Un planeta es un cuerpo celeste que orbita alrededor de una estrella y que, a diferencia de esta, no produce energía por fusión nuclear , cuya masa es suficiente para darle una forma esferoidal , donde su dominancia gravitatoria le permite mantener su fascia orbital libre de otras . cuerpos de tamaño comparable o mayor. [1]
Esta definición ingresó oficialmente a la nomenclatura astronómica el 24 de agosto de 2006, con su promulgación oficial por parte de la Unión Astronómica Internacional . Anteriormente no existía una definición precisa, sino una antigua indicación derivada de la antigua astronomía griega , por la cual se consideraba planeta cualquier cuerpo celeste con masa significativa que se desplazara en órbitas fijas .
En la antigüedad, como revela la etimología del término planeta (en griego antiguo πλάνητες ἀστέρες , plànētes astéres , "estrellas errantes" [2] [3] ), todas las estrellas que se movían en el cielo nocturno con respecto al fondo de estrellas , a saber, la Luna , el Sol , Mercurio , Venus , Marte , Júpiter y Saturno , [4] excluyendo los cometas , que se consideraban fenómenos atmosféricos . [5]
En el siglo XVI , con la aparición del sistema heliocéntrico , quedó claro que la Luna y el Sol en realidad no compartían la naturaleza física y las características orbitales de los otros planetas y que la Tierra también tenía que ser incluida en el grupo de planetas. . [6]
En 1781 se descubrió Urano [7] , el primer planeta que no era conocido por los astrónomos griegos. Durante los siguientes 150 años, otros dos planetas, Neptuno [8] y Plutón , habrían sido identificados en sucesión ; este último se contó entre los planetas desde el descubrimiento en 1930 hasta 2006, año en que se decidió la nueva definición de planeta. [9]
Además, a partir de 1801, se fueron descubriendo progresivamente más de cien mil cuerpos de tamaño subplanetario que orbitaban alrededor del Sol principalmente en la región del espacio entre las órbitas de Marte y Júpiter, el llamado cinturón principal . Aunque en un principio estos cuerpos fueron designados como planetas, en virtud de su número cada vez mayor, pronto se definieron como una clase de objetos por derecho propio: asteroides . [10] Entre ellos, solo unas pocas docenas se caracterizan por una forma aproximadamente esférica.
El esquema de los nueve planetas clásicos permaneció invariable hasta la década de los noventa del siglo XX ; sin embargo, a fines de 2002, las modernas técnicas de observación ya habían permitido identificar más de cien cuerpos de este tipo, incluidos exoplanetas y planetoides helados que orbitan en las regiones periféricas del sistema solar exterior . En particular en el caso de este último, el descubrimiento de cuerpos de tamaño comparable o incluso mayor que los de Plutón, el más pequeño de los nueve planetas, reavivó un fuerte debate sobre la necesidad de dar una definición precisa de planeta . [11] [12] El problema surgió por el hecho de que la clasificación de los cuerpos celestes derivaba en parte de la astronomía de la antigua Grecia , que se limitaba a aclarar que un planeta era cualquier cuerpo celeste que se desplazaba a lo largo de órbitas fijas (o "esquemas"). . Esta descripción había sido archivada en el tiempo hasta la actual, que, sin embargo, carecía de vaguedad y generalidad.
En 2005, la Unión Astronómica Internacional (UAI) estableció el Comité para la Definición del Planeta (PDC), integrado por siete expertos reconocidos mundialmente, a quienes asignó la tarea de brindar una definición precisa del término. Durante la 26ª Asamblea General de la UAI, que tuvo lugar del 14 al 25 de agosto de 2006, se discutió y modificó la resolución propuesta por el comité y el 24 de agosto de 2006 se hizo oficial. [N 1] Previamente considerado un planeta, a partir de esta fecha Plutón fue redefinido, junto con otros cuerpos recientemente descubiertos, como planeta enano .
Los nombres de los planetas en la cultura occidental se derivan de las costumbres de los romanos , que en última instancia se derivan de las de los griegos y babilonios . En la antigua Grecia, el Sol y la Luna se llamaban Ἥλιος Elio y Σελήνη Selēnē ; el planeta más lejano se llamaba Φαίνων Phàinōn , el "más brillante"; el penúltimo planeta fue Φαέθων Phaéthon , el "brillante"; el planeta rojo fue referido como Πυρόεις Pyróeis , el "ardiente"; el más brillante era conocido como Φωσφόρος Phōsphóros , el "portador de luz", mientras que el fugaz planeta interior se llamaba Στίλβων Stílbōn , "el espléndido". Además, los griegos asociaban cada planeta con una deidad de su panteón, los olímpicos : Elio y Selene eran los nombres tanto de los planetas como de los dioses; Phaion estaba consagrado a Cronos , el titán que engendró a los olímpicos; Faetón estaba consagrado a Zeus , hijo de Cronos; Pyroeis a Ares , hijo de Zeus y dios de la guerra; Phosphoros estaba gobernado por Afrodita , la diosa del amor; mientras que Hermes , mensajero de los dioses y dios del saber y el ingenio, gobernaba a Stilbon . [13]
La costumbre griega de dar los nombres de sus dioses a los planetas deriva casi con seguridad de la de los babilonios, que indicaban a Fósforo con el nombre de su diosa del amor, Ishtar ; Pyroeis fue identificado por el dios de la guerra, Nergal ; Stilbon del dios de la sabiduría, Nabu , y Phaethon del jefe de los dioses, Marduk . [14] Hay demasiadas concordancias entre los dos sistemas de nomenclatura para que se hayan desarrollado de forma independiente. [13] La correspondencia entre las deidades no era perfecta. Por ejemplo, Nergal fue identificado con Ares; sin embargo, Nergal era para los babilonios, además del dios de la guerra, también la divinidad de la pestilencia y el más allá. [15]
Hoy en día, los nombres usados para designar los planetas en la mayoría de las culturas occidentales derivan de los de los dioses olímpicos , a menudo en una versión tomada de la mitología romana . De hecho, la influencia del Imperio Romano primero y de la Iglesia Católica después propició la adopción de nombres en latín . Además, el panteón romano , como consecuencia de su común origen indoeuropeo , presentaba numerosas similitudes con el griego, aunque carecía de una rica tradición narrativa. Durante el último período de la República romana, los escritores romanos se inspiraron en los mitos griegos y los extendieron a sus propias deidades, hasta el punto de que los dos panteones se volvieron casi indistinguibles. [16] [N 2] Posteriormente, cuando los romanos estudiaron los textos de astronomía de los griegos, dieron a los planetas los nombres de sus deidades: Mercurio (por Hermes), Venus (por Afrodita), Marte (por Ares), Júpiter ( para Zeus) y Saturno (para Cronos). [17] Cuando se descubrieron nuevos planetas en los siglos XVIII y XIX , la comunidad internacional decidió continuar con la tradición y los nombró Urano y Neptuno .
