Presentación de PowerPoint - Instituto de Astronomía

TAREA #4
¡Entregarla HOY!
TAREA #5
A entregar el próximo Martes 18 de Octubre
La encontrarán en el directorio de la clase de hoy:
Clase_15_Sistema_Solar_II
… les recuerdo definir los
equipos y comenzar a trabajar en el
Proyecto de Investigación
• Este proyecto final se deberá elaborar y presentar en equipo
-de 3 a máximo 4 integrantes-.
• Consistirá en hacer un reporte escrito (de unas cuantas
páginas) y una presentación oral breve (e.g. PowerPoint,
Keynote, Prezi, etc.) de unos 15 minutos por equipo.
• La presentación se hará en clase, para todos, hacia el final
del curso (fines de Noviembre).
Ejemplo de temas de proyectos que pueden escoger:
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Nuevos objetos celestes encontrados en el Sistema Solar (YA APARTADO)
Descubrimientos recientes de las misiones enviadas al planeta Marte
Descubrimientos recientes de las misión enviada al planeta enano Plutón
Proyectos actuales de grandes telescopios y radiotelescopios -operando, en construcción o planeadosEl Sol
Materia y Energía obscura
Expansión del Universo
Estallidos de rayos gamma en el Universo
Evolución Estelar (YA APARTADO)
Agujeros Negros (YA APARTADO)
Satélites Astronómicos
Los Anillos de Saturno (y otros sistemas de anillos en planetas)
Arqueastronomía
Astrobiología
Venus y el Efecto Invernadero
Buscando agua ¡y vida! en los Planetas y Satelites del Sistema Solar
Buscando vida en el Universo: Astrobiología
Extinción masiva por impacto de un meteorito o por otro “evento cósmico”
•
O… cualquier otro tema de interés astronómico general que ustedes propongan
Curso de Astrofísica General
Semestre 2017-1
El Sistema Solar (II):
Planetas Interiores o « terrestres »
Dr. Leonardo J. Sánchez P.
leonardo@astro.unam.mx
Contenido de nuestro Sistema Solar
• Todas las “masas” que giran alrededor del Sol, ¡más una estrella
llamada el Sol!
• 99.8% de la masa del Sistema Solar está concentrada en el Sol
• Hay 8 planetas conocidos, además de “planetas enanos”, cometas y
asteroides
• Sólo los planetas hasta Saturno eran conocidos desde la antigüedad, y
Plutón no fue descubierto sino hasta 1930
• Los planetas se dividen generalmente en los planetas “terrestres”
(Mercurio, Venus, Tierra, Marte) y los planetas “jovianos”(Júpiter,
Saturno, Urano y Neptuno)
• Plutón es un “colado” que no encaja en esta clasificación…
Más del contenido de nuestro Sistema Solar
• Júpiter es más masivo que todos los demás planetas juntos
• Todos planetas tienen en su conjunto más de 150 “lunas” -a menudo
llamados satélites naturales• Existen decenas de miles de asteroides (entre Marte y Júpiter)
• Hay innumerables cometas
• Polvo y gas
Los planetas interiores = terrestres = telúricos (parecidos a la Tierra)
son Mercurio, Venus, Tierra y Marte
Los planetas interiores o terrestres (parecidos a la Tierra) :
Mercurio, Venus, Tierra, Marte (mostrados a escala)
¿Qué es lo que tienen en común?
Radio “pequeño”, del orden
de 1/100 del radio del Sol
Orbitan entre 0.4 y 1.5 UA
Unas cuantas
ninguno
Rocas densas y metales
¿Densidad?
Densidad = Masa/Volumen
Densidad del agua
=
1.0 g/cm3
3
0.5
g/cm
Densidad de la madera =
Densidad de rocas de silicatos = 3.0 g/cm3
Densidad del hierro =
7.8 g/cm3
Densidad de los planetas interiores
Densidad
Mercurio
5.4 g/cm3
Venus
5.2 g/cm3
Tierra
5.5 g/cm3
Marte
3.9 g/cm3
Mercurio
Es el planeta más cercano al
Sol, con un radio orbital
alrededor del 40% del de la
Tierra (0.4 UA) y una masa
alrededor de una vigésima parte
de la de la Tierra.
Su superficie está llena de
cráteres.
Mercurio
• Su periodo de rotación es de 2/3
de su periodo orbital –es muy
caliente (700 K) y muy frío (100
K)
• Difícil de ver desde la Tierra
• Su órbita es alargada (excentrica)
• Núcleo muy grande de hierroniquel, inactivo (poco
volcanismo)
• Campo magnético pequeño
• Atmósfera muy delgada (sobre
todo de Sodio)
• Rocoso: se parece a nuestra Luna
Mercurio
visto con la sonda
Mariner 10 (1974)
Mercurio
visto con la sonda
MESSENGER (2011)
Mercurio comparado con la Tierra y La Luna
Mercurio : Algunas Características
• RADIO PROMEDIO: 2,439.7 km (0.38 del de la Tierra)
• MASA = 0.055 (Tierra=1)
• DENSIDAD: 5.43 (g/cm3) es la mayor para un planeta
• GRAVEDAD SUPERFICIAL: 0.38 g (Tierra=1)
• EXCENTRICIDAD DE LA ÓRBITA : 0.206 muy grande
• PERIODO ORBITAL : 87.97 días Terrestres
• SEMIEJE MAYOR DE SU ÓRBITA: 0.387 UA
• PERIODO DE ROTACIÓN: 58.65 días Terrestres
Venus
Venus es a menudo considerado como el
planeta hermano de la Tierra, debido a
su tamaño similar.
