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El Sistema Solar, su formación y las características que lo hacen idóneo para nuestra existencia.

Creada25-02-2015
Modificada17-05-2017
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Octubre5

Reseña del Documental Sistemas Solares de la serie La Historia del Universo

Sistemas Solares

Documental del año 2.010, en el que se describe el Sistema Solar, su formación y las características que lo hacen idóneo para nuestra existencia.

Nuestro Sistema Solar

Nuestro Sistema Solar consta de ocho planetas y unas 300 lunas que orbitan alrededor del Sol.

No siempre ha sido así. En su origen había muchos más planetas y cuerpos masivos pero tras numerosas colisiones entre ellos sólo quedaron los planetas que conocemos.

A pesar del aparente orden del Sistema Solar, las órbitas de los planetas no son completamente estables. En tiempos pasados se han producido colisiones planetarias y es seguro que en el futuro podrían volver a ocurrir. Pero de momento vivimos en un Sistema Solar bastante apacible en el que no han vuelto a ocurrir graves colisiones en varios miles de millones de años.

Los Otros Sistemas Solares

Desde los años 1.990 se han localizado más de 450 planetas (en 2.010, cuando se hizo el documental. Hoy ya son muchos más) en torno a otras estrellas. Los primeros eran planetas gigantes orbitando cerca de su estrella pero conforme disponemos de más y mejores telescopios espaciales hemos podido encontrar planetas más pequeños y alejados de su estrella, e incluso hemos localizado planetas en el espacio interestelar, que no están asociados a ninguna estrella.

Hemos descubierto que las estrellas no suelen tener UNO, sino varios planetas, formando Sistemas Solares muy diferentes al nuestro.

Incluso hemos sido capaces de apreciar la diferencia de luminosidad y temperaturas de las superficies planetarias durante su día y su noche.

Entre todos los Sistemas Solares examinados hemos encontrado muchos planetas gigantes orbitando muy cerca de su estrella, tanto que la superficie rocosa está hirviendo por las altas temperaturas. Otros planetas tienen órbitas muy excéntricas, alejándose y acercándose mucho a su sol y provocando unas diferencias de temperaturas extremas.

De hecho, de más de 360 Sistemas Solares examinados, no hemos encontrado ninguno que sea tan estable y apacible como el nuestro.

Nebulosas de Gas y Polvo

En el espacio hemos localizado grandes nebulosas de gas y polvo.

Aún no entendemos muy bien cómo una nebulosa se empieza a condensar para formar una estrella y un sistema solar. Podría ser por el choque de dos nebulosas o por la presión lumínica de supernovas. El caso es que cuando en una nebulosa se forma una zona más densa empieza a atraer a la materia de su entorno y comienza la creación de una estrella. Y a su alrededor se forman los planetas.

Discrepo de esta imagen tan simple. No se forma una estrella y a su alrededor los planetas, sino que se forman numerosos cuerpos masivos, de diferentes tamaños. De todos ellos hay uno que es más grande que los otros y crece más rápido, acumulando más masa, pero todos ellos empiezan como planetas, con composiciones similares.

Después el planeta más grande se convierte en el centro del sistema y sigue creciendo más que los otros. Y cuando alcanza una tamaño determinado su masa es tan grande que en el centro se comienza a producir la reacción nuclear que lo convierte en estrella, pero para entonces YA se han formado muchos otros planetas en su órbita.

En el momento en que la estrella empieza a brillar, genera Viento Solar y éste barre el Sistema Solar empujando los gases y partículas de polvo que aún estén flotando en el espacio, y es entonces cuando los planetas dejan de crecer, salvo que choquen con otros planetas o asteroides.

Café, Azúcar y Sal

A pesar de estar bastante seguros de cómo se formaban los planetas, los científicos no estaban de acuerdo en cómo se iniciaba el primer paso de la formación planetaria. Una nube de gas y polvo, si no hay una fuerza que la aglutine, se mantendrá como una nube, su propia fuerza gravitatoria no es suficiente para que se empiece a formar un planeta.

Pensando en este problema, un astronauta en la Estación Espacial Internacional metió café en polvo, azúcar y sal en una bolsa de plástico y, después de inflarla para que los granos tuviesen espacio para moverse sin obstáculos, la agitó repetidamente.

Su sorpresa, y la de toda la comunidad científica, fue mayúscula cuando observó que los granos, en vez de flotar libremente por el interior de la bolsa se aglutinaban formando pelusas, levemente cohesionadas pero que se adherían las unas con las otras.

Con esta nueva información los astrónomos se dieron cuenta de que en la Nebulosa Solar el polvo suelto tendería a formar pelusas que se irían aglutinando hasta alcanzar tamaños de cientos de metros y, conforme siguieran uniéndose a otras pelusas, estas empezarían a ganar densidad y fuerza gravitatoria hasta que ésta fuese suficiente para hacer que las pelusas colapsaran dando lugar a los primeros cuerpos protoplanetarios, semillas de los futuros planetas.

De muchos pequeños, pocos grandes

El Sistema Solar, originalmente, se formó con unos cien pequeños planetas en órbitas bastante inestables que fueron chocando entre sí hasta formar los ocho planetas actuales.

