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Los anillos de Neptuno como jamás se han visto

El telescopio espacial James Webb sigue enviando imágenes increíbles y espectaculares, una de ellas es sobre Neptuno, el último planeta del sistema solar.

Neptuno tiene unos anillos muy tenues pero con el telescopio espacial James Webb se ven de una forma majestuosa.

Neptuno y sus anillos, créditos: NASA, ESA, CSA, STScI

Este planeta se caracteriza por ser un gigante de hielo debido a la composición química de su interior. En comparación con los gigantes gaseosos, Júpiter y Saturno, Neptuno es mucho más rico en elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio. Esto es fácilmente evidente en la característica apariencia azul de Neptuno en las en longitudes de onda visibles, causada por pequeñas cantidades de metano gaseoso.

La cámara de infrarrojo cercano de Webb, denominada NIRCam, adquiere imágenes de los objetos astronómicos en el rango de infrarrojo cercano, por lo que Neptuno no aparece con su característico color azul. De hecho, el gas metano absorbe con tanta fuerza la luz roja e infrarroja que el planeta es bastante oscuro en estas longitudes de onda del infrarrojo cercano, excepto donde hay nubes a gran altura. Estas nubes de hielo de metano se destacan como rayas y puntos brillantes, que reflejan la luz solar antes de que sea absorbida por el gas metano.

Los anillos restos de hielo y polvo se pueden ver también muy bien desde el telescopio, destacando de una forma espectacular.

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Para saber más:

https://www.nasa.gov/feature/goddard/2022/new-webb-image-captures-clearest-view-of-neptune-s-rings-in-decades

¡Estamos rodeados de Billones de cometas!: La Nube de Oort

La Nube de Oort recibe su particular nombre del astrofísico Jan hendrik Oort[1] que fue su descubridor. Es una enorme región en forma de toroide repleta de objetos helados que rodea el Sol y que se extiende hasta donde la influencia de este deja de ser importante, es decir hasta una distancia de entre 1 y 2 años luz, a un cuarto de camino a la estrella más cercana al Sol, Próxima Centauri.

Estos objetos no pueden ser observados directamente, tan sólo si son atraídos  hacia el Sol y se convierten en cometas. Esta inmensa zona del espacio está poblada por «billones» de objetos helados siendo la principal fuente de los cometas. A los objetos de la nube de Oort se les denomina OCOs.

Estos objetos están compuestos principalmente por hielo, metano, amoniaco y ácido cianhídrico. Pero no todos son así, el descubrimiento del asteroide (1996) PW, que tiene una órbita de período largo, hace pensar que también hay objetos de forma rocosa. Pero en su gran mayoría son enormes bloques de hielo sucio de kilómetros de diámetro, muy complicados de observar desde la Tierra. Son unos objetos que a igual que los TNOs (Objetos Transneptunianos) se formaron en la cercanía del Sol al principio de la formación de este, y por influencias gravitatorias de los planetas gigantes fueron enviados al exterior del Sistema Solar.

Como hemos dicho la nube de Oort es la principal fuente de núcleos cometarios, sobre todo los de largo periodo o de tipo Halley y de algunos centauros y cometas activados de Júpiter.

La Nube de Oort se  divide en dos zonas una interior en forma de disco y otra exterior muy esférica. La zona exterior contiene billones de núcleos cometarios, la masa total de todos ellos no se conoce con exactitud, pero a partir de la masa del cometa Halley que es un típico núcleo cometario de la nube, se puede llegar a la conclusión que la masa sería unas cinco veces la masa de la Tierra.

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Partes de la Nube de Oort-Figura gentileza de la NASA.

Todos los cometas de largo período provienen de esta nube, y sólo cuatro objetos conocidos se cree que pueden pertenecer también a la nube de Oort, estos son (90377) Sedna, (2000) CR 105, (2006) SQ 372 y (2008) KV 42. Los dos primeros tienen una órbita que no puede ser explicada por perturbaciones de los planetas gigantes, con lo que se considera que son OCOs de la nube de Oort interior, todos tienen órbitas elípticas que se pueden explicar por varias hipótesis. Una es la existencia en la Nube de Oort de un planeta muy masivo aún no descubierto que pueda afectar a sus órbitas, y otra hipótesis es que podrían haber sido afectados por alguna estrella cercana cuando el Sol se estaba formando.

