La dinámica del universo

Gracias a los estudios de Kepler permitieron a los científicos posteriores resolver los problemas que en la época de Kepler eran imposible de responder.

Isaac Newton(1642-1727) fue el científico que logro conseguir la respuesta a la dinámica del universo. La historia nos cuenta la anécdota de la manzana la cual nos dice que si lanzamos una manzana de formo horizontal caerá haciendo una semiparábola, y aunque terminara cayendo,lo hará tanto más lejos cuanto mayor sea su velocidad horizontal, También dijo que los planetas giran alrededor del sol ya que el sol ejerce una fuerza de atracción gravitatoria. Esto concluyó con la 

ley de la gravitación universal.

La contribución de Galileo

Galileo Galilei nació en 1564 y murió en 1642, fue un extraordinario científico italiano, relacionado estrechamente con la revolución científica. Sus logros incluyen la mejora del telescopio, granvariedad de observaciones astronómicas, la primera ley del movimiento y un apoyo a el modelo heliocéntrico de Copérnico.

Algunos de sus descubrimientos más importantes, fueron los siguientes:

• La Luna: observando las fases de la Luna, descubre que este astro no es perfecto como lo creía la teoría aristotélica, ya que tiene valles y montañas.                                                   
• La Vía Láctea: descubrirá la naturaleza de la Vía Láctea, cuenta las estrellas de la contelación  de Orión y constata que ciertas estrellas visibles a simple vista son, en verdad, cúmulos de estrellas.
•  Galileo observa los anillos de Saturno pero no los identifica como tales sino como extraños apéndices o protuberancias.
• Galileo hace un descubrimiento capital: percibe tres estrellas pequeñas en la periferia de Júpiter, después de varias noches de observación, descubre que son cuatro y que giran alrededor del planeta, se trata de los satélites de Júpiter.   
• Publicó sus conclusiones más importantes en las obras: El mensajero de las estrellas, en 1610, y Diálogo sobre los sistemas del mundo, en 1632.

           Modelos Heliocéntricos

¿Que Son?

Los modelos heliocéntricos sitúan al Sol en el centro del Universo, el resto de planetas giran en torno a el, en diferentes órbitas y distancias respecto al Sol, la primera teoría de esta categoría fue expuesta Por Aristarco. 310-230 A.C 

Los dos modelos mas destacados son el Modelo Aristarco y Modelo de Copérnico

• Modelo Heliocéntrico de Aristarco: en Este Modelo el Sol esta situado en el centro del universo, la Tierra Luna y demás planetas giran en torno a él, con diferentes velocidades y en órbitas de diferentes radios, Pero este modelo se oponía a lo que se observaba directamente ,desde el punto de la vista de la Tierra, esto unido a las ideas filosóficas de Aristóteles, las cuales tenían un mayor peso, hicieron caer este modelo en el olvido

Modelo Heliocéntrico de Copérnico: Nicolás Copérnico (1473-1543) fue un astrónomo polaco que explico el movimiento de los astros de una manera mas sencilla por lo que pudo llegar a mas gente, por lo que pudo enseñarles que estaban equivocados respecto al vigente modelo Geocéntrico de Ptolomeo, el Modelo Heliocéntrico de Copérnico situaba al Sol en el centro del universo; la Tierra y los demás planetas giraban a su alrededor describiendo órbitas circulares, La Luna giraba alrededor de la Tierra

Modelo geocéntrico de Ptolomeo

 Ptolomeo fue un filósofo que trató de explicar como era el

universo mediante un modelo, en el que según él, la Tierra permanece fija y los demás astros giran a su alrededor.

Disposición de los astros:

- La Tierra permanece en el centro.

- Los demás planetas y satélites giran a su alrededor. El Sol y la

  Luna describen órbitas circulares, y los planetas, órbitas más

  complejas, con epiciclos y deferentes

- Supuso que cuando los planetas giran alrededor de la Tierra, van 

  formando pequeñas circunferencias cuyo centro describe una

  circunferencia centrada en la Tierra. A las pequeñas

  circunferencias se les llamó epiciclos, y a la que describe los

  epiciclos cuando se desplazan alrededor de la Tierra la llamó

  deferente

- La esfera de las estrellas también gira alrededor de la Tierra y 

  cubre todas las esferas.

El movimiento retrógrado es el movimiento en dirección opuesta a su dirección normal. Podían surgir en los planetas debido al giro del epiciclo o deferente, puesto que pueden tener velocidades, direcciones y radios independientes.

