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Orbita del Sistema Solar en la Galaxia

Creada09-11-2007
Modificada23-12-2015
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La Órbita del Sistema Solar en la Galaxia

El Sol en la Vía LácteaEl Sistema Solar no está solo en el universo. Está en el interior de una galaxia de 100.000 Años Luz de diámetro.

Situado a 26.000 Años Luz de su centro, el Sistema Solar tarda unos 230 MM de años en dar la vuelta alrededor de la Vía Láctea. En el tiempo que la Tierra lleva existiendo, el Sol ha cumplido algo más de 20 Años Galácticos, pero los seres vivos surgieron de los mares y conquistaron la Tierra tan solo hace dos Años Galácticos. Y toda la existencia de los Dinosarios, su extinción y el reinado de los mamíferos hasta hoy ha transcurrido en el último Año Galáctico.

El movimiento de un cuerpo dentro de un sistema galáctico dependerá de la forma de la galaxia, pero ya que estamos en la Via Láctea vamos a comentar sólo los movimientos que tendría una estrella como el Sol en su órbita galáctica.

Variaciones de la Órbita Galáctica

La Vía Láctea tiene la forma de una lenteja, y en ella podemos distinguir entre un plano galáctico y un centro galáctico.

Casi toda la masa galáctica se encuentra concentrada en el centro, y la mayor parte del resto en el plano.

El Sol, atraído por el centro galáctico, viajará a su alrededor en 230 MM de años.

Pero el Sol no se encuentra JUSTO en el plano galáctico sino algo por encima. Siendo así, la órbita galáctica haría que el Sol atravesara el plano galáctico tal como un péndulo atraviesa su centro de equilibrio. Pero con una particularidad.

Si toda la masa de la Galaxia se encontrara concentrada en el centro, la órbita del Sol a su alrededor sería una elipse perfecta, similar a la de la Luna alrededor de la Tierra. No existiría el plano galáctico, así que el único plano que tendría importancia sería el plano orbital del Sol alrededor del centro de la Galaxia.

Si, en cambio, no existiera centro galáctico, si toda la masa de la Vía Láctea se encontrara dispuesta en un plano y el Sol se encontrara sobre dicho plano, la atracción de la masa galáctica haría que el Sol sufriera una aceleración hacia el plano galáctico, lo atravesaría y, tras alcanzar, al otro lado, la misma distancia que tenía originalmente, volvería a caer sobre el plano hasta volverlo a atravesar, en un movimiento oscilante que, de no encontrar ningún obstáculo en su camino, continuaría durante muchos millones de años.

Si al principio de este experimento mental el Sol hubiera estado detenido respecto al plano galáctico, su movimiento hubiera sido similar al de una pelota atada a un muelle, con la Tierra subiendo y bajando desde su punto de equilibrio, atravesando varias veces el plano galáctico y perdiendo energía en cada rebote hasta quedar en equilibrio justo en el plano galáctico.

Si en vez de iniciar este experimento mental con un Sol detenido respecto a la galaxia, lo iniciamos con un Sol desplazándose a 220 Km/s, la trayectoria del Sol seguiría una línea ondulada sinusoidal, tal como la representación de una onda de radio.

Pero existe un centro galáctico y existe un plano galáctico, y debido a ello el recorrido que sigue el Sol alrededor de la Vía Láctea es una combinación de ambas curvas: Una onda sinusoidal que atraviesa el plano galáctico varias veces mientras viaja en una elipse alrededor del centro galáctico.

Trayectoria del Sol en la Vía LácteaEl gráfico adjunto se corresponde muy exactamente a la realidad, pero con dos pequeñas salvedades: Primera, no estamos seguros de cuántas veces se 'sumerje' la trayectoria bajo el plano galáctico en cada órbita. El dibujante ha representado cuatro inmersiones, pero podrían ser cinco o seis. Aún no tenemos datos precisos.
Y segundo, evidentemente no será un número entero, por lo que al término de un año galáctico no estaríamos en la misma fase de la onda, como parece sugerir el gráfico sino que la segunda vuelta se cruzaría con la primera.