Un efecto importante en el movimiento de los OCOs son los efectos de fuerzas de marea, estas provocan una distorsión gravitacional de la Nube de Oort por la fuerza de marea ejercida por la Vía Láctea. A  igual que la Luna provoca fuerzas de marea en los océanos de la Tierra, que provoca que las mareas suban o bajen, la marea galáctica también provoca numerosas distorsiones en las órbitas de los cuerpos del sistema Solar exterior, tirando de ellos hacia el centro galáctico. Esto es más significativo e importante en las zonas del Sistema Solar donde la acción de la gravedad del Sol es más débil. En esas zonas las mareas galácticas pueden deformar la nube y hacer que se desalojen objetos de la nube de Oort y enviarlos hacia el interior del Sistema Solar. Algunos estudios dicen que la marea galáctica puede haber contribuido a la formación de la Nube de Oort, se cree que el 90% de los cometas procedentes de la Nube de Oort son el resultado de la marea galáctica.

[1] Jan Hendrik Oort  astrónomo Holandés. Estimuló de manera especial la radioastronomía. Es conocido por el descubrimiento de la zona esférica de cometas que envuelve el Sistema Solar.

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La formación del Sistema Solar hace 4600 millones de años

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 Sistema Solar.

El detonante que hizo que la nube molecular colapsara dando origen a nuestro Sistema Solar no es muy bien conocido, sí bien una teoría dice pudo ser producido por la explosión de una supernova cercana que envió 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 solo es una hipótesis y actualmente se sigue investigando en ello.

De echo 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.

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Pero vamos a explicar cómo se formó el sistema solar una vez se provocaron las inestabilidades gravitacionales, esas inestabilidades provocaron el colapso de la nube molecular y comenzó la formación del Sistema Solar actual. La mayor parte del momento angular estaba en la zona periférica al centro de la nube lo que evitó el colapso sobre el protosol que estaba en su centro, en los alrededores del Sol la materia giraría más deprisa que al principio del colapso. La zona central tenía una enorme temperatura, mucha densidad y además se producían procesos muy intensos como, turbulencias o colisiones. Estos procesos tan intensos provocaron que los elementos pesados estuvieran más presentes en el centro de la nube y los elementos más ligeros más alejados del centro. Por tanto en la zona cercana al protosol se formarían los planetas rocosos. A partir de unos 20 UA (unidades astronómicas) la presencia de elementos ligeros sería más abundante lo que permitiría la formación de los planetas gaseosos y helados.

El proceso de formación de los planetas se debió a procesos de acreción de material, lo que se denomina acrecimiento. Debido a la inestabilidad gravitacional de la nube se formarían aglomeraciones de materia de forma aleatoria y asimétrica, esto instaría a colapsos de trozos de la nube. Los trozos más grandes tendrían la masa suficiente para empezar a retener material, este material serían 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.

Además se produce lo que se denomina un movimiento browniano, este movimiento browniano es un movimiento aleatorio que se produce cuando las pequeñas superficies son bombardeadas por partículas del fluido sometidas a una alta agitación térmica.

Las perturbaciones entre los protoplanetas y Júpiter, dieron lugar a colisiones y a la excitación dinámica de poblaciones de pequeños cuerpos que aún no habían sido acretados por los protoplanetas. Esta excitación provocó que los asteroides localizados cerca de Júpiter sufrieran un aumento de sus velocidades orbitales relativas, llevando a la fragmentación de los mismos cuando se producía una colisión y evitando la aglomeración en objetos de mayor tamaño. Así se formó el actual Cinturón principal de asteroides entre Marte y Júpiter.

Después de 600 millones de años tras la formación inicial del sistema solar Júpiter y Saturno entraron en resonancia 2:1 en ese momento se produjo una situación de desestabilización que provocó que fueran afectadas las órbitas de Urano y Neptuno, que llegarían incluso a intercambiar sus posiciones respecto al sol, es lo que determina el Modelo de Niza.

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Esas interacciones gravitatorias provocaron un barrido de la población externa de planetesimales helados, que se quedarían en la zona que actualmente llamamos cinturón de Kuiper o región de objetos Trans-Neptunianos (TNOs). Provocando además mezclas de cuerpos con diferentes composiciones entre la zona externa del CP y entre los asteroides Troyanos de Júpiter.

Una parte de los planetesimales que sobrevivieron a estas colisiones a lo largo de la formación del sistema solar los encontramos hoy en día orbitando en torno al Sol, son los asteroides y los cometas, por tanto son Reliquias de la formación del Sistema Solar.

