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Los Planetas del Sistema Solar, su variedad y sus semejanzas

Creada23-10-2017
Modificada23-10-2017
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Reseña del Documental Planetas Extremos de la serie La Historia del Universo

Planetas

En el pasado sólo conocíamos unos pocos planetas, los que orbitaban en torno al Sol, pero recientemente hemos comprobado que existen muchos más en torno a otras estrellas.

Todos los planetas se han formado de la misma forma, a partir del polvo y las rocas de explosiones de Supernovas. Pero si todos han nacido de la misma forma ¿por qué son tan distintos entre sí?

Planetas de Roca y Gas

En el año 2.009 la NASA envió al espacio el Telescopio Espacial Kepler con la misión de encontrar otros planetas. Hasta ahora (año 2.010) ya ha encontrado más de 400.

Algunas son gigantescas esferas de gas, cinco veces más grandes que Júpiter. Otros son mundos rocosos mucho más grandes que la Tierra.

Y la mayoría orbitan tan cerca de sus soles que acaban ardiendo.

El motivo de que no hayamos encontrado planetas pequeños como la Tierra es porque son... pequeños, pero es indudable que los hay, sólo que nuestros telescopios aún no tienen la capacidad de detectarlos.

Y el motivo de que los planetas descubiertos hasta ahora estén tan cerca de su estrella es porque hacen falta tres tránsitos para confirmar su presencia. Si el planeta está bastante cerca de su estrella en pocas semanas o meses podrán ser confirmados, pero si tardan, como Júpiter, unos diez años en completar cada órbita, tardaremos 30 años en confirmarlos.

Estos planetas están tan lejos de nosotros que es poco lo que podemos saber de ellos. Pero los planetas que orbitan nuestro Sol están mucho más cerca y podemos observarlos con telescopios o con sondas espaciales.

En el Sistema Solar existen dos tipos de planetas, los Rocosos y los Gaseosos.

Los cuatro planetas más cercanos al Sol son Mercurio, Venus, Tierra y Marte, y son rocosos. Los cuatro más lejanos, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno son Gigantes Gaseosos.

Cada uno de ellos es distinto a los demás.

Sus características se determinaron en el origen del Sistema Solar, hace 4'6 Ga.

Todos los planetas se empezaron a formar con los mismos materiales de construcción, los mismos ingredientes, una mezcla de Silicatos, Hierro, Hielo, Metano e Hidrógeno, pero estando cada uno en distintas posiciones del Sistema Solar, cada uno se 'horneó' de una forma distinta.

El calor del Sol expulsa los gases más ligeros, por eso cerca del Sol sólo se forman planetas rocosos, formados por metales y rocas.

Más lejos del Sol quedan los gases que darán lugar a la formación de los planetas Gigantes Gaseosos.

En absoluto. Los planetas no se empezaron a formar DESPUÉS de que se encendiera el Sol, sino antes, y su composición era más o menos idéntica, con gran cantidad de Hidrógeno, Helio, Hierro, Silicio y otros muchos elementos, algunos de los cuales formaron compuestos como Agua, Metano y Amoníaco.

Cuando el Sol se encendió, el Viento Solar barrió el espacio interplanetario y las capas altas de las atmósferas planetarias de los planetas cercanos arrebatándoles los gases más ligeros y convirtiéndolos en rocosos.

A los más lejanos el Viento Solar llegaba con mucha menos intensidad, y esa es la razón de que quedasen como Gigantes Gaseosos, pero en el interior de todos ellos existe una gran esfera de Hierro y otros metales rodeada de un manto de Silicio y otros minerales y sobre ellos una atmósfera de gases que, si es muy gruesa, puede acumular presiones tan intensas que conviertan esos gases en líquido y hasta en sólido.

En el núcleo de los Gigantes Gaseosos hay un Planeta Rocoso como la Tierra.

El Nacimiento de los Planetas

Vesta tiene 529 Km de diámetro, insuficientes para convertirse en una esfera.

Para que un planeta se vuelva redondo tiene que alcanzar como mínimo los 800 Km.

A partir de ese tamaño la gravedad atrae a otros cuerpos de menor tamaño y cada choque funde el material aglomerado, convirtiéndolo en una esfera de minerales y metales fundidos. Los metales más pesados se hunden hacia el centro y los minerales más ligeros quedan en la superficie.

