Dr. Gonzalo Tancredi Facultad de Ciencias

1. Dr. Gonzalo Tancredi Facultad de Ciencias ¿Cuántos planetas hay alrededor del Sol?

2. Temario • Historia del Descubrimiento de los Planetas • Origen y Evolución del Sistema Solar • La Definición de Planeta adoptada por la UAI • ¿Quiénes son los Enanos del Sistema Solar?

3. Historia del Descubrimiento de los Planetas

4. Mercurio Venus Marte Júpiter Saturno + Tierra Visibles solamente al atardecer o amanecer Los planetas de la Antigüedad (visibles a simple vista) La alineación planetaria de Mayo 2002

5. La “ley” de Titius-BodeLey empírica 1766 Titius 1772 Bode a = 0.4 + 0.3 x 2n a – semieje mayor n – índice del planeta Ley empírica sin base física

6. Urano:Primer descubrimiento telescópico 13 Marzo de 1781 William Herschel (Nacido en Alemania pero trabajando en Inglaterra) Recibió por su descubrimiento una pensión de 200 libras al año y el título de Caballero. Distancia media al Sol: 19 UA

7. El descubrimiento de Ceres (1) 1° Enero de 1801 por el monje Giuseppe Piazzi (Palermo, Italia) Distancia media al Sol: 2.8 UA

8. ¿Confirmación de “ley” de Titius-Bode?El planeta faltante

9. Los convidados de “piedra” • W. Olbers descubre 28-Marzo-1802 a Pallas (2) y 29-Marzo-1807 a Vesta (4) • K. Harding descubre 1-Setiembre-1804 a Juno (3) Ceres deja de ser llamado planeta y se le denomina junto al resto de estos objetos como “planeta menor” o asteroide.

10. El descubrimiento “teórico” de Neptuno U. Leverrier (Francia) 31/8/1846 - Leverrier predice la posición de Neptuno basado en las perturbaciones sobre Urano. 23/9/1846 - Galle lo descubre a menos de 1° de la posición predicha por Leverrier J. Galle (Alemania) J. Adams (Inglaterra)

11. El tortuoso camino de Plutón Las predicciones de P. Lowell (~1900) (Flagstaff, Az, EEUU) Los canales marcianos y las “discrepancias” de Neptuno.

12. El descubrimiento C. Tombaugh descubre Plutón el 18 de Febrero, 1930, desde Obs. Lowell (EEUU). El nombre fue sugerido por V. Burney, niña inglesa de 11 años.

13. ¿Fue Primero el planeta o el perro? Primera aparición del perro (un par) en The Chain Gang (5/9/1930) como sabuesos del malo Pete que persiguen a Mickey. Recibe su nombre en 1931 como perro compañero de Mickey.

14. La desilusión inicial • Distancia media al Sol 39.4 (correspondía con ley de Titius-Bode) • Inclinación del plano orbital alta (17°) y órbita muy alargada (excentricidad 0.25, cruza la órbita de Neptuno) • Plutón era mas chico que la Tierra. • Si bien la ubicación de Plutón en el momento del descubrimiento era cercana a la estimada por P. Lowell, su masa era insuficiente para perturbar a Neptuno. La “decreciente” Masa de Plutón

15. El descubrimiento del satélite Caronte J. Christy (EEUU) descubre en placas fotográficas un “abultamiento” de Plutón (Julio 1978 ) El sistema Plutón-Caronte visto por el Telescopio Espacial Hubble

16. El sistema Plutón-Carontetotal sincronismo de revolución Representación de cómo se vería

17. Panorama del Sistema Solar a finales de los ’80s ¿Quién integra el Sistema Solar? • Sol: 99.85 % de la masa • Planetas: 0.14 % (Júpiter 0.1%) Planetas: terrestres gigantes o jovianos • Satélites de los planetas: regulares irregulares • Pequeños cuerpos: asteroides cometas • Polvo interplanetario • Gas interplanetario o viento solar

18. El Sistema Solar hasta el 2006

19. Algunos datos de los planetas

21. Los tamaños relativos

22. El tamaño del Sistema SolarExperiencia de distancias y tamaños relativos Usar elementos como una pelota de ping-pong para el Sol; porotos, granos de arena, azúcar o harina para los planetas

23. La región transneptuniana Existencia de una región de objetos pequeños y helados mas allá de Neptuno (Edgeworth, Kuiper, Fernández) 30 Agosto 1992, D. Jewitt y J. Luu (Hawaii) descubre el primer (tercer) objeto

24. 2003 UB313 (el “tiro de gracia”) Descubierto por M. Brown y col. (2003) Antes “Xena” ahora Eris (Discordia) Tamaño superior a Plutón (Diam= 2400 km) pero en órbita muy excéntrica e inclinada

25. Panorama del Sistema Solar exterior en el presente (~ 1000 TNOs)

27. El Sistema Solar en la Galaxia M31 - Galaxia de Andrómeda 2.3 millones de años luz La Vía Láctea desde la posición del Sol

28. Los límites del Sistema Solar

29. Origen y Evolución del Sistema Solar

30. Características Generales • Movimiento controlado por gravedad • Cada planeta está aislado en el espacio, con distancias cada vez mayores entre sí a medida que nos alejamos del Sol. • Planetas en órbitas coplanares, cuasi-circulares y traslación en mismo sentido de rotación del Sol • Satélites que en su mayoría rotan en la misma dirección que sus planetas • Sol concentra la masa del sistema • Júpiter concentra la masa de los planetas • Clasificación de planetas en terrestres – rocosos - interiores jovianos - gaseosos - exteriores • Características particulares de asteroides y cometas. • Los meteoritos mas viejos tienen una edad de ~4500 millones de años

