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Las misteriosas auroras de Júpiter ️

Los astrónomos planetarios han estudiado la espectacular emisión de auroras de rayos X de Júpiter durante muchas décadas. Los «colores» de rayos X de estas auroras muestran que son provocadas por partículas cargadas eléctricamente llamadas iones que chocan contra la atmósfera de Júpiter. Ahora, por primera vez, han visto a los iones «surfear» ondas electromagnéticas en el campo magnético de Júpiter, hacia la atmósfera.

Aurora en Júpiter. Créditos: E@NASA, @europeanspaceagency, J. Nichols (@uniofleicester) y G. Bacon (STScI);
Agradecimiento: A. Simon (NASA / GSFC) y el equipo OPAL
🖥 Yao / Dunn / ESA / NASA

Los nuevos estudios provienen de un nuevo análisis de datos del telescopio XMM-Newton y de la nave espacial Juno. XMM-Newton realiza observaciones remotas de Júpiter en longitudes de onda de rayos X. Juno, por otro lado, rodea el planeta gigante tomando lecturas in situ desde el interior del campo magnético de Júpiter.

Representación artística de las sondas Juno y XMM-Newton. Créditos: ESA-NASA

Descubrieron que las auroras pulsantes de rayos X son causadas por fluctuaciones del campo magnético de Júpiter. A medida que el planeta gira, se arrastra alrededor de su campo magnético. El campo magnético es golpeado directamente por las partículas del viento solar y comprimido. Estas compresiones calientan las partículas que quedan atrapadas en el campo magnético de Júpiter. Esto desencadena un fenómeno llamado ondas ciclotrón de iones electromagnéticos (EMIC), en el que las partículas se dirigen a lo largo de las líneas de campo.

Las propias partículas son átomos cargados eléctricamente llamados iones. Guiados por el campo, los iones «surfean» la onda EMIC a través de millones de kilómetros de espacio, finalmente chocando contra la atmósfera del planeta y provocando la aurora de rayos X.

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El origen de los nombres de los planetas del sistema solar

Los nombres de los ocho planetas actuales del sistema solar provienen en su mayoría de la mitología y fueron nombrados, sobre todo los que se ven a simple vista, hace miles de años. Primero decir que la palabra «planeta» significa «errante» o «vagabundo» ya que a simple vista se puede observar como con los días los planetas, sobre todo los más cercanos a la Tierra cambian de posición sobre el fondo de estrellas con lo que van transitando por el cielo. Los más lejanos como Júpiter y Saturno tiene un movimiento aparente más lento sobre el fondo de estrellas, pero en unas semanas se nota el cambio de posición.

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Por ejemplo los antiguos romanos otorgaron los nombres de dioses y diosas a los cinco planetas que se podían ver en el firmamento nocturno a simple vista. Júpiter, el planeta gigante gaseoso más grande del sistema solar, recibió su nombre del rey de los dioses romanos, Zeus, también se le llamaba «Fenonte» que significa brillante, por su gran brillo en el cielo.

Sí nos fijamos en como se ve Marte en el cielo nocturno lo podemos ver de un color rojizo, por tanto lols antiguos romanos le dieron el nombre del dios de la guerra, por el color parecido a la sangre.

Marte; Créditos: NASA

Mercurio, que hace un viaje completo alrededor del Sol en solo 88 días terrestres, lleva el nombre del mensajero de los dioses y el jefe de los viajeros, de los pastores y de los oradores. Era el encargado también de conducir a los infiernos las almas de los muertos… ya que se movía muy rápidamente. Venus tiene un nombre un poco más romántico pues para los antiguos romanos era la diosa de la belleza.

Saturno, para la mitología griega era el dios Faetonte hijo de Helio, que condujo un carro de fuego por el cielo como su padre el dios Sol, pero en la mitología romana se acercan un poco alguna característica planetaria de este enorme astro, Saturno era Crono  hijo de Urano y Gea, que gobernaba el mundo de los dioses y los hombres devorando a sus hijos en cuanto nacían para que no lo destronaran. Saturno tiene un movimiento aparente muy lento sobre el fondo de las estrellas (emplea casi 30 años en completar su órbita), entonces debía ser Crono, el padre anciano por su movimiento tan lento sobre el fondo de estrellas.