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[1] UA: Unidad astronómica: Distancia media de la Tierra al Sol ( 149.675.000 km)

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Una misteriosa tormenta observada en el planeta Neptuno

Un equipo de astrónomos que utilizan el telescopio espacial Hubble han observado un curioso y misterioso vórtice oscuro en el planeta Neptuno, se trata de una enorme tormenta tan grande como nuestro océano atlántico, lo extraño de esto no es su enorme tamaño, que es algo muy normal, sino que ha comenzado a escaparse alejándose de una posible desaparición y desvanecimiento que suele ocurrir en la zona ecuatorial del enorme planeta.

La tormenta nació en el hemisferio norte del Neptuno y fue descubierta por el telescopio espacial Hubble en el año 2018. Un año más tarde, las observaciones mostraron que comenzó a desplazarse hacia el sur, hacia el ecuador, donde se espera que tales tormentas desaparezcan de la vista.

Crédito de la imagen: NASA / @europeanspaceagency, STScI, M.H. Wong (@ucberkeleyofficial) y L.A. Sromovsky y P.M. Fry (@uwmadison) ⁠



Para sorpresa de los astrónomos, Hubble detectó el cambio de dirección del vórtice en agosto de 2020, duplicándose de manera muy rápida hacia el norte. Aunque el Hubble ha rastreado puntos oscuros similares durante los últimos 30 años, este comportamiento atmosférico impredecible es algo que nunca antes se había observado. Las inmensas tormentas oscuras en Neptuno fueron descubiertas por primera vez a finales de la década de 1980 por la nave espacial Voyager 2 de la NASA. Desde entonces, solo el telescopio espacial Hubble ha tenido la suficiente nitidez para rastrear estas características curiosas y esquivas del planeta gigante. Hubble descubrió dos tormentas oscuras que aparecieron a mediados de la década de 1990 y luego desaparecieron. 

Al igual que la Gran Mancha Roja de Júpiter, las tormentas se arremolinan en una dirección anticiclónica y extraen material de las profundidades de la atmósfera del planeta gigante helado. A diferencia de la gran mancha roja de Júpiter, que ha sido visible durante al menos 200 años, los vórtices oscuros de Neptuno duran solo unos pocos años.

El VLT (Very Large Telescope) de ESO ha observado también al planeta Neptuno, algunos cúmulos de estrellas y otros objetos con un nuevo modo de óptica adaptativa llamado Tomografía láser, con esta técnica se corrigen los efectos de la turbulencia a diferentes altitudes en la atmósfera obteniendo unas imágenes extraordinariamente claras del planeta sobre todo del planeta gigante helado Neptuno, incluso imágenes mejores que las adquiridas por el telescopio espacial Hubble en las que también se distinguen esas enormes tormentas.

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El instrumento MUSE utiliza el módulo de óptica adaptativa GALACSI. Ahora es posible capturar imágenes más nítidas desde el suelo que desde el Telescopio Espacial Hubble de la NASA / ESA a longitudes de onda visibles. Creditos: VLT-ESO
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Consulta el impresionante archivo planetario de la Agencia Europea del Espacio (ESA)

El Archivo Planetario Científico (PSA) de la Agencia Espacial Europea (ESA) es el repositorio central de todos los datos científicos y de ingeniería enviados por las misiones del Sistema Solar de la ESA: actualmente se pueden consultar las misiones:  ExoMars 2016 , Giotto Huygens Mars Express Rosetta SMART-1 Venus Express, Chandrayaan-1 y BepiColombo, así como observaciones complementarias en tierra. Las misiones futuras como ExoMars 2022 y JUICE también se alojarán en el PSA. Son todos los datos gratuitos y accesibles para todo tipo de usuario.

Todos los datos de PSA cumplen con los estándares del Sistema de datos planetarios (PDS) de la NASA. El software para visualizar los datos a menudo es proporcionado por los equipos de instrumentos, y generalmente se encuentra en el directorio SOFTWARE o DOCUMENT en su conjunto de datos de la página

El PSA proporciona algún software externo, que se puede encontrar en la página Herramientas 

Por ejemplo supongamos que queremos ver datos de la misión Rosetta, pues simplemente escribimos el nombre de la misión en el buscador que aparece en la siguiente página de los archivos:

https://archives.esac.esa.int/psa/

planetary

Obteniendo la siguiente página de resultados:

datosjj

Todo un  mundo de datos para el deleite de cientificos y curiosos de la astrofísica.

Para saber más:

https://archives.esac.esa.int/psa/

https://www.amazon.es/shop/universo.blog
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