Meteoritos: viajeros del Sistema Solar

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Esta entrada participa en la Edición IX del Carnaval de Geología cuyo blog anfitrión es MasScience

A lo largo de la historia de la humanidad ha habido miles de impactos de meteoritos, produciendo impresionantes cráteres, alguno de estos cráteres aún perduran en la actualidad otros han desaparecido por la erosión, la atmósfera juega un papel importante para borrar las huellas de meteoritos y para evitar que muchos alcancen el suelo, podemos ver en otros planetas sin atmósfera o con una atmósfera muy ligera como están poblados de cráteres como es el caso de mercurio o del planeta Marte.

    Pero en el la Tierra podemos ver algún cráter, por ejemplo el cráter Barrenguer de Arizona (EEUU), ocasionado por un meteorito hace unos 50.000 años, meteorito de unos 50 m de largo y que con una velocidad estimada de impacto de 12 km/s provocó un enorme cráter de 1,2 km de diámetro y 170 m de profundidad. Otros meteoritos también fueron la causa de la extinción de los dinosaurios del cretácico terciario debido a la caída de dos trozos de cometa en diversos puntos de la Tierra que provocaron un cambio climático y la consiguiente extinción paulatina de los dinosaurios.

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Teorías recientes sobre la aparición de la vida en la Tierra dicen que pudo venir del espacio, es lo que se llama la teoría de la Panspermia, en las etapas de formación de la Tierra hubo un gran bombardeo de meteoritos y las colisiones en el Sistema Solar eran continuas, pudo ser que meteoritos impactaran en planetas como Marte y pudieran arrancarle material que vagara errante por el sistema solar hasta impactar en la Tierra, en esas épocas, y según estudios recientes, en Marte había océanos y quizá vida microscópica, puede que seres microscópicos provenientes de Marte llegaran a la Tierra en forma de esporas y cultivaran la Tierra en la “sopa primordial”, con lo que los marcianos seriamos nosotros…(como dice el profesor Fernando Ballesteros en su libro “Astrobiología, un  puente entre el Big Bang y la vida”), bueno son teorías pero lo cierto es que esto explicaría la aparición tan temprana de la vida en la Tierra, además a la Tierra ya han llegado meteoritos procedentes de Marte e incluso de la Luna con lo que no sería del todo descabellada  esta teoría.

    Veamos a continuación de que están compuestos estos meteoritos recogidos en la Tierra ya sea tras un impacto o tras ser recogidos e identificados como meteoritos. Los podemos dividir básicamente en rocosos y metálicos, pero la clasificación es mucho más larga y compleja, veremos los más significativos según su abundancia de caída en la Tierra.

Básicamente podemos decir que pueden ser metálicos, acondritas o contritas, los de tipo de condrita son los más comunes son el 86% de los recogidos en Tierra, les siguen las acondritas que sería el 8% y el resto serian de tipo metálico. Pero hay la clasificación de Bischoff del año 2001 los  divide en dos tipos “diferenciados” y “no diferenciados” según hayan sufrido o no procesos de fusión.

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Clasificación resumida de los meteoritos según Bischoff-2001, a, b

Veamos los tipos de meteoritos:

Meteoritos no diferenciados.

  • Condritas: son los más abundante, son de tipo no diferenciado porque no han sufrido fusión tras su formación por acreción hace unos 4550 millones de años y tiene muchas características del primer material de la nube protoplanetaria de formación del sistema solar aunque con algunas variaciones por metamorfismos y variaciones acuosas, sin embargo tienen una característica que no ha variado mucho, los condrulos. Los condrulos son esferas de tamaño muy pequeño, por lo general menor de un milímetro, que rellenan hasta el 70% del meteorito, provienen de la nube primordial y por acreción se formaron en el meteorito, tienen esa forma esférica o de gota pues es la forma que adopta en ingravidez un material fluido, y además se considera que estos condrulos eran el material más abundante en la nube primordial de formación del sistema solar. Estos condrulos se ven mucho más en las Condritas carbonaceas (6% de caídas en Tierra), que son las de procedencia más primitiva y se clasifican en otros tipos según su grado de oxidación, otro tipo de condrita es la condrita ordinaria que como bien dice su nombre es el tipo más común de meteorito recogido en Tierra, suele ser el 80%, por ultimo otro tipo importante es la condrita enstatita (2% de caídas en Tierra), es un material más alterado, con formas más metálicas.

Captura Condrita, pueden observarse en su interior los condrulos (esferitas en color blanco)-Foto NASA.