Hace 4'5 Ga había unos 100 planetas jóvenes orbitando el Sol. A menudo chocaron unos contra otros. Algunos se fusionaban aumentando así su tamaño.

Era una carrera en la que los más grandes atraían más masa que los pequeños y crecieron mucho más rápido mientras los planetesimales más pequeños iban desapareciendo, tragados por los mayores.

Colisión de planetoide con MercurioEn las últimas etapas de su formación, Mercurio sufrió un impacto gigantesco que le arrancó la mayor parte de la corteza perdiéndose en el espacio y quedando el núcleo metálico rodeado de una fina capa de minerales de roca.

También la Tierra sufrió un impacto similar, y los escombros salpicados al espacio quedaron en órbita alrededor de la Tierra en forma de un anillo que poco a poco se fue aglutinando para formar la Luna.

Y lo mismo ocurrió en Marte, cuando un gigantesco impacto le arrancó gran parte de la corteza del Hemisferio Norte. Pero allí la mayor parte de los escombros no quedaron en órbita ni se perdieron en el espacio, sino que cayeron sobre el Hemisferio Sur, haciendo que la corteza Sur sea 8 Km más gruesa que la Norte.

Todos estos impactos provocaron un gran calor que fundió los planetas, haciendo que los metales más pesados se hundieran hasta el centro. Sobre el núcleo metálico se formó un fluido manto metálico y otro manto rocoso. Los minerales menos pesados flotaron en la superficie y se solidificaron, formando la corteza planetaria.

Aunque en los planetas cayeron millones de asteroides, no lo hicieron simultáneamente sino a lo largo de decenas de millones de años. Los impactos fundían durante un tiempo una parte de la corteza, pero no toda, la mayor parte de la corteza estaba en estado sólido y rocoso.

Sólo impactos gigantescos, como los de Theia contra la Tierra, el Impacto Boreal de Marte y el Impacto de Mercurio tenían capacidad de fundir casi toda la corteza planetaria.

Y aún así, esas fusiones no fueron totales, por ese motivo en la corteza terrestre aún se encuentran grandes cantidades de Hierro y otros minerales y metales pesados.

El Despellejador de Planetas

El espacio entre los planetas parece estar vacío, pero no es así. Los campos magnéticos del Sol giran y se retuercen con violencia estallando en frecuentes llamaradas solares que arrojan al espacio partículas ionizadas a gran velocidad, arrastrando parte de la atmósfera del Sol.

Es lo que se llama Viento Solar.

Los astronautas pueden verlo, pero sólo cuando cierran los ojos. Partículas energéticas atraviesan el casco de sus naves y el cuerpo de los astronautas y cuando pasan por sus globos oculares a menudo hacen reaccionar la retina haciéndoles ver un leve y repentino resplandor. Y lo ven cada dos minutos, más o menos.

Las misiones Apolo tuvieron la fortuna de que durante ellas no se produjo ninguna intensa llamarada solar. Hubo una, pero en un momento entre misiones, cuando no había ningún astronauta en el espacio.

En las misiones actuales los astronautas cuentan con refugios internos blindados con bidones de agua donde se refugian cuando se producen llamaradas solares.

Campo Magnético de la TierraEn la Tierra estamos a salvo del Viento Solar porque el planeta está rodeado de un intenso campo magnético que desvía las partículas ionizadas, impidiendo que lleguen a la superficie.

Gracias a ello la Tierra ha conservado su atmósfera durante miles de millones de años, lo que ha hecho posible la aparición y supervivencia de la Vida.

Marte, en cambio, no tiene un campo magnético protector y el Viento Solar llega hasta la atmósfera arrancándole partículas y expulsándolas al espacio. Desde su formación, hace 4'5 Ga, Marte ha perdido el 99% de su atmósfera original, por lo que ahora su superficie es seca y estéril.

Pero al principio de su existencia Marte tenía una atmósfera tan densa como la de la Tierra, y en su superficie había ríos y mares.

Para más información y mucho más reciente sobre Marte, ver el documental Vida y Muerte en el Planeta Rojo

Los Gigantes Gaseosos

Más allá de los cuatro planetas rocosos existen cuatro Gigantes Gaseosos.

