terrestres.

¿Qué son los cuásares?

La palabra cuásar es un acrónimo
del término inglés quasi
stellar source (fuentes casi estelares),
nombre que se les dio en
la década de los cincuenta por
su apariencia puntual en el cielo,
similar al de una estrella. Más
tarde se midieron sus desplazamientos
al rojo, una cantidad
proporcional a la distancia a la
que se encuentra, y la sorpresa
fue encontrar que no solo era un
objeto externo a nuestra galaxia,
sino que además de su distancia
era mucho mayor que la de
cualesquiera de los objetos hasta
entonces conocidos. En realidad
son galaxias muy lejanas con núcleos
tremendamente luminosos,
llamados núcleos activos. La naturaleza
de la potente radiación
que emiten, muy superior a la de
todas las estrellas de la propia
galaxia en la que residen, se
debe a la caída de material (gas,
polvo, estrellas) hacia un agujero
negro central supermasivo. Las
19¿Todos los planetas del Sistema Solar
tienen satélites?
k No todos, Mercurio y Venus carecen de ellos. El número de satélites
naturales del Sistema Solar supera los 140, siendo Saturno y Júpiter
los que concentran un número mayor de lunas, con
más de 60 cada uno, aunque la mayoría son
muy pequeñas, del orden de 20 kilómetros de
radio o menores. La Tierra sólo posee un satélite; mientras
que Marte tiene dos: Fobos y Deimos, que con forma irregular
y unas dimensiones de unos 20 y 10 kilómetros. respectivamente, se
cree que son asteroides capturados por la gravedad marciana. En el
Sistema Solar, los nombres de los satélites son personajes de la mitología,
excepto los de Urano que son personajes de diferentes obras de
galaxias que lo albergan tienen
un tamaño aparente tan pequeño
sólo se aprecian en imágenes
de muy alta resolución espacial.

¿Todos los planetas del Sistema Solar tienen satélites?

No todos, Mercurio y Venus carecen de ellos. El número de satélites
naturales del Sistema Solar supera los 140, siendo Saturno y Júpiter
los que concentran un número mayor de lunas, con
más de 60 cada uno, aunque la mayoría son
muy pequeñas, del orden de 20 kilómetros de
radio o menores. La Tierra sólo posee un satélite; mientras
que Marte tiene dos: Fobos y Deimos, que con forma irregular
y unas dimensiones de unos 20 y 10 kilómetros. respectivamente, se
cree que son asteroides capturados por la gravedad marciana. En el
Sistema Solar, los nombres de los satélites son personajes de la mitología,
excepto los de Urano que son personajes de diferentes obras de
William Shakespeare.

¿Qué es una enana blanca?

Una enana blanca es el destino final en la evolución
de las estrellas de tipo solar, con masas
menores que unas ocho masas solares, y es la fase
evolutiva posterior a la de nebulosa planetaria. Una
enana blanca viene a corresponder al núcleo de la
estrella original y tiene tamaños similares a los de
la Tierra y masas en torno a las 0.6 masas solares,
lo que implica densidades enormes. Básicamente
una enana blanca se compone de los productos
de la fusión nuclear que han ocurrido a lo largo
de su vida: una región interna de carbono, rodeada
de unas capas finas de helio e hidrógeno. En
las enanas blancas ya no se producen reacciones
nucleares en el interior que aporten energía para
frenar el colapso debido a su propio peso (colapso
gravitatorio). El hecho de que no colapsen sobre si
mismas se debe a la presión de degeneración de
los electrones causada por la enorme densidad de
estos objetos. Al no producirse reacciones nucleares,
una enana blanca radiará el calor residual en
escalas de tiempo cósmicas, enfriándose
lentamente, hasta que
su temperatura sea tan baja que
ya no puedan ser detectadas.

¿Cuál es la temperatura en el espacio?