 Meteoritos diferenciados.

Este tipo de meteoritos han sufrido muchos cambios y fueron los que acrecionaron primero en la nube protoplanetaria, suelen ser de origen asteroidal. Dentro de este tipo tenemos los siguientes meteoritos:

Acondritas: No presentan formación de condrulos en su interior, debido a procesos de calentamiento que han provocado que los condrulos se fusionaran, estos se dividen en dos clases según su contenido en calcio, con lo que tendremos acondritos ricos en calcio o pobres en calcio. Este tipo de meteorito es parecido a una roca ígnea terrestre, osease volcánica. Como curiosidad los meteoritos de origen marciano (Lucky) y los de origen lunar (lunalitos) son también de tipo acondrita, estos últimos tipos de meteoritos son muy difíciles de encontrar, los marcianos por ejemplo se les denomina lucky (suerte) porque hay muy pocos, la mayoría se encuentran en desiertos o en la Antártida que son zonas de buena conservación y poca erosión. Su origen es el impacto de algún asteroide en su superficie y los restos de material que lograron salir del planeta llegaron a impactar, tras miles de años, en nuestro planeta, realmente estos tipos de meteoritos son muy raros de encontrar.

Captura                                              Acondrita-Foto NASA

Metálicos: presentan abundancia de Hierro y Níquel, el impacto entre asteroides es su origen más común. Estos se clasifican a su vez en otros subgrupos en función de su formar estructural (Hexaedritas y Octaedritas) y su composición química (magmáticas y no magmáticas).

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Sideritos: Están compuestos de un cincuenta por ciento de metal y la otra mitad de silicatos, también se les denomina metalorocosos. Se clasifican en otros subgrupos según las variaciones en esa composición inicial, estos son lospalasitos (formados por olivinio) y los mesosideritos (formados por feldespatos y piroxenos).

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Clasificación moderna de meteoritos:

Actualmente hay una clasificación mucho más completa de meteoritos, son tres clasificaciones muy diferentes pero complementarias entre sí, se basan en sus cambios debido al choque de impacto (Metamorfismo de choque), en sus variaciones por meteorización y a su composición y procedencia:

Metamorfismo de choque; esta clasificación tiene en cuenta la fuerza del impacto del meteorito con la superficie de la Tierra, clasificándolos según la intensidad del choque en Gigapascales. Dando una Clasificación de índices Sn,

Donde n=1,2,3,4,5 y 6 , el índice 1 indicaría que no hubo choque y seria tipo Condrita que es el más común, el nivel 2 sería un choque débil y el nivel 6 sería el choque más fuerte (unos 80Gps). Todos estos niveles en los que clasificamos los meteoritos tendrían también a su vez una clasificación para cada nivel Sn de características ópticas (colores que se observan al verse con luz polarizada) y de composición interna.

Clasificación por meteorización, está basada en los cambios que ha sufrido el meteorito por la acción del clima. El viento, la lluvia, el agua del mar, es decir los agentes meteorizantes varían las características físicas del meteorito, y varían su nivel de oxidación, estos meteoritos se les clasifica con el índice Wn, donde n=0,1,2,3,4,5 y 6 según el nivel de oxidación del meteorito, por ejemplo en nivel 0 corresponde a un estado en el que aún no ha habido meteorización ya que el meteorito ha sido recogido inmediatamente del impacto, un nivel 3 correspondería a un meteorito de fuerte oxidación y uno de nivel 6 los silicatos han sido sustituidos por arcillas y óxidos.

Clasificación por composición y procedencia. Correspondería completamente a la clasificación que ya he desarrollado en los puntos anteriores, es decir a la clasificación de A. Bischoff (2001), osease meteoritos diferenciados (o fundidos) y meteoritos no diferenciados (primitivos o no fundidos).

Otros meteoritos: Hay una serie de materiales que son producidos a causa de un impacto de un meteorito, como por ejemplo las Impactitas, que no es más que el material eyectado de la corteza terrestre por la fuerza del impacto del meteorito, este material se funde y enfría rápidamente, presentan entonces un aspecto caótico mezcla del meteorito con muchas rocas. Dentro de este grupo están las famosas tectitas, de formas vidriosas muy oscuras pero sin rastro del meteorito.

