Nuestros planetas

Existen registros de Mercurio desde el año 264 A.C., aunque debido a su gran proximidad al Sol, es difícil verlo a simple vista. Los griegos le dieron dos nombres diferentes creyendo que se trataba de dos astros distintos, en razón de que algunas veces este planeta se observa hacia el Oeste y otras hacia el Este del Sol; entonces era Apolo cuando aparecía como "estrella" de la mañana y Hermes cuando se lo veía por la tarde. Luego los romanos fundieron ambos astros con el nombre de Mercurio.

Mercurio es el planeta más cercano al Sol y recibe unas diez veces más energía solar que la Tierra; durante el día en Mercurio se alcanzan altísimas temperaturas (T = 430 °C) que bajan muchísimo durante su noche (T = -180 °C).

Mercurio presenta fases como las de la Luna (y Venus); por lo tanto, su brillo aparente depende de la fase en que se halle y de la distancia en que se encuentre; al igual que el planeta Venus, Mercurio alcanza su máximo brillo en su fase "creciente" y no cuando aparece "lleno".

Rota sobre sí mismo lentamente, por esta causa el planeta se mueve primero de Este a Oeste del Sol; luego, por cierto lapso, de Oeste a Este para después volver a la primera dirección.

Entre los terrestres, Mercurio se destaca por ser el más pequeño y tener la menor masa y su velocidad orbital es la máxima entre todos los astros del Sistema Solar, por lo que su año es el menor.

Señalemos que Mercurio no tiene satélites a su alrededor. El albedo (relación entre la cantidad de energía luminosa recibida y reflejada) de Mercurio es tan débil como el de la Luna, algo que se interpreta como debido a que la luz solar se refleja sobre una superficie sólida, más bien que en una atmósfera; también es destacable su alta densidad, la mayor del Sistema Solar (exceptuando a la Tierra). La sonda Mariner 10 detectó que Mercurio poseía campo magnético y una atmósfera sumamente tenue.

En la superficie de Mercurio hay cráteres de aspecto y distribución similar a los de la Luna: el mayor tiene 1.300 kilómetros de diámetro; también hay llanuras y colinas. Recientemente se ha detectado la presencia de glaciares de agua en su superficie en lugares donde la luz solar no penetra jamás; algunos glaciares se encuentran en cráteres.

Venus es el astro más brillante del cielo, después de la Luna; su brillo es tan intenso que en ocasiones se lo observa a simple vista durante el día. Visible hacia el atardecer o por el amanecer recibió también dos nombres diferentes: Phosphorus como "estrella" de la mañana y Hesperus por la tarde; luego se lo llamó también Vesper por la tarde y Lucifer por la mañana; aún hoy recibe dos nombres: "lucero del alba" o "de la tarde".

Es el astro más cercano a la Tierra, con excepción de la Luna, algunos cometas y unos pocos asteroides; también es el planeta con registros más antiguos: llegan a 3.000 años A.C.

Sus períodos de traslación y de rotación son semejantes (aunque el de rotación es más lento), es decir su día dura aproximadamente casi lo mismo que su año. Por otra parte, cabe destacar que Venus gira al revés que los demás planetas del Sistema Solar: en un día de Venus se ve al Sol salir por el Oeste y ponerse por el Este.

El sistema de nubes que cubre permanentemente el planeta tiene densidad de hasta 100 partículas por centímetro cúbico; el componente más abundante de la capa superior de nubes son gotitas esféricas, probablemente de ácido sulfuroso. En la parte inferior, se detectaron partículas sólidas compuestas de cloro, azufre y oxígeno.

Más de la mitad de su superficie es ondulada, con una amplitud má de unos 500 m y hay cuatro regiones montañosas que llegan a los 11 km de altura. También hay cientos de cráteres: los mayores alcanzan a 500 km de diámetro.

Venus también presenta fases, similares a las de la Luna y Mercurio; por otra parte, Venus no tiene ningún satélite natural.