Éstos son gigantescas esferas de gas, principalmente Hidrógeno, Helio, Vapor de Agua y Metano.

El motivo de que sean Gigantes Gaseosos es que a 800 Gm del Sol hace mucho frío. Los rayos solares no bastan para calentar ni dispersar esos gases que, en su mayor parte se convirtieron en hielo. Igual que en el Sistema Solar interno los granos de polvo se aglomeraron para formar planetas rocosos, allí fueron los granos de Hielo los que crearon los planetas.

Y al existir tantas cantidades de hielo y gas en esa zona se formaron planetas gigantes. Y sobre ellos una densa atmósfera de más de 60.000 Km de espesor.

Para estudiar Júpiter desde cerca, la NASA envió la misión Galileo. En 1.995 la Galileo envió una sonda, la Cassini, a internarse en la atmósfera a 70 Km/s.

Frenada su caída con paracaídas, la sonda transmitió datos durante 58 minutos antes de ser destruida a 200 Km de profundidad, registrando presiones de 23 atmósferas y temperaturas de 140 grados. Aún faltaban más de 63.000 Km para llegar al fondo de la atmósfera.

Me remito a lo dicho más arriba. Júpiter se formó con los mismos ingredientes que la Tierra, gases y polvo.

En el interior de Júpiter existe un planeta rocoso, probablemente mucho más grande que la Tierra, y sobre él una atmósfera de decenas de miles de Km de espesor, tanto que la presión hace que las capas más internas de esa atmósfera sea líquida y, aún más dentro, sólida.

El Escudo Protector

Los Gigantes Gaseosos también tienen Campo Magnético. El de Júpiter es 20.000 veces más poderoso que el de la Tierra y su cola llega hasta la órbita de Saturno, 640 Gm más lejos. Al estudiarlo, los científicos descubrieron que su Campo Magnético también afectaba a sus lunas.

La luna Ío orbita a 350 Mm de Júpiter. Su actividad volcánica expulsa una tonelada de gas y polvo cada segundo que al interactuar con el campo magnético es ionizado y provoca una intensa actividad magnética en las cercanías de Júpiter.

Aurora Austral en SaturnoEn la Tierra, las partículas energéticas del Viento Solar son desviadas por el Campo Magnético de la Tierra y dirigidas hacia los polos, donde en ocasiones provocan espectaculares auroras boreales. En Júpiter y Saturno el Viento Solar tiene mucha menos fuerza, pero aún sin él las partículas de polvo ionizado arrastradas por los campos magnéticos producen el mismo fenómeno.

Pero ¿de dónde procede el Campo Magnético de Júpiter?

En el núcleo de la Tierra hay una esfera de Hierro sólido rodeada de un manto de Hierro fundido que, con sus movimientos de convección producen el Campo Magnético. Pero ese núcleo de Hierro no existe en Júpiter. Éste se formó a partir de gran cantidad de Hielo de Agua y Metano, junto con gases de Hidrógeno y Helio que abundaban en esa zona del Sistema Solar.

Para entender cómo se puede producir magnetismo a partir de esos gases, en el National Ignition Facility, un laboratorio de Livermore, California, se comprimen moléculas de Hidrógeno hasta igualar la presión existente bajo los 64.000 Km de profundidad de la atmósfera joviana.

Cuando se alcanza una presión de un millón de atmósferas, el Hidrógeno se vuelve líquido. Pero cuando se llega a decenas de millones, como en el núcleo de Júpiter, se vuelve sólido y adquiere propiedades metálicas y magnéticas, y son esas condiciones las que crean el intenso Campo Magnético de Júpiter.

No creo que haga falta insistir, pero insisto.

En el corazón de Júpiter existe un núcleo de Hierro, igual que en todos los planetas. Pero la presión que ejerce la atmósfera en él es tan intensa que, probablemente, a pesar de su elevada temperatura se mantenga en estado sólido.

El campo magnético de los planetas se forma por el movimiento de fluidos con propiedades magnéticas, por lo que es muy probable que si ese núcleo genera un campo magnético sea muy débil.

Lo mismo podemos decir de la atmósfera que, debido a la presión, se encuentra en estado sólido, pero la atmósfera líquida, a 50.000 Km de profundidad, si experimentará movimientos de convección que debido al efecto de Coriolis estarán orientados de tal forma que generen el intensísimo campo magnético de Júpiter.

