as2001: astronomía general clase #5 cuerpos menores del...
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Introducción:
• LagranseparaciónexistenteentrelaórbitadeMarteydeJúpiterllamólaatencióndelosastrónomosdesdelosDemposdeCopérnico.
• EnelsigloXVIIIelalemánJ.DanielTiAus(1729-1796),profesordeRsicaenWiTenberg,encontróunarelaciónnuméricaquereproduceconunabuenaaproximaciónlossemi-ejesmayoresdelasórbitasplanetarias.
• Lapublicóen1772.
• EstaseriepasóinadverDdahastaqueJohanElertBode(1747-1826),directordelObservatoriodeBerlín,ladioaconoceren1778
• ahoraesreferidacomola“leydeTi)us-Bode”,osimplementecomoleydeBode.
• ParDendodeunasucesiónformadaporelnúmero0ylostérminosdeunaprogresióngeométricaderazón2yprimertérmino3(0,3,6,12,24,48,96,192,384,...),sileagregamos4acadatérminoyluegodividimospor10,resultalaserie:0,40,71,01,62,85,210,019,638,8...
• EstaserierepresentamuybienlasdistanciasdelosplanetasalSol,desdeMercuriohastaSaturno,empezandoenordendesdeelprimertérmino,peroomiDendoelquinto.
• [LasdistanciasmediaalSolson:Mercurio0,39;Venus0,72;LaTierra1,0;Marte:1,52;Júpiter5,20;Saturno:9,54].
Planeta Distancia Ley de Bode
Mercurio 0,39 0,4
Venus 0,72 0,7
Tierra 1,0 1,0
Marte 1,52 1,6
???? 2,8
Júpiter 5,20 5,2
Saturno 9,54 10,0
Planeta Distancia Ley de Bode
Mercurio 0,39 0,4
Venus 0,72 0,7
Tierra 1,0 1,0
Marte 1,52 1,6
???? 2,8
Júpiter 5,20 5,2
Saturno 9,54 10,0
Urano 19,18 19,6
• EldescubrimientodeUrano,hechoporWilliamHerschelenMarzode1781,mostróqueelnuevoplanetaestabaaunadistanciamediaalSolde19,18unidadesastronómicas,siendo19,6laprediccióndelarelacióndeTiDus.
• EstotrajoaprimerplanolaleydeBodeylosastrónomosdelmundoenterolamentaronnohaber“salidoabuscar”unplanetamásalládeSaturno.
• MirandolaleydeBodeempezaronapensarsia2,8unidadesastronómicasnohabríaunplanetaqueaúnnohabíasidodescubierto.
Búsquedaydescubrimiento:
• En1800elastrónomoalemánFranzXaver,baróndeZach(1754-1832),reunióenLilienthala24astrónomosconelobjetodeorganizarunabúsquedasistemáDcadeestehipotéDcomiembrodesconocidodelsistemasolar.
• Dividieronlaregiónzodiacaldelcieloen24zonasencargandoacadaastrónomoelpatrullajedeunadeellas.
• SinembargolasuertenoestuvodepartedelgrupodeLilienthal,puesfueGiuseppePiazzi(1746-1826),astrónomoitaliano,quenoparDcipóenlareunióndeLilienthal,quientuvoelprivilegiodeldescubrimiento.
• Piazzidescubrióel1ºdeEnerode1801,primerdíadelsigloXIX,unobjetodesépDmamagnitudqueenlasnochessiguientesfuecambiandodeposiciónenelcieloconrespectoalasestrellasvecinas.
• Loobservóhastael24deEnero,fechaenqueenvíalainformacióndesudescubrimientoaBodeenBerlín.
• Piazziintentócomputarunaórbitaparaelnuevoobjeto(queélpensóerauncometadeaparienciaestelar).
• Noexiskaunmétodoparacalcularunaórbitasalvoqueéstafuesecircularoparabólica.
• Piazzicalculóunaórbitacircularpuesyahabíadescartadolaideaquesetratasedeuncometa.
• Cuandoiniciaronlabúsquedadespuésdelperíododeinvisibilidad,elobjetonofueencontradoenellugarcalculado.
• ElgranmatemáDcoalemánCarlFriedrichGauss(1777-1855)queestabatrabajandoenelproblemadeórbitasplanetariasdirigióentoncessuatenciónalperdidoobjetodePiazzi,alrecibirenoctubreunacartadevonZachdondeexplicabaladificultadpararecuperarelobjetoyledetallabalasobservaciones.