El concepto de temperatura
de un sistema implica que todos
los constituyentes del sistema se
encuentran en equilibrio térmico.
En el espacio las densidades
son extremadamente bajas, por
lo que los contactos entre sus
componentes (fotones por un
lado, y partículas materiales, es
decir átomos, iones, electrones,
moléculas y granos de polvo,
por el otro) son demasiados
infrecuentes como para que se
establezca un equilibrio. Por
esta razón, no siempre se puede
definir de forma unívoca una
temperatura. Los astrónomos
han calculado que los fotones
dejaron de estar en equilibrio
con la materia cuando el Universo
sólo tenía 300.000 años.
Desde entonces, los fotones tienen
su propia temperatura, que
va disminuyendo con el tiempo
y ahora es de -270.4°C. Ésto es lo
que comúnmente se llama radiación
cósmica de fondo, y permea
todo el Universo. Por otro lado,
la materia puede tener temperaturas
muy distintas según el tipo
de región en el que nos encontremos.
En las galaxias, las regiones más frías son las
nubes moleculares, grandes nubes de hidrógeno
molecular con temperaturas del orden de 100°K
(-173°C). Las más calientes son las regiones de gas
coronal, con temperaturas de millones o decenas
de millones de grados. También hay regiones con
temperaturas intermedias, como las regiones HII
(hidrógeno ionizado), con temperaturas típicas de
10.000 ºC. En el espacio de nuestro Sistema Solar,
el espacio interplanetario, la temperatura es cercana
a 100.000 ºC.

¿Permanecen las estrellas inalterables toda su vida?

Todas las estrellas tienen
un ciclo de nacimiento, evolución
y muerte, el cual varía de
acuerdo a sus características.
En las estrellas más masivas
los ciclos de vida son cortos,
de apenas unos cuantos millones
de años, mientras que para
las estrellas menos masivas,
que son mucho más estables,
los ciclos de vida pueden durar
miles de millones de años,
superando incluso la edad
actual del Universo. Las estrellas
evolucionan al fusionar
elementos químicos cada vez
más pesados a partir del hidrógeno
contenido en sus núcleos.
Así, de la fusión de hidrógeno
-el elemento más simple- a
helio, la estrella avanza en la
producción de elementos más
pesados, como el oxígeno, el
nitrógeno, el silicio, etc. En
las estrellas más masivas, la
producción de helio es abundante
y agota rápidamente
el material, mientras que en
las estrellas de menor masa,
este proceso es mucho más
equilibrado y lento. Cuando
el material nuclear se agota,
la estrella muere, y el proceso
de su muerte, una vez más,
depende de su tamaño. Las
estrellas menos masivas probablemente
finalicen su muy larga
vida como enanas blancas,
tras expandir sus capas exteriores
que terminarán brillando
tenuemente como nebulosas
planetarias. Para las estrellas
masivas, el ciclo de vida termina
usualmente de forma
dramática: la estrella también
expulsa sus capas exteriores
pero al ser más brillante y
masiva se vuelve una supergigante.
Luego, dependiendo
del tamaño de su núcleo, este
puede terminar en un estado
semiestable como una enana
blanca o colapsarse y explotar
como supernova, dejando en
el centro un nuevo objeto que
puede ser una estrella de neutrones
o un agujero negro.

¿Han sido siempre las galaxias cómo son ahora?

No. Las galaxias has evolucionado desde su formación hasta tener la forma que tienen
en la actualidad. Las galaxias más cercanas a nosotros, pueden ser clasificadas en
tres tipos según su forma básicamente en: elípticas, lenticulares y espirales. Sin embargo,
cuando nos alejamos o retrocedemos en el tiempo, encontramos galaxias con formas
mucho más irregulares, además de una proporción mucho menor de galaxias elípticas.
Una de las teorías más aceptadas predice la evolución de las galaxias mediante diversos
procesos de interacción y fusión entre ellas, pudiendo originar, en algunos casos, la formación
de los cúmulos de galaxias en algunos casos, según este modelo.

¿Cuántas categorías de objetos existen en nuestro Sistema Solar?

