PLANETAS TERRESTRES

Un planeta terrestre, también denominado planeta telúrico o planeta rocoso, es un planeta formado principalmente por silicatos. Los planetas terrestres son sustancialmente diferentes de los planetas gigantes gaseosos, los cuales puede que no tengan una superficie sólida y están constituidos principalmente por gases tales como hidrógeno, helio y agua en diversos estados de agregación. Todos los planetas terrestres tienen aproximadamente la misma estructura: un núcleo metálico, mayoritariamente férreo, y un manto de silicatos que lo rodea. La Luna tiene una composición similar, excepto el núcleo de hierro. Los planetas terrestres tienen cañones, cráteres, montañas y volcanes. Además tienen atmósferas secundarias, procedente de sus procesos geológicos internos, al contrario que los gigantes gaseosos que poseen atmósferas primarias, capturadas directamente de la nebulosa solar original.

El Sistema Solar tiene cuatro planetas terrestres:

Mercurio: es el planeta del Sistema Solar más próximo al Sol y el más pequeño. Forma parte de los denominados planetas interiores o rocosos y carece de satélites.

Antiguamente se pensaba que Mercurio siempre presentaba la misma cara al Sol, situación similar al caso de la Luna con la Tierra; es decir, que su periodo de rotación era igual a su periodo de traslación, ambos de 88 días. Sin embargo, en 1965 se mandaron impulsos de radar hacia Mercurio, con lo cual quedó definitivamente demostrado que su periodo de rotación era de 58.7 días, lo cual es 2/3 de su periodo de traslación. Esto no es coincidencia, y es una situación denominada resonancia orbital.

Al ser un planeta cuya órbita es inferior a la de la Tierra, Mercurio periódicamente pasa delante del Sol, fenómeno que se denomina tránsito astronómico.

 Venus: es el segundo planeta del Sistema Solar en orden de distancia desde el Sol, y el tercero en cuanto a tamaño, de menor a mayor. Se trata de un planeta de tipo rocoso y terrestre, llamado con frecuencia el planeta hermano de la Tierra, ya que ambos son similares en cuanto a tamaño, masa y composición, aunque totalmente diferentes en cuestiones térmicas y atmosféricas. La órbita de Venus es una elipse con una excentricidad de menos del 1%, formando la órbita más circular de todos los planetas; apenas supera la de Neptuno. Su presión atmosférica es 90 veces superior a la terrestre; es por tanto la mayor presión atmosférica de todos los planetas rocosos. A pesar de no estar más cerca del Sol que Mercurio, Venus posee la atmósfera más caliente, pues ésta atrapa mucho más calor del Sol, debido a que está compuesta principalmente por gases de invernadero, como el dióxido de carbono. Este planeta además posee el día más largo del sistema solar: 243 días terrestres, y su movimiento es dextrógiro, es decir, gira en el sentido de las manecillas del reloj, contrario al movimiento de los otros planetas. Por ello, en un día venusiano el sol sale por el oeste y se oculta por el este.

 La Tierra: es un planeta del Sistema Solar que gira alrededor de su estrella en la tercera órbita más interna. Es el más denso y el quinto mayor de los ocho planetas del Sistema Solar. También es el mayor de los cuatro terrestres.

La Tierra se formó hace aproximadamente 4567 millones de años y la vida surgió unos mil millones de años después. Es el hogar de millones de especies, incluyendo los seres humanos y actualmente el único cuerpo astronómico donde se conoce la existencia de vida. La atmósfera y otras condiciones abióticas han sido alteradas significativamente por la biosfera del planeta, favoreciendo la proliferación de organismos aerobios, así como la formación de una capa de ozono que junto con el campo magnético terrestre bloquean la radiación solar dañina, permitiendo así la vida en la Tierra. Las propiedades físicas de la Tierra, la historia geológica y su órbita han permitido que la vida siga existiendo. Se estima que el planeta seguirá siendo capaz de sustentar vida durante otros 500 millones de años, ya que según las previsiones actuales, pasado ese tiempo la creciente luminosidad del Sol terminará causando la extinción de la biosfera. 

Marte: es el cuarto planeta del Sistema Solar, recibe a veces el apodo de Planeta rojo debido a la apariencia rojiza que le confiere el óxido de hierro que domina su superficie.

Forma parte de los llamados planetas telúricos (de naturaleza rocosa, como la Tierra) y es el planeta interior más alejado del Sol. Es, en muchos aspectos, el más parecido a la Tierra.

Forma parte de los planetas superiores a la Tierra, que son aquellos que nunca pasan entre el Sol y la Tierra. Sus fases (porción iluminada vista desde la Tierra) están poco marcadas, hecho que es fácil de demostrar geométricamente. Considerando el triángulo Sol-Tierra-Marte, el ángulo de fase es el que forman el Sol y la Tierra vistos desde Marte. Alcanza su valor máximo en las cuadraturas cuando el triángulo STM es rectángulo en la Tierra. Para Marte, este ángulo de fase no es nunca mayor de 42°, y su aspecto de disco giboso es análogo al que presenta la Luna 3,5 días antes o después de la Luna llena.