Según una creencia que se originó en Mesopotamia , se desarrolló en el Egipto helenístico y luego se difundió también entre los romanos, [18] las siete deidades de las que tomaban nombre los planetas se ocupaban de los asuntos de la Tierra con turnos horarios, establecidos en función de la distancia. de nuestro planeta en el siguiente orden: Saturno, Júpiter, Marte, el Sol, Venus, Mercurio y la Luna. [19] El día estaba dedicado al dios que regía la primera hora, por lo que al día dedicado a Saturno, que regía la primera hora del primer día y de la semana, le seguía el dedicado al Sol, que regía las veinticuatro horas. la quinta hora de la semana y la anterior al segundo día, seguida de los días dedicados a la Luna, Marte, Mercurio, Júpiter y Venus. Este orden se tomó entonces del orden de los días de la semana en el calendario romano que reemplazó al ciclo nundinal y que aún hoy se conserva en numerosas lenguas y culturas. [20] En la mayoría de las lenguas romances , los nombres de los primeros cinco días de la semana son traducciones directas de las expresiones latinas originales: por ejemplo, de lunae dies deriva Monday , en italiano; lundi en francés , lunes en español . Sucedía de manera diferente para los sábados y domingos , cuyos nombres estaban influenciados por la tradición de la Iglesia. En cambio, en las lenguas germánicas se ha conservado el significado original de los nombres de estos dos días. A modo de ejemplo, las palabras inglesas Sunday y Saturday traducidas literalmente significan: "día del Sol" y "día de Saturno"; de igual manera sucedió para el lunes. En cambio, los nombres de los días restantes de la semana se han reasignado a dioses considerados similares o equivalentes a las deidades romanas correspondientes. [21] [Nº 3]
Dado que la Tierra solo se clasificó como planeta en el siglo XVII , [6] generalmente no se asocia con el nombre de una deidad. En las lenguas romances su nombre deriva de la palabra latina “terra”; [22] mientras que en las lenguas germánicas de la palabra *erþā , de la que derivan las formas Earth en inglés, Erda y, más recientemente, Erde en alemán , Aarde en holandés y Jorden (forma determinada de jord ) en lenguas escandinavas ; [23] [24] todo con el significado de "suelo". [25] [26] El nombre original se ha conservado en griego: Γῆ Ghê ( Gea o Gaia ).
Las culturas no europeas adoptan otros sistemas de nomenclatura planetaria. En India se basa en Navagraha , que incluye los siete planetas tradicionales ( Sūrya para el Sol, Chandra para la Luna y Budha , Shukra , Mangala , Bṛhaspati y Shani para los planetas Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno) y el ascendente nodos y descendientes de la órbita de la Luna como Rahu y Ketu . China y los países del Lejano Oriente influenciados por su cultura (como Japón , Corea y Vietnam ) utilizan una nomenclatura basada en Wu Xing (la teoría de los cinco elementos): Mercurio se identifica con el agua , Venus con el metal , Marte con el fuego. , Júpiter con madera y Saturno con tierra . [20]
Todos los planetas, a excepción de los planetas interestelares, orbitan alrededor de estrellas o, en todo caso, de objetos subestelares. La órbita recorrida por un planeta alrededor de su propia estrella está descrita por las leyes de Kepler : "los planetas orbitan en órbitas elípticas , de las cuales la estrella ocupa uno de los focos ". En el sistema solar, todos los planetas giran alrededor del Sol en la misma dirección de rotación que el Sol, por lo tanto, en el sentido contrario a las agujas del reloj, visto desde el polo norte de nuestra estrella. Sin embargo, se ha visto que al menos un exoplaneta, WASP-17b , se mueve en sentido contrario al que gira la estrella. [27]
El período que tarda un planeta en dar una vuelta completa alrededor de la estrella se conoce como período sideral o año . [28] La distancia máxima entre el planeta y el centro de la órbita se denomina semieje mayor . El año de un planeta depende del valor del semieje mayor de la órbita que recorre: cuanto mayor es, mayor es la distancia que debe recorrer el planeta a lo largo de su órbita y con menor velocidad, porque es menos atraído por la gravedad de la estrella La distancia entre el planeta y la estrella varía a lo largo del período sideral. El punto donde el planeta está más cerca de la estrella se llama periastro ( perihelio en el sistema solar), mientras que el punto más lejano se llama afastro o apoaster ( afelio en el sistema solar). [N 4] En el periastro la velocidad del planeta es máxima, convirtiendo la energía gravitatoria en energía cinética; en el apoaster la velocidad asume su valor mínimo. [29] [30]