    

Planeta extrasolar

  Se denomina planeta extrasolar o exoplaneta a un planeta que orbita una estrella diferente al Sol y que, por lo tanto, no pertenece al sistema solar. Los planetas extrasolares se convirtieron en objeto de investigación científica en el siglo XX. Muchos astrónomos  suponían su existencia, pero carecían de medios para identificarlos. La primera detección confirmada se hizo en 1992, con el descubrimiento de varios planetas de masa terrestre orbitando el púlsar Lich.

La mayoría de planetas extrasolares conocidos son gigantes gaseosos igual o más masivos que el planeta Júpiter, con órbitas muy cercanas a su estrella y períodos orbitales muy cortos, también conocidos como júpiteres calientes. Sin embargo, se cree que ello es resultado de sesgo de información creado por los métodos actuales de detección, que encuentran más fácilmente a planetas de este tamaño que a planetas terrestres más pequeños. 

 

 

 

 

 

Descubrimientos confirmados

 Aleksander Wolszczan, un astrónomo polaco anunció en 1992 el descubrimiento de 3 objetos sub-estelares de baja masa orbitando el púlsar PSR B1257+12.¹ Estos fueron los primeros planetas extrasolares descubiertos y el anuncio fue toda una sorpresa. Se cree que estos planetas se formaron de los restos de la explosión de la supernova que produjo el púlsar.Los primeros planetas extrasolares alrededor de estrellas de la secuencia principal fueron descubiertos en la década de 1990, en una dura competición entre equipos suizosynorteamericanos. 

 

 

Primera imagen directa confirmada de un planeta extrasolar. La toma, reproducida aquí en falso color, fue captada en el infrarrojo por el Very Large Telescope. El cuerpo central (azul) es la enana marrón 2M1207. Tiene un compañero de masa planetaria (rojo), 2M1207b.

 

 

 

 

Definición

 La definición oficial de planeta de la Unión Astronómica Internacional (UAI) solo cubre el sistema solar y por lo tanto no asume ninguna postura sobre los exoplanetas.^{60 61} Hasta abril del 2010, la única declaración de definición emitida por la Unión Astronómica Internacional que pertenece a los exoplanetas es una definición de trabajo publicada en el 2001 y modificada en el 2003.⁶² Esta definición contiene los siguientes criterios:

 

• Los objetos con masas reales por debajo de la masa límite para la fusión termonuclear del deuterio (actualmente calculada en 13 masas de Júpiter para objetos de metalicidad solar) que orbitan estrellas o remanentes estelares son planetas (no importa cómo se formaron). La masa mínima / tamaño requerido para que un objeto extrasolar sea considerado como un planeta debe ser la misma masa que la utilizada en nuestro sistema solar.
• Los objetos sub-estelares con masas reales por encima de la masa límite para la fusión termonuclear del deuterio son "enanas marrones", no importa cómo se formaron ni dónde están ubicados.
• Los objetos que flotan libremente en cúmulos de estrellas jóvenes con masas por debajo de la masa límite para la fusión termonuclear del deuterio no son planetas, pero son sub-enanas marrones (o el nombre que sea el más apropiado).

 

Propiedades generales

 

Número de estrellas con planetas

 

La mayoría de los planetas extrasolares descubiertos se encuentran a unos 300 años luz del sistema solar.Los programas de búsqueda de planetas han descubierto planetas orbitando alrededor de una fracción sustancial de las estrellas que han estudiado. Sin embargo, la fracción total de estrellas con planetas es incierta debido a efectos de selección observacional.

 

 

Metalicidad

Las estrellas ordinarias se componen principalmente de los elementos ligeros como el hidrógeno y el helio. También contienen una pequeña proporción de elementos más pesados​​, y esta fracción se conoce como metalicidad de una estrella (incluso si los elementos no son metales en el sentido tradicional),⁶⁷ denotado [m/h] y se expresan en una escala logarítmica en la que cero es la metalicidad solar.

 

 

Temperatura y composición

 

Comparación de tamaños de los planetas con diferentes composiciones. De izquierda a derecha, Planetas de puro hierro, Planetas de silicato, Planetas de carbono, Planetas de pura agua, Planetas de puro monóxido de carbono, Planetas de puro hidrógeno.Es posible calcular la temperatura de un exoplaneta basado en la intensidad de la luz que recibe de su estrella madre. Por ejemplo, el planeta OGLE-2005-BLG-390Lb se estima que tiene una temperatura superficial de aproximadamente -220 °C (aproximadamente 50 K). Sin embargo, estas estimaciones pueden estar sustancialmente en un error porque dependen del albedo por lo general desconocido del planeta, y debido a factores tales como el efecto invernadero pueden introducir complicaciones desconocidas. 