Suponiendo que este gráfico sea correcto, la trayectoria sinusoidal del Sol durará unos 60 millones de años. Durante la mitad de ese tiempo estaremos por encima del plano galáctico y la otra mitad por debajo. Cruzaremos el plano galáctico aproximadamente cada 30 millones de años.

Variaciones por los Brazos Espirales

Aparte de su mayor concentración en el centro, la parte externa de la Galaxia, por donde circula la órbita del Sol, no tiene una distribución de masa homogénea. La masa del plano galáctico está concentrada en zonas espirales de mayor densidad estelar dejando entre medias otras zonas donde hay menos estrellas.

El contraste luminoso nos hace creer que las zonas intermedias están vacías, pero no lo están. Simplemente hay menos estrellas por cada sección de volumen. Tomando, por ejemplo, un cubo de 100 años·luz de arista, tendríamos un volumen de un millón de años·luz cúbicos. Situando una estrella cada 5 a·l tendríamos un total de 8.000 estrellas.

Si trazamos dos cubos de este tamaño, uno en el interior de un brazo espiral y otro en el exterior, podremos contar unas 9.000 estrellas en uno y unas 7.000 en el otro.

La diferencia no parece mucha pero es suficiente para que veamos con más claridad las zonas más densas y creamos que las más oscuras están vacías.

Las zonas de mayor densidad no están compuestas por estrellas fijas, sino que son atravesadas por las estrellas de forma continua. Cuando una estrella se acerca a un brazo espiral, es atraída por una mayor densidad estelar, así que la estrella se acelera. Una vez que pasa el punto de mayor densidad estelar la estrella empieza a frenarse.

La zona de mayor densidad experimenta un pequeño desplazamiento cada vez que es atravesado por una estrella y se reconstruye un poco más adelante, así que las zonas de mayor concentración estelar, los brazos espirales, van avanzando en la misma dirección que sus estrellas pero mucho más despacio.

Hace quince años escribí un artículo intentando explicar la Persistencia de los Brazos Espirales de las Galaxias. Lamento decir que la explicación que daba no era completamente correcta, pero si os interesa podéis encontrar otros datos que pueden seros útiles. Los Brazos Espirales de la Galaxia

Lo que a nosotros nos interesa aquí es cómo afectan los Brazos Espirales de la Galaxia a la Órbita Solar.

Desviación de la Órbita Solar al atravesar una Espiral GalácticaEl Sol, y nosotros con él, se va acercando a un brazo espiral de forma oblicua, en un ángulo de unos 12º. Desde mucho antes de alcanzarlo, su trayectoria se verá acelerada e inclinada hacia el brazo, al que cruzará de forma más perpendicular. Al terminar de atravesarlo, atraído por el lado opuesto del brazo que ha dejado atrás, se verá frenado y desviado hacia el brazo.

El resultado es que la órbita del Sol en la Vía Láctea, vista desde arriba, tampoco es una elipse perfecta, sino una línea serpenteante que se desvía hacia dentro y fuera de su trayectoria cada vez que atraviesa uno de los brazos espirales de la galaxia. La diferencia, probablemente, no será mucha, quizás tan sólo un 10%, pero sí lo suficiente como para que la distancia del Sistema Solar al centro galáctico pueda oscilar entre 25 y 28 mil años luz.

En resumen, la trayectoria del Sol en la Vía Láctea, y en general de la mayor parte de las estrellas, es la suma de TRES movimientos.

  1. La órbita elíptica del Sol alrededor del centro de la Vía Láctea.
  2. Un movimiento vertical que hace que el Sol atraviese el Plano Galáctico cada  30 millones de años.
  3. Una desviación radial, hacia dentro y hacia fuera, cada vez que el Sol atraviesa uno de los brazos espirales.

Recientemente he visto una recreación virtual MUY buena donde se describe el movimiento del Sol alrededor de la galaxia. No os lo recomiendo, pero si queréis verlo: Movimiento Helicoidal del Sol y los Planetas.

No os lo recomiendo porque, aunque la infografía es MUY buena, la información científica que muestra es totalmente errónea en casi todo.

