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Sistema Solar

¿Cómo se forman los planetas?

Las estrellas se forman del colapso de nubes de gas y polvo, muy densas y frías, que los astrónomos llamamos nubes moleculares.  Cuando una nube molecular colapsa, se forma un núcleo, que dará origen a una estrella. Sin embargo, una fracción del material no cae a dicho núcleo y permanece girando a su alrededor. Aquí donde entra en juego un concepto muy importante, conocido como “momento angular”.

 El momento angular de los planetas

Es una cantidad que poseen todos los objetos en rotación (o que giran). En un sistema aislado, el momento angular debe de conservarse. Las partículas que giran alrededor del núcleo colisionan entre sí, intercambiando momento angular. Eventualmente, una vez que han ocurrido suficientes colisiones, el vector de momento angular de las partículas apunta en una sola dirección, y por ello la nube se aplana, convirtiéndose en un disco.

Cuando el núcleo alcanza la temperatura necesaria, comienza la fusión nuclear, dando origen a una estrella. En este punto, en el disco que rodea a la estrella, el material sólido comienza a crecer a partir de polvo, grumos o condros hasta convertirse en planetésimos, mismos que darán origen a los planetas. Y es por ello que todos los planetas, al surgir de un disco, se encuentran prácticamente en el mismo plano.

El estudio de la formación de planetas es un tema bastante activo en la actualidad, sobre el cual aun quedan muchas interrogantes. Sabemos que la órbita de Plutón está inclinada 17 grados sobre el plano del Sistema Solar.

¿Por qué Plutón está inclinado?

Hoy sabemos que Plutón se encuentra inmerso en el cinturón de Kuiper, el cual está lleno de cuerpos rocosos que han afectado el movimiento de Plutón. De igual manera, se piensa que su interacción con Neptuno ha afectado considerablemente su órbita.

Migración Planetaria

Durante los últimos 20 años se ha discutido mucho esta posibilidad y ahora se ha explorado mejor gracias al descubrimiento y estudio de otros sistemas planetarios. Hoy estamos convencidos de que planetas como Marte, la Tierra, Júpiter, Urano y Neptuno, se formaron en zonas distintas a las que los encontramos hoy en día. Este es un tema de frontera al que los astrónomos le están dedicando mucha atención.

En los últimos 20 años se ha discutido mucho esta posibilidad y ahora se ha explorado mejor gracias al descubrimiento y estudio de otros sistemas planetarios. Hoy estamos convencidos de que planetas como Marte, la Tierra, Júpiter, Urano y Neptuno, se formaron en zonas distintas a las actuales. Este es un tema de frontera al que los astrónomos le están dedicando mucha atención.

Aún quedan interrogantes

¿Cómo fue que a partir de pequeños granitos o condros pasamos a asteroides y planetas?
¿Había un planeta entre Marte y Júpiter?
¿Cómo se formaron los condros?
¿Qué son los condros?
¿Cuáles eran las características de la nebulosa que dio origen al Sol?

Todos estos son temas que los astrónomos están investigando, y que sin duda nos darán mucho que investigar en las siguientes décadas. Esperamos que algunos de ellos encuentren respuesta con las próximas misiones espaciales.


Saturno | El planeta de los anillos

1.Campo magnético

Gracias a Cassini sabemos que el hidrógeno y el helio en el interior de Saturno están sometidos a presiones y temperaturas tan altas que adquieren propiedades conductoras. Como si fueran metales. Estos dan origen al campo magnético de Saturno.

2. Relámpagos en Saturno

En agosto de 2009 Cassini registró por primera vez relámpagos en Saturno gracias al análisis ondas de radio. Estos relámpagos son 10 000 veces más intensos que los que vemos aquí en la Tierra.

3. Tormentas eléctricas

Saturno tiene tormentas eléctricas, que pueden durar hasta 9 meses. Lo sorprendente es que estas solo ocurren a cierta latitud, 35º debajo del ecuador. Es como si en la Tierra solo hubiera tormentas eléctricas en Chile, Argentina, Uruguay, Nueva Zelanda y Australia.

4. Hexágono

El polo norte de Saturno muestra un ciclón con forma de hexágono. A pesar de que está rodeado de vientos que van a 500 km/h, estos no deforman el hexágono. La naturaleza de las tormentas en los polos es distinta a la de las tormentas terrestres. En la Tierra, las tormentas se deben a cambios en la temperatura del océano y a la cantidad de vapor de agua en la atmósfera. En cambio, las tormentas de Saturno no tienen agua.