La órbita de cada planeta está descrita por seis parámetros orbitales : el eje semi-mayor; la excentricidad , la inclinación orbital , la ascensión recta del nodo ascendente , el argumento del perihelio o pericentro y la verdadera anomalía . [30] La excentricidad describe la forma de la órbita: las órbitas caracterizadas por una pequeña excentricidad son más circulares, [N 5] mientras que aquellas con excentricidades más grandes son elipses más aplanadas. Los planetas del sistema solar se desplazan en órbitas de baja excentricidad y por tanto casi circulares. [28] Por otro lado, los cometas y objetos del cinturón de Kuiper , así como algunos exoplanetas, tienen órbitas muy excéntricas y, por lo tanto, particularmente alargadas. [31] [32]
La inclinación y la ascensión recta del nodo ascendente son dos parámetros angulares que identifican la disposición del plano orbital en el espacio. La inclinación se mide con respecto al plano de la órbita terrestre (plano de la eclíptica ) para los planetas del sistema solar, mientras que para los exoplanetas se utiliza el plano de visión del observador desde el suelo. [33] Los ocho planetas del sistema solar se encuentran muy cerca del plano de la eclíptica; los cometas y los objetos en el cinturón de Kuiper, por otro lado, pueden ser muy diferentes. [34]
Los puntos donde el planeta cruza el plano de la eclíptica se denominan nodos , ascendentes o descendentes según la dirección del movimiento. [28] La ascensión recta del nodo ascendente se mide con respecto a una dirección de referencia, identificada en el sistema solar desde el punto de Aries . [N 6] El argumento del pericentro especifica la orientación de la órbita dentro del plano orbital, mientras que la anomalía se da cuenta de la posición del objeto en la órbita en función del tiempo. [28] Estos parámetros pueden ser colocados uno al lado del otro o reemplazados por otros que son una reelaboración de ellos, como el tiempo de paso al perihelio, equivalente en la mecánica kepleriana a la indicación del argumento del pericentro, o el período orbital , equivalente al eje mayor de la tercera ley de Kepler.
Varios planetas y planetas enanos del sistema solar, como Neptuno y Plutón y algunos exoplanetas, tienen períodos orbitales que están en resonancia entre sí o con cuerpos más pequeños. Este fenómeno también es común en los sistemas de satélite.
RotaciónLos planetas giran alrededor de ejes invisibles que pasan por su centro. El período de rotación de un planeta se conoce como su día . La mayoría de los planetas del sistema solar giran en la misma dirección en que orbitan alrededor del Sol, o en sentido contrario a las agujas del reloj cuando se ven desde el polo norte celeste ; las únicas excepciones son Venus [35] y Urano [36] que giran en el sentido de las agujas del reloj. Debido a la extrema inclinación del eje de Urano existen dos convenciones que difieren en el polo que eligen como norte y, en consecuencia, en indicar la rotación alrededor de este polo en sentido horario o antihorario; [37] la rotación de Urano es retrógrada con respecto a su órbita, independientemente de la convención adoptada. Grande es la variabilidad en la duración del día entre los planetas, con Venus completando una rotación en 243 días terrestres y los gigantes gaseosos completándola en unas pocas horas. [38] No se conocen los períodos de rotación de los exoplanetas descubiertos hasta ahora. Sin embargo, en lo que respecta a los Júpiter calientes, su proximidad a las estrellas alrededor de las cuales orbitan sugiere que están en rotación sincrónica , es decir, que su período de rotación es igual al período de revolución; en consecuencia, siempre muestran la misma cara a la estrella alrededor de la cual giran y mientras en un hemisferio es perpetuamente de día, en el otro es perpetuamente de noche. [39]
Inclinación axialEl eje alrededor del cual gira el planeta puede estar, y generalmente está, inclinado con respecto al plano orbital. Esto determina que durante el año varíe la cantidad de luz que cada hemisferio recibe de la estrella: cuando el hemisferio norte se dirige hacia ella y recibe más iluminación, el sur se encuentra en la condición contraria, y viceversa. Es la inclinación del eje de rotación lo que implica la existencia de las estaciones y los cambios climáticos anuales asociados a ellas.
Los momentos en los que la estrella ilumina la superficie máxima o mínima de un hemisferio se denominan solsticios . Hay dos de ellos durante la órbita y corresponden a la duración máxima (solsticio de verano) y mínima (solsticio de invierno) del día. Los puntos de la órbita donde el plano ecuatorial y el plano orbital del planeta se encuentran en el mismo plano se llaman equinoccios . En los equinoccios la duración del día es igual a la duración de la noche y la superficie iluminada se divide por igual entre los dos hemisferios geográficos.
