objetivos de la lección
- describir las características clave de los planetas exteriores y sus lunas.
- comparar los planetas exteriores entre sí y con la Tierra.
Vocabulario
- lunas Galileanas
- gigantes de gas
- Gran Mancha Roja
- exterior de los planetas
- anillos planetarios
Introducción
Los cuatro planetas exteriores están más lejos del Sol, así como más lejos de la Tierra. Ellos son mucho más difíciles de aprender, ya que son muy diferentes de nuestro planeta.,
los planetas exteriores
Los cuatro planetas más alejados del sol son los planetas exteriores. La siguiente figura muestra los tamaños relativos de los planetas exteriores y el sol. Estos planetas son mucho más grandes que los planetas interiores y están hechos principalmente de gases y líquidos, por lo que también se les llama gigantes gaseosos.
Esta imagen muestra los cuatro planetas exteriores y el Sol, con tamaños a escala. De izquierda a derecha, Los planetas exteriores son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.,
los gigantes gaseosos se componen principalmente de hidrógeno y helio, los mismos elementos que componen la mayor parte del Sol. Los astrónomos piensan que los gases de hidrógeno y helio comprendían gran parte del sistema solar cuando se formó por primera vez. Dado que los planetas interiores no tenían suficiente masa para retener estos gases ligeros, su hidrógeno y helio flotaron hacia el espacio. El sol y los planetas exteriores masivos tenían suficiente gravedad para evitar que el hidrógeno y el helio se alejaran.
Todos los planetas exteriores tienen numerosas lunas., Todos ellos también tienen anillos planetarios, compuestos de polvo y otras pequeñas partículas que rodean el planeta en un plano delgado.
Júpiter
debido a que Júpiter es tan grande, refleja mucha luz solar. Júpiter es extremadamente brillante en el cielo nocturno; solo la Luna y Venus son más brillantes (figura abajo). Este brillo es aún más impresionante porque Júpiter está bastante lejos de la Tierra-5.20 AUs de distancia. Júpiter tarda unos 12 años terrestres en orbitar una vez alrededor del Sol.
Esta imagen de Júpiter fue tomada por el Voyager 2 en 1979., Los colores fueron mejorados más tarde para resaltar más detalles.
Júpiter lleva el nombre del rey de los dioses en la mitología romana. El planeta es enorme, el objeto más grande del sistema solar además del Sol. Aunque Júpiter es más de 1.300 veces el volumen de la Tierra, tiene solo 318 veces la masa de la Tierra. Al igual que los otros gigantes gaseosos, es mucho menos densa que la Tierra.
echa un vistazo al Libro Mundial de la NASA para aprender más sobre Júpiter:http://www.nasa.gov/worldbook/jupiter_worldbook.html.,
una bola de Gas y líquido
¡Los astronautas que intentan aterrizar una nave espacial en la superficie de Júpiter encontrarían que no hay superficie sólida en absoluto! Júpiter está hecho principalmente de hidrógeno, con algo de helio, y pequeñas cantidades de otros elementos (figura a continuación).
la atmósfera de Júpiter está compuesto de hidrógeno y helio. Más profundo dentro del planeta, la presión comprime los gases en un líquido. Alguna evidencia sugiere que Júpiter puede tener un pequeño núcleo rocoso de elementos más pesados en su centro.,
una atmósfera tormentosa
La capa superior de la atmósfera de Júpiter contiene nubes de amoníaco (NH3) en bandas de diferentes colores. Estas bandas giran alrededor del planeta, pero también se arremolinan en tormentas turbulentas. La Gran Mancha Roja (figura abajo) es una enorme tormenta de forma ovalada que se encuentra al sur del ecuador de Júpiter. Esta tormenta es más de tres veces más ancha que toda la Tierra. Las nubes en la tormenta giran en sentido antihorario, haciendo un giro completo cada seis días más o menos., La Gran Mancha Roja ha estado en Júpiter durante al menos 300 años, ya que los astrónomos pudieron ver por primera vez la tormenta a través de telescopios. ¿Crees que la Gran Mancha Roja es una característica permanente en Júpiter? ¿Cómo puedes saberlo?
Esta imagen de la Gran Mancha Roja de Júpiter (arriba a la derecha de la imagen) fue tomada por la nave espacial Voyager 1. La tormenta blanca justo debajo de la Gran Mancha Roja tiene aproximadamente el mismo diámetro que la Tierra.
lunas y anillos de Júpiter
Júpiter tiene un gran número de lunas-63 se han descubierto hasta ahora., Cuatro son lo suficientemente grandes y brillantes como para ser vistos desde la Tierra, usando no más que un par de binoculares. Estas lunas — Io, Europa, Ganímedes y Calisto-fueron descubiertas por primera vez por Galileo en 1610, por lo que a veces se les conoce como las lunas Galileanas (figura a continuación). Las lunas Galileanas son más grandes que los planetas enanos Plutón, Ceres y Eris. Ganímedes no es solo la luna más grande del sistema solar, ¡es incluso más grande que el planeta Mercurio!