Captura                                                                 Tectitas

Todas estos meteoritos que hemos visto son auténticos objetos de lujo, pues son reliquias de la formación de nuestro Sistema Solar, es todo un privilegio poder tener en nuestras manos un trocito de nuestra historia cósmica. 🙂

Para saber más: 

-El Geólogo planetario. Jesús Martínez Frías
Centro de Astrobiología (CSIC/INTA),  asociado al NASA Astrobiology Institute http://digital.csic.es/bitstream/10261/36180/3/P%C3%A1ginas%20de%20profgeologo.pdf

El Origen del Sistema Solar-Josep María Trigo i Rodríguez, Editorial Complutense.

Astrobiología, Un puente entre el Big Bang y la Vida-Editorial Akal.

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Tipos de Telescopios

En esta entrada aprenderemos los diferentes tipos de telescopios que hay, y en próximas entradas descubriremos su uso, porque aunque parezcan elementos complicados… no lo son y podemos ver cosas maravillosas en el firmamento, ahora sí, siempre que los usemos correctamente.

Podemos definir el telescopio de la siguiente forma:

Dispositivo óptico diseñado para recoger la mayor cantidad de luz posible procedente de objetos lejanos, y concentrarla en un espacio reducido para su observación y estudio”

Tenemos dos tipos de telescopios: terrestres y astronómicos. Los primeros tienen una lente adicional (llamada inversora) que pone derecha la imagen. Los telescopios astronómicos no tienen esta lente, y la  imagen se ve al revés. Esta lente adicional provoca pérdidas de luminosidad por tanto en el telescopio astronómico no se instala para así poder observar objetos más débiles.

 Partes básicas de un Telescopio.

Tenemos las siguientes partes básicas, ya sea refractor o reflector:

CapturaFigura 1: Objetivo: lente o espejo que recoge la luz, Ocular: salida y amplificación de la imagen, Buscador: pequeño telescopio para búsqueda de los objetos, Montura: seguimiento de los objetos, Trípode: sujeción estable del telescopio. Tubo: sostiene la óptica del telescopio.

Diseños de telescopios.

Tenemos tres tipos básico de telescopios: Refractor, reflector y catadióptrico.

1) Telescopio refractor o kepleriano. Se basa en la refracción de la luz. Es un telescopio constituido por lentes, consiste en un tubo en cuya abertura tenemos una lente (objetivo) y en la salida un ocular (conjunto de lentes) para la amplificación de la imagen, que es donde colocamos el ojo

.CapturaFigura 2: esquema de un telescopio refractor, la imagen se focaliza en el plano focal, y se observa aumentada por el ocular.

Captura                                 Figura 3: Telescopio refractor.

Suelen ser telescopios robustos en comparación con los reflectores y con poco mantenimiento. Brinda imágenes de gran contraste y bien definidas. Son muy buenos para observar la luna, planetas o estrellas dobles. Las desventajas son que para una misma abertura son más caros que un reflector, y las lentes, sobre todo si son telescopios baratos, suelen tener aberración cromática (halo débil de colores alrededor de la estrellas).

2) Telescopio reflector o newtoniano. Se basa en la reflexión de la luz en espejos. Cuenta con un espejo primario grande curvado (espejo objetivo) en el fondo del tubo, este espejo es el encargado de acumular y reflejar la luz, esta imagen es desviada a un espejo secundario plano que la desvía hacia un costado del tubo donde colocamos el ocular.

Captura                                          Figura 4: Esquema de un telescopio reflector

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   Figura 5: Telescopio reflector

Los modelos de gran abertura suelen ser más compactos y fáciles de manejar que los refractores, además con una misma abertura tiene un precio menor que un refractor. Son muy buenos para la observación de galaxias, nebulosas y cúmulos estelares, debido a que recogen mucha más luz que un refractor. Las desventajas de este telescopio es que es muy sensible a los golpes que pueden desalinear los espejos. Necesita cada cierto tiempo mantenimiento ya que el espejo va perdiendo reflectividad y es necesario realuminizarlo. También en algunos telescopios suele aparecer varias aberraciones debidas a los espejos: “coma” que provoca que se vean las estrellas en el borde del campo de visión en forma alargada y aberración esférica (estrellas redondeadas).

3) Telescopio catadióptrico. Este telescopio combina tanto lentes como espejos, y es el más utilizado en observatorios profesionales. Hay dos modelos el Schimidt-Cassegrain y el Maksútov-Cassegrain. En el Schimidt-Cassegrain la luz entra a través de una delgada placa de cristal (lente correctora) situada en la parte frontal del telescopio que ayuda a compensar o minimizar las aberraciones que genera el espejo, el espejo primario  refleja la luz hacia el espejo secundario, y éste la redirige hacia la parte posterior del tubo óptico, a través de un orificio en el espejo primario, donde se sitúa el ocular. De esta forma, la luz recorre varias veces la longitud el tubo antes de llegar al ocular. En el telescopio de Maksútov-Cassegrain el sistema es el mismo solo que se sustituye la lente correctora por una lente gruesa en forma de menisco.