Imagen radar de Venus
Sin embargo, es víctima de un efecto
invernadero desbocado ¡con una
temperatura superficial de más de
460 grados Celsius!
¡Venus es prácticamente del mismo tamaño que la Tierra!
Superficie de Venus (sonda rusa Venera-14, 1981)
Superficie de Venus: ¡Temperatura: 500 grados, Presión: 100 atmósferas!
Mapa radar de Venus
La sonda Magallanes orbitó
Venus (1990-1994) y
utilizó un radar para hacer
mapas de la elevación y de
la rugosidad de su
superficie.
No encontró señales de
placas o de deriva
continental.
La mayoría de los
movimientos sobre su
superficie son en elevación
vertical (penachos
ascendentes de magma).
Topografía de Venus
Venus tiene
cráteres
Venus tiene volcanes activos (lava)
¡ Venus tiene más de 500 volcanes con D>20km!
Venus: Algunas Características
• El cielo está nublado todo el día.
• Atmósfera densa , principalmente
de CO2 (96.5%)
• Presión superficial y temperaturas
muy altas
• Rotación (117 días), Revolución
(225 días)
• Gira alrededor de su eje en la
"dirección equivocada"
• Densidad y tamaño similares a los
de la Tierra
• Tiene dos continentes y una placa
continental
• No posee “lunas”
Venus : Algunas Características
• RADIO PROMEDIO : 6,052 km
• MASA: 0.82 (Tierra=1)
• DENSIDAD: 5.24 (g/cm3)
• GRAVEDAD SUPERFICIAL : 0.904 (Tierra=1)
• PERIODO ORBITAL : 224.7 días Terrestres
• SEMIEJE MAYOR DE SU ÓRBITA: 0.723 UA
• EXCENTRICIDAD : 0.007
• PERIODO DE ROTACIÓN: -243.0 días
Terrestres (retrogrado)
La Tierra: Algunas Características bien conocidas por todos
• Composición: rocas y
metales, nucleo de hierroniquel
• Vulcanismo
• Tectónica de placas
• Atmósfera
• Cráteres
• Oceanos
• Campo magnético
La Tierra y… la Luna (“Luminosa”, “La que ilumina”)
Una de las peculiaridades
de la Tierra es que su Luna
es muy grande; sólo Plutón
tiene una luna (Caronte) así
de grande, en relación al
tamaño del planeta.
La Luna tiene un cuarto del
diámetro de la Tierra y
1/81 de su masa.
La Luna
• Origen de la Luna:
• ¿Se separó de la Tierra por rotación rápida de ésta –
fisión-?
• ¿Fue capturada?
• ¿Se “condensó” a partir de la nube en la cual se formó la
Tierra?
• ¿Se separó de la Tierra después de una gran colisión?
• ¿Es un satélite artificial hueco -nave espacial- traido a
nuestro Sistema Solar para ayudar a equilibrar las
fuerzas gravitacionales y permitir un ambiente de vida
estable en el planeta Tierra?
La Luna
• Origen de la Luna:
• ¿Se separó de la Tierra por rotación rápida de ésta –
fisión-?
• ¿Fue capturada?
• ¿Se “condensó” a partir de la nube en la cual se formó la
Tierra?
• Se separó de la Tierra después de una gran colisión
Nacimiento de
la Luna
Tierra joven
Colisión con la
Tierra de un
cuerpo grande
(¡del tamaño de
Marte!)
La Luna se forma con los
escombros eyectados
El interior de la Luna
se funde
Grandes impactos crean
cuencas
La superficie de la Luna se
enfria y pequeños impactos
dejan cráteres
Las cuencas se rellenan de
lava y se forman los mares
Fotos no comunes de la Luna (vista por la sonda Clementine en 1994)
Polo Norte Lunar
Polo Sur Lunar
La Luna: algunas características
•
•
•
•
Cuencas y Mares
Cráteres
Diámetro: 3,476 km
Densidad menor a la del manto de la Tierra (3.34 g/cm3),
pero la proporción de elementos no es exactamente igual
que la de la Tierra (contiene en su corteza principalmente:
Oxigeno, Silicio, Aluminio, Calcio, Hierro, Magnesio y
Titanio)
• Temperaturas de 40 K (-233 °C) a 396 K (123 °C)
• Rota de manera sincrónica respecto a la Tierra (siempre da
la misma a cara)
• Influye en la Tierra: ¡Mareas!