Entre los planetas del sistema solar, la Tierra, Marte, Saturno y Neptuno tienen valores de la inclinación del eje de rotación cercanos a los 25°. Mercurio, Venus y Júpiter giran alrededor de ejes inclinados unos pocos grados con respecto a sus respectivos planos orbitales y las variaciones estacionales son mínimas. Urano tiene la mayor inclinación axial, igual a unos 98° y prácticamente gira de lado. Sus hemisferios cerca de los solsticios están casi perpetuamente iluminados o perpetuamente en la sombra. [40] La duración de las estaciones está determinada por el tamaño de la órbita: en Venus duran unos 55-58 días, [N 7] en la Tierra 90-93 días, en Marte seis meses, [N 8] en Neptuno cuarenta años. [40]
Las inclinaciones axiales de los exoplanetas no se han determinado con certeza. Los estudiosos creen que la mayoría de los Júpiter calientes tienen inclinaciones axiales nulas o casi nulas, como consecuencia de su proximidad a su estrella. [41]
Dominancia orbitalLa característica dinámica que define a un planeta es el dominio orbital . Un planeta es gravitacionalmente dominante, o habrá limpiado su vecindad orbital (utilizando las palabras utilizadas en la definición de planeta aprobada por la Unión Astronómica Internacional) [1] si otros cuerpos de tamaño comparable a los del planeta que no orbitan en su zona orbital son sus satélites o, en todo caso, están ligados gravitacionalmente a él. Esta característica es el factor de discriminación entre planetas y planetas enanos. [1] Aunque actualmente este criterio se aplica únicamente al sistema solar, se han descubierto varios sistemas planetarios extrasolares en formación en los que se observa el proceso que conducirá a la formación de planetas gravitacionalmente dominantes. [42]
La principal característica física que nos permite identificar un planeta es su masa . Un planeta debe tener una masa suficientemente alta para que su gravedad domine las fuerzas electromagnéticas , presentándose en un estado de equilibrio hidrostático ; más simplemente, esto significa que todos los planetas tienen una forma esférica o esferoidal. De hecho, un cuerpo celeste puede asumir una forma irregular si tiene una masa inferior a un valor límite, que es función de su composición química; superando este valor, se desencadena un proceso de colapso gravitatorio que lo lleva, con tiempos más o menos prolongados, a asumir una forma esférica. [43]
La masa es también el principal atributo que nos permite distinguir un planeta de una enana marrón. El límite superior de la masa de un cuerpo planetario equivale a unas trece veces la masa de Júpiter , valor a partir del cual se alcanzan las condiciones adecuadas para la fusión del deuterio en el núcleo del cuerpo celeste , lo que convierte al objeto en una enana marrón . Aparte del Sol, no existe ningún otro objeto en el sistema solar con una masa superior a este valor; sin embargo, se han descubierto numerosos objetos extrasolares con masas cercanas a este valor límite y que, por tanto, pueden definirse como planetas. La Enciclopedia de planetas extrasolares informa una lista que incluye HD 38529 c , AB Pictoris b , HD 162020 b y HD 13189 b . [44]
El planeta más pequeño conocido, excluyendo planetas enanos y satélites, es PSR B1257+12A , uno de los primeros exoplanetas descubiertos, identificado en 1992 en órbita alrededor de un púlsar ; su masa es aproximadamente la mitad de la del planeta Mercurio. [44]
Diferenciación internaCada planeta comenzó su existencia en un estado fluido ; en las etapas iniciales de su formación, los materiales más densos y pesados se hunden hacia el centro del cuerpo, dejando los materiales más livianos cerca de la superficie. Cada planeta tiene por tanto un interior diferenciado , constituido por un núcleo denso rodeado por un manto , que puede presentarse en estado fluido.
Los planetas terrestres están sellados dentro de una corteza dura, [45] mientras que en los gigantes gaseosos el manto simplemente se disuelve en las capas superiores de nubes.
Los planetas terrestres poseen núcleos de elementos ferromagnéticos , como hierro y níquel , y mantos de silicato . Se cree que Júpiter y Saturno tienen núcleos compuestos de rocas y metales, rodeados de hidrógeno metálico . [46] Urano y Neptuno, más pequeños, tienen núcleos rocosos, rodeados de mantos compuestos de agua helada , amoníaco , metano y otras sustancias volátiles. [47] Los movimientos de los fluidos en la vecindad de los núcleos planetarios determinan la existencia de un campo magnético . [45]
AtmósferaTodos los planetas del sistema solar tienen atmósfera , ya que la gravedad asociada a sus grandes masas es lo suficientemente fuerte como para atrapar partículas gaseosas. Los gigantes gaseosos son lo suficientemente masivos como para contener grandes cantidades de gases ligeros como el hidrógeno y el helio , mientras que los planetas más pequeños los pierden en el espacio. [48] La atmósfera de la Tierra es diferente a la de otros planetas. De hecho, los procesos vitales que tienen lugar en el planeta han alterado su composición, enriqueciéndolo con oxígeno molecular (O 2 ). [49] Mercurio es el único planeta del sistema solar que tiene una atmósfera extremadamente tenue, que ha sido arrastrada en su mayor parte, aunque no totalmente, por el viento solar . [50]
Las atmósferas planetarias reciben energía en diversos grados del Sol y de las capas planetarias más internas; esto determina la ocurrencia de fenómenos meteorológicos como ciclones en la Tierra, tormentas de arena que afectan a todo Marte, tormentas ciclónicas y anticiclónicas , como la famosa Gran Mancha Roja en Júpiter, y fuertes vientos en gigantes gaseosos. También se han identificado rastros de actividad meteorológica en los exoplanetas: en HD 189733 b se identificó una tormenta similar a la Gran Mancha Roja, pero el doble de grande. [51]
Se ha visto que algunos Júpiteres calientes pierden su atmósfera en el espacio por la radiación y el viento estelar de forma muy similar a lo que ocurre con las colas de los cometas : es lo que ocurre por ejemplo con HD 209458 b . [52] [53] Se ha planteado la hipótesis de que en estos planetas se produce una gran excursión térmica diurna y que , por lo tanto, pueden desarrollarse vientos supersónicos entre el hemisferio iluminado y el sombreado, [54] con velocidades que en el caso de HD 209458 b son entre 5 000 y 10 000 km/h. [55] Las observaciones realizadas en HD 189733 b parecen indicar que el hemisferio oscuro y el hemisferio iluminado tienen temperaturas muy similares, lo que indica que la atmósfera del planeta redistribuye la energía recibida por la estrella globalmente y con alta eficiencia. [51]