Saturno. Créditos: NASA

Otros dos planetas más lejanos y no visibles a simple vista, Urano y Neptuno, fueron descubiertos después de que se inventara el telescopio a principios del siglo XVII, con lo que los nombre son más modernos.  El astrónomo William Herschel, a quien se le atribuye el descubrimiento de Urano en 1781, quiso llamarlo «Georgium Sidus» (la estrella de George) en honor del rey Jorge III. Otros astrónomos pensaron en llamar al planeta Herschel, por ser este astrónomo su descubridor. Pero fue el astrónomo alemán Johann Bode quien recomendó el nombre de Urano, por el dios griego del cielo, Urano. 

Neptuno, el planeta más alejado del Sol (hace una orbita cada 165 años), fue observado por primera vez con telescopio en 1846 por el astrónomo alemán Johann Gottfried Galle, utilizando los cálculos matemáticos del astrónomo francés Urbain Le Verrier y el astrónomo británico John Couch Adams. Su nombre se debe al dios romano de los mares “Neptuno” también llamado Poseidón en la mitología Griega.

Plutón, que fue clasificado como planeta en 1930 antes de ser despojado de esa categoría y ser catalogado como planeta enano en 2006, recibió su nombre del dios romano del inframundo, la idea vino de una niña inglesa de 11 años llamada Venetia Burney.

En cuanto a la Tierra, nuestro querido planeta azul, su nombre no proviene de la mitología de antiguas civilizaciones, sino de las palabras en inglés antiguo (earth) y germánico (erde) que significan «suelo», ya que en épocas muy antiguas aun no sabían que la Tierra era esférica ni que era un planeta y solo veían el suelo de sus pies.

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Los anillos del planeta Urano

Urano es el séptimo planeta del sistema solar, es un gigante gaseoso helado. Fue descubierto el 13 de marzo de 1781, cuando el astrónomo inglés William Herchel lo detectó con su telescopio durante un examen sistemático de los cielos .

  Telescopio de Herchel (1.2 m de diámetro y 12 m de focal)

 Urano es un planeta con un diámetro de 52.000 km, menos de la mitad que Saturno pero cuatro veces mayor que el de la Tierra. Se encuentra a más de 2.800 millones de kilómetros del Sol. A esta distancia, la temperatura de las cimas de sus nubes es de -214 grados C. Se mueve bastante lento y tiene un largo camino por recorrer, por lo que cada órbita dura 84 años.

Urano
Créditos: Voyager 2

Está compuesto principalmente por hidrógeno, helio y metano (que le da un color verdoso). Urano es un planeta helado, con unas temperaturas mínimas de -215 ºC. Las estaciones transcurren muy lentamente en Urano, ya que emplea 84 años en realizar una órbita, pero las estaciones son extremas, ya que Urano tiene una inclinación de su eje de rotación casi situado en el plano de su órbita, su inclinación es de 97.7º, es como sí un objeto enorme le hubiera golpeado y lo hubiera dejado de lado.

Debido a esa increíble inclinación cada 42 años uno de los polos se halla apuntando al Sol, mientras que su polo opuesto está en la más absoluta oscuridad durante décadas. Entre esos periodos la zona ecuatorial del planeta está dirigida hacia el Sol.

Urano es el tercer planeta más grande de nuestro Sistema Solar. 64 Tierras cabrían en su interior. A pesar de su tamaño, gira rápidamente. Un día en Urano dura solo 17 horas 14 minutos.

Urano como Saturno, también posee anillos, pero muy débiles e invisibles con telescopios desde la Tierra. Son una docena de anillos oscuros y polvorientos. La mayoría de estos son extremadamente delgados. Se mantienen en forma gracias a las lunas «pastoras» cercanas. Al menos un anillo es creado por meteoritos que chocan contra un pequeño satélite.
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Créditos: NASA – ESA, and M. Showalter (SETI Institute)


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Glóbulos gaseosos de evaporación flotante: zonas de formación estelar

Las galaxias son bien conocidas como los lugares de nacimiento de las estrellas y los planetas gracias a la enorme cantidad de polvo y gas que hay dentro de ellas. Con el tiempo, el gas frío se fusiona en nubes moleculares, lo que lleva a la aparición de regiones formadoras de estrellas y sistemas planetarios.