• ConsunuevométododecálculoylasobservacionesdePiazzipudodeterminarunaórbitaquellevóarecuperarelobjetoperdidoel7deDiciembrede1801,enellugarpredichoporGauss,muydisDntodelsiDodondesehabíabuscadopreviamente
• [elmétododecuadradosmínimoslodesarrollóGaussenesaépocajuntoconunmétodogeneraldecálculodeórbitasdondelosseiselementosdelaórbita,incluyendolaexcentricidad,sedeterminanaparDrdeunconjuntodeobservaciones,conunmínimodetres;
• elnuevométodolopublicóGaussen1809].
• LaórbitaindicabaquesetratabadeunobjetoubicadoentreMarteyJúpiter,conunperíodocercanoa4añosyconunadistanciamediaalSol(2,77UA)muydeacuerdoconlaleydeBode.
• PiazzilodesignóconelnombredeCeres,ladiosatutelardeSicilia.CerescorrespondeenlamitologíaromanaaDemeterdelamitologíagriega,hermanadeZeus.
• Ceres(Demeter)esladiosadelascosechas.
• EltamañodeCeresesmenordemilkilómetrosdediámetro,notablementemenorquecualquierplanetaytambiénmáspequeñoquelaLunaylosgrandessatélitesdeJúpiterySaturno.
• DadoquenoeraelplanetaqueseesperabaydadalafrustracióndelgrupodeLilienthallabúsquedaconDnuó.
• El28deMarzode1802HeinrichWilhemMathiasOlbers(1758-1840)descubrióunsegundopequeñoplaneta:Palas.
• OlberseramédicoyejercíalamedicinaenBremenperoensusratoslibressededicabaconpasiónalaastronomía.
• LaórbitadePalasescasidelmismotamañoqueladeCeresperoconunafuerteinclinaciónconrespectoalaeclípDca(35°).
• PosteriormenteK.L.Harding,delObservatoriodeGötngen,el1deSepDembrede1804,descubrióJunoyluegoOlbers,el29deMarzode1807,descubrióVesta.
Asteroide
Período
orbital (años)
a(U.A.) e i D (km)
Ceres 4,607 2,769 0,0780 10,61 993
Palas 4,611 2,770 0,2347 34,81 525
Juno 4,359 2,668 0,0258 13,00 267
Vesta 3,629 2,361 0,0906 7,14 510
• Sehabíanencontrado4nuevosplanetasenlugardeuno,enlaubicaciónindicadaporlaleydeBode,peroademástodoseranmuchísimomáspequeñosqueJúpiteroMarte,puessubrilloalcanzasóloalamilésimapartedeladeéstosysuaparienciaeneltelescopioesperfectamenteestelar.
• Fuerondesignadosconelnombredepequeñosplanetasoasteroides.
• Susórbitasestánentre2,3y2,8UAysusperíodosderevoluciónentre3,6y4,6años.
• Pormuchosañossóloseconocieron4pequeñosplanetas.
• Reciénen1845sedescubrióelquinto.• Conlaconstruccióndemapasestelareshastalanovenamagnitud,hechaenelObservatoriodeBerlínparalazonazodiacal,seposibilitaronnuevosdescubrimientos.
• Yaen1855elnúmerodepequeñosplanetasconocidoshabíaaumentadoa26;en1870sealcanzóalos105.
• Asíen1900elnúmerodeasteroidessehabíaelevadoa436.
• AlmejorarlatécnicafotográficayuDlizandonuevosmétodosdebúsquedafueposibleelevarrápidamenteesenúmero.
• Enelaño1937seconocían1.417yen1977había2.000pequeñosplanetasnumerados,conórbitasmuybienconocidasyungrannúmero(5.000)deasteroidesconórbitaspreliminares.
• LosprimeroscuatroplanetoidesdescubiertosDenentamañosentre500y1.000kilómetrosdediámetro.
• LosmásdébilesquesedescubrenDenentamañosde10kilómetros,omenos.
• Sunúmerocreceincesantementealalcanzarobjetosdemenortamaño.
• SeesDmaqueelnúmerototaldeasteroidessobrepasael1.000.000.
• Esposiblequenoexistalímitepueslosmásdébilessonsimplementerocasde1kilómetroomenos.
• En1866elastrónomoDanielKirkwood(1815-1895),estudiandolasórbitasdelospocospequeñosplanetasconocidosaesafecha,señalóquelosperíodosnosedistribuíanalazarentornoalpromediode4,7años.
• Encontróquehabíaausenciadeasteroidesconperíodosde5,93años,4,74añosyde3,95años,quecorrespondena½,2/5ya1/3delperíododeJúpiter.