¿De dónde obtienen energía? Es posible que debajo de ellas haya tormentas eléctricas que sirvan como motor.

5. Nubes de amoniaco

Los vientos en Saturno puede que sean los más rápidos del Sistema Solar. En el ecuador se mueven a una velocidad 1800 km/h. Se han registrado tormentas del tamaño de la Tierra. Parecen ser causadas por material que emerge del fondo de Saturno, que forma nubes de amoniaco.

6. Saturno es Hidrógeno

Saturno es 96.3% hidrógeno, 3.25% helio, y 0.45% metano. Es posible que el interior esté compuesto de helio. Las nubes más altas están hechas de amoniaco y cristales de hielo, su temperatura es de 250 grados bajo cero.

7. Titán

Es el único satélite del sistema solar que posee atmósfera. La sonda Huygens tuvo la misión de estudiar este mundo: durante su inmersión en Titán, que duró dos horas y media, descifró los componentes de su atmósfera, y continuo transmitiendo información durante 90 minutos después de tocar la superficie. Gracias a esto sabemos que las capas superiores de Titán contienen amoniaco y cianuro. El resto es metano. Su superficie sólida está hecha de hielo de agua con lagos de metano líquido. Esta imagen que ves aquí es la primer fotografía tomada desde la superficie de un satélite diferente a la luna, y sí, esas rocas son de hielo.

8. Encélado

Es el sexto satélite más grande de Saturno. Está cubierto por una capa de hielo que refleja casi toda la luz solar. Su superficie está a una temperatura de 200 grados bajo cero; tiene zonas con cráteres muy antiguos, pero la mayor parte de esta se renueva constantemente gracias al movimiento de sus placas tectónicas, hechas de hielo. Debajo de la superficie existe un océano de agua líquida. Se cree que este océano se mantiene en estado líquido por ventilas hidrotermales… ¿esas ventilas pudieron dar origen a algún tipo de vida? Aun no lo sabemos.

9. Los anillos

Están hechos de diminutas partículas de hielo y roca, algunas llegan a ser tan grandes como una montaña, y otras tan pequeñas como el humo de cigarro.

Estos anillos se extienden hasta 80 000 km, pero sus partes más gruesas no superan un kilómetro. Gracias a Cassini descubrimos que una atmósfera de oxígeno rodea a los anillos; mientras que su forma y comportamiento están a merced de pequeños satélites que viven inmersos en ellos.

La teoría más reconocida en la actualidad

Dice que los anillos fueron alguna vez un satélite de Saturno que se desintegró por un choque con un cometa o por las fuerzas de marea del planeta. Aunque suena bien, sabemos que el origen de cada uno de los anillos es distinto. Por ejemplo, el anillo E se debe al material que es expulsado por Encélado y que es capturado gravitacionalmente por Saturno.

10. Jápeto

Es uno de los cuerpos más enigmáticos del sistema solar. Como pueden ver, sus hemisférios son súper diferentes. ¿A qué se debe este enorme constraste? Hoy tenemos la respuesta, 300 años después de que Giovani Cassini apuntó su telescopio a Saturno y descubrió a Jápeto. Jápeto está compuesta mayormente de hielo, que refleja bastante bien la luz del Sol. El material más oscuro se debe a Febe, un satélite de Saturno con un origen muy particular, pues se formó en el cinturón de Kuiper, desde los albores del sistema solar.

Febe desprende material que golpea al hielo de Jápeto y lo calienta. Cuando el hielo se sublima, se acumula en las partes MÁS frías del satélite, lo que divide el material claro del óscuro.
Pero esto no es todo, Cassini nos mostró que una enorme cordillera que domina el ecuador de Jápeto. Su origen es un misterio.

BONUS

1. La ley sobre los videos de Saturno exige que digamos lo siguiente: Saturno es menos denso que el agua. Es decir, si Saturno se echara un chapuzón en el océano, este flotaría.

2. De todas las imágenes que tomó Cassini, esta es mi favorita. Saturno eclipsando al Sol. Si se fijan bien, pueden ver a Venus, Marte y a la Tierra asomándose detrás de Saturno. Podemos ver la cara Saturno debido a que la luz del Sol se refleja en los anillos e ilumina al planeta.


Misión Cassini – Huygens

1 El nombre completo de la misión es Cassini-Huygens, en honor al astrónomo italiano Domenico Cassini y al holandés Christiaan Huygens quienes, respectivamente, descubrieron una división en los anillos de Saturno, y su satélite más grande: Titán.

