# Cuerpos Menores del Sistema Solar

# Asteroides

Los Asteroides son un grupo numeroso de pequeños cuerpos con órbitas situadas en su gran mayoría entre las órbitas de Marte y Júpiter, a una distancia del orden de 2,8 unidades astronómicas (UA) del Sol. Son todos menores que la Luna. Ceres, el mayor de ellos, tienen 500 km de radio, y existen 30 mayores que 200 km de radio. Ceres tiene una masa de um centésimo de la masa de la Luna, y fue descubierto en 1801. Pallas fue descubierto en 1802, Juno en 1804, y existen aproximadamente 3000 catalogados hasta ahora, pero existen más de 100 mil de hasta 5 km de diámetro. Cuando son muy pequeños son llamados meteoroides.

# Meteoros

Los Meteoros son pequeños asteroides que chocan con la Tierra. Al penetrar en la atmósfera de la Tierra generan calor por fricción con la atmósfera, dejando un rastro brillante fácilmente visible a simple vista. Existen aproximadamente 200 asteroides con diámetro mayor de 1 km, que se aproximan a al Tierra, con una posibilidad de colisión de aproximadamente 1 cada 1 millón de años. 2 a 3 nuevos son descubiertos por año, y sus órbitas son muchas veces inestables.

# Meteoritos

Los Meteoritos son meteoros que atraviesan la atmósfera de la Tierra sin ser completamente vaporizados, cayendo a la superficie. Del estudio de los meteoritos se puede aprender mucho sobre el tipo de material a partir del cual se formaron los planetas interiores, puesto que son fragmentos primitivos del sistema solar.

Existen 3 tipos de meteoritos: los metálicos, los rocosos, y los metálico-rocosos. Los rocosos son los más abundantes, comprendiendo el 90% de todos los meteoritos conocidos. Un tipo de meteoritos rocosos son las condritas carbonosas, que representan el tipo más antiguo de meteoritos, con aproximadamente 4,5 mil millones de años, y no parecen haber sufrido alteración desde la época de su formación. Los metálicos están compuestos principalmente de hierro y níquel. En la Tierra caen aproximadamente 25 millones por día, la gran mayoría de tan sólo algunos microgramos.

El asteroide Ida, con 50 km de diámetro, fue fotografiado en 1993 por la sonda Galileo, y fue entonces que se descubrió que posee un satélite, Dactyl, de 1,5 km de diámetro, a 100 km de distancia.

Más de 9000 asteroides tienen órbitas bien determinadas. La suma total de las masas de los asteroides es de de la masa de la Luna. Orbitan al Sol aproximadamente en la misma dirección que los planetas (de oeste a este), y la mayoría en el mismo plano.

El Cinturón de Asteroides principal contiene asteroides con órbitas de semi-ejes mayores de 2,2 a 3,3 UA, correspondiendo a períodos orbitales de 3,3 a 6 años. Probablemente más del 90% de todos los asteroides están en este Cinturón. Los grandes asteroides tienen densidades del orden de 2,5 .

En agosto de 1996 científicos de la NASA revelaron evidencias indirectas de posibles fósiles microscópicos que podrían haberse desarrollado en Marte 3,6 mil millones de años atrás en el meteorito marciano ALH84001. Su denominación proviene del hecho de haber sido el meteorito número 001, hallado en 1984, en la región llamada Allan Hills, en la Antártida. Este meteorito, de 1,9 kilos, es uno de los 30 meteoritos ya hallados en la Tierra, que se cree fueron arrancados de Marte por colisiones de asteroides. ALH84001 se cristalizó en el magma de Marte 4,5 mil millones de años atrás, fue arrancado de Marte 16 millones de años atrás, y cayó en la Antártida 13 mil años atrás. Muestra trazos de hidrocarburos policíclicos aromáticos y depósitos minerales parecidos a los producidos por nanobacterias en la Tierra, y esto indicaría que podría haber existido vida en Marte en un pasado remoto. Esta es la primera evidencia de la posible existencia de vida fuera de la Tierra, y levantaría el cuestionamiento de si la vida comenzó en otros puntos del Universo más allá de la Tierra, espontáneamente. En octubre de 1996, científicos ingleses descubrieron trazos de carbono orgánico en otro meteorito marciano, ETA79001, nuevamente una evidencia circunstancial para la cual la vida es solamente una de las posibles interpretaciones. La sonda Sojourner, de la misión Mars Pathfinder de julio a setiembre de 1997, comprobó que la composición química de las rocas marcianas es de hecho muy similar a la composición de los meteoritos como el ALH84001. Sin embargo, muchos científicos argumentan que los resíduos son en realidad partes de superficies de cristales de piroxeno y carbonatos, y no nanofósiles.