La Asamblea General de la UAI en 2006 estableció (a) que un planeta es el objeto
que está en órbita alrededor del Sol; (b) que tiene masa suficiente como para que su
propia gravedad supere las fuerzas de cohesión, adaptando una forma compatible
con el equilibrio hidrostático (es decir, donde las fuerzas de presión se igualan con la
gravitatoria, lo que se traduce en una forma esencialmente esférica); y (c) que ha limpiado
los alrededores de otros objetos. En la misma Asamblea, se definió una segunda
categoría de objetos, los llamados planetas enanos, que cumplen las condiciones (a)
y (b) anteriores, pero no la (c) (por ejemplo Plutón o Ceres), y se estableció que todos
los demás objetos, que no son satélites de un planeta, y que no son clasificables en
ninguna de las dos categorías anteriores, debían ser incluidos en una tercera categoría
de objetos llamados cuerpos menores del Sistema Solar, en los que se encuentran, por
ejemplo, los cometas y los asteroides. Por tanto en el Sistema Solar hay una estrella (el
Sol), ocho planetas, varias decenas de satélites de esos planetas, y los cuerpos menores.
Los cuerpos menores comprenden cometas y asteroides. Los planetas enanos no
son más que asteroides lo bastante grandes como para adoptar forma esférica.

¿Cuál es el planeta más caliente?

Según los datos publicados
en la revista New Scientist
en 2008, el planeta más
caliente descubierto hasta
ahora por el ser humano es
el bautizado como WASP-12b,
con una temperatura 2250ºC
(aproximadamente la mitad
de caliente que el Sol) y una
masa 1,5 veces superior a la
del planeta Júpiter. El hallazgo,
realizado por un grupo de
astrónomos europeos y en el
que ha participado el Instituto
de Astrofísica de Canarias,
también ha supuesto romper
el récord de velocidad orbital,
realizando el recorrido completo
en un solo día.

¿Qué es un púlsar?

En 1967, Jocelyn Bell y Antony Hewish detectaron por primera vez un púlsar, una
misteriosa radiación en radiofrecuencias que se repetía periódicamente en el cielo, con
un intervalo de tiempo extremadamente regular. Esta periodicidad era tan exacta que
incluso no se descartó la posibilidad de que tuviera un origen artificial, producida por
una civilización extraterrestre, de ahí que se le bautizará (medio en broma) con las siglas
LGM-1, de Little Green Man (hombrecillos verdes). Pero ese mismo año aparecieron numerosos
púlsares en partes muy alejadas del firmamento, lo que eliminaba totalmente
la hipótesis extraterrestre. En realidad los púlsares son estrellas de neutrones, un objeto
tremendamente compacto formado casi exclusivamente por neutrones y que corresponde
al estado final de una estrella tras haber explotado como supernova. Este tipo de
objetos presentan un cono de emisión de radiación electromagnética y además rotan de
manera muy precisa. Debido a esta rotación, y si la orientación del cono es la adecuada
recibimos su emisión a modo de pulsos, como un barco recibe la luz de un faro, de ahí
el nombre de púlsar, aunque es la rotación la causante del aparente pulso. El intervalo
entre pulsos puede variar de entre unas cuantas hasta miles de veces por segundo. En la
imagen de arriba, el célebre Púlsar del Cangrejo, (PSR B0531+21) una estrella de neutrones
relativamente joven situada en la Nebulosa del Cangrejo.

¿Cómo podemos determinar la edad de una estrella?

Midiendo su luminosidad y
su temperatura, que se obtienen,
por ejemplo a partir de
su brillo y de su tipo espectral
-una clasificación que depende
de la temperatura superficial
de la estrella- que son parámetros
observables. Los datos
de la estrella se representan
en un plano de luminosidadtemperatura
y se comparan
con modelos teóricos de evolución
estelar, de edad conocida.
Aquel modelo que esté acorde
con los datos obtenidos puede
dar una idea más o menos precisa
de la edad actual del objeto.
Por otro lado, las estrellas
masivas agotan mucho más
rápidamente su combustible
y no viven más allá de unos
cuantos millones de años. En
cambio, las estrellas menos
masivas pueden llegar a durar
muchos miles de millones de
años, superando por mucho la
edad del Universo.