31. ¿Cómo nacen las estrellas? • Por el colapso de una porción de una nube interestelar. • ¿Por qué colapsa? Gravedad vs. energía cinética (SN?, ondas de presión de estrellas O – B?) • Eg= - f . GM2/ R, para densidades uniformes f=3/5, si hay cierto grado de concentración f=1 • Suponiendo N partículas que forman la nube con m la masa molecular media M = N.m • Ek(energía cinética) = 3/2 N.k.T = 3/2. M/m . k .T • Para el colapso gravitacional Eg> Ek (condición de colapso) • Si introducimos el concepto de densidad media () M= 4/3 . . R3 .  Imponiendo la condición de colapso =3/(4. .M2) . (3.k.T / 2.G.m) 3 (densidad crítica de Jeans, se puede despejar la masa)

32. ¿Cómo nacen las estrellas? (Fase I) • Utilizando el criterio de Jeans el colapso gravitatorio se da para 100 masas solares, lo cual es mucho para una sola estrella. • Conclusión: las estrellas se forman en grupos. De la nube primordial se forman decenaso cientos de estrellas Tiempo del proceso: algunos millones de años

33. Las protoestrellas no son tranquilas a) Imagen en radio del flujo bipolar mas extenso conocido (10000 UA)

34. ¿Cómo se formó el Sol? A partir de una nube de gas y polvo (nebulosa primitiva) que al girar se fue aplanando hasta tener forma de disco. En el centro se formó el Sol y como subproducto los planetas.

35. Regiones de formación planetaria Nebulosa de Orión (cerca de las 3 Marías)

36. Discos protoplanetarios

37. Discos

38. Detección de discos por exceso IR • El exceso de emisión comparado con la curva de Planck de un cuerpo negro disminuye a medida que la estrella queda ‘sola’ • b) Discos con envoltura: la envoltura reemite la radiación del disco y la estrella en longitudes de onda mas larga. • c) Objetos con envoltura extendida, sistemas muy jóvenes donde todavía hay gas de la nebulosa primordial. • d) Objetos casi en la Secuencia Principal, leve exceso infrarrojo. • e) Estrella limpia de remanentes

39. Formación planetaria • Mecanismo: acreción • Tres etapas: 1. Los granos de polvo en la nebulosa primitiva forman núcleos de condensación, donde se comienza a acumular material (‘small clumps’) 2. A medida que esos cúmulos van creciendo, su masa aumenta y su área superficial también, entonces el proceso se acelera. Se forman millones de objetos del tamaño de pequeñas lunas: planetesimales. 3. Los planetesimales chocan y se mantienen unidos (merging) barriendo el material a su alrededor por atracción y quedan unos pocos protoplanetas.

40. a) y b) la nebulosa solar se contrae y aplana hasta formar un disco en rotación. c) los granos de polvo forman estructuras que chocan entre si y permanecen juntas, aumentando de tamaño y formando objetos llamados planetesimales. e) los planetesimales continúan chocando y creciendo de tamaño. f) luego de cientos de millones de años se forman los planetas en órbitas circulares .

41. Formación planetaria (continuación) • ¿Los planetas gigantes se formaron por el mismo proceso? • Muchos de los satélites regulares constituyen en su formación sistemas solares en miniatura a partir del gas que rodeaba os planetas exteriores

42. ¿Cómo influyó la temperatura?

43. Los planetas gigantes • Dependiendo de la temperatura se formaron diferentes materiales que luego serían los que constituirían los planetas: • A la distancia de Mercurio solamente se formaron granos metálicos • A 1 UA ya se puede considerar granos rocosos, silicatos • Entre 4 y 5 UA se congela el agua: ‘Línea de nieve’ • Cuando el núcleo rocoso alcanzó masa suficiente comenzó a capturar el H y He que lo rodeaba. En ~ un millón de años Júpiter estaba formado. • De acuerdo al modelo estándar los planetas gigantes se forman lejos de la estrella (¿y en otros sistemas planetarios?)

44. La eficiencia para capturar gas • Al poder acretar hielo, los planetas gigantes aumentaron rápidamente su masa y por lo tanto su atracción gravitatoria, lo que hace que algunos autores hablen de una formación directa, sin pasar por todas las etapas de acreción. • Fueron sumamente eficientes en la captura del gas lo que explica su gran masa, tamaño, baja densidad y composición. • El crecimiento rápido de Júpiter evitó la formación de planetesimales grandes en la zona de Marte y del cinturón de asteroides mediante la perturbación gravitatoria de planetesimales cercanos. • Limpieza de remanentes!!!

45. Los planetesimales perturbados por Júpiter penetraron la zona de los asteroides produciendo perturbaciones e incluso colisiones con los asteroides.

46. La limpieza de remanentesEl bombardeo tardío hace 4 mil millones de años

47. La Luna es un buen indicador de la tasa de impactos en la Tierra a lo largo del tiempo por la ausencia de atmósfera. • Fuentes de proyectiles: • restos de acreción (R) • limpieza de remanentes (-3800 Myr) (¿La Luna y la vida?) • cinturón de asteroides (interno) (R) • cinturón de asteroides (externo) (H) • Región Júpiter - Urano (Barrera Júpiter-Saturno) (H) • Cinturón transneptuniano - Nube de Oort(H)

48. Tres etapas de la formación • Planetesimales – objetos de hasta unos ~100 km de diámetro de formas irregulares • Embriones planetarios – objetos de algunos cientos de km que conviven en su zona con objetos similares • Proto-planetas y planetas – lograron limpiar los remanentes de la formación en su zona de influencia gravitacional

49. Crónica de una “muerte” anunciada¿Que pasó en la UAI?

50. ¿Es Pluto un planeta?