Marte
De la Mitología:
Marte es el Dios de la Guerra
(es el Ares = “batalla” en griego)
que tuvo hijos (con Venus = Afrodita)
Fobos (miedo)
Deimos (pánico)
¡Una familia encantadora!...
Marte
Probablemente el planeta más
famoso, considerado por muchos
como el planeta “favorito”
(¡además de la Tierra!) para
albergar vida.
Marte tiene dos pequeñas
“lunas”, Fobos y Deimos,
que básicamente son unos
trozos de roca de unos 20 km
de diámetro. Seguramente
son asteroides capturados.
Marte visto desde la Tierra
Marte visto desde la Tierra con el HST
En Marte identificamos Nubes, Casquetes Polares y marcas
en su Superficie, ¡que cambian con el tiempo!
Polo
Norte
Nubes de
Hielo
Tormentas
de Polvo
Nubes de
Hielo
Nubes de
Hielo
Casquete
Polar Sur
Marte: Algunas Características
•
•
•
•
Es de tamaño “pequeño”
Tiene una atmósfera delgada, principalmente de CO2
Su densidad es menor que la de la Tierra
Posée casquetes polares (principalmente de CO2 + un
poco de agua)
• Tiene cañones (¿pruebas de flujos de agua?)
• Hay 4 estaciones (¿por qué?)
• Posée dos “lunas” muy pequeñas
Marte: en números…
•
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•
•
•
•
•
•
•
Diámetro = 6,790 km
Semieje mayor de su órbita = 1.52 UA
Periodo orbital = 1.88 años = 687 días
Excentricidad = 0.093
Masa = 0.11 (Tierra=1)
Densidad = 3.9 g / cm3
Período de rotación = 1.03 días = 24.6 horas
Inclinación axial = 24 grados
Dos lunas-asteroides : Fobos, Deimos
Marte
Aunque Venus es
más parecido en
masa y tamaño a la
Tierra, Marte tiene
una superficie más
parecida a la de la
Tierra - lo que lo
hace más
“habitable”.
Marte: su superficie de cerca…
Marte: imágen de la sonda Pathfinder
Se ve como
un seco
desierto de
arena y su
tenue
atmósfera
hace que el
cielo se
colorée de
rosa.
Atmósfera y Nubes en Marte
Vallis Marineris: ¡enorme cañón de 4,000 km de largo y 10
km de profundidad!
Tal vez se formó por el movimiento
de la corteza marciana, y
posteriormente fue erosionado por
los deslizamientos de arena y agua.
Monte Olimpo: 3 veces más alto que el Everest, altura = 22 km
El Monte
Olimpo
en Marte
cubre
Monte
Olimpo:
3 veces
más alto
queuna
el Everest, altura = 22 km
superficie similar a la de Francia, con una
pendiente pequeña (de 2 a 3 %) hasta llegar a
los 22 km de altura.
Los Casquetes Polares cambian con las estaciones
Marzo 1999
Enero 2001
… y ¡se evaporan en el verano!
Dunas en Marte
Un Crater
¿Evidencia de flujos de agua sobre Marte?
¿Evidencia de flujos de agua sobre Marte?
El agua no se encuentra en su fase líquida en la superficie de Marte, ya que su atmósfera es demasiado tenue.
Sin embargo, hay evidencia en todo el planeta que el agua fluyó algún día, y quizás en el pasado hubo enormes
inundaciones y hasta la posibilidad de océanos.
¿Evidencia de Oceanos?
Capas de sedimentos
rocosos.
En la Tierra ese tipo de
rocas se forman bajo el
agua de los oceanos.
¿Más evidencia de flujos de agua sobre Marte?
Meteorito marciano encontrado en la Tierra (Antártida)
Comparando las atmósferas de los Planetas Terrestres
Mecurio
Venus
Nubes de
ácido sulfúrico
La Tierra
Marte
Nubes de
H2O
Nubes de CO2
y de H2O
congelados
Comparando algunas características de los Planetas Terrestres
Característica
Venus
Tierra
Marte
Tamaño
0.95
1
0.53
Atmósfera
gruesa (CO2)
N2, O2
delgada (CO2)
Temp. superficial caliente
media
frio
Mayoría del
bioxido de
cárbono (CO2)
atmósfera
rocas, disuelto en
los oceanos
rocas (+agua
casquetes polares)
Agua (H2O)
se partió en H
(que escapó) y O
(ahora dentro de
las rocas)
en rocas y oceanos
(el equivalente a
una capa global
gruesa de 2.8 km).
hielo bajo la
superficie, posibles
flujos, inundaciones y
oceanos (con un
grosor global en el
pasado de 0.5-2 km)
Resumen de los Planetas Terrestres… en imágenes
Mercurio
Venus
Tierra
Marte
Resumen de los Planetas Terrestres… en números
Mercurio
Masa (kg)
Radio (m)
Densidad(kg/m3)
Temp. superficial (K)
Albedo (nieve=0.9)
Radio orbital (m)
Periodo orbital (días)
Inclinación orbital (º)
Excentricidad orbital
Periodo de rotación (días)
Inclin. eje de rotación (º)
Venus
Tierra
Marte
65