 

 

Distribución de masa

Cuando un planeta se encuentra por el método de la velocidad radial, su inclinación orbital i es desconocida. El método no puede determinar la masa cierta del planeta, sino que da su masa mínima M sin i. En algunos casos un exoplaneta aparente en realidad puede ser un objeto más masivo, como una enana marrón o enana roja. Sin embargo, estadísticamente el factor de sini toma un valor promedio de π / 4≈0,785 y por lo tanto la mayoría de los planetas tienen masas ciertas, bastante cerca de la masa mínima.⁶⁹ Por otra parte, si la órbita del planeta es casi perpendicular al cielo (con una inclinación de cerca de 90°), el planeta también puede ser detectado mediante el método del tránsito.

 

Características físicas

 

 

Durante los primeros años de descubrimientos de planetas extrasolares la mayoría de éstos eran sistemas peculiares con periodos orbitales pequeños y órbitas excéntricas muy cercanas a la estrella central.

El método de las velocidades radiales favorecía el descubrimiento de planetas gigantes muy cercanos a su estrella central, algunos de ellos en órbitas más pequeñas que la órbita de Mercurio. Estos planetas se llaman a veces júpiteres calientes. 

 

 

Parámetros orbitales

 La mayoría de los planetas candidatos extrasolares conocidos han sido descubiertos usando métodos indirectos, por lo que solo se pueden determinar algunos parámetros físicos y orbitales puntuales. Por ejemplo, de los seis parámetros elementales independientes que definen una órbita, el método de velocidad radial puede determinar cuatro: Semieje mayor, excentricidad, longitud del periastro, y la hora del periastro. Dos parámetros siguen siendo desconocidos: inclinación y longitud del nodo ascendente.

 

 

 

 

Descubrimientos notables

 

 Cantidad de exoplanetas descubiertos: 4696.91

 Gamma Cephei Ab: Las variaciones de velocidad radial de la estrella Gamma Cephei fueron anunciados en 1989, consistente con un planeta en una órbita de 2,5 años.⁹² Sin embargo la clasificación errónea de la estrella como una estrella gigante junto con una subestimación de la órbita de la binaria Gamma Cephei que implicaba que la órbita del planeta sería inestable, llevó a que la existencia del planeta se considerase como un artefacto de la rotación estelar. El planeta no fue confirmado hasta el 2002.⁹³ 94

La cinemática del universo. Leyes de Kepler

El astrónomo matemático alemán Johannes Kepler llevó a cabo una serie de estudios que le permitieron conocer las leyes matemáticas que describen el movimiento de los astros. Contó con la ayuda de gran cantidad de datos muy precisos, obtenidos por su maestro, el astrónomo danés Tycho Brahe.

Kepler partió de un sistema heliocéntrico, como había propuesto Copérnico, pero al tratar de ajustar los datos que Brahe había encontrado para las posiciones de Marte, se dio cuenta de que se ajustaban a un órbita elíptica, no circular.

LEYES DE KEPLER

1º Ley: Todos los planetas se mueven alrededor del sol siguiendo orbitas elípticas.

 2º Ley: Los planetas se mueven con velocidad areolar, es decir, la linea que une en cada momento el planeta con el sol barre áreas iguales en tiempos iguales.

 3º Ley: Para todos los planetas: t/d=k(cte) d es la distancia media al sol y T el periodo.

El sistema solar


Un sistema planetario es un conjunto formado por los siguientes elementos: una estrella central; uno a más planetas que orbitan alrededor de la misma; los satélites que giran alrededor de los planetas; los asteroides y los cometas.  
Estrella: Enorme masa de gas que emite luz y calor.
Planeta: Cuerpo sólido que orbita alrededor de una estrella.

Satélite: Astro que orbita alrededor de un planeta y que lo acompaña en su recorrido alrededor de una estrella.

Asteroide: Pequeño fragmento de roca que gira alrededor de una estrella. También se les llama planetas menores.
Cometas: Pequeño cuerpo celeste formado de hielo y roca que gira alrededor de una estrella. Su órbita suele ser muy excéntrica, y en su parte más cercana al Sol, parte del material del cometa se sublima formando su característica cola luminosa.
Luna: Único satélite de la Tierra.