CapturaFigura 6: Esquema de un telescopio Catadióptrico

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Figura 7: Telescopio Catadióptrico.

Estos telescopios tienen una óptica excelente, y están corregidos de aberraciones, son muy buenos para todo tipo de observaciones: planetas, galaxias, nebulosas, etc. así como para astrofotografía. El único inconveniente es su alto precio en comparación con los demás tipos de telescopios.

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Los Asteroides Centauros

Los centauros son asteroides que se encuentran entre Júpiter y Saturno,y que describen órbitas cruzando estos dos planetas.

Captura                       Órbitas e inclinación orbital de varios Centauros

Su cruce con las órbitas de estos planetas tan masivos les provoca órbitas muy inestables en una escala de tiempos de un par de millones de años, por tanto son objetos que evolucionan muy rápidamente en su órbita y se convierten en caóticos. Llegando incluso a convertirse en cometas de corto periodo o cometas activos de Júpiter, chocando finalmente con el Sol o siendo expulsados en algunos casos fuera del sistema solar si se acercan mucho a Júpiter, ya que caen muchas veces en zonas de resonancia.

Captura                             Zonas de resonancia asteroide-Júpiter.

Por tanto podemos decir que estos objetos a mitad de camino entre el cinturón de Kuiper y los troyanos de Júpiter, son la fuente principal de cometas de corto periodo, sin embargo el origen de los propios centauros sigue todavía hoy en día en debate, ya que hay una gran variedad de estos objetos con lo que se cree que hay muchas fuentes que repueblan las órbitas de los centauros. Se cree que los centauros se repueblan a partir de objetos de los troyanos de Neptuno y de los troyanos de Júpiter.

Captura(10199) Chariklo es un centauro que se encuentra entre las órbitas de Saturno y Urano a 16 UA de distancia media del Sol

Utilizando simulaciones de la dinámica del primer troyano de Neptuno descubierto “(2001) QR322” junto con simulaciones de las migraciones de las nubes de troyanos de Neptuno en la migración planetaria, muestra que un gran número de objetos de la población de troyanos de Neptuno son inestables en escala de tiempos muy grandes (unos dos millones de años), estos objetos inestables evolucionarían a órbitas tipo centauro. Siendo por tanto los troyanos la fuente principal de los centauros (Horner-Lykawka 2010).

     Los centauros capturados por Júpiter como hemos visto se pueden convertir en cometas activos de corto periodo, vistos por un observador desde la Tierra cuando están en forma de cometa haría pensar que son de características iguales a las de un cometa, pero en la actualidad esto se está discutiendo bastante, ya que están en zonas muy frías del sistema solar con lo que deben contener lo que se denomina hielo amorfo, esto provoca la aparición de una coma en su aproximación al sol, este hielo amorfo se convierte en forma cristalina (Jewit,David 05/2009) acompañado a su vez con liberación de los gases atrapados en el asteroide, convirtiéndolos en los que se denominan cometas activos de Júpiter de periodo corto.

Un saludo 😉

Jose Vicente

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Los cuerpos menores: Reliquias de la formación del Sistema Solar

 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 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.

En el caso de nuestro Sistema Solar las inestabilidades gravitacionales 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[1] la presencia de elementos ligeros sería más abundante lo que permitiría la formación de los planetas gaseosos y helados.

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 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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Todo un conjunto de billones de objetos que hacen de nuestro Sistema Solar un sistema muy complejo y sobretodo… fascinante 🙂

Saludos 😉

Jose Vicente

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

Conjunción Luna-Saturno el 31 de agosto

Este domingo 31 de agosto se va a producir un fenómeno muy bonito en nuestros cielos, la conjunción de la Luna y Saturno, se podrá observar a partir de las 21:30 h y observando hacia el suroeste.

conjuncion

Este curioso fenómeno hace que nos parezca que la Luna y Saturno está muy cerca en el firmamento, pero es simplemente un efecto de perspectiva, realmente se encuentras a miles de millones de kilómetros de distancia.

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También podremos observar muy cerca de ellos al planeta Marte, con su color rojizo tan característico.