• Estudiosposteriores,uDlizandounmayornúmerodepequeñosplanetas(Kirkwoodteníainicialmentedatosparasólo88asteroides),hanconfirmadolaslagunasdeKirkwood,agregandootracorrespondientea3/7delperíododeJúpiter.
• NaturalmenteestaslagunasenladistribucióndelosperíodosdebensercausadasporJúpiterquenoaceptaesaconmensurabilidadyperturbasacandodeesasposicionesalosasteroides[laslagunasenlosperíodossetraducenenlagunasenlossemi-ejesmayores,zonasdelespaciodondenohaypequeñosplanetas].
• EstaslagunasdeKirkwoodconsDtuyenunhechoquelamecánicacelestedelsigloXIXnohabíapredicho.
• EstasresonanciasconlaórbitadeJúpitersacaacualquierobjetodeesazona,sinembargoalgunospequeñosplanetasestánatrapadosenlasresonancias1:1delosTroyanosode2:3delosDpoHilda.
• En1906sedescubrieron,enuncortointervalo,4pequeñosplanetasconunperíodode12años,exactamenteigualalperíododeJúpiter,queviajanenunaórbitasimilar,peroqueseubicana60°deJúpiter,vistosdesdeelSol,yaseaprecediéndoloosiguiéndolo.
• EstasituaciónhabíasidopredichaporLagrange,quienencontróqueesaconfiguracióntriangularesestableenelproblemadetrescuerpos.
• EstossonlospuntosL4yL5deLagrange;lospuntosL1,L2yL3estánenlalíneaqueconectalosdoscuerpos,L1entreellosyL2yL3fueradeellos.
• LoscincopuntosdeLagrangesonpuntosdeequilibrioperosóloL4yL5sonestables.
• Pequeñoscuerposestánallí“enequilibrioestable”,bajolaaccióncombinadadelSolyJúpiter.
• Unanálisisposteriormostróquelospequeñoscuerpospuedenoscilarentornoadichospunto,enlasasíllamadaslibraciones,siempreacompañandoaJúpitera60°dedistancia(delongitudeclípDca).
• EstosobjetosfueronnombradoscomoAquiles,Héctor,Patroklus,NestoryotroshéroesdelaguerradeTroya;
• algruposelosconocegenéricamentecomolosasteroidestroyanos.
• ElL4estánlosgriegos(helenos),encabezadosporAquiles[seconocenmásde4.000asteroidesenL4]yelL5,detrásdeJúpiterestánlostroyanos[seconocenhoymásde2.000enL5].
• AsteroidesenlospuntoslagrangianosdeMarte,UranoyNeptunohansidoencontradosenunpequeñonúmero.ASaturnonoselehanencontradotroyanos,posiblementeporlasperturbacionesdeJúpiter.
• Elasteroides2010TK7esuntroyanodelaTierraenL4;Dene300metrosdediámetro.
• Laexcentricidaddelasórbitasdelosasteroidesdelcinturónprincipaleskpicamente0,14ylagranmayoríaDenenexcentricidades<0,25.
• Lasinclinacionesdelasórbitassonmuybajas,kpicamenteunos8°ysiempremenorque16°
• OtroimportantegrupodeasteroidessonaquellosquesusórbitaslosllevanapasarmuycercadeMarteylaTierra.
• UnejemplodeesteDpoeselpequeñoplanetaEros.• FuedescubiertoporGustavWiTenBerlínen1898.• EnsuperihelioseacercaalSolbastantemásquelaórbitadeMartellegandoaunacercaníaconlaTierra.
• Enlaoposición1900-1901llegóa0,27UAdelaTierra.
• Mejoraúnenlaoposiciónde1930-1931llegóatansólo0,17UA.
• SuparalajegeocéntricoesexcelenteparamedirelparalajeSolar(elparalajesolares8,8”porloqueelparalajedeErosesdeaproximadamente52”muyfácildemedir).
• EroseselmásnotablemiembrodelafamiliadelosasteroidesDpoApolo-Amor.
• ElperiheliodelasteroideApoloesmenosde1UAyelperiheliodeAmorestáentrelasórbitasdelaTierrayMarte.
• Existeunapequeñaprobabilidaddequeunodeestospequeñosplanetasquecruzanlaórbitaterrestrechoqueconella.
• En1989HenryHoltdescubrióunasteroideDpoApoloqueseacercóa800.000kilómetrosdelaTierra.
• En1992elasteroideTouta5spasóasólo4millonesdekilómetrosdelaTierra.
• En1993TomGehrelsencontróotro,de10kmdediámetro,quepasóasólo140.000km,menosdelamitaddeladistanciaalaLuna.