¿Cómo se disponen las galaxias en el cosmos?

Las galaxias no se distribuyen
de manera uniforme en el
Universo. Podemos encontrarlas
relativamente aisladas sin
pertenecer a ninguna estructura
definida; o bien, en agrupaciones
de galaxias y gas, que
dan lugar a grupos, cúmulos
o supercúmulos de galaxias.
Los cúmulos de galaxias son
las mayores estructuras de galaxias
ligadas por efecto de la
gravedad, pudiendo contener
miles de galaxias.

¿De qué se compone el medio interestelar?

El medio interestelar se compone aproximadamente
en un 74 por ciento de hidrógeno,
un 25 por ciento de helio y un 1 por
ciento de elementos más pesados (oxígeno,
carbono, nitrógeno, etc.), de los cuales cerca
de la mitad es oxígeno. Estas proporciones
pueden variar ligeramente de una región a
otra, dependiendo de la cercanía con zonas
de formación estelar, ya que las estrellas
procesan el gas del medio interestelar modificando
su composición química.

¿De dónde proviene el nombre de Vía Láctea?

Vía Láctea proviene del latin galaxias
y a su vez del griego galaxie (lácteo). Fue
denominada así por la apariencia de banda
lechosa de luz tenue que atraviesa el cielo
nocturno de lado a lado en lagunas estaciones.
Esta banda no es más que la luz emitida
por el conjunto de estrellas que forman el
disco galáctico.

¿Qué cuerpos componen el Sistema Solar?

El Sistema Solar está formado por una estrella central, el Sol, y toda una enorme variedad
de objetos en órbita en torno a ella, ligados por su fuerza gravitatoria. Además de
los ocho planetas con sus más de 160 satélites censados hasta hoy, hay cinco planetas
enanos y millones de cuerpos menores, entre los que se encuentran los cometas, los asteroides
y los objetos del llamado Cinturón de Kuiper, además del polvo interplanetario,
procedente en parte de la actividad cometaria, y también producido por colisiones entre
asteroides. La zona más externa del Sistema Solar se supone que está poblada por una
gran nube esférica de objetos, llamada Nube de Oort, que es la fuente de los cometas de
largo periodo.

¿Hasta dónde se extiende el Sistema Solar?

Los objetos del Sistema
Solar que en el momento de
descubrirse estaban más lejos
del Sol fueron el planeta enano
Eris (o Éride), a 97 Unidades
Astronómicas (UA) -aproximadamente
igual a la distancia
media entre la Tierra y el Sol
y cuyo valor, determinado experimentalmente,
es alrededor
de 149.597.870 kilómetros-, y
el candidato a planeta enano
Sedna, a 90 UA, del cual no se
ha podido determinar si tiene
o no forma aproximadamente
esférica. Este objeto transneptuniano
tiene una órbita muy
elíptica, con un afelio situado
cerca de las 1.000 UA y un perihelio
en 75 UA. Sin embargo,
hay otros objetos que viajan
mucho más lejos, que son los
cometas de largo periodo, con
órbitas fuertemente elípticas.
Por ejemplo, el cometa West,
descubierto en 1975, tiene su
afelio más allá de las 13.000
UA, y su perihelio sólo a 0,58
UA. Hay muchos casos de cometas
con órbitas cuasi parabólicas,
o incluso hiperbólicas,
es decir, órbitas no cerradas,
lo que implica un único acercamiento
al Sol, después del
cual abandonan para siempre
el Sistema Solar. Los cometas
de largo periodo se cree que
vienen de la llamada Nube de
Oort, que recibe su nombre
gracias al astrónomo holandés
Jan Oort, y que es una amplia
región esférica situada entre
unas 5.000 UA y 100.000 UA
que constituiría los confines exteriores
del Sistema Solar. Esta
nube no ha sido nunca observada,
pero se infiere su existencia
como el lugar geométrico
de los afelios de los cometas
de largo periodo. Los objetos
allí situados pueden sufrir
inestabilidades gravitacionales
y viajar hacia el Sistema Solar
interno, donde en las cercanías
del Sol desarrollan su máxima
actividad, emitiendo grandes
cantidades de polvo y gas al
espacio interplanetario.