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Estos astros los encontraremos en la constelación de Libra. Mucha suerte a todos sí realizáis fotografías y disfrutad de las estrellas.

saludos

Jose Vicente

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Los cometas del cinturón principal de asteroides

En nuestro Sistema Solar hay infinidad de objetos de tamaños muy pequeños, los llamados cuerpos menores: cometas, asteroides, meteoroides, etc, entre estos objetos hay otros un pelín “raros” que son transiciones entre cometas y asteroides, por ejemplo tenemos los ACOs  que son de aspecto asteroidal sin actividad cometaria pero en órbitas cometarias, luego tenemos los AAs que son asteroides activados que no describen órbitas cometarias pero que presentan actividad cometaria, seguramente por presencia de hielo en su superficie. Y finalmente tenemos los MBCs (Main Belt Comets) o cometas del cinturón principal de asteroides (ubicado entre Marte y Júpiter).Captura

Son objetos tipo asteroide con hielo en su superficie, que debido a la sublimación por la acción del Sol, tienen la típica forma cometaria, el primero fue descubierto en 1996, se trata de 133P/Elst-Pizarro que atrajo la atención por su extraña órbita y con una extraña actividad cometaria, pronto se olvidarían de él hasta que en el año 2002 David Jewitt volvió a observar actividad cometaria en ese asteroide, con lo que se empezó a hablar de los MBCs.Captura

Es complicado encontrarlos por la baja actividad que tienen, (tan solo en un cuarto de su órbita están activos) si se termina su actividad ya no podrán volver a ser vistos a no ser que sufran algún choque con otro asteroide y aflore el hielo que se cree hay en su interior, ya que se cree que muchos asteroides tienen bajo su superficie una gran cantidad de hielo, que suele aparecer cuando se producen choques entre asteroides, provocando una especie de cola por sublimación del hielo y observando por tanto un asteroide-cometa o MBCs.

Todas las investigaciones sobre este tipo de objetos es muy importante  pues pudieron ser, en los primeros estadios de la formación de la Tierra y durante el gran bombardeo de la Tierra por asteroides, los causantes de la aparición de los océanos en la Tierra.

animal in the middle of ocean under blue sky
Photo by Paweł L. on Pexels.com

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Playas estelares: Nebulosa de la Medusa

En nuestras playas estamos últimamente acostumbrados a encontrarnos con alguna molesta medusa y a salir despavoridos, eso sí no nos ha alcanzado ya :-)…, pero en el cielo, en el enorme océano cósmico de nuestra galaxia hay una nebulosa que tiene ese nombre:

La Nebulosa de la Medusa (IC 443):

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Desde nuestro planeta, que sería la orilla de ese océano interestelar, podemos apreciar esta impresionante nebulosa, que por su característica forma podemos identificar como una enorme “medusa interestelar”, los seres humanos tratamos siempre, y nos empeñamos además,  de buscar en el cielo analogías a nuestras cosas en la Tierra, medusas, barcos, puros, cisnes… de todo hay en el cielo…

Hablemos un poco de esta nebulosa tan veraniega; IC 443 (también conocida como la Nebulosa Medusa y Sharpless 248) es una remanente de una supernova galáctica (SNR) en la constelación de Géminis.

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 Se encuentra a una distancia de unos 1500 años luz de la Tierra.  IC 443 puede ser los restos de una supernova que tuvo lugar  hace 30 mil años, es uno de los casos mejor estudiados de remanentes de supernovas que interactúan en zonas de nubes moleculares,

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Parte de zona noreste de IC 443, Crédito : Jean-Charles Cuillandre (CFHT) y Giovanni Anselmi (Coelum astronomia), Hawaiian Starlight, CFHT.

Saludos a tod@s, disfrutad de las estrellas y cuidado con las medusas playeras… los que puedan disfrutar de la playa claro 🙂

Jose Vicente

 

 

El Polvo Interplanetario (IDPs)

El polvo interplanetario (IDPs) está compuesto por partículas de hasta 100 mm, a partir de ese tamaño tendríamos Meteoroides y objetos más grandes, por tanto se trata de partículas muy pequeñas, el polvo interplanetario es una variante del polvo cósmico, se le llama interplanetario pues está comprendido entre el sol y los planetas.