Tipos de planetas terrestres

En teoría, hay dos tipos de planetas terrestres o rocosos, uno de ellos llamado planeta de silicio dominado por silicatos (como la Tierra, Marte, Venus) y el otro es un tipo teórico que está conformado  por compuestos del carbono, como los asteroides de tipo condrito carbonáceo. Se les denomina  planetas de carbono ("planetas de diamante"), este tipo no ha sido observado hasta ahora pero se han detectado grandes cantidades de carbono en discos protoplanetarios de algunas estrellas donde podrían estarse formando planetas de este tipo, uno de estos es el disco de polvo de la estrella beta pictoris.

Johannes Kepler

Las Tres Leyes de Kepler

En la sección anterior tuvimos la oportunidad de aprender sobre quien fue Johannes Kepler, y cual fue su aporte a la Astronomía. Ahora nos queda tratar de comprender cuales son, y que significado tienen, las tres Leyes de Kepler.

La Primera Ley de Kepler: Órbitas Elípticas

“Todos los planetas se desplazan alrededor del Sol describiendo órbitas elípticas, estando el Sol situado en uno de los focos.”

Esta sencilla frase engloba toda una revolución a una época que recién comenzaba a salir del sistema geocéntrico, y que además ahora, debía aceptar que las “esferas” celestes, no eran al fin y al cabo esferas.

Esta Ley es simplemente enunciativa, y nos dice que todo los planetas siguen en su trayectoria alrededor del Sol una elipse, y que sobre uno de los focos de la misma se encuentra siempre el Sol. Claro, no nos dice cual es la causa de ello, y habría que esperar a Newton para que esta saliera a la luz.

 

La Segunda Ley de Kepler: Ley de las Áreas

“El radio vector que une el planeta y el Sol barre áreas iguales en tiempos iguales.”

Esta es un poco más compleja, tratemos de intuir su significado. Si pudiéramos extender una cuerda entre el Sol y un planeta, por ejemplo la Tierra, esta sería el radio vector. Kepler descubrió de los datos de observaciones astronómicas, que si se tomaba el tiempo en que el radio vector tardaba en recorrer una determinada superficie, este tiempo siempre era el mismo para superficies iguales. Pero ¿que significado tiene esto?... bien, podemos sacar dos conclusiones muy interesantes de esta segunda ley: la primera es que debido a que la órbita es un elipse (primera ley), cuando el planeta se encuentra más alejado del Sol, para que la superficie cubierta por el radio vector sea la misma que cuando está más cercano a este en tiempos iguales, el planeta debe trasladarse a menor velocidad. Es decir, la velocidad de traslación de los planetas no es constante, es más veloz cuando está más cerca del Sol (perihelio) y menos cuando está más alejado (afelio). La segunda, es que gracias a esta Ley, por primera vez los astrónomos contaron con una herramienta matemática que les permitió calcular las órbitas planetarias y hacer predicciones fidedignas sobre ellas...

 

La Tercera Ley de Kepler: Ley Armónica.

“El cuadrado del período orbital sideral del planeta es proporcional al cubo de su distancia media al Sol.”

donde T² es el período orbital sideral al cuadrado y A³ es la distancia media al Sol al cubo.

Esta Tercera Ley nos dice que sin importar el planeta del Sistema Solar que elijamos, el cociente de T² / A³ nos dará siempre el mismo resultado. Como K es constante para los distintos planetas que orbitan el Sol, entonces también podemos formularla de esta otra manera:

Pero ¿que utilidad pudo tener esta Tercera Ley escrita de la forma anterior para los astrónomos de esa época?, ¡pues mucha!, ya que sabiendo tres de los datos se podía calcular el cuarto simplemente despejando la ecuación correspondiente. Además, esta Ley dejaba intuir algún tipo de “orden” oculto subyacente que parecía gobernar a todos los planetas en sus órbitas...

Conclusión

Johannes Kepler sentó los cimientos de la mecánica celeste, la misma que hoy se utiliza para el lanzamiento de vehículos espaciales a otros cuerpos del Sistema Solar, o satélites artificiales alrededor del nuestro, tan comunes, útiles y numerosos en estos tiempos... Se atrevió a desafiar los prejuicios de su época, no solo los ajenos sino también, lo que es mucho más difícil y meritorio, los propios.

Por ello le debemos nuestro más sincero respeto a tan ilustre personaje, sobre cuyos cimientos Sir Isaac Newton describiría la primera interacción de la naturaleza que logramos comprender: la Gravedad... un logro tan exitoso, que pasarían siglos antes de que se reescribiera de manos de uno de los mayores genios de la historia: Albert Einstein. Pero esa es otra historia... dentro de esto que llamamos simplemente... el Universo.

 

Leyes de Kepler