Inexplicablemente, el documental ha dado un salto hasta situarnos en un escenario en el que hay unos cien pequeños planetas, pero antes de llegar a esa situación hubo un proceso mucho más complejo que es pasado por alto.

De la nube de gas y polvo se formaron BILLONES de aglomerados de polvo, con la consistencia de pelusas. Estos fueron chocando entre sí, en ocasiones rompiéndose en aglomerados más pequeños en otras ocasiones aumentando de tamaño.

Los que alcanzaron una masa crítica, varios cientos de metros, colapsaron para formar bolas de polvo y conforme aumentaban de tamaño se tragaban a los más pequeños. Su consistencia sería más o menos como la del algodón de azúcar, o tal vez un poco más densa, como el corcho.

Al alcanzar un tamaño de varios kilómetros los choques empiezan a ser violentos, y la energía cinética se convierte en calor, con lo que los cuerpos se funden y se vuelven más densos y rocosos, de una densidad similar a la piedra pómez.

Para entonces aún quedan miles de millones de rocas flotando, moviéndose y chocando en medio de la nube de gas y polvo.

Se forman aglomeraciones de rocas, las más grandes haciéndose cada vez más grandes, las más pequeñas siendo absorbidas por las grandes.

Al alcanzar un tamaño suficiente, la gravedad hace que los choques sean cada vez más violentos, los planetoides se funden y los materiales más pesados se van hundiendo hacia el centro. Se vuelven tan densos como las rocas, con un núcleo de los metales más pesados, parte de ellos radiactivos.

Con un tamaño suficiente, la fuerza gravitatoria que generan empieza a atraer a los gases de la nebulosa, Hidrógeno, Helio, CO2, Metano, Amoníaco, Agua.

Los planetas más grandes atraparon una atmósfera mayor, los más pequeños no tenían fuerza para atraer una atmósfera.

Y todo esto ocurrió, no queda otro remedio, ANTES de que el Sol se encendiera.

De hecho, el Sol no fue más que otro planeta que tuvo el mismo origen pero creció más, adquiriendo un mayor tamaño y atrapando con su gravedad la mayor parte de los gases de la nebulosa. Al ser el más grande y masivo, todos los demás planetas acabaron orbitando a su alrededor y cuando el tamaño de la atmósfera fue lo suficientemente grande, la gigantesca presión atmosférica inició en su núcleo el proceso de fusión nuclear que lo convirtió en estrella.

Y cuando el Sol se encendió generó un Viento Solar que empujó todos los gases y partículas de polvo que no hubiesen sido capturados por otros planetas hacia los confines del Sistema Solar, hasta el Cinturón de Kuiper o, aún más lejos, a la Nube de Oort.

Fue entonces cuando la Nebulosa Solar se aclaró dejando tras ella un centenar de planetas orbitando alrededor del Sol.

Colisión Planetaria de Theia y la TierraLos planetas se formaron principalmente en el plano orbital de la nebulosa solar, pero durante varios millones de años siguieron produciéndose colisiones entre ellos.

El planeta Mercurio sufrió una colisión muy violenta. Perdió la corteza y sólo quedó el Núcleo.

Theia, un planeta del tamaño de Marte, chocó con la Tierra con dos importantes consecuencias. El choque se produjo en una trayectoria bastante inclinada que hizo que la Tierra adquiriera una rotación muy rápida, de sólo seis horas. Y los escombros arrojados al espacio formaron un cinturón que se condensó para formar la Luna. (Ver El Origen de la Tierra y la Luna)

Recientes estudios sugieren que no se formó una luna, sino dos, que orbitaron la Tierra durante varios millones de años hasta que chocaron para fundirse en una sola. De ahí que uno de los lados de la Luna esté cubierto por numerosos cráteres más o menos pequeños mientras que el lado opuesto tiene una extensa planicie con muchos menos cráteres.

También había numerosos planetas enanos, más pequeños que Mercurio. La mayoría fueron arrojados al exterior del Sistema Solar y se encuentran en órbitas muy alejadas, a más de 4.000 Gm del Sol. El más cercano, Plutón, fue considerado durante bastante tiempo como un planeta, pero el hecho de que se descubrieran varios similares y se pensara que podían haber muchos más, hizo que los astrónomos acabaran clasificándolo como Planeta Enano.

Afortunadamente. De pequeño no me costó mucho aprender los nombres de los nueve planetas, pero si incluimos todos los que se descubran similares a Plutón la lista sería demasiado larga.

Es mejor quedarnos con sólo los ocho planetas principales y los planetas enanos que se los aprendan los especialistas.

Caos en la Pista de Baile Solar

Los dos planetas más grandes del Sistema, Júpiter y Saturno, tenían órbitas inestables y a lo largo de varios millones de años fueron alterándolas.

En un momento dado, hace 3'9 Ga, entraron en una fase de resonancia orbital. Mientras Saturno daba una vuelta al Sistema Solar, Júpiter daba dos.

En otros documentales más recientes se dice que la resonancia no fue de 1 a 2, sino de 2 a 3. No sé si ésta será la versión definitiva o nuevas observaciones darán una información más precisa.