MagnetosferaUna característica importante de los planetas es la existencia de un momento magnético intrínseco , lo que indica que el planeta todavía está geológicamente activo o, en otras palabras, que en su interior aún existen movimientos convectivos de materiales eléctricamente conductores que generan el campo. La presencia de un campo magnético planetario modifica significativamente la interacción entre el planeta y el viento estelar; de hecho, alrededor del planeta se crea una "cavidad" (una zona del espacio por donde no puede entrar el viento solar) llamada magnetosfera , que puede alcanzar dimensiones mucho mayores que el propio planeta. Por el contrario, los planetas que no poseen un campo magnético intrínseco están rodeados de pequeñas magnetosferas inducidas por la interacción de la ionosfera con el viento solar, que no pueden proteger eficazmente al planeta. [56]
De los ocho planetas del sistema solar, solo Venus y Marte carecen de un campo magnético intrínseco, [56] mientras que la luna más grande de Júpiter , Ganímedes , tiene uno . El campo magnético intrínseco de Ganímedes es varias veces más fuerte que el de Mercurio, el más débil de los que poseen los planetas y apenas suficiente para desviar el viento solar. El campo magnético planetario más fuerte dentro del sistema solar es el de Júpiter . Las intensidades del campo magnético de los otros gigantes gaseosos son aproximadamente similares a las del campo terrestre, aunque sus momentos magnéticos son significativamente mayores. Los campos magnéticos de Urano y Neptuno están fuertemente inclinados con respecto a sus respectivos ejes de rotación y desplazados del centro del planeta. [56]
En 2004 , un grupo de astrónomos de Hawái observó que un exoplaneta creaba una mancha en la superficie de la estrella alrededor de la cual orbitaba, HD 179949 . Los investigadores plantearon la hipótesis de que la magnetosfera del planeta estaba interactuando con la magnetosfera estelar, transfiriendo energía a la fotosfera estelar y aumentando localmente la temperatura ya alta de 14 000 K en 750 K adicionales. [57]
Todos los planetas, a excepción de Mercurio y Venus, tienen satélites naturales , comúnmente llamados "lunas". La Tierra tiene uno , Marte dos , mientras que los gigantes gaseosos tienen un gran número, organizados en sistemas complejos similares a los sistemas planetarios. Algunas lunas gigantes gaseosas tienen características similares a las de los planetas terrestres y los planetas enanos, y algunas de ellas han sido estudiadas como posibles moradas de formas de vida (especialmente Europa , una de las lunas de Júpiter ). [58] [59] [60]
Anillos planetarios de diferente tamaño y complejidad orbitan alrededor de los cuatro gigantes gaseosos . Los anillos están compuestos principalmente de polvos helados o silicatos y pueden albergar diminutos satélites pastores cuya gravedad perfila su forma y preserva su estructura. Aunque no se sabe con certeza el origen de los anillos planetarios, se cree que provienen de un satélite natural que ha sufrido un gran impacto o son el resultado más bien reciente de la desintegración de un satélite natural, destruido por la gravedad del planeta tras cruzar el límite de Roche . [61] [62]
No se han observado características secundarias alrededor de los exoplanetas descubiertos hasta el momento, aunque se plantea la hipótesis de que algunos de ellos, en particular los gigantes más masivos, podrían albergar un grupo de exosatélites similares a los que orbitan alrededor de Júpiter . [63] Sin embargo, se cree que la enana submarrón Cha 110913-773444 , clasificada como un planeta interestelar , está rodeada por un disco a partir del cual se pueden originar pequeños planetas o satélites en el futuro. [64]
El modelo más aceptado por la comunidad científica para explicar la formación de los sistemas planetarios es el modelo de la nebulosa solar , [65] originalmente formulado, como se infiere del nombre, para explicar la formación del sistema solar. [66]
Según el modelo estándar de formación estelar , el nacimiento de una estrella ocurre a través del colapso de una nube molecular , cuyo producto es la protoestrella . Tan pronto como la estrella naciente concluye la fase protoestelar y entra en la presecuencia principal ( fase T Tauri ), el disco que medió su acreción se convierte en protoplanetario ; su temperatura disminuye, lo que permite la formación de pequeños granos de polvo formados por rocas (principalmente silicatos) y hielo de diversa índole, que a su vez pueden fusionarse entre sí para dar lugar a bloques de varios kilómetros denominados planetesimales . [67] Si la masa residual del disco es lo suficientemente grande, en un período de tiempo astronómicamente corto (100.000-300.000 años) los planetesimales pueden fusionarse entre sí para dar lugar a embriones planetarios, llamados protoplanetas , que, en un arco temporal entre 100 millones y mil millones de años, pasan por una fase de violentas colisiones y fusiones con otros cuerpos similares; el resultado será la formación, al final del proceso, de algunos planetas terrestres . [66]
La formación de gigantes gaseosos es, en cambio, un proceso más complicado, que tendría lugar más allá de la llamada línea de congelación (también llamada límite de nieve en la literatura [68] ). [69] Los protoplanetas congelados más allá de este límite tienen una masa mayor y son más numerosos que los protoplanetas exclusivamente rocosos. [65] No está del todo claro qué sucede después de la formación de los protoplanetas helados; sin embargo, parece que algunos de estos, en virtud de las colisiones, crecen hasta alcanzar una masa superior a diez masas terrestres - M ⊕ - (según simulaciones recientes se estima catorce-dieciocho [70] ), necesaria para poder desencadenar un fenómeno de acreción, similar al que atravesó la estrella pero en menor escala, comenzando con hidrógeno y helio que fueron empujados hacia las regiones exteriores del disco por la presión de radiación y el viento de la estrella recién nacida. [68] [69] La acumulación de gas por parte del núcleo protoplanetario es un proceso inicialmente lento, que continúa durante unos pocos millones de años hasta que alcanza unos 30 M ⊕ , después de lo cual sufre una aceleración masiva que lo lleva a un tiempo breve (un pocos miles de años) para acumular el 90% de lo que será su masa final: se estima que planetas como Júpiter y Saturno han acumulado la mayor parte de su masa en apenas 10 000 años. [68] La acumulación termina cuando se agotan los gases disponibles; posteriormente el planeta sufre, debido a la pérdida de momento angular debido al rozamiento con los residuos del disco, un decaimiento de la órbita que resulta en un proceso de migración planetaria , más o menos acentuado según la magnitud del rozamiento; [68] esto explica por qué se han identificado gigantes gaseosos en algunos sistemas extrasolares a una distancia muy corta de la estrella madre, los llamados Júpiter calientes . [71] Se cree que los gigantes helados, como Urano y Neptuno , son "núcleos fallidos", formados cuando la mayoría de los gases ya se habían agotado. [66] Los protoplanetas que no fueron incorporados por los planetas pueden haberse convertido en sus satélites , siguiendo un proceso de captura gravitacional, o haber mantenido una órbita heliosíncrona agrupados en bandas con otros objetos similares, convirtiéndose en planetas enanos u otros cuerpos menores .