La imagen que podéis ver a continuación fue tomada con el Telescopio Espacial Hubble y muestra una nueva clase fantástica de vivero de formación estelar, conocido como glóbulos gaseosos de evaporación flotante o frEGG. Este objeto, conocido como J025027.7 + 600849, se encuentra en la constelación de Casiopea.

Créditos: ESA / Hubble y NASA, R. Sahai



Cuando una nueva y masiva estrella (o estrellas) comienza a brillar mientras aún se encuentra dentro de la fría nube molecular de la que se formó, su radiación energética puede ionizar el hidrógeno de la nube y crear una enorme y caliente burbuja de gas ionizado. Sorprendentemente, dentro de esta burbuja de gas caliente alrededor de una estrella masiva cercana se encuentran los frEGG: glóbulos oscuros y compactos de polvo y gas, algunos de los cuales también están dando origen a estrellas de baja masa. El límite entre la fría y polvorienta frEGG y la burbuja de gas caliente se ve como los brillantes bordes morados / azules en esta imagen fascinante.

Aprender más sobre estos objetos tan curiosos puede ayudar a los astrónomos a comprender cómo se forman estrellas como nuestro Sol bajo influencias externas. De echo nuestro sistema solar se cree que se formó por la influencia del choque de otra galaxia contra la nuestra, como explicamos a continuación.

Hay muchos estudios sobre la formación de nuestra estrella y como consecuencia la formación del sistema solar, pero uno reciente a partir de datos de la misión Gaia revela que nuestra estrella se pudo haber formado por el paso cercano de una galaxia enana que orbita continuamente nuestra galaxia, la galaxia Sagitario, que es una galaxia satélite de la Vía láctea. Es muy pequeña por eso está en el rango de galaxia enana, de echo tiene un diámetro de unos 10.000 años luz, se encuentra actualmente a 70.000 años luz de la Tierra y se mueve continuamente en una órbita polar sobre el disco galáctico a unos 50 000 años luz del centro de nuestra galaxia. El próximo choque ocurrirá en unos 100 millones de años y finalmente se fusionará con la Vía Láctea.

Esta pequeña galaxia realiza pasos periódicos por el disco de nuestra galaxia, la va moldeando y removiendo y agitando el gas y el polvo galáctico, en uno de esos pasos pudo haber sembrado la zona donde está actualmente el Sol y haber sido el detonante para la creación de estrellas y por consiguiente de sistemas planetarios.

Tenemos que remontarnos a hace aproximadamente 4600 millones de años cuando a partir de una nube molecular de gas y polvo se empezó a formar lo que hoy conocemos como el Sistema Solar. El detonante que hizo que la nube molecular colapsara dando origen a nuestro Sistema Solar era hasta la fecha un misterio, aunque habían hipótesis de que tal vez la explosión de una supernova cercana habría enviado una onda expansiva de gases calientes que se topó con la nube provocando su colapso. Sería una explicación del colapso que fue necesario para la formación del sistema Solar, pero este nuevo descubrimiento de la posible acción de la galaxia enana Sagitario es bastante posible.

Gráfico de los choque de la galaxia enana Sagitario contra la Vía Láctea a lo largo de miles de millones de año. Créditos: IAC

Tenéis en el siguiente enlace el artículo que explica esta nueva hipótesis del formación de nuestra estrella y del sistema solar:

T. Ruiz-Lara et al., The recurrent impact of the Sagittarius dwarf on the Milky Way star formation history. DOI: 10.1038 / s41550-020-1097-0


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¿Por qué son esféricos los planetas?

Todos los planetas son esféricos o casi esféricos, no veréis planetas cuadrados, rectangulares, irregulares, todos ellos tienen esa forma esférica, redonda, perfecta que da un toque estético, bello y ordenado al Universo. De hecho una de las condiciones que se dan para definir a un planeta es su esfericidad o su casi esfericidad. Pero.. ¿que provoca que un planeta sea esférico?

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Pues la respuesta es la gravedad. Lo explicamos paso a paso.

¿Cómo se forma un planeta?