Tanto el tamaño como la masa de Venus son semejantes a los de la Tierra, pero su temperatura es mucho mayor; la alta temperatura detectada en la superficie venusina debe su origen al efecto invernadero, provocado principalmente por el anhídrido carbónico. Si un cuerpo absorbe energía, se calienta y emite radiación de acuerdo con su temperatura. Cuando en la atmósfera de un planeta hay gases o partículas que absorben la radiación emitida por la superficie calentada del planeta, dicha atmósfera puede resultar opaca a esa radiación. En esas condiciones la superficie no podrá irradiar hacia el exterior, ya que calienta a la atmósfera de su entorno con lo que también se calienta a sí misma. Este fenómeno se conoce como efecto invernadero.

Se trata de un cuerpo sólido con la mayor parte de su superficie cubierta por agua líquida, aunque una parte considerable también está recubierta por agua solidificada (hielo). Las pocas regiones secas que quedan (continentes) aparecen cruzadas por montañas y salpicadas por llanuras; las zonas bañadas de agua (océanos) también muestran cadenas montañosas y, en algunas partes, profundas depresiones (fosas).

La forma aproximada de la Tierra es esférica, con un diámetro medio de 12.750 km, verificándose un leve achatamiento en la dirección de sus polos.

Respecto a la composición, los estudios del interior terrestre realizados a través del análisis de los registros de los terremotos, parecen indicar que se compone de capas sucesivas de diferentes materiales y que su centro (núcleo) podría encontrarse en estado líquido (esta afirmación no implica que sea precisamente agua su contenido).

Ya que la densidad media de la Tierra es cinco veces superior a la del agua, se considera que en el núcleo la densidad es mayor que en la superficie; esto parece indicar que el mismo estaría compuesto de materiales más pesados que los hallados en la corteza (probablemente sean hierro, cobalto y níquel).

La temperatura superficial de la Tierra varía entre límites muy estrechos de acuerdo a la zona que se considere. En ninguna parte supera el punto de ebullición del agua ( T = 100 °C) y, en general, la mayoría de las regiones se encuentran a una temperatura por encima del punto de congelación del mismo elemento ( T = 0 °C).

La Tierra se desplaza alrededor del Sol con una velocidad de unos 30 km/seg, demarcando una trayectoria en el espacio (órbita) de forma elipsoidal denominada eclíptica. Este nombre tan peculiar de la órbita terrestre se debe a que los eclipses suceden sobre el plano definido por ella.

Marte, como Mercurio y Venus es conocido desde tiempos remotos; resulta tan notable por su color y brillo como por sus movimientos respecto de las estrellas. Con el telescopio, Marte aparece como un disco rosado donde son visibles períodicamente cada uno de los casquetes polares de color blanquecino y además se comprueba en sus superficie variaciones de albedo según la estación y sus condiciones atmosféricas que serían consecuencia de tormentas de polvo en sus superficie.

Marte tiene las formaciones volcánicas más altas del Sistema Solar; el monte Olimpo mide 25.000 m de altura y 700 km de diámetro en su base. Mediante las fotografías de la misión espacial Viking se verificó una diferencia de aspecto entre el hemisferio sur y norte de Marte: el norte es más bien liso, cubierto de llanuras, mientras que el sur es muy accidentado y cubierto de cráteres. Las regiones medias, de tonalidad amarillenta, posiblemente sean zonas desérticas. Sin embargo, el análisis del material arenoso de ambos hemisferios revela que son similares: volcánico con un alto contenido de hierro.

En la superficie marciana no hay agua, y los casquetes polares mencionados presentan cambios estacionales: disminuyen durante el verano marciano y aumentan hacia su invierno. La temperatura de esos casquetes indican que se trataría de nieve carbónica. El resto de la superficie está cubierta de rocas; se verificó que existe óxido de silicio y óxido férrico, el resto contiene magnesio, calcio, azufre, aluminio, cloro y titanio.

Otra de las características superficiales de Marte son sus famosos canales, descritos como trazos rectilíneos, finos y oscuros por G.Schiaparelli en 1888. Las sondas no detectaron canales pero si algunas formaciones de cauces que se habrían formado por la acción de cursos de agua; pero como en la actualidad no se detecta agua, se cree que esos cauces, que se habrían formado por corrientes líquidas que circularon por su superficie, podrían contener capas de hielo bajo ellos.