# Impactos en la Tierra

La foto de arriba es del Meteor Crater, o Cráter Barringer, en Arizona; tiene 2 km de diámetro, y 50 mil años. Dos veces en el siglo XX grandes objetos colicionaron con la Tierra. El 30 de Junio de 1908, un asteroide o cometa de aproximadamente 100 mil toneladas explotó en la atmósfera cerca del Rio Tunguska, en Siberia, derribando miles de de árboles, y matando muchos animales. El segundo impacto ocorrió el 12 de Febrero de 1947, en la cadena de montañas Sikhote-Alin, cerca de Vladivostok, también en Siberia. El impacto, causado por un asteroide de ferro-níquel de aproximadamente 100 toneladas que se rompió en el aire, fue visto por centenas de personas, y dejó más de 106 cráteres, con tamaños de hasta 28 m de diámetro. Más de 28 toneladas en 9000 meteoritos metálicos fueron recuperados. El mayor fragmento pesa 1745 kilos.

La extinción de los dinasaurios, 65 millones de años atrás, es consistente com un impacto de un asteroide o cometa de más de 10 km de diámetro, que abrió un cráter de 200 km de diámetro cerca de Chicxulub, en México. El impacto liberó una energía equivalente a 5 mil millones de bombas atómicas como la usada sobre Hiroshima en 1945. La imagen de al lado muestra las variaciones gravimétricas del lugar, ya que parte de la zona está bajo el océano. Cada día la Tierra es alcanzada por cuerpos interplanetarios, la mayoría de ellos microscópicos, con una masa acumulada de 10 000 toneladas.

# Satélites

En general, el número de satélites de un planeta está asociado a su masa. El mayor satélite del sistema solar es Ganímedes, uno de los cuatro satélites galileanos de Júpiter, con un radio de 2631 Km. El segundo es Titán, de Saturno, con 2575 Km de radio. Ambos son mayores que el planeta Mercurio, que tiene 2439 Km de radio. Titán presenta la notable característica de poseer una atmósfera densa, rica en compuestos de carbono y metano.

La mayoría de los satélites orbita en torno a su respectivo planeta de oeste a este, y la mayoría tiene una órbita aproximadamente coincidente con el plano ecuatorial de su planeta.

# Anillos

Los cuatro planetas jovianos presentan un sistema de anillos, constituidos por miles de millones de pequeñas partículas orbitando muy próximo de su planeta. En los cuatro planetas los anillos están dentro del límite de Roche, y deben haberse formado por la rotura de un satélite o a partir de material que nunca se aglomeró para formar un satélite. Saturno es, obviamente, el que posee anillos más espectaculares. Están constituidos principalmente por pequeñas partículas de hielo, que reflejan muy bien la luz. Por el contrario, los anillos de Urano, Neptuno y Júpiter (en orden de la cantidad masa constituyente), están compuestos de partículas oscuras, siendo invisibles desde la Tierra.

# Cometas

Los cometas constituyen otro conjunto de pequeños cuerpos que orbitan el Sistema Solar. Sus órbitas son elipses muy alargadas. Los cometas son muy pequeños y débiles como para ser vistos incluso con un telescopio, a no ser cuando se aproximan al Sol. En esas ocasiones desarrollan colas brillantes que algunas veces pueden ser vistas incluso a simple vista.

Los cometas están compuestos de una mezcla de hielo y polvo, como una bola de hielo sucio, según el modelo presentado por Fred Whipple (1906-) en 1950. A medida que se aproximan al Sol, parte del hielo se sublima, formando una gran nube de gas y polvo al rededor del cometa, llamada coma, con un diámetro del orden de 100 mil km. La parte sólida y helada en el interior es el núcleo, y normalmente tiene de 1 a 10 km de diámetro. El viento solar proviniente del Sol empuja el gas y el polvo de la coma formando la cola. Esa cola siempre apunta en la dirección opuesta al Sol, y puede extenderse hasta 1 UA de longitud.

Núcleo del Cometa Halley
Foto del núcleo irregular del Cometa Halley obtenida por la nave europea Giotto a 1000 km del núcleo del cometa, que tiene 13 por 8 km, una densidad próxima a 1.0 , y una masa de kg.