El proceso de formación de los planetas se debe a procesos de acreción de material, lo que se denomina acrecimiento. Debido a la inestabilidad gravitacional de las nubes de gas y polvo que hay en las estrellas en formación, se forman aglomeraciones de materia de forma aleatoria y asimétrica, esto insta a colapsar trozos de la nube. Los trozos más grandes tienen la masa suficiente para empezar a retener material, este material son pequeños granos de polvo o hielo que colisionando a baja gravedad irían formando trozos más grandes, y formando finalmente planetesimales. Los trozos más pequeños que los planetesimales no ejercen suficiente atracción gravitatoria como para agregar otras partículas se agregarían entonces a partir de fuerzas intermoleculares del tipo Van der Valls, creando pequeños asteroides. Los grande planetesimales son los futuros planetas.

La gravedad reúne miles de millones de pedazos de gas y polvo en grupos que se hacen cada vez más grandes para convertirse en planetas. La fuerza de la colisión de estos trozos hacen que los planetas recién formados se calienten y se fundan. La fuerza de la gravedad empuja este material fundido hacia el centro del planeta en forma de esfera. Más tarde, cuando los planetas se enfrían, se mantienen esféricos. Normalmente a partir de 1000 km de diámetro ya se hacen redondos, aunque como hemos visto depende de la masa, o sea de la densidad del objeto y no del diámetro.

Pero los planetas no son perfectamente esféricos, tienen una «casi esfericidad» y esto es porque también giran. La fuerza giratoria actúa contra la gravedad y hace que muchos planetas sobresalgan más alrededor de sus ecuadores, es decir están aplanados por los polos, como ocurre en la Tierra que en la zona del ecuador la Tierra tiene un radio un poco más grande que en los polos.

Pero es ¿realmente absolutamente esférica?, realmente la Tierra está achatada por los polos, es un elipsoide de revolución cuyo eje menor es el eje de giro que para por los polos, de echo Newton ya demostró en su tiempo que los planetas si giraban no eran completamente esféricos, como vemos en la siguiente figura:

la tierra

Conforme gire más rápido el planeta un poco más achatados están, aunque es casi imperceptible sí miramos el planeta desde el espacio.

Fue la Unión Astronómica Internacional (UAI) la que en una reunión el 24 de agosto de 2006 dio la nueva definición de planeta; 

Un planeta es un cuerpo celeste que:

(1) Tiene su órbita alrededor del Sol.

(2) Tiene suficiente masa para que su propia gravedad supere las fuerzas de cuerpo rígido de manera que asuma un equilibrio hidrostático (casi esférico).

(3) Ha despejado la vecindad de objetos alrededor de su órbita.

Por ejemplo nuestra Luna cumple el punto 2, pero no el 1, así como muchas otras lunas de otros planetas como Júpiter o Saturno, con lo que son esféricas por su gravedad pero no son planetas.

¿Qué es la gravedad?

Estamos hablando mucho de la gravedad pero no hemos dicho qué es, supongo que todos nos imaginamos una fuerza que nos atrae hacia el centro de los planetas, de echo la gravedad es una de las cuatro fuerzas fundamentales de la materia (las fuerzas o interacciones fundamentales conocidas son cuatro: gravitatoria, electromagnética, nuclear fuerte y nuclear débil).

Pero la gravedad no es exactamente una fuerza, lo vamos a explicar lo más fácil posible…

Supongamos una superficie plana bidimensional, por ejemplo una sábana que tengo cogida en el aire, ahora cogemos una pelota y la dejamos sobre la sábana, veremos que la superficie se distorsiona y se pliega en una tercera dimensión con la acción de la pelota. Como veis en la siguiente imagen:

La gravedad puede interpretarse como una curvatura en el espacio, sí nuestra pelota se acerca a otra estacionaria que tengamos en la sábana rodará alrededor de ella como un planeta alrededor del Sol, según esta interpretación que debemos al gran Einstein la gravedad es solamente un pliegue en la tela del espacio con la que se encuentran los objetos en movimiento, el espacio es deformado por la masa y adquiere una dimensión física adicional. Cuanto mayor es la masa mayor es la gravedad local y la distorsión o deformación del espacio es más intensa. Esa gravedad es la que provoca la esfericidad de los objetos con mucha masa, por tanto planetas y estrellas son esféricos.

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