La atmósfera marciana es transparente y se ha encontrado en ella vesitigios de vapor de agua. Ocasionalmente, se observan violentas tormentas de polvo que tornan completamente opaca su atmósfera y colabora con cierto efecto de erosión sobre su superficie.

Finalmente, Marte tiene dos pequeños satélites naturales, descubiertos por A. Hall en 1877, y denominados Fobos y Deimos.

Este planeta, el más alejado del Sol, aún presenta ciertos aspectos inciertos ya que su gran lejanía dificulta su estudio. En líneas generales, aparece como mucho más parecido a los planetas terrestres que a los gigantes, cuyas órbitas encierra con la suya.

Del análisis de las acciones gravitatorias (perturbaciones) en las órbitas de Urano y Neptuno, los astrónomos sospecharon la existencia de un planeta trasneptuniano. Plutón fue descubierto por C. Tombaugh en 1930. Tiene un tamaño comparable con el de Mercurio y una débil atmósfera; se conoce que el metano junto con el hidrógeno son sus principales componentes. Su pequeña masa y sus bajísimas temperaturas, sugieren que los constituyentes de su atmósfera podrían encontrarse congelados sobre en superficie.

Durante parte de su recorrido alrededor del Sol, Plutón se halla dentro de la órbita de Neptuno. La inclinación de la órbita de Plutón es la mayor del Sistema Solar y su período de revolución el más largo. Finalmente, Plutón posee un satélite natural denominado Caronte. Plutón-Caronte forman el primero y el único par del Sistema Solar en rotación y traslación sincrónicas; esto es, visto desde Plutón, Caronte se ve fijo en el cielo.

En el cielo terrestre, Júpiter aparece como un objeto de apariencia estelar, en ocasiones más brillante que Sirio.

Júpiter es el planeta de mayor tamaño del Sistema Solar, el que posee mayor masa y el que rota sobre sí mismo a más alta velocidad. Su aplastamiento es considerable y está relacionado con su gran rapidez de giro. Por otra parte, Júpiter se desplaza alrededor del Sol con un periodo de 11 años y 313 dias.

La superficie de Júpiter no es visible ya que está permanente y completamente cubierta por nubes. Es imposible establecer un límite preciso entre "superficie" y "atmósfera".

Con un telescopio de mediana potencia puede observarse que Júpiter presenta regiones de diferente color paralelas a su ecuador (bandas); son zonas estacionarias de nubes en rotación. En los turbulentos límites entre bandas se forman corrientes y torbellinos.

Las nubes se clasifican según tres capas: una superior de amoníaco, una intermedia de azufre y un tercera de hielo de agua. El componente principal de la atmósfera de Júpiter es el hidrogéno, el cual se halla combinado con nitrógeno y carbono. Las sondas espaciales también detectaron algo de helio. Además de estos elementos y en menor proporción, se han hallado metano, amoníaco, agua, monóxido de carbono y acetileno, entre otros.

Sobre las bandas aparecen detalles que se mantienen en el tiempo, como la Gran Mancha Roja; su tamaño permaneció prácticamente invariable desde su detección (hace más de 300 años), aunque desapareció durante los años 1888, 1912, 1916, 1938 y 1944. Los astrónomos consideran que se trata de un ciclón de enormes dimensiones.

Las sondas Voyager registraron relámpagos en la atmósfera de Júpiter cuya presencia es favorecida por la existencia de polvo .

Se supone que Júpiter posee un núcleo rocoso de dimensiones desconocidas y compuesto principalmente por hierro y silicatos. Se estima que la temperatura de su núcleo debe ser cercana a T = 30.000 C, mientras que su masa sería equivalente a diez veces la masa terrestre y rodeado completamente por una capa de hidrogéno metálico a 10.000 C y a una presión de un millón de atmósferas.