Los impactos con planetesimales, así como la desintegración radiactiva de sus constituyentes, calentaron los planetas en formación, provocando que se derritieran parcialmente. Esto permitió que su interior se diferenciara dando lugar a la formación de un núcleo más denso, un manto y una corteza [72] (ver también el párrafo Diferenciación interna ). En el proceso, los planetas terrestres más pequeños han perdido la mayor parte de su atmósfera; los gases perdidos se repusieron en parte por los erupcionados por el manto y por los impactos de los cuerpos cometarios. [73] Los planetas más pequeños luego continuaron perdiendo su atmósfera a través de varios mecanismos de escape .
Es importante señalar que existen sistemas planetarios que son extremadamente diferentes al sistema solar: por ejemplo, se han descubierto sistemas planetarios alrededor de púlsares ; [74] En cuanto a estos últimos, todavía no hay teorías ciertas sobre su formación, pero se piensa que pueden originarse a partir de un disco circunestelar formado por materiales expulsados de la estrella moribunda durante la explosión de la supernova . [75]
También se encontró que la metalicidad , o la abundancia de elementos más pesados que el helio , es un parámetro importante para determinar si una estrella tiene o no planetas: [76] se cree que una estrella pobre en metales es menos probable que pertenezca a la población estelar II , puede estar rodeada por un sistema planetario articulado, mientras que las probabilidades aumentan para estrellas ricas en metales, pertenecientes a la población estelar I.
Cada planeta, aun en su propia singularidad, comparte características comunes con los demás; algunos de estos, como la presencia de anillos naturales o satélites, sólo se han observado en el sistema solar; otros, como la atmósfera, también son comunes a los exoplanetas.
Los ocho planetas que, según la definición oficial del 24 de agosto de 2006 , componen el sistema solar , en orden creciente de distancia al Sol , son:
Desde 1930 hasta 2006 , Plutón ( ♇ ) también fue considerado un planeta , que tiene cinco satélites naturales : Caronte , Noche , Hidra , Cerbero ; el quinto satélite, Styx , fue descubierto por el telescopio espacial Hubble el 11 de julio de 2012 . [77] En 2006 , Plutón fue reclasificado como planeta enano .
Todos los planetas del sistema solar (excepto la Tierra) tienen nombres derivados de la mitología romana ; por el contrario, los nombres de los principales satélites naturales se derivan de los de dioses o personajes de la mitología griega (a excepción de los de Urano, que llevan nombres de personajes de las obras de Shakespeare y Pope ).
Los asteroides, en cambio, pueden ser bautizados, a criterio de su descubridor y con el visto bueno de la UAI, con cualquier nombre.
Las convenciones de nomenclatura que se adoptarán para la categoría de planetas enanos aún no están claras .
Los planetas del sistema solar, según su composición, se pueden dividir en planetas terrestres y planetas de Júpiter .
Planetas terrestresLos planetas de tipo terrestre se encuentran en el sistema solar interior y consisten principalmente en roca (de ahí el nombre alternativo de planetas rocosos ). El término deriva directamente del nombre de nuestro planeta, para indicar planetas similares a la Tierra. Se caracterizan por una temperatura superficial relativamente alta, debido a la proximidad del Sol, la ausencia o bajo número de satélites naturales, con una atmósfera muy delgada en comparación con la de los gigantes gaseosos. Alcanzan dimensiones relativamente pequeñas (menos de 15 000 kilómetros de diámetro).
En el sistema solar son cuatro:
Mercurio
Venus
Tierra
Marte
Los planetas tipo Júpiter están compuestos principalmente de gas , de ahí el nombre de gigantes gaseosos . El prototipo de estos planetas es Júpiter . Se caracterizan por un elevado valor másico , que les permite retener una atmósfera extensa rica en hidrógeno y helio , y por un tamaño considerable. Están acompañados por un gran número de satélites naturales y elaborados sistemas de anillos .