Normalmente pueden ser observadas dos colas, una cola de gas y una cola de polvo. La cola de polvo es más larga, curva, y amarilla porque brilla debido a la reflección de la luz solar en el polvo. La cola de gas es recta y azul, pues brilla debido a la emisión del monóxido de carbono ionizado, que emite en .

Algunas veces es observada también una anti-cola, esto es, una cola en dirección al Sol. Esa cola es un efecto de perspectiva, causado por partículas grandes (0,1 a 1 mm de diâmetro), eyectadas del núcleo, que no son arrastradas por la presión de radiación del Sol, permaneciendo en órbita.

Edmund Halley (1656-1742), astrónomo británico amigo de Isaac Newton, fue el primero en mostrar que los cometas vistos en 1531, 1607 y 1682 eran en realidad el mismo cometa, y por lo tanto periódico, y se lo llama desde entonces Cometa Halley.

Si un cuerpo pequeño presenta una atmósfera volátil visible, se llama cometa. De lo contrario, se llama asteroide.

En Julio de 1994 el cometa Shoemaker-Levy 9 que se había fragmentado en más de 21 partes, las mayores de hasta 1 km, colicionó con Júpiter, explotando en las nubes de la atmósfera de Júpiter.

Al inicio de 1997, el Cometa Hale-Bopp fue visible a simple vista en casi todo el planeta.

Jan Hendrik Oort (1900-1989)

Se cree que los cometas son cuerpos primitivos , presumiblemente restos de la formación del sistema solar, que se dió por el colapso de una nube molecular gigante. Esos cuerpos formarían una vasta nube circundante al Sistema Solar, en órbitas con afelios a una distancia de 50 000 UA del Sol: la "Nube de Oort". Habrían 100 mil millones de núcleos cometarios en esa nube. Eventualmente, la interacción gravitacional con una estrella próxima perturbaría la órbita de algún cometa, haciendo que sea lanzado hacia las partes más internas del sistema solar. Una vez que el cometa es desviado hacia el interior del sistema solar, no sobrevive más que 1000 pasajes perihélicos antes de perder todos sus elementos volátiles.

Otro cinturón de restos helados es llamado Cinturón de Kuiper, y, al contrario de la Nube de Oort, está en el plano del sistema solar, a 50 UA del Sol, por lo tanto inmdiatamente después de la óbita de Plutón. Este cinturón fue predicho por los cálculos del astrónomo Gerard Kuiper en 1951. Esta teoria reapereció en el inicio de los años 70, cuando simulaciones numéricas probaron que los cometas de largo período, provinientes de la Nube de Oort, no pueden ser capturados por los planetas gigantes del sistema solar para transformarse en cometas de corto período. Desde entonces fueron descubiertos 56 asteroides candidatos a pertencer al Cinturón de Kuiper.

# El nuevo asteroide 1996TL66

El objeto 1996TL66, descubierto en Octubre de 1996 por investigadores en los Estados Unidos, es el objeto trans-neptuniano más brillante encontrado más allá de la órbita de Plutón y Caronte. Con un diámetro de 500 Km (aproximadamente 1/5 del diámetro de Plutón), y situado en una órbita con un semi-eje mayor de 84 UA (el semi-eje mayor de la órbita de Plutón es de 39 UA), el nuevo asteroide parece pertenecer a una población de objetos dispersos localizados entre el cinturón de Kuiper (una región situada a 50 UA poblada por restos de planetesimales helados) y la nube de Oort (hipotética nube esférica con radio de 50 000 UA que contendría miles de millones de núcleos cometarios). La mayor importancia del descubrimiento de ese objeto está en la alta excentricidad de su órbita, que lo lleva de una distancia mínima al Sol de 35 UA y a una distancia máxima de 130 UA. Su descubrimiento sugiere que el Cinturón de Kuiper se extiende mas allá de 50 UA, y puede contener mucho más masa de lo que anteriormente se creía.

# Lluvias de Meteoros

Cuando la Tierra cruza la órbita de un cometa, encuentra polvo eyectado por éste, y ocurre una lluvia de meteoros.

# Luz Zodiacal

La reflexión de la luz solar en el polvo cometario, concentrado en la región del zodíaco cerca del Sol, puede ser vista en lugares muy oscuros, algunas horas luego de la puesta del Sol, y antes de su salida.

Introducción a la Astronomía y la Astrofísica

fatima@if.ufrgs.br
Modificada el 3 de Diciembre de 1997
Traducción al castellano: oscar@fisica.edu.uy