Esta imagen compuesta muestra las cuatro lunas Galileanas y su tamaño en relación a la Gran Mancha Roja., De arriba a abajo, las lunas son Io, Europa, Ganímedes y Calisto. La Gran Mancha Roja de Júpiter está en el fondo. Los tamaños son a escala.
Los científicos están particularmente interesados en Europa porque puede ser un lugar para encontrar vida extraterrestre. ¿Qué características podrían hacer de un satélite tan lejos del sol un candidato para la vida? Aunque la superficie de Europa es una capa lisa de hielo, hay evidencia de que hay un océano de agua líquida debajo (figura abajo). Europa también tiene una fuente continua de energía — se calienta a medida que se estira y se aplasta por las fuerzas de marea de Júpiter., Se han planeado numerosas misiones para explorar Europa, incluyendo planes para perforar a través del hielo y enviar una sonda al océano. However, no such mission has yet been attempted.
una imagen en color mejorada de una porción de la superficie helada de Europa. El hielo superficial puede tener movimientos similares a los de la tectónica de placas en la Tierra.
en 1979, dos naves espaciales — la Voyager 1 y la Voyager 2 — visitaron Júpiter y sus lunas. Las fotos de las misiones Voyager mostraron que Júpiter tiene un sistema de anillos., Este sistema de anillos es muy débil, por lo que es difícil de observar desde la Tierra.
Saturno
Saturno, que se muestra en la figura a continuación, es famoso por sus hermosos anillos. Aunque todos los gigantes gaseosos tienen anillos, solo los de Saturno se pueden ver fácilmente desde la Tierra. En la mitología romana, Saturno fue el padre de Júpiter.
la masa de Saturno es aproximadamente 95 veces la masa de la Tierra, y su volumen es 755 veces el volumen de la Tierra, lo que lo convierte en el segundo planeta más grande del sistema solar. Saturno es también el planeta menos denso del sistema solar. Es menos denso que el agua., ¿Qué pasaría si tuvieras una bañera lo suficientemente grande para poner a Saturno? Saturno flotaría! Saturno orbita alrededor del Sol una vez cada 30 años terrestres.
Esta imagen de Saturno y sus anillos es un compuesto de imágenes tomadas por el Orbitador Cassini en 2008
Al igual que Júpiter, Saturno está hecho principalmente de gases de hidrógeno y helio en las capas exteriores y líquidos a mayores profundidades. La atmósfera superior tiene nubes en bandas de diferentes colores., Estos rotan rápidamente alrededor del planeta, pero parece haber menos turbulencia y menos tormentas en Saturno que en Júpiter. Un fenómeno interesante que se ha observado en las tormentas de Saturno es la presencia de truenos y relámpagos (ver video, abajo). El planeta probablemente tiene un pequeño núcleo rocoso y metálico.
Los científicos de Cassini esperaron años por las condiciones adecuadas para producir la primera película que muestra rayos en otro planeta — Saturno.,http://saturn.jpl.nasa.gov/video/videodetails/?videoID=210muchos más videos de la misión Cassini están indexados aquí:http://saturn.jpl.nasa.gov/video/
los anillos de Saturno
en 1610 Galileo observó por primera vez los anillos de Saturno con su telescopio, pero pensó que podrían ser dos grandes lunas, una a cada lado del planeta. En 1659, el astrónomo holandés Christian Huygens se dio cuenta de que las características eran anillos (figura abajo).
Los anillos de Saturno rodean el ecuador del planeta y aparecen inclinados porque Saturno mismo está inclinado unos 27 grados. Los anillos no tocan el planeta.,
un mosaico de color exagerado de Saturno y sus anillos tomado por Cassini como Saturno eclipsa el sol.
las naves espaciales Voyager 1 y 2 en 1980 y 1981 enviaron Imágenes detalladas de Saturno, sus anillos y algunas de sus lunas. Los anillos de Saturno están hechos de partículas de agua y hielo, con algo de polvo y rocas (figura abajo)., Hay varios huecos en los anillos que los científicos creen que se han originado porque (1) el material fue despejado por la atracción gravitacional dentro de los anillos o (2) por las fuerzas gravitacionales de Saturno y de las lunas fuera de los anillos.
un primer plano del anillo C exterior de Saturno que muestra Áreas con mayor concentración de partículas y huecos.