• Sehaanunciadoqueel26deoctubredel2028pasaráunasteroidea1millóndekilómetrosdelaTierra.SecalculaquepuedeocurrirunacolisiónconlaTierracadamillóndeaños.
• En1976EleanorHelindescubrióelasteroideAtencuyadistanciamediaalSolesmenoraunaunidadastronómicadedistancia,permaneciendosuórbitatodoelDempomáscercadelSolquelaTierra.
• LosasteroidesAmor,ApoloyAtenconformangenéricamenteunafamiliadeObjetoscercanosalaTierra,eninglésNearEarthObjects,abreviadosNEOs.
• LosNEOssonmoDvodeestudioenlaactualidadparalaNASAyelmundoentero.
• Hoysehancatalogadomuchomilesdeellos,todoslosqueposeenuntamañosuperioraunkilómetro,cuyoeventualimpactoconlaTierrapodríaproducirunacatástrofeglobal.
• AhorasetrabajaendescubrirycatalogartodoslosNEOsdemásde300metros,quepodríanproducirunaconmociónregionalolocal.
• LaideadetrásdeestosestudiosespodertenerunaalertatempranadeunacolisiónconlaTierraypodertomarmedidas.
• En1920WalterBaadedescubrióelprimerasteroidequecruzalaórbitadeJúpiteryllegacasihastaSaturno.
• SelodenominóHidalgoyfuepormuchoDempoelasteroidequemássealejabadelSol.
• En1977CharlesKowaldescubrióunobjetoqueorbitaelSolentreSaturnoyUrano,conunperíodode51años.
• Fuecatalogadocomoelasteroide2060,Chiron.• Tieneundiámetrode200kilómetros;suórbitaeselípDcalocuallohaceracercarseaSaturnoensuperihelioyaUranoensuafelio.
• ChironresultóserelprimerodeungrupodeasteroidesentreSaturnoyUranoquehansidollamadoslosCentauros,condistanciasmediasalSolentre13y25UAloquesitúaavariosdeellosmásalládelaórbitadeUrano.
• Recientemente,aparDrde1992,sehandescubiertopequeñosplanetasmásalládelaórbitadeNeptuno(ydeladePlutón),condistanciasmediasalSolentre40y45UA.
• EstoshansidollamadosobjetosTrans-Neptunianos(Trans-NeptunianObjectsoTNOsabreviadoseninglés).
• SeesDmaqueexisten35.000objetoscomoellos,conórbitasentre30y50UA.EstosobjetosestánsituadosenelcinturóndeKuiper(Kuiperbelt).
• EstosobjetoshanatraídolaatencióndelosastrónomospuessonobjetoscuyacomposiciónquímicaseríalaprimigeniadelanubesolarprimiDva;
• setrataríaderemanentesdelaformacióndelsistemasolarquenoseintegraronenningúncuerpomayoryquesugrandistanciaalSolloshahechopermanecerinalteradosdesdeentonces.
• RecientementehasidodescubiertounTNOmuyalejadodelSolquequizásseaelobjetomásgrandedescubiertodesde1930(fechaenquesedescubrióPlutón).
• HasidodesignadocomoSedna;estásituadoahoraa89unidadesastronómicasdelSol.
• ConundiámetroesDmadoen1.000kilómetrosDeneuntamañoqueeslunterciodelaLunaycasilamitaddePlutón.
• LosdescubridoresMichaelBrown(CalTech),ChadTrujillo(GEMINI)yDavidRabinowitz(Yale)lodescubrieronel14deNoviembredel2003entresimágenestomadasporeltelescopioSchmidtdeMontePalomarenEE.UU.
• EllossugirieronbauDzarloSedna,diosaInuitqueviveenunafríayoscuracavernaenelfondodelmarÁrDco.
• Sehanencontradoimágenespre-descubrimientoquelleganhasta1990.
• Contodasellassehacalculadounaórbitaquemuestrasermuyalargada(muyexcéntrica)quehacequeSednaenelperihelioseubiquea76U.A.perollegahasta950U.A.enelafelioysuórbitaDeneunperíodode11.500años.
• ElTNOqueposeíaelanteriorrecorderael2000CR105quevade44hasta410U.Aenunaórbitade3,400años.
• SednaesunpocodistanteparaserunobjetodelcinturóndeKuiperperonollegalosuficientementelejosparaserpartedelanubedeOort.
• EsunobjetoqueestásituadoenunaposiciónintermediaentrelosTNOsyloscometasdelargoperíodo.
Su alargada órbita sitúa a Sedna fuera del cinturón de Kuiper (por donde anda Plutón), hacia la nube de Oort, pero sin llegar a ella.