CapturaPolvo interplanetario, Foto en: http://www.taringa.net/posts/info/6816384/Una-particula-de-polvo-interplanetario.html

Es un polvo que ha sido eyectado por colisiones de cuerpos o eyectados por cometas, también es parte de los restos de la formación del sistema solar. El polvo interplanetario lo podemos en cierto modo visualizar desde la Tierra, si la noche es muy oscura y con gran estabilidad podemos ver lo que se denomina luz zodiacal, se llama así pues se puede observar una tenue luz en el plano de la eclíptica en el amanecer o al anochecer, es el reflejo de la luz del sol por parte del polvo interplanetario en las cercanías del sol. La Tierra en su movimiento alrededor del sol captura miles de toneladas de este polvo diariamente (unas 2900 al día), a ese ritmo se calcula que si no se destruyera este polvo, en la tierra habría una capa de un metro de altura de polvo de color oscuro, el polvo interplanetario.

Captura56Imagen de la Luz Zodiacal: 

http://apod.nasa.gov/apod/image/0709/zodiacal_beletsky_big.jpg

     Veamos ahora la dinámica del polvo interplanetario en el sistema solar, sobre esta micromateria interplanetaria actúan diversas fuerzas:

La presión de radiación; que aparece como una fuerza que actúa sobre el polvo empujándolo y por tanto frenándolo y tratando de desplazarlo hacia afuera del sistema solar, es un vector de poynting, es decir es afectado por la intensidad de la onda electromagnética proveniente del sol, es una presión muy débil pero muy apreciable en la colas cometarias al acercarse al sol.

El efecto Poynting-Robertson, La interacción del polvo con la luz solar genera una fuerza de frenado que es débil en comparación con la generada por la presión de radiación pero que disipa energía y momento causando que la partícula caiga muy lentamente en órbitas en forma de espiral hacia el Sol. Este efecto es muy importante para partículas muy pequeñas, pero cuando ya se trata de cuerpos de masa cercana al metro ya no es apreciable.

-Otro efecto importante es la existencia del campo magnético interplanetario el cual origina una fuerza que tiende a aumentar la inclinación orbital del polvo interplanetario.

  La disposición del polvo en el sistema solar es de una mayor concentración entre Marte y el Sol, en de una forma lenticular aplastada, con su plano de simetría principal coincidiendo con el plano invariable del sistema solar (o plano máximo de Aries o Laplace). En las cercanías del sol por debajo de 0.5 UA habría ausencia de ellos pues las altas temperaturas los volatizan.

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   En cuanto a su composición se han utilizado muchos métodos para saberlo, desde aviones y globos sonda a gran altura para capturar polvo interplanetario, hasta buscar en los fondos marinos en busca de material parecido a los meteoritos, lo que se denomina esférulas cósmicas, estas esférulas son de color oscuro y están compuestas por una mezcla de silicatos y compuestos de carbono. Las composiciones típicas de los IDPs recogidos en Tierra son muy semejantes a las contritas carbonaceas. Este polvo interplanetario que se agrega a la Tierra llega al suelo por condensación en gotas de agua, copos de nieve o granizo, esto es debido a que el vapor de agua utiliza el polvo como núcleos de condensación. Una zona en la Tierra donde se acumula mucho polvo interplanetario es en los casquetes polares, siendo esta una autentica reserva natural de IDPs.

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Envía tu relato Astronómico

Hola a tod@s:

¿Tienes una Historia real o inventada en el que el tema de fondo sea algo relacionado con la Astronomía? Pues puedes publicarla en el blog, en el apartado Historias de estrellas.

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Envía un correo con tu historia a:

josevdm72@gmail.com y la colocaremos en el apartado de historias.

https://josevicentediaz.wordpress.com/historia-de-estrellas/

Un saludo.

Jose Vicente 🙂

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Aerosoles atmosféricos…¿Que son?

Denominamos aerosol a una dispersión de partículas sólidas y líquidas en suspensión en un gas. Los aerosoles atmosféricos se refieren a partículas sólidas y líquidas suspendidas en el aire. Estos son principalmente producidos por diferentes procesos que ocurren en las superficies de la Tierra y del agua, y en la propia atmósfera. Se producen tanto en la troposfera como en la estratosfera, pero hay diferencias considerables en los rangos de tamaño, en la naturaleza química y en las fuentes de los aerosoles que se producen en estas dos capas de la atmósfera.

  Los aerosoles tienen importantes consecuencias para el clima global, los procesos del ecosistema y la salud humana. La contaminación atmosférica por aerosoles se define como el cambio en la composición natural de la atmósfera debido a la suspensión de partículas, siendo uno de los grandes problemas ambientales en los países más desarrollados. Por otro lado, los aerosoles presentan una alta variabilidad espacial y temporal en la atmósfera con lo que su estudio en muy importante para saber los efectos que producen sobre el clima.