Exploración de Saturno

2. Cassini es el nombre del orbitador que en estos momentos explora Saturno, mientras que Huygens es una sonda construida con el objetivo específico de estudiar la atmósfera de Titán.

3. La misión tuvo un costo aproximado de 3 billones de dólares, y fue un esfuerzo conjunto de la NASA, la Agencia Espacial Europea y la Agencia Espacial Italiana.

4. El peso total de Cassini-Huygen, al ser lanzada fue de 6 toneladas. La mitad de este peso era combustible.

5. Después de ser lanzada desde Cabo Cañaveral (Florida), el primer punto en la agenda de Cassini la llevó a sobreorbitar Venus.

Más tarde recibió un impulso gravitacional de la Tierra y de Júpiter para alcanzar la velocidad necesaria que la llevó hasta Saturno.

 Instrumentos y fuente de energía

6. Cassini está hecha de plutonio 238 radiactivo. El plutonio tiene la función de mantener los circuitos operando a la temperatura adecuada, pues el espacio exterior se encuentra a 200 grados bajo cero.

7. El uso de plutonio en Cassini trajo consigo muchos problemas legales. Mientras la misión se encontraba en desarrollo, Estados Unidos no contaba con reservas de plutonio suficientes, por lo que tuvo que comprarle a Rusia.

¿Plutonio orbitando Saturno?

8. A pesar de que la NASA garantizó, a partir de rigurosos experimentos y modelos, que la cantidad de plutonio instalada en Cassini no representaba ningún peligro para el planeta, algunas organizaciones opositoras a las armas nucleares buscaron frenar el lanzamiento de Cassini.

9. La sonda cuenta con un arsenal de instrumentos . Además de cámaras y radares, se incluyeron espectrómetros infrarrojos y ultravioletas para revelar la composición química del sistema saturnino.

10. Uno de los instrumentos científicos más interesantes a bordo de Cassini, es el analizador de polvo interplanetario. Este dispositivo es capaz de estudiar los componentes más pequeños del sistema solar, que llegan a medir la millonésima parte de un milímetro.

Bonus

11. La antena que se ve en las fotografías fue diseñada para comunicarse permanentemente con la Tierra y con Huygens. Al mismo tiempo, registraba datos del campo gravitacional de Saturno, y tomaba imágenes de radar de Titán.

Es una de las antenas más complejas y resistentes en la historia de la exploración espacial pues tuvo que sobrevivir a las altas temperaturas de Venus y a las bajísimas temperaturas del espacio interplanetario.

12. El 15 de septiembre, Cassini ingresará de manera controlada a la atmósfera de Saturno, y continuará transmitiendo hasta que sus instrumentos sean destruidos por la presión del planeta. Este será su gran final.


Características de la exploración de Marte

 Primera exploración marciana

Si tuvieras la oportunidad de observar el cielo nocturno todas las noches, notarías que Marte no es como los demás objetos del firmamento. La esfera de las estrellas (firmamento) parece moverse en una sola dirección, pero cada dos años Marte cambia de dirección estrellas.

Esto es debido al movimiento retrógrado, que intrigó a los astrónomos de la antigüedad. Es en este momento cuando la humanidad comenzó la exploración marciana.

 El movimiento retrógrado

El movimiento retrógrado de Marte y otros planetas fue lo que llevó a Ptolomeo y otros astrónomos a idear sus modelos del sistema solar. En ellos se había sembrado la semilla de la curiosidad.

Colocando al Sol en el centro del sistema solar, Kepler encontró que las órbitas planetarias eran elípticas gracias a su esfuerzo por explicar el movimiento retrógrado de Marte. Este un efecto que presenciamos cuando la Tierra “rebasa” a Marte, ya que su órbita es más cercana al Sol.

¿Canales artificiales?

Giovani Schiaparelli creyó haber observado canales artificiales en Marte… y por mucho tiempo, aún al inicio del siglo XX, la comunidad científica lo dió por hecho, creyendo que había una civilización de marcianos habitando el planeta rojo. Pero esto resultó ser una mera ilusión óptica.

De aquí tenemos que saltar a la segunda mitad del siglo XX. Aunque parezca difícil de creer, la historia de la exploración de Marte, está plagada de fracasos. Pero como dicen por ahí, “el fracaso es un ensayo para el éxito”.

Misiónes a Marte

Las Marsniks

La primera misión con destino a Marte y un lanzamiento exitoso fue la Marsnik 1 de la Unión Soviética. Sus objetivos eran estudiar el espacio entre Marte y la Tierra, además de fotografiar la superficie marciana y medir su campo magnético. Mars 1 (1962) detectó polvo interplanetario de las Tauridas y midió el campo magnético terrestre. Se logró acercar al planeta rojo, pero se perdieron las comunicaciones en poco tiempo y entró en una órbita alrededor del Sol.