El análisis de las sondas espaciales, sugiere que Júpiter consiste prácticamente de material solar que no ha sufrido modificaciones desde su origen. Es de suponer que la mayor cantidad de materia que no fue condensada en el Sol, formó parte de Júpiter. Si entonces Júpiter hubiese tenido al menos 12 veces la masa que tiene hoy, hubieran podido iniciarse reacciones termonucleares en su interior, de modo similar a lo que sucede en las estrellas; desde este punto de vista, podemos decir que Júpiter puede considerarse como una estrella frustrada. Con dimensiones semiestelares, la energía interna de Júpiter, aunque muy inferior a la de las estrellas, es comparable a la que el planeta recibe del Sol.

Un anillo de pequeñas partículas sólidas rodea a Júpiter por su ecuador, extendiéndose hasta casi 53.000 km del límite de su atmósfera. Se fotografió por primera vez en 1979 y tiene una densidad casi mil millones de veces más débil que la densidad del anillo de Saturno. Por último, señalemos que Júpiter tiene más de 17 lunas.

Saturno fue considerado el límite exterior del Sistema Solar por muchos siglos ya que es el último planeta visible a simple vista. Desde la Tierra, se lo ve como un objeto de brillo comparable a las estrellas más brillantes, y de coloración amarillenta.

Es el planeta de más baja densidad del Sistema Solar, que, junto con su gigantesco sistema de anillos, son las únicas características que lo diferencian de Júpiter; en lo demás, Saturno presenta grandes similitudes. Como en Júpiter, el día en Saturno es muy corto y posee un gran número de satélites. Esencialmente se trata de una enorme esfera achatada de gas, comprimido bajo su propio peso; lo que vemos son nubes de elementos, condensados a las débiles Temperaturas existentes. Presenta bandas paralelas en su atmósfera, aunque de colores no tan definidos como en Júpiter.

Su modelo de estructura interna es el de un núcleo rocoso envuelto por una capa de hidrógeno metálico, recubierto a su vez por una capa líquida de hidrógeno y helio. También Saturno emite al espacio una mayor cantidad de energía que la que recibe del Sol, de ahí que también se especula con la producción de energía en su interior.

La característica histórica más notable de este planeta es su sistema de anillos. D. Cassini en 1675 descubrió dos anillos concéntricos (A) y (B), separados por una región oscura (la división de Cassini. Esta fue considerada por mucho timepo como una región vacía; las sondas espaciales encontraron que en ella existen cinco bandas débiles. Las partículas del (C) y las de esta división son bastante más oscuras que las que forman los anillos (B) y (A).

El (B) es el más brillante y abarca la mayor superficie del sistema de anillos; en detalle, son estructuras anulares brillantes y agujeros oscuros de hasta 100 km de extensión. El (A) está formado también por estructuras finas y cuerpos con dimensiones de hasta 8 m; en su interior, hay otra división..

En 1850, se encontró un tercer anillo (C), casi transparente y ubicado entre el anillo principal y el planeta; en 1969, finalmente, se observa un cuarto anillo (D), compuesto de un material parecido a polvo. El (C) envuelve al (D) y aparece como una sucesión muy ordenada de anillos anchos separados por zonas gruesas; estaría formado por cuerpos de hasta 2 metros.

Más allá, se halla el anillo (F), descubierto por la sonda Pioneer 11 a unos 3.600 km del borde del (A), entre las órbitas de dos lunas del planeta. El (F) está compuesto a su vez de tres anillos, de los cuales los dos exteriores se hallan "retorcidos".

A unos 170.000 km de Saturno se halla un delgado anillo (G), apenas visible; finalmente, entre 210.000 y 300.000 km del planeta se encuentra el anillo (E) compuesto de material muy fino.

Los anillos se extienden unos 280.000 km y en la dirección norte-sur tienen un grosor de apenas 3 km. Debido a que el sistema de anillos se halla en el plano ecuatorial del planeta, durante una revolución alrededor del sol, los anillos se ven alternativamente por su cara norte y por su cara sur; entre estas situaciones extremas, donde los anillos aparecen muy abiertos, podremos observarlos de canto: entonces desaparecen por completo, lo cual revela su pequeño espesor. El ciclo se repite cada aproximadamente unos 29 años y medio, tiempo que precisa Saturno para dar una vuelta alrededor del Sol.