Hay cuatro gigantes gaseosos en el sistema solar:
Júpiter
Saturno
Urano
Neptuno
Los planetas enanos son objetos celestes que orbitan alrededor de una estrella y que se caracterizan por tener una masa suficiente para darles una forma esferoidal (habiendo alcanzado la condición de equilibrio hidrostático ), pero que no han podido "limpiar" su cinturón orbital de otros objetos de comparable. Talla; [1] de ahí el hecho de que los planetas enanos se encuentren dentro de cinturones de asteroides . A pesar del nombre, un planeta enano no es necesariamente más pequeño que un planeta. También se debe tener en cuenta que la clase de planetas es distinta de la de los planetas enanos y no incluye a estos últimos. Además, los planetas enanos más allá de la órbita de Neptuno se llaman plutoides . [78]
La UAI reconoce cinco planetas enanos: [79]
Ceres
Plutón y tres de sus cinco satélites: Caronte , Noche e Hidra
hacerhacer
Eris y su luna Dysnomia
El término "planeta pequeño" y el término "planeta menor" se utilizan generalmente para designar asteroides . Esto se deriva del hecho de que los primeros cuatro asteroides descubiertos (Ceres, ahora clasificado como un planeta enano, Palas , Juno y Vesta ), fueron considerados planetas reales durante unos cuarenta años. El primero en sugerir distinguirlos de los planetas fue William Herschel , quien propuso el término "asteroide", o "de tipo estelar", refiriéndose al hecho de que son objetos demasiado pequeños para que su disco se resuelva y, en consecuencia, se observen con un telescopio aparecen como estrellas.
La mayoría de los astrónomos, sin embargo, prefirieron seguir utilizando el término planeta al menos hasta la segunda mitad del siglo XIX , cuando el número de asteroides conocidos superó el centenar. Luego, varios observadores en Europa y Estados Unidos comenzaron a referirse a ellos colectivamente como "planetas menores", [80] una expresión aún en uso.
El primer descubrimiento confirmado de un exoplaneta ocurrió el 6 de octubre de 1995 , cuando Michel Mayor y Didier Queloz de la Universidad de Ginebra anunciaron la identificación de un planeta alrededor de 51 Pegasi , en la constelación de Pegasus. [81] La mayoría de los más de 600 exoplanetas descubiertos hasta octubre de 2011 tienen masas iguales o superiores a la de Júpiter . [44] La razón de esta aparente discrepancia en la distribución de masa observada en el sistema solar viene dada por un clásico efecto de selección , en virtud del cual nuestros instrumentos son capaces de ver solo planetas muy grandes cerca de su respectiva estrella madre, porque su los efectos gravitatorios son mayores y más fáciles de detectar.
Entre las excepciones más notables se encuentran tres planetas que orbitan el púlsar PSR B1257+12 , el remanente de una explosión de supernova . [82] Además, se han identificado alrededor de una docena de exoplanetas con masas entre diez y veinte masas terrestres (por lo tanto comparables con la masa de Neptuno, igual a diecisiete masas terrestres), [44] como los que orbitan alrededor de las estrellas μ Arae , 55 Cancri y GJ 436 , [83] que a veces se denominan "planetas neptunianos". [84]
A partir de mayo de 2011, el número de planetas rocosos identificados supera los cien. En su mayoría pertenecen a la categoría de " Súper Tierras ", caracterizadas por una masa mayor que la de la Tierra, pero menor que la de Urano y Neptuno. Gliese 876 d , con una masa equivalente a unas seis masas terrestres, fue el primero en ser descubierto, en 2005. [85] OGLE-2005-BLG-390Lb y MOA-2007-BLG-192Lb , mundos glaciares, han sido descubiertos a través de el efecto de las microlentes gravitacionales , [86] [87] COROT-Exo-7b , un planeta con un diámetro estimado en unas 1,7 veces el de la Tierra (cuyo descubrimiento se anunció con gran énfasis en 2009), pero que orbita alrededor de su estrella a una distancia de 0,02 UA, lo que resulta en temperaturas de 1.500 °C [88] y dos planetas que orbitan alrededor de una enana roja cercana , Gliese 581 , en su superficie .
De particular interés es el sistema planetario que orbita alrededor de la enana roja Gliese 581 , que consta de seis planetas, dos de los cuales no están confirmados. Gliese 581 d tiene una masa equivalente a aproximadamente 7,7 veces la de la Tierra, [89] mientras que Gliese 581 c es cinco veces la Tierra y en el momento de su descubrimiento se pensó que era el primer exoplaneta terrestre descubierto cerca de la zona habitable de una estrella. [90] Sin embargo, estudios más profundos han revelado que el planeta está un poco demasiado cerca de su estrella para ser habitable, mientras que Gliese 581 d, aunque mucho más frío que la Tierra, podría serlo si su atmósfera contuviera suficiente gas de efecto invernadero . [91] Gliese 581 g , si se confirma, sería el primer planeta descubierto en la zona habitable de su estrella.
El 2 de febrero de 2011, la NASA publicó una lista de 1 235 exoplanetas probables identificados a través del Telescopio Espacial Kepler . Incluye 68 posibles planetas similares a la Tierra (R <1,25 R ⊕ ) y otras 288 posibles súper-Tierras (1,25 R ⊕ <R <2 R ⊕ ). [92] [93] Además, se han identificado 54 planetas probables en la zona habitable de su sistema, seis de los cuales tienen menos del doble del tamaño de la Tierra. [noventa y dos]
Es probable que algunos de los planetas descubiertos hasta ahora no se parezcan mucho a los gigantes gaseosos del sistema solar, porque reciben una cantidad de radiación estelar mucho mayor que ellos, ya que tienen órbitas circulares y están extremadamente cerca de sus propias estrellas. Los cuerpos de este tipo se conocen como Júpiter Calientes . También puede haber planetas calientes de Júpiter (conocidos como planeta ctonii ) que orbitan tan cerca de su estrella que han perdido su atmósfera, arrastrados por la radiación estelar. Aunque se han identificado procesos de disolución atmosférica en numerosos Júpiter calientes, a partir de 2009 no se ha identificado ningún planeta que pueda calificarse como ctónico. [94]
La identificación de un mayor número de exoplanetas y un mejor conocimiento de los mismos requiere la construcción de una nueva generación de instrumentos. El programa COROT , del CNES , en colaboración con la Agencia Espacial Europea , y Kepler de la NASA son las principales misiones espaciales en funcionamiento actualmente. El telescopio Buscador de Planetas Automatizado , que formará parte del Observatorio Lick , estaba programado para entrar en funcionamiento en la primavera de 2011 . Las principales agencias espaciales están estudiando varios proyectos que implican la creación de una red de telescopios espaciales para la identificación de planetas del tamaño de la Tierra, [95] aunque su financiación es aún incierta.