Primer objeto en Marte

En 1971 la sonda soviética Mars 2 alcanzó la superficie de Marte tras un viaje de siete meses, pero se estrelló. Oficialmente, la sonda Mars 2 fue el primer objeto hecho por el ser humano en tocar la superficie de Marte. Las sondas Mars 2 y  Mars 3 midieron la temperatura de los polos marcianos (-110 ºC), y registraron la cantidad de vapor de agua en su atmósfera (5000 veces menor que en la Tierra).

Nos mandaron las primeros retratos del planeta rojo, que permitieron a los científicos crear mapas de su geografía. El logro más importante de Mars 3 fue que conquistó el amartizaje, aunque las comunicaciones se perdieron segundos después.

Las Mariner

En en 1965 la Mariner 4 mandó las primeras fotografías del planeta rojo. Percibió cráteres de impacto y no detectó campo magnético. Las misiones futuras mostraron que Marte sí tiene magnetósfera, pero es mucho menos extendida que la de la Tierra.

Esto es un enorme problema, para el que tendremos que encontrar una solución, si es que queremos vivir allá, ya que el campo magnético actúa como un gran escudo que protege al planeta del viento solar.

Las Mariner 6 y 7 sobrevolaron Marte y continuaron con la captura de imágenes de Marte. La Mariner 9 fue un éxito rotundo, orbitó Marte y consiguió el primer mapa global.

Las sondas Viking

Las sondas Viking fueron enviadas en 1976, teniendo como principal objetivo la búsqueda de compuestos orgánicos en Marte. En los últimos diez años, se ha planteado la posibilidad de que los experimentos de las sondas Viking no hayan sido del todo adecuados y que su procedimiento haya alterado los resultados, de hecho un científico mexicano es el que ha liderado todo este tipo de ideas, hablamos del Dr. Rafael Navarro del Instituto de Ciencias Nucleares de la UNAM.

Rovers

Las misiones Apollo que llevaron al ser humano a la Luna nos enseñaron muchísimo sobre los peligros de mandar seres humanos a explorar otros mundos. Por ello, los futuros protagonistas de la exploración marciana no serían seres humanos sino robots. en forma de vehículos exploradores, mejor conocidos como Róvers.

¿Qué ventajas representan los róvers?

No necesitan comer ni ir al baño y son vehículos prácticamente autónomos. Tal vez hayas visto en varias series de televisión que estos son dirigidos a control remoto, pero ésto no puede suceder. Transmitir una señal a Marte puede tomar hasta veinte minutos, por lo que un rover no puede operarse en tiempo real. En cambio, los rovers reciben una serie de comandos y objetivos cada cierto tiempo, y su sistema autónomo puede planear la mejor ruta.

Sojourner

El Sojourner es el vehículo espacial de la misión Mars Pathfinder. Duró tres meses y analizó las rocas y el suelo marciano. Estos análisis arrojaron evidencia de un hecho extraordinario, la posibilidad de agua líquida en Marte.

¿Agua en Marte?

La forma de las rocas y el terreno parece haber sido esculpido gracias al vital líquido. Es posible que hace más de tres mil millones de años existieran lagos y ríos de agua líquida en la superficie de Marte. El Pathfinder envió más de dieciséis mil fotografías desde la superficie.

Curiosity

Llegó a Marte en 2012 y tiene como objetivos explorar la posibilidad de vida pasada en Marte, además de caracterizar el clima y la geología de Marte en el tiempo, todo esto con el fin de prepararnos para una futura exploración humana. Uno de los experimentos importantes que realiza es analizar la cantidad de metano en la atmósfera, importante para los procesos orgánicos.

La odisea de Curiosity

Este video es parte de la colaboración #cronicasmarcianas entre varios canales de divulgación científica. Les recomendamos el video de nuestros amigos de MindMachineTV sobre la misión Curiosity y el de Viajando por planetas que es sobre la geología marciana.

Otras misiones exitosas

Mars Global Surveyor, Mars Odyssey, Mars Express Orbiter, Spirit, Opportunity, Mars Reconnaissance Orbiter, Phoenix, Mars Orbiter Mission (la única misión india y la más barata de la historia) y Maven, que han estudiado, entre otras muchas cosas, el clima marciano, la atmósfera, la geología y los posibles sitios de aterrizaje.