    Desde el espacio, mediante el uso de la teledetección y desde estaciones en Tierra se obtienen medidas muy precisas de aerosoles, siendo la medida más importante el espesor óptico de aerosoles (AOD o  τa) ya que puede ser aplicado en los cálculos de transferencia radiativa y en la evaluación del tratamiento de los aerosoles en los modelos regionales y el clima, pues representa la carga total de aerosoles en la columna atmosférica.

    Como hemos definido los aerosoles atmosféricos son partículas en estado sólido o líquido que se encuentran suspendidas en la atmósfera, partículas  cuyo tamaño puede oscilar entre 0.001 y 100 μm.

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Su presencia en ella puede ser debida a distintas causas y, por tanto, una forma de clasificarlos es en función de su origen, distinguiendo entre aerosoles primarios o secundarios.  El primer tipo corresponde a aquellos que se incorporan directamente a la atmósfera a través de emisiones naturales (erupciones volcánicas, polvo desértico, etc.) o actividades antropogénicas (quema de combustibles fósiles, actividades industriales, etc.); mientras que los del segundo tipo son los que se originan como consecuencia de diversos procesos químicos que tienen lugar en ella.

Captura                                              Aerosoles de origen natural

CapturaAerosoles de origen Antropogénico

    Los aerosoles tienen un impacto directo en el balance radiativo de la Tierra dispersando y absorbiendo la radiación solar (Qianshan He et al-2010) y  sus efectos radiativos se clasifican en directos (efectos en la propagación de la radiación), indirectos (modificación de los efectos radiativos de las nubes) y semidirectos (efecto de la absorción de los aerosoles en una nube).  Informes del  IPCC[1] (2007) estiman que a nivel global medio el forzamiento radiativo directo de los aerosoles antropogénicos en el TOA (techo de la atmosfera) es negativo, favoreciendo el enfriamiento del clima, y con una incertidumbre muy grande. En el caso del forzamiento radiativo indirecto las incertidumbres son todavía mayores.

 La acumulación de aerosoles puede ser observada e influir en la visibilidad cuando se presentan en la siguiente forma:

 –  Niebla: Suspensión en el aire de finas gotas de agua. Se produce sobre la superficie del suelo y reducen la visibilidad.

– Calima: Son partículas secas de tamaño muy pequeño en suspensión (polvo, cenizas, arcilla o arena). Una variante de la calima sería la Bruma que da una mayor visibilidad.

– El humo: Suspensión en la atmósfera de partículas pequeñas producidas por procesos de combustión.

 Los aerosoles tienen diferentes componentes según el fenómeno que los genere, los componentes básicos de los aerosoles  son los siguientes (Esteve A.R. 2011):

a) Sales marinas. Las partículas de sal marina se generan en los mares y océanos debido a la acción mecánica del viento o la lluvia sobre su superficie, la pulverización de las olas del mar cuando la velocidad del viento es muy alta y la explosión de las burbujas de aire durante la formación de la espuma forman estos aerosoles.

b) Aerosoles extraterrestres. Provienen en su mayor parte de pequeños meteoritos, asteroides, cometas y restos de la formación del Sistema Solar, el polvo interplanetario. Estas pequeñas partículas se desintegran total o parcialmente al llegar a la atmósfera terrestre. Fundamentalmente se componen de elementos como Hierro, Magnesio, Silicio, Azufre y Argón, se calcula que aproximadamente una tonelada de este polvo es capturada por la Tierra al día.

c) Minerales. Las partículas minerales se generan por la acción mecánica del viento en zonas desérticas o áridas, donde son arrancadas de la superficie e incorporadas a la atmósfera mediante mecanismos de convección y circulación atmosférica

d) Sustancias carbonáceas. Las partículas de carbón son generadas en fenómenos de combustión (industriales o vehículos a motor), siendo de especial importancia a nivel global tanto los generados en la quema de grandes extensiones de biomasa forestal como los ligados a la actividad industrial y urbana.

e) Sulfatos. Las partículas que contienen sulfatos o compuestos con azufre pueden ser de origen natural (erupciones volcánicas, procesos biológicos de los seres vivos marinos…) o antropogénico (combustibles fósiles).

f) Nitratos. Los más frecuentes son los derivados del N2O, generado en los fertilizantes agrícolas, o del NO2, generado en los procesos industriales, tormentas y oxidaciones de algunos gases atmosféricos.

g) Compuestos orgánicos. Los hay de origen antropogénico (quema de biomasa) y natural (por ejemplo el polen).

h) Aerosoles volcánicos. Las erupciones volcánicas inyectan gran cantidad de aerosoles y gases a las capas altas de la atmósfera. Están formados por cenizas, polvo no soluble y gases reactivos. Estas partículas alcanzan la alta troposfera y la estratosfera, y sufren largos desplazamientos por todo el planeta, llegando a tener tiempos de residencia en la atmósfera de varios años.