La Resonancia Orbital provocó que las órbitas de los demás planetas y de los asteroides se volvieran más excéntricas y alargadas. La órbita de los asteroides se hizo tan excéntrica que en su perihelio intersectaron la órbita de la Tierra, sometiéndola a lo que se conoce como el Bombardeo Intenso Tardío, cuando millones de asteroides y cometas chocaron con la Tierra durante varios millones de años y, de paso, le aportaron mucha más agua de la que tenía antes.

Los otros planetas gigantes, Urano y Neptuno, que originalmente se habían formado mucho más cerca del Sol, se alejaron a órbitas más lejanas intercambiando sus posiciones.

Al introducirse en el Cinturón de Kuiper sufrieron un intenso bombardeo de asteroides, cometas e incluso planetas enanos que los frenó estabilizando sus órbitas en su posición actual.

Otros datos astronómicos recientemente descubiertos sugieren que este baile planetario pudo ser más caótico aún de lo que parece. En la superficie del Sol se ha encontrado una gran cantidad de Litio, material que se encuentra habitualmente en las estrellas, pero no en la superficie, sino más cerca del núcleo. El Litio sí se encuentra en abundancia en la atmósfera de los planetas gigantes gaseosos, y eso sugiere que tal vez en algún momento hubo en el Sistema Solar otro Gigante Gaseoso, similar a Júpiter, que fue tragado por el Sol.

Los gigantes Júpiter y Saturno siguieron cambiando sus órbitas y al final dejaron de estar en resonancia. Esto hizo que en los siguientes millones de años todos los demás cuerpos del Sistema Solar, planetas y asteroides, fueran de nuevo haciendo sus órbitas cada vez más circulares.

Hasta el día de hoy.

Júpiter Protector

El planeta Júpiter, el más grande y masivo del Sistema Solar, actúa como un paraguas cósmico que desvía e intercepta gran parte de los asteroides y cometas que, procedentes del Cinturón de Kuiper y de la Nube de Oort, se adentran con frecuencia en el Sistema Solar interior poniendo en peligro la Tierra.

El cometa Shoemaker-Levy fue el ejemplo más claro. Cuando pasó cerca de Júpiter, la gravedad de éste hizo que se partiera en unos veinte trozos que luego cayeron en su atmósfera provocando, cada uno de ellos, un impacto que habría sido fatal para la Tierra.

Hal Levison opina que de no ser por Júpiter serían diez mil veces más los asteroides y cometas que alcanzaran la órbita de la Tierra.

Me parece una apreciación exagerada. Júpiter sólo interceptará los planetas que pasen cerca de él, pero cuando esté por el extremo opuesto del Sol no servirá de protección.

Incluso, en el caso de que un asteroide pase cerca de Júpiter, éste podría desviarlo en cualquier dirección, dependiendo de si el asteroide pasa por delante, por detrás, por encima o por debajo de Júpiter. También podría ocurrir que un asteroide cuya trayectoria no fuera a chocar con la Tierra, fuera desviado fatalmente hacia nosotros.

En todo caso, al ser Júpiter mucho más grande, ofrece una diana doscientas veces mayor por lo que al cabo de miles de millones de años habrá recibido 200 veces más impactos de asteroides y cometas que la Tierra.

Si a esto le añadimos los asteroides y cometas que hayan chocado con los otros planetas gigantes, Saturno, Urano y Neptuno, podemos calcular que al cabo de miles de millones de años sí hayan llegado a capturar a muchísimos, haciendo que el Sistema Solar sea hoy un lugar bastante más seguro para la Tierra.

Próxima Parada: Gliese 581

A 20 al de distancia se encuentra la estrella Gliese 581 y en su entorno se han identificado cuatro planetas.

Estos están mucho más cerca de su sol que Mercurio, pero la estrella es más pequeña y débil que el Sol por lo que su zona habitable está también bastante más cerca.

Uno de esos planetas, ocho veces más grande que la Tierra está a la distancia adecuada para que el agua se encuentre en estado líquido.

Quizás tenga mares. Quizás tenga Vida.

La Precaria Estabilidad de los Planetas

Las órbitas planetarias parecen estables, pero no lo son. Constantemente sufren pequeñas alteraciones al pasar cerca de cada uno de los demás planetas. El efecto es acumulativo y tarde o temprano se volverá a producir una resonancia orbital que desestabilice los planetas pequeños desviando sus órbitas en trayectorias impredecibles. Podría producirse otro bombardeo masivo de asteroides que impacten en la Tierra, incluso Mercurio podría chocar con ella. Pero aunque esto no ocurra y la órbita de la Tierra siga siendo estable, cuando el Sol se convierta en Gigante Roja engullirá nuestro planeta.

Mientras tanto, podemos felicitarnos porque de todos los Sistemas Solares descubiertos alrededor de otras estrellas, el nuestro es el más confortable, con los planetas gigantes a las distancias adecuadas para servir de protección a los interiores y manteniendo una estabilidad planetaria durante el tiempo suficiente para que la Vida haya podido evolucionar hasta nosotros.

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