Los anillos fueron probablemente formados por la ruptura de una de las lunas de Saturno o de material que nunca se acumuló en el planeta cuando Saturno se formó originalmente.,
las lunas de Saturno
La mayoría de las lunas de Saturno son muy pequeñas y solo siete son lo suficientemente grandes como para que la gravedad las haya hecho esféricas. Solo Titán es más grande que la luna de la Tierra en aproximadamente 1,5 veces su tamaño. Titán es incluso más grande que el planeta Mercurio.
Los científicos están interesados en Titán porque su atmósfera es similar a la de la Tierra antes de que se desarrollara la vida. El nitrógeno es dominante y el metano es el segundo gas más abundante. Titán puede tener una capa de agua líquida y amoníaco debajo de una capa de hielo superficial., Lagos de metano líquido (CH4) y etano (C2H6) se encuentran en la superficie de Titán. Aunque las condiciones son lo suficientemente similares a las de la Tierra primitiva para que los científicos especulen que la vida extremadamente primitiva puede existir en Titán, el frío extremo y la falta de dióxido de carbono lo hacen poco probable (figura a continuación).
esta imagen compuesta compara la luna más grande de Saturno, Titán (derecha) con la Tierra (izquierda).
Urano
Urano (YOOR-uh-nuhs) es el nombre del dios griego del cielo (Figura de abajo)., Desde la Tierra, Urano es tan débil que pasó desapercibido para los observadores antiguos. William Herschel descubrió el planeta por primera vez en 1781.
Urano es un helado azul-verde de la pelota.
aunque Urano es muy grande, está extremadamente lejos, a unos 2,8 mil millones de km (1,8 mil millones de millas) del Sol. La luz del Sol tarda aproximadamente 2 horas y 40 minutos en llegar a Urano. Urano orbita alrededor del Sol una vez cada 84 años terrestres.
Urano tiene una masa alrededor de 14 veces la masa de la Tierra, pero es mucho menos densa que la Tierra., La gravedad en la superficie de Urano es más débil que en la superficie de la Tierra, por lo que si estuvieras en la cima de las nubes en Urano, pesarías aproximadamente un 10% menos de lo que pesas en la Tierra.
una bola azul-verde helada
Al igual que Júpiter y Saturno, Urano está compuesto principalmente de hidrógeno y helio, con una capa de gas exterior que da paso a líquido en el interior. Urano tiene un mayor porcentaje de materiales helados, como agua, amoníaco (NH3) y metano (CH4), que Júpiter y Saturno.
Cuando la luz solar se refleja en Urano, las nubes de metano filtran la luz roja, dando al planeta un color azul-verde., Hay bandas de nubes en la atmósfera de Urano, pero son difíciles de ver con luz normal, por lo que el planeta parece una simple bola azul.
El Planeta lateral
La mayoría de los planetas del sistema solar giran en sus ejes en la misma dirección que se mueven alrededor del Sol. Urano, sin embargo, está inclinado de lado por lo que su eje es casi paralelo a su órbita. En otras palabras, gira como una parte superior que se giró de modo que giraba paralela al suelo. Los científicos piensan que Urano probablemente fue derribado por una colisión con otro objeto del tamaño de un planeta hace miles de millones de años.,
anillos y lunas de Urano
Urano tiene un débil sistema de anillos (figura abajo). Los anillos rodean el ecuador del planeta, pero debido a que Urano está inclinado de lado, los anillos son casi perpendiculares a la órbita del planeta.
Esta imagen del Telescopio Espacial Hubble muestra los débiles de los anillos de Urano. El planeta está inclinado de lado, por lo que los anillos son casi verticales.
Urano tiene 27 lunas conocidas y todas, excepto algunas, llevan el nombre de personajes de las obras de William Shakespeare., Las cinco lunas más grandes de Urano — Miranda, Ariel, Umbriel, Titania y Oberón — se muestran en la figura a continuación.
estas fotos del Voyager 2 han sido redimensionadas para mostrar los tamaños relativos de las cinco lunas principales de Urano.
Neptuno
Neptuno, que se muestra en la figura a continuación, es el único planeta importante que no se puede ver desde la tierra sin un telescopio. Los científicos predijeron la existencia de Neptuno antes de que fuera descubierto porque Urano no siempre aparecía exactamente donde debería aparecer., Sabían que la atracción gravitacional de otro planeta más allá de Urano debe estar afectando la órbita de Urano.
Neptuno fue descubierto en 1846, en la posición que se había predicho, y fue nombrado Neptuno por el dios romano del mar debido a su color azulado.
Esta imagen de Neptuno fue tomada por el Voyager 2 en 1989. La Gran Mancha Oscura vista en el Centro izquierdo de la imagen ha desaparecido desde entonces, pero una mancha oscura similar ha aparecido en otra parte del planeta.
en muchos aspectos, Neptuno es similar a Urano (figura a continuación)., Neptuno tiene un poco más de masa que Urano, pero es un poco más pequeño en tamaño. Neptuno está mucho más lejos del sol a casi 4,5 mil millones de km (2,8 mil millones de millas). La órbita lenta del planeta significa que toma 165 años terrestres para ir una vez alrededor del Sol.