• El29deJuliodel2005sehaanunciadoeldescubrimientodelobjetodelsistemasolarmásgrandesdesde1846(fechadeldescubrimientodeNeptuno).
• Elobjeto,descubiertoenel2003yanunciadoenjuliodel2005,orbitaríaelsolen557añosenunaórbitaconunaexcentricidadmayorquelakpicadelosplanetasperonotangrandecomoladeloscometas.
• Elnombreprovisorioelobjetoera2003UB313.
• EnSepDembredel2006fuenombradocomoErisoÉride(ambasformassoncorrectasencastellano)esladeidadgriegaequivalentealalaDnaDiscordia.
• AEris,entreotrascosasseleatribuyelosacontecimientosquellevaronalaguerradeTroya.
• FuedescubiertoporelmismogrupoquedescubrióSedna,estoesMichaelBrown,ChadTrujilloyDavidRabinowitz.
• EnelafelioErisalcanzalas97unidadesastronómicas(U.A.)mientrasenelperihelioseacercaalSolhasta35U.A.
• Laexcentricidaddelobjetoese=0,47ysusemi-ejemayoresde66U.A.
• SuinclinaciónconrespectoalaeclípDcaesde44o,inclinacióndegranmagnitud.
• ElnuevoobjetoestásituadomuycercadesumáximadistanciaalSol(afelio)yDenemagnitud19.
• SegúnobservacionesdeltelescopioespacialHubbleydelObservatorioKeckenHawai,eldiámetrodeErisesde2.398Km.(±96Km.);conunamasade1,66x1022kg.
• ErisesunpocomásgrandequePlutóncuyodiámetroymasason:D=2.370Km.,m=1,25x1022kg.
• LaUniónAstronómicaInternacionalensuAsambleaGeneraldePraga,enel2006,decidiócrearunacategoríadeplanetasenanos,entreloscualesestán,Plutón,Eris,SednayCeres.
• QuaoaryotrosTNOsselosconsidera“candidatos”aplanetasenanos.
• LacostumbreesnombraralosTNOscomodeidadesgriegasyenelcasodelospluDnos(objetosquecompartenlascaracterísDcasorbitalesdePlutón)condeidadesgriegasdelinframundo(Plutóneraeldiosdelinframundo).
• Paraexplicarelorigendelospequeñosplanetassehansostenidodospuntosdevistatotalmenteopuestos.
• Paraalgunosseríanlosfragmentosdeunplanetadetamañonormalquesedesintegróenungrancataclismo.
• EstahipótesisfuepropuestaporOlbersacomienzosdelsigloXIX.
• ParaotrossetrataríadeloscomponentesaparDrdeloscualesnologróconsDtuirseunplanetanormal.
• SiestaúlDmahipótesisfueselacorrectasetrataríadematerialprimigenioquenollegóaaglomerarseparaconsDtuirunplaneta.
• Cabeseñalarquelosplanetasexterioresalcinturóndeasteroides(Júpiter,Saturno,Urano,Neptuno)poseencaracterísDcasmuydiferentesdelasdelosplanetasdentrodelcinturón(Marte,Tierra,VenusyMercurio).
• EstopareceindicarquelaparteexternadelSistemaSolarseformóbajocondicionesmuydiferentesalasimperantesdurantelaformacióndelosplanetasinteriores.
• Esatransiciónhabríaocurridocuandodebíaformarseunplanetaa2,8UAytalvezesecambiobruscodetemperaturahizoimposiblelaformacióndeunplanetadehielo,comolosjovianos,odeunplanetarocoso,comolosterrestres.
• Lamateriaprimaquedódispersaenesazona.• EntodocasonoesunagrancanDdaddemasa:seesDmaquelamasadetodoslosasteroidesnoesmásde0,004lamasaterrestre.
• LoqueahorahabríanoessuficienteparaformarunplanetacomparableniconMercurio,elmáschicodelosterrestres,conunamasade0,055masasterrestres.
• Losquehayhoyobviamentenoesloquehabíahace4.600millonesdeaños,alformarseelsistemasolar.
PlanetaEnanos
• Enel2006laIAU(UniónAstronómicaInternacional)definióunanuevacategoríadeobjetos:losplanetasenanos.SonobjetosqueorbitanalSol,deformaesférica,peroquenohan“limpiadosuórbita”.PlutóneselprotoDpo.
• Ceresfue“elevado”alacategoríadeplanetaenano.
NúmerodeasteroidescercanosalaTierra(NEOsoNEAs)portamaño.Ladisminuciónhaciatamañospequeñosdebeserunefectodeselección