El diseñador ha dibujado una galaxia virtual en la que sólo se distingue un sistema solar, el nuestro. Es evidente que a nuestro alrededor hay millones de estrellas que siguen trayectorias similares. Su dibujo de un plano galáctico muy fino y nosotros elevándonos y cayendo sobre él en un ángulo bastante acusado resulta engañoso.

El plano galáctico no es tan fino como la imagen parece sugerir. En nuestro ascenso y descenso nosotros seguimos siempre DENTRO del grosor de la Vía Láctea. Y a nuestro alrededor hay varios millones de estrellas, algunas en la misma trayectoria, otras en rumbos aleatorios, pero casi siempre orbitando en la misma dirección alrededor de la galaxia. Si nosotros no chocamos con otras estrellas es porque el Sistema Solar es unas 5.000 veces más pequeño que la distancia media entre las estrellas. La probabilidad de que en un volumen determinado puedan coincidir dos estrellas es de 1/5000³, una entre 125 mil millones. Hay una probabilidad del 50% de que choquemos con otro Sistema Solar en unos 60.000 millones de años, cinco veces la edad del Universo.

Otro error evidente del vídeo es que el diseñador ha partido del movimiento helicoidal de los planetas, hecho más o menos cierto, y ha supuesto que el Sol sigue una trayectoria similar.

Pero es una suposición sin fundamento. Para que fuera cierto debería existir cerca del Sol, en el mismo plano galáctico, una masa gigantesca a cuyo alrededor orbitara el Sol, tal como los planetas lo hacen alrededor del Sol.

No existe ese cuerpo.

Aunque la imagen conseguida es muy bonita, la órbita del Sol no es helicoidal, ni tan regular, como se muestra. El movimiento del Sol es, sí, una curva ondulada que va atravesando en vertical el plano galáctico, pero el movimiento hacia dentro y hacia fuera de la galaxia depende de los brazos espirales. Si el movimiento vertical tiene un período de 60 Mega·años, el radial no tiene un período fijo, depende de la disposición de las espirales y suele durar varios millones de años.

 

La Posible Influencia en el Cambio Climático

¿Tiene todo esto alguna importancia para nosotros?

Aparentemente sí. Y la importancia viene dada por la cantidad de rayos cósmicos que llegan a la Tierra.

Cuando atravesamos un brazo galáctico y/o nos acercamos al centro galáctico estamos en una zona de mayor densidad estelar, por tanto recibimos más rayos cósmicos de estrellas vecinas.

Por contra, cuando estamos más lejos del centro galáctico y/o entre dos brazos espirales, recibimos menos rayos cósmicos.

También influye cuando atravesamos el plano galáctico, una zona de mayor densidad estelar pero que, al mismo tiempo, actúa como escudo contra las radiaciones cósmicas del centro de la galaxia. Durante un breve período, unos pocos millones de años dentro de un período de 30 millones, la cantidad de rayos cósmicos procedentes del centro de la galaxia debe reducirse de forma muy acusada. En cambio, cuando estamos por encima o por debajo del plano galáctico, recibiremos con mayor intensidad las radiaciones cósmicas procedentes del resto de la galaxia.

Algunos de estos movimientos son periódicos, otros irregulares, pero todos afectan a la cantidad de rayos cósmicos que recibe la Tierra.

Y según una reciente teoría, aún no confirmada pero bastante plausible, los rayos cósmicos son los que regulan el clima global de la Tierra.

Más rayos cósmicos, al caer en la Tierra, crean iones en la atmósfera que facilitan la formación de nubes. Más nubes, significa que la Tierra recibe menos calor solar, y por tanto se enfría.

Menos rayos cósmicos formarán menos nubes, la Tierra recibirá más radiación solar y se calentará.

Eso significa que el clima de la Tierra puede calentarse bastante más cuando estamos entre dos brazos espirales, más lejos del centro galáctico, y justo estamos atravesando el plano galáctico.

En cambio se enfriará cuando recibamos más rayos cósmicos, dentro de un brazo espiral, más cerca del centro galáctico y bastante por encima o por debajo del plano galáctico.

Más Información: Causas del Cambio Climático y el documental El Misterio de las Nubes

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