Esta circunstancia determina que el sistema de anillos presente "fases", es decir, variaciones de brillo en los anillos según el ángulo bajo el cual reflejan la luz solar. Cuando los anillos están exactamente de canto hacia nosotros, son invisibles lo que sucede durante uno o dos días. Cuando la Tierra y el Sol se ubican en lados opuestos del plano de los anillos, se ve el lado oscuro de los anillos.

Se ha calculado que la masa de los anillos es 3x10-6 veces la masa de Saturno y que las partículas que los componen probablemente sean de hielo de agua con núcleos de material meteórico, con dimensiones de desde algunos micrones hasta 20 metros.

Cada una de las partículas que forman el anillo describe una,órbita alrededor de Saturno, como si fuera un satélite diminuto. Por otra parte, los anillos tienen un cierto movimiento de aproximación y retroceso en sus extremos, que indican una rotación en el mismo sentido que el planeta.

Urano fue el primer planeta descubierto; lo encontró accidentalmente el astrónomo William Herschel el 13 de marzo de 1781, mientras exploraba el cielo con su telescopio; en principio, Herschel sospechó primero que se trataba de un cierto tipo de cometa. Un año más tarde, se comprobó que se trataba de un planeta más alejado que Saturno; su nombre se debe a la sugerencia del astrónomo Bode.

A simple vista, Urano se presenta como una estrella en el límite de la visión a ojo desnudo y en adecuadas condiciones atmosféricas. Su forma es esférica, aunque muy achatado y de relativamente alta densidad para un planeta compuesto sólo de hidrógeno.

Su eje de rotación se encuentra casi coincidente con el plano de la órbita, encontrándose que el polo norte se halla por debajo. Se da la circunstancia de que no presenta estaciones del tipo que conocemos en la Tierra: cada polo tiene un verano y un invierno de casi 42 años. Por otra parte, su sentido de rotación es retrógrado.

Su masa, inferior a la de Saturno o Júpiter, es muy superior a cualquiera de los planetas terrestres. Su albedo es comparable al de Júpiter y Saturno y posee una atmósfera con nubes en bandas paralelas al ecuador. Debido a su lejanía, es difícil estudiar con detalles este planeta, por lo que aún no hay datos suficientes para definir su estructura interna.

En 1977, se descubrieron los anillos de Urano; se identificaron 9 anillos entre 10 km y 100 km de ancho. Se calculó que tenían una masa de 5x1018 gr y una densidad de aproximadamente 3 gr/cm3 (polvo condrítico sin cubierta de hielo).

El movimiento de Urano preocupó a los astrónomos de mediados del siglo XIX; en principio, las posiciones de Urano coincidían con las calculadas a partir de las primeras determinaciones orbitales. A posteriori, Urano comenzó a desviarse de la órbita calculada, incluso luego de haber tenido en cuenta las perturbaciones gravitatorias debidas a Saturno y a Júpiter. Algunos astrónomos atribuyeron esas diferencias a "fallas" en la ley de gravitación que tendrían lugar cuando ésta se aplicaba a grandes distancias; hubo quienes dijeron que en el espacio donde se movía Urano existía un medio resistente, frenando al planeta.

A. Bouvard fue el primero en sugerir la posibilidad de la existencia de otro mundo, cuyo acción sobre Urano sería la causa de las irregularidades detectadas entre las observaciones y la teoría. Posteriormente, el astrónomo Urbano Leverrier concluyó que se podían representar las observaciones de Urano por medio de la acción perturbadora de un nuevo planeta, de masa similar a la de Urano.

Con sus propios datos acerca del nuevo planeta, hizo cálculos sobre su posible movimiento y posición. La noche del 23 de setiembre de 1846, muy cerca del lugar indicado por Leverrier, el astrónomo de Berlín J.G. Galle descubría al nuevo planeta. Debemos destacar que Leverrier comparte los honores del descubrimiento matemático de Neptuno, con el inglés John C. Adams, ya que, aunque la observación realizada a sugerencia de Leverrier condujo al descubrimiento de Neptuno, fue Adams el primero que predijo su posición.