 Pero la clasificación más precisa y útil a nivel global  es la clasificación de aerosoles a partir de modelos climáticos (d’Almeida,1991)[2].

A continuación se muestran los cinco tipos de aerosoles más importantes:

a) Aerosoles marítimos. Debido a que dos tercios de la superficie terrestre está cubierta por agua, este tipo de aerosol es de los más importantes a nivel climatológico. Está formado por sustancias solubles en agua (99.96%) y partículas salinas (0.04%). A partir de su interacción con otros tipos de aerosoles, se tienen tres tipos:

Marítimo limpio o puro. Este aerosol se encuentra en regiones oceánicas muy alejadas de la costa, y consiste en sulfatos biogénicos y sales marinas de varios tamaños. Definen masas de aire bastante limpias.

Marítimo mineral. Este aerosol se encuentra en aquellas regiones del planeta donde las partículas marinas se mezclan con aerosoles de origen desértico, que pueden haber sido transportados a grandes distancias de sus fuentes. Es muy común en el Mediterráneo y al oeste de África, donde las partículas de polvo sahariano se mezclan con masas de aire cargadas de aerosol marítimo.

Marítimo contaminado. Este aerosol se produce por la mezcla del aerosol marítimo puro con masas de aire de regiones contaminadas. Se trata de un tipo importante de aerosol en los procesos de  formación de nubes, y por lo tanto en el balance radiativo. Este tipo de aerosol está presente en el Mediterráneo, donde el aerosol marítimo se mezcla con las masas de aire contaminadas de Europa.

 b) Aerosoles continentales. Se trata de aerosoles compuestos de polvo y sustancias solubles en agua. Se tienen cuatro tipos:

Rural o continental puro. Compuesto principalmente por sustancias solubles en agua y partículas minerales, se encuentra en zonas continentales alejadas de fuentes de contaminación.

– Forestal puro. Típico de zonas forestales densas y muy extensas, fundamentalmente se compone de sustancias biológicas.

Continental promedio. Este es una mezcla del aerosol rural con el proveniente de zonas industrializadas, y consiste en una mezcla de hollín, polvo y aerosoles solubles en agua. Este tipo es muy frecuente en zonas del continente europeo.

Urbano. Se genera en zonas con un alto grado de contaminación antropogénica, originada por la actividad industrial, residencial, agrícola y por el tráfico de vehículos. Su composición es variable, con proporciones de hollín, polvo, sulfatos, nitratos y material orgánico.

c) Aerosoles desérticos. Se componen de partículas minerales de diferentes tamaños, presentando gran variabilidad en sus propiedades ópticas y microfísicas.

d) Aerosoles árticos. Tienen su origen en las plataformas continentales del norte de Europa y Asia, así como en los océanos que las circundan. Su composición consiste principalmente en partículas marinas y minerales.

 e) Aerosoles antárticos. Son similares a los aerosoles árticos, pero son menos variables ya que están más alejados de las fuentes de polución troposférica. Representan las condiciones del continente antártico. Está compuesto principalmente de partículas minerales, sulfatos y sales marinas.

Por tanto el  estudio de los aerosoles es de gran importancia ya que, debido a su alta variabilidad temporal y espacial, constituyen una de las mayores fuentes de incertidumbre en diferentes procesos que ocurren en la atmósfera y que afectan tanto al clima (IPCC, 2007) como a la visibilidad (Santese et al., 2007; Samet et al., 2000), calidad del aire (Torres et al., 2002) o a la salud humana (Samet et al., 2000).

Para caracterizarlos es necesario conocer tanto sus propiedades, su concentración en la atmósfera o su origen, como su distribución espacial y temporal o su dinámica global.

[1] Panel Intergubernamental del Cambio Climático

[2] G.A. d’Almeida, P. Koepke, and E.P. Shettle. Atmospheric aerosols. Global climatology and radiative characteristics. A. Deepak Publishing, Hampton, 1991.

Jose Vicente 😉

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