Nuestro entendimiento de Marte ha avanzado poco a poco. La historia de la exploración marciana ha consistido en aprender de nuestros errores y acercarnos un paso más con cada misión. Y tal vez algún día dejemos de llamare Marte, y le llamaremos “nuestro hogar”.


Fútbol en otros planetas

 Video

El futbol asociación

Es algo relativamente nuevo, establecido apenas hace poco más de 150 años. Y sin embargo, hoy en día es practicado por más de doscientas sesenta y cinco millones de personas de forma profesional o semiprofesional. Mil millones de personas vieron por televisión la final de la Copa del Mundo de dos mil catorce.

El futbol se ha convertido en un aspecto muy importante de la cultura humana, casi un lenguaje universal. Desde sus inicios en las escuelas de Londres, fue llevado a cada rincón del mundo por comerciantes, empresarios y aventureros.

La necesidad de ir más allá y romper nuestros límites es parte de nuestra naturaleza humana. Cuando exploramos otros mundos llevamos con nosotros cada rasgo de nuestra cultura. Al espacio hemos llevado nuestra literatura, nuestro lenguaje y nuestra gastronomía. ¿Podrá el fútbol llegar al espacio también, o será algo que se quedará en la Tierra?

El fútbol es lo que es gracias a la gravedad y a la resistencia del aire. Cuando dominas un balón, cuando haces un chanfle para clavarla en el ángulo, en realidad estás jugando con la gravedad de la Tierra y el contacto de las moléculas del aire con el balón.

Fútbol en Júpiter

Vámonos a Júpiter. El planeta más masivo del sistema solar ejercería una fuerza tres veces mayor que la de la Tierra en su superficie. Pero no olvidemos que cada gramo cuenta. Para patear un balón necesitas levantar tus huesos, tus zapatos y el propio balón con las fuerzas de tus músculos. En Júpiter necesitarías aplicar casi cinco veces más fuerza para imprimirle la misma velocidad al balón. Sería equivalente a patear una roca de 2 kilogramos en la Tierra, y muchos dedos rotos.

Mercurio

En la Tierra, un portero profesional puede despejar el balón y hacerlo llegar hasta la portería contraria, digamos, unos 90 metros pero en Mercurio, un despeje equivalente haría que el balón cubriera una distancia tres veces mayor.

La Luna

Una portero top como Neuer, De Gea, u Oblak no tendría inconveniente para cubrir 300 metros de un solo despeje. En la Luna esta distancia no te costaría trabajo cubrir medio kilómetro de un solo despeje. Más o menos, es como si todos los jugadores de repente se convirtieran en Roberto Baggio tirando un penal.

Tal vez lo único que haría más atractivo el juego en la Luna es la altura que podrías alcanzar, pues en la Luna, tu peso se vería reducido en un 83 por ciento comparado con la Tierra. ¡De un salto vertical podrías despegarte tres metros del suelo! En otros cuerpos menores del sistema solar, la altura sería todavía mayor. De hecho, en el cometa Churyumov-Gerasimenko, un salto sería suficiente para salir flotando al espacio.

El balón

No olvidemos que los balones se llenan con aire; de acuerdo con las reglas de la FIFA, un balón debe inflarse a una presión de 0.6 a 1.1 atmósferas. La atmósfera de la Luna es tan poco densa, que podrías pasar toda tu vida bombeando gas y nunca llenarías el balón. Así que tendríamos que inflar los balones en la Tierra y llevarlos inflados hasta allá. Y esto habría que hacerlo con muchísimo cuidado, porque cualquier contacto con  el vacío del espacio los haría explotar debido a la diferencia de presión.

En planetas como Venus se podría inflar un balón como aquí en la Tierra, pero cuidado: la atmósfera de Venus está compuesta principalmente por dióxido de carbono, gas que en altas concentraciones es letal. ¡Así que no se te ocurra inflar el balón con tus pulmones!

Los jugadores

Por supuesto que al imaginarnos todos estos escenarios, hemos supuesto que de alguna manera los jugadores están resguardados del clima espacial. Ya que en la Luna y Mercurio  tendremos que hallar la forma de resguardarnos de los rayos cósmicos y el viento solar… ¿tal vez en el fondo de un cráter? ¡Ah! y en Venus habría que cuidarnos de las comunes lluvias de ácido sulfúrico.

Es claro que para jugar fútbol en otros mundos tendríamos que cambiar las reglas del fútbol, hacer canchas más grandes u obligar a los jugadores a usar casco. Así que cuida la Tierra, es el único planeta donde existe el fútbol.

 


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