Agua, Agua

La superficie de la Tierra está cubierta en más de un 70% de Agua, pero su cantidad total apenas llega al 0'06% de la masa de la Tierra.

Los planetas internos, cercanos al Sol, son rocosos y casi secos. En cambio los planetas externos y sus lunas tienen mucha más agua, a menudo hasta más de un 50%.

Esto es debido a que el Sol derritió el agua de sus cercanías y el Viento Solar empujó el Vapor de Agua a la periferia, donde hacía más frío y se volvió a congelar, formándose los planetas exteriores con mucha más agua que los interiores.

Pero en su origen la Tierra estaba completamente fundida y debió perder toda su agua. ¿De dónde vino el agua que ahora tiene?

La mayor parte del agua del Sistema Solar se encontraba lejos del Sol, donde se formaron los Gigantes Gaseosos y más allá, en el Cinturón de Kuyper y la Nube de Oort. En un momento dado millones de cometas y asteroides entraron en el Sistema Solar y muchos bombardearon los planetas, entre ellos la Tierra, trayendo desde el espacio ingentes cantidades de agua.

La idea puede parecer sorprendente, pero no es imposible. En Julio de 2.005 la sonda Deep Impact chocó contra el cometa Temple 1 y se analizaron los escombros lanzados al espacio, encontrándose una cierta cantidad de agua, pero no la suficiente para explicar las cantidades de agua que hay en la Tierra.

En el interior de la Tierra existen grandes cantidades de agua, mucha más de la que existe en la superficie, incluidas en ella durante la formación del planeta. Ese agua está mezclada con el manto líquido, a temperaturas de mil grados o más.

Lo que ocurre es que cuando el agua está sometida a una gran presión no hierve, como podemos comprobar en fumarolas submarinas a varios kilómetros de profundidad, donde el agua mana del interior de la corteza terrestre a 300 grados y no hierve, no se convierte en vapor.

Igual que no todo el Hierro de la corteza terrestre se ha hundido hasta el núcleo, porque nunca se ha producido una fusión total del planeta, tampoco toda el agua primigenia ha aflorado a la superficie y aún quedan grandes cantidades de agua que manan por géiseres submarinos o terrestres, o llegan a la corteza durante las erupciones volcánicas convirtiéndose, entonces sí, en vapor de agua.

Vida y Tecnología

¿Qué habría ocurrido si la Tierra hubiera adquirido mucha más agua de la que tiene, por ejemplo la suficiente para cubrir las más altas montañas? ¿Habría sido posible la Vida en un planeta oceánico?

La Vida sí, pero probablemente no la tecnología, ya que ésta no puede desarrollarse más que en continentes donde exista abundancia de metales y minerales, bajo una atmósfera con Oxígeno donde puedan producirse fuegos y procesos industriales.

Nuestra civilización existe porque hace 4 Ga una gran cantidad de cometas y asteroides aportaron a la Tierra la cantidad de agua adecuada para que se pudiera desarrollar la Vida dejando continentes secos en los que algunas especies pudieran desarrollar la tecnología.

¿Podrían existir en nuestra Galaxia otros planetas similares?

Hasta ahora hemos localizado unos 400 planetas fuera de nuestro Sistema Solar. La Vía Láctea contiene 200.000 Millones de estrellas de las que unas 40.000 millones podrían tener planetas.

Sólo tenemos que encontrarlos.

El Bombardeo Intenso Tardío se produjo hace unos 4 Ga, y trajo gran cantidad de agua y minerales, pero en mi opinión la mayor parte del agua de los océanos actuales proceden del interior de la Tierra, insertada allí desde la formación del planeta.

Y ¿40.000 Millones de estrellas podrían tener planetas? ¿Sólo el 20%? ¿De donde han sacado esos cálculos? ¿O suposiciones?

En mi opinión

Perdonad las aclaraciones y correcciones que he ido introduciendo en el texto del documental. Aunque, como casi toda la serie, este episodio es bastante bueno, ofrece algunas informaciones equivocadas, incluso para los conocimientos que se tenían en 2.010, cuando se realizó.

Ver Ficha de Planetas Extremos de la serie La Historia del Universo

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