¿Qué es una nebulosa planetaria?

Las nebulosas son nubes de gas y polvo
situadas entre las estrellas.
El gas está compuesto
en un 90 por ciento por hidrógeno, y
en menor proporción por helio y el resto de
elementos químicos. Tan sólo un 1 por ciento
de las nebulosas es polvo, principalmente
carbono, hierro y silicatos. La apariencia de
las nebulosas depende de la presencia de
estrellas cercanas y de su interacción con la
radiación que estas emiten. Así pues, podemos
clasificar las nebulosas en nebulosas
de reflexión, donde básicamente la nebulosa
refleja la luz de las estrellas cercanas;
nebulosas de emisión, donde la presencia
de estrellas muy masivas y energéticas calienta
tanto el gas que este comienza a emitir
por si mismo; y por último las llamadas
nebulosas oscuras o de absorción, grandes
concentraciones de gas molecular, muy frías
y densas y donde la luz no puede penetrar,
mostrándose como una región oscura sobre
el fondo de estrellas. Estos tres tipos
se engloban en las llamadas nebulosas de
formación, ya que son los lugares donde
nacen y se forman las estrellas, de ahí la
importancia de su estudio. Otro gran grupo
de nebulosas corresponden a todo lo contrario,
es decir, a la muerte de una estrella.
Son las nebulosas planetarias y los restos de
supernovas, auténticos cadáveres estelares
que vierten al medio el gas que conformaba
la estrella durante su vida. Antes de la invención
del telescopio, el término nebulosa
se aplicaba a todos los objetos celestes de
apariencia difusa. Como consecuencia de
esto, muchos de las inicialmente catalogadas
como nebulosas sabemos ahora que
son cúmulos de estrellas o galaxias.

¿Qué es una supernova?

Las supernovas son explosiones

estelares de proporciones

cataclísmicas que suponen el

fin de la vida de una estrella.

Existen dos grandes categorías

de supernovas: las debidas a la

explosión de estrellas masivas

aisladas y las que se producen

como resultado de procesos de

intercambio de materia en el

seno de ciertos sistemas estelares

binarios. La primera categoría

corresponde a la explosión

que ocurre al final de la vida de

una estrella muy masiva, y que

genera grandes cantidades de

energía y emisiones de material,

siendo uno de los fenómenos

explosivos más intensos. En

apariencia, la estrella aumenta

su brillo tanto, que pueden

llegar a brillar más que toda

la galaxia que la alberga. Esta

etapa final en la vida de una

estrella corresponde con el momento

en que su núcleo agota

todo su combustible, y dejan

de producirse las reacciones

termonucleares causantes de

gran parte de la luminosidad de

la estrella. Esto origina una contracción

catastrófica del núcleo

que arrastra consigo a las capas

más externas de la estrella, que

literalmente rebotan contra él,

provocando la explosión, con

una enorme liberación de energía

y materia. De esta materia

surgirá una nueva generación

de estrellas en un ciclo de vida

estelar. El cadáver estelar resultante

será un nuevo tipo objeto

celeste: si la estrella original

tenía una masa de menos de

20 masas solares, se formará

una estrella de neutrones, y si

era más masiva, se formará un

agujero negro. Las supernovas

debidas al intercambio de

masa en sistemas binarios se

producen cuando una estrella

enana blanca roba material a

una compañera cercana de tipo

normal.