La probabilidad de aparición de planetas terrestres es una de las variables de la ecuación de Drake , que trata de estimar el número de civilizaciones extraterrestres evolucionadas presentes en nuestra galaxia. [96]
Un planeta interestelar es un cuerpo celeste que tiene una masa equivalente a la de un planeta ( planemo ), pero que no está ligado gravitacionalmente a ninguna estrella: estos cuerpos celestes se mueven por lo tanto en el espacio interestelar como objetos independientes de cualquier sistema planetario , lo que justifica la denominación de huérfanos . planeta a veces atribuido, de forma alternativa, a este tipo de objetos.
Aunque se han anunciado varios descubrimientos de estos objetos, ninguno de ellos ha sido confirmado hasta el momento. [97] La comunidad científica también debate si considerarlos planetas o no; de hecho, algunos astrónomos han sugerido llamarlas enanas submarrones . [64] La principal diferencia entre los dos objetos radicaría en el proceso que condujo a su formación: una enana submarrón se forma por la contracción de una nube de gas y polvo, similar a lo que sucede con una estrella o una enana marrón. ; [98] un planeta, en cambio, por la acreción de gas y polvo alrededor de un embrión planetario que orbita dentro de un disco circunestelar, [99] con un proceso similar al descrito anteriormente (ver al respecto el párrafo Formación de planetas y sistemas planetarios ). Posteriormente, el planeta sería expulsado al espacio interestelar como resultado de las inestabilidades dinámicas típicas de los sistemas planetarios recién formados, como han sugerido varias simulaciones por computadora. [100]
La Unión Astronómica Internacional no entró en el fondo de la diatriba, excepto para indicar, en una declaración de 2003 , que los objetos que vagan en cúmulos de estrellas jóvenes con valores de masa inferiores al valor de masa límite para la fusión termonuclear de deuterio son no "planetas", sino que son "enanas sub-marrones" (o cualquier otro nombre que sea apropiado). [101] Cabe señalar que la definición dada se refiere expresamente a objetos errantes en cúmulos estelares jóvenes .
Un planeta hipotético es un planeta o cuerpo planetario cuya existencia se cree posible pero no ha sido confirmada por datos empíricos.
Varios cuerpos planetarios entran en esta categoría; sin embargo, ha habido en el pasado o todavía hay creencias pseudocientíficas ocasionales , teorías de la conspiración o grupos religiosos destinados a aceptar tales hipótesis como científicas y bien fundadas. Se distinguen de los planetas ficticios de la ciencia ficción por el hecho de que estos grupos creen en su existencia real. Ejemplos de estos hipotéticos planetas son Antiterra , Lilith , Kolob y Planet X.
En otros casos, se ha postulado la existencia de hipotéticos planetas como posible explicación de los fenómenos astronómicos observados en el sistema solar en el momento de su descubrimiento. Posteriormente, la mejora del conocimiento astronómico llevó a la negación de su existencia. [102]
Finalmente, el estudio de los mecanismos de formación de los sistemas planetarios y la observación de los exoplanetas descubiertos hasta el momento ha llevado a plantear la hipótesis de la existencia de nuevas clases de planetas como son: los planetas oceánicos , cuya superficie estaría cubierta por un océano de cientos de kilómetros de profundidad. .; [103] planetas de carbono , que pueden haberse formado a partir de discos protoplanetarios ricos en elementos y pobres en oxígeno; [104] planetas ctónicos , la última etapa de un planeta Júpiter caliente tan cerca de su estrella que se ve privado de su atmósfera característica. [105]
Por planetas imaginarios entendemos todos los lugares genéricamente habitables de carácter astronómico , completamente inventados o redescritos imaginativamente a partir de los que existen realmente en las obras literarias, cinematográficas y animadas. No constituyen por tanto un planeta hipotético , porque los lectores no creen en su existencia real y ni siquiera la comunidad científica lo considera posible.
La exploración de otros planetas es un tema constante de la ciencia ficción , especialmente en relación al contacto con formas de vida extraterrestres . [106] Durante las primeras etapas del desarrollo de la ciencia ficción, Marte representó el planeta ficticio y más utilizado en nuestro sistema solar; se pensaba que sus condiciones en la superficie eran las más favorables para la vida . [107] [108]
Los escritores en sus obras han creado miles de planetas imaginarios. Muchos de estos son casi indistinguibles de la Tierra. En estos mundos, las diferencias con respecto a la Tierra son principalmente de índole social; otros ejemplos típicos son los planetas prisión, las culturas primitivas, los extremismos políticos y religiosos, etc.
Se pueden encontrar planetas más inusuales y descripciones más precisas físicamente, especialmente en obras de ciencia ficción duras o clásicas; ejemplos típicos son aquellos que tienen un solo ambiente climático en gran parte de su superficie, por ejemplo, planetas desérticos, mundos acuáticos, árticos o completamente cubiertos por bosques.
Algunos escritores, científicos y artistas han especulado entonces sobre mundos artificiales o planetas equivalentes.
Algunas de las series de televisión de ciencia ficción más populares , como Star Trek y Stargate SG-1 , se basan en el descubrimiento y exploración de nuevos planetas y civilizaciones alienígenas.