La composición de Neptuno es la de un gigante gaseoso: (1) atmósfera superior, (2) atmósfera compuesta de hidrógeno, helio y gas metano, (3) manto de agua, amoníaco y hielo metano, (4) núcleo de roca y hielo.,
extremos de frío y viento
El color azul de Neptuno se debe principalmente al Metano congelado (CH4). Cuando la Voyager 2 visitó Neptuno en 1986, había una gran mancha azul oscuro que los científicos llamaron la Gran Mancha Oscura, al sur del ecuador. Cuando el Telescopio Espacial Hubble tomó fotos de Neptuno en 1994, la Gran mancha oscura había desaparecido, pero otra mancha oscura había aparecido al norte del ecuador. Los astrónomos piensan que ambos puntos representan huecos en las nubes de metano en Neptuno.
la apariencia cambiante de Neptuno es causada por su atmósfera turbulenta., Los vientos en Neptuno son más fuertes que en cualquier otro planeta del sistema solar, alcanzando velocidades de 1.100 km/h (700 mi/h), cerca de la velocidad del sonido. Este clima extremo sorprendió a los astrónomos, ya que el planeta recibe poca energía del sol para alimentar los sistemas meteorológicos. Neptuno es también uno de los lugares más fríos del sistema solar. Las temperaturas en la parte superior de las nubes son de aproximadamente-218oC (- 360oF).
los anillos y lunas de Neptuno
Neptuno tiene anillos débiles de hielo y polvo que pueden cambiar o desaparecer en períodos de tiempo bastante cortos.
Neptuno tiene 13 lunas conocidas., Tritón, que se muestra en la figura a continuación, es el único de ellos que tiene suficiente masa para ser de forma esférica. Tritón orbita en la dirección opuesta a la órbita de Neptuno. Los científicos piensan que Tritón no se formó alrededor de Neptuno, sino que fue capturado por la gravedad de Neptuno a medida que pasaba.
Esta imagen Tritón, la luna más grande de Neptuno, fue tomada por la Voyager 2 en 1989.
resumen de la lección
- Los cuatro planetas exteriores son gigantes gaseosos hechos principalmente de hidrógeno y helio. Tienen capas externas gaseosas gruesas e interiores líquidos.,
- Los planetas exteriores tienen numerosas lunas, así como anillos planetarios.
- Júpiter, con mucho el planeta más grande del sistema solar, tiene bandas de nubes de diferentes colores, y una tormenta de larga duración llamada La Gran Mancha Roja.
- Júpiter tiene más de 60 lunas incluyendo las cuatro más grandes, las lunas Galileanas.
- Europa tiene un océano de agua líquida bajo una capa de hielo donde la vida puede haberse formado.
- Saturno es más pequeño que Júpiter, pero tiene un gran sistema de hermosos anillos.
- La atmósfera de Titán es similar a la de la Tierra primitiva y la Luna podría albergar vida primitiva.,
- Urano y Neptuno fueron descubiertos relativamente recientemente ya que están muy lejos.
- Urano está inclinado de lado, probablemente debido a una colisión pasada con un objeto grande.
- Neptuno es muy frío y tiene fuertes vientos. Sus manchas oscuras son tormentas en la atmósfera de Neptuno.
preguntas de revisión
1. Nombre los planetas exteriores a) en orden desde el sol hacia afuera, b) de mayor a menor por masa, y c) de mayor a menor por tamaño.
2. ¿Por qué los planetas exteriores son llamados gigantes gaseosos?
3. ¿En qué se diferencian la Gran Mancha Roja y la Gran Mancha Oscura?
4., Nombra las lunas Galileanas, y explica por qué tienen ese nombre.
5. ¿Por qué Europa podría ser un lugar probable para encontrar vida extraterrestre?
6. ¿Qué causa las brechas en los anillos de Saturno?
7. ¿Por qué los científicos están interesados en la atmósfera de Titán, la luna de Saturno?
8. Qué líquido se encuentra en la superficie de Titán?
9. ¿Por qué Urano es de color azul-verde?
10. ¿Cuál es el nombre de la luna más grande de Neptuno?
enlaces complementarios
puntos a considerar
- Los planetas interiores son pequeños y rocosos, mientras que los planetas exteriores son grandes y gaseosos., ¿Por qué los planetas podrían haberse formado en estos dos grupos?
- Hemos discutido el Sol, los planetas y las lunas de los planetas. ¿Qué otros objetos puedes pensar que se pueden encontrar en nuestro sistema solar?
