sábado, 28 de marzo de 2020

LA LUNA

La Luna (L.L) nació, cuando todavía la Tierra (LT) era un planeta joven, por un impacto con un cuerpo celeste llamado Tea, que era un protoplaneta del tamaño de Marte formado en la misma órbita que la de LT pero desfasado 60º delante o atrás, es decir en los puntos L4 o L5 de Lagrange (1). Según su teoría existen cinco puntos en la órbita terrestre donde los efectos de la gravedad de LT y el Sol se anulan; L4 y L5 estarían a la misma distancia en la órbita terrestre de LT que del Sol es decir 150 mills. de kms. Esto permite que en ellos se realice la acreción que llevó a obtener un planeta en la misma órbita.

Pero se hizo demasiado grande y cuando llegó a ser  del tamaño de Marte no pudo ya mantenerse en la órbita troyana (pos asteroides troyanos están en la misma órbita de Júpiter desfasados 60º un grupo delante y el otro detrás. La fluctuación que sufrió  le permitió escapar del punto L4 o L5 donde estaba estable y entrar en una órbita caótica hasta que llegó a una colisión con la Tierra. En el choque penetró en el núcleo de LT y se fundió con ella, pero el 2% de Tea acabó formando un disco de escombros que se fusionó creando posteriormente la Luna. Los elementos recogidos en el satélite en las estancias de las naves Apolo han permitido avalar estas teorías. En la superficie de la Luna tenemos constancia por las huellas dejadas de los impactos, pero que en L.T han desaparecido como consecuencia de la actividad geológica en ella debida a los volcanes, los movimientos tectónicos y la erosión. En la Luna han permanecido estas huellas debido a la ausencia de atmósfera en su superficie por lo que no ha sufrido erosión.




(1)- Puntos de Lagrange o puntos de libración, son las cinco posiciones  en un sistema orbital donde un cuerpo pequeño solo afectado por la gravedad puede estar estacionado respecto a dos objetos más grandes, como ocurre con los satélites artificiales respecto a L.T y el Sol. En ellos la atracción se equilibra y proporciona la fuerza centrípeta para rotar sincrónicamente con la del de masa menor. Con los satélites artificiales respecto al Sol y L.T se consigue situarlos en los puntos de Lagrange.

Por ejemplo, el punto L2 se encuentra a 1,5 mills. Kilómetros de la Tierra en la dirección opuesta al Sol, lo que permite al satélite mantener sus paneles solares hacia el Sol y apuntando el telescopio hacia el sistema solar exterior. Esta posición de un satélite de observación, reduce al mínimo las emisiones no deseadas desde el Sol y la Tierra. El punto L2 es ideal para observar el universo profundo. El satélite WMAP está en este punto desde 2001. El satélite GAIA se asentó en 2011, y el James Webb en 2013. L4 y L5 se encuentran en los vértices de dos triángulos equiláteros cuya base está formada por dos elementos de línea. L4 está por delante de los más pequeños cuerpos en su órbita alrededor de la gran y L5 es tarde. Estos puntos se denominan puntos de Lagrange triangulares o puntos de "troyanos", pues donde se sitúan los asteroides llamados así, en la órbita de Júpiter. Sorprendentemente, estos dos últimos puntos están en órbitas estables y no depende de las masas relativas de los dos cuerpos.

Las diferencias más notables entre La Tierra y la Luna serían:

·         La gravedad en la superficie de la Luna es seis veces inferior a la de LT (1,6/9,8)

·       La Luna tiene unas temperaturas extremas al carecer de una atmósfera que las regule y oscilan entre los máximos y mínimos posibles de  -232ºC y los 123ºC. La temperatura media son 25ºC, en LT son 14ºC.

·          Es el satélite más grande, en comparación con el planeta que órbita, de todo el Sistema Solar.

·         Su volumen es el 27% y la superficie es ¼ la de La Tierra (no contando la de los mares)

·      Solo refleja el 11% de la luz solar que le llega, mucho menor de lo que lo hace La Tierra 38%. En realidad su brillo aparente es debido a la oscuridad que la rodea.

·     El día lunar dura 27 días y 7 horas (4 semanas), que es a su vez lo que tarda en dar una vuelta alrededor de L.T

Su eje de giro está 1,54º inclinado respecto al plano de la eclíptica. La excentricidad de la órbita es de 0,055; la de La Tierra es de 0,017. Así pues en su órbita se acerca y se aleja de LT y nos muestra siempre la misma cara debido a la rotación sincrónica. Este fenómeno de libración permite ver algo de la cara oculta, que es del 14% más, en el perigeo que en el apogeo. Todo esto llevó a la división en meses (periodo entre dos lunas nuevas), semanas (distancia entre dos fases) y un año como 12 meses lunares.

La Luna presenta una actividad sísmica intensa a causa de las diferencias de temperatura, el impacto de los meteoros y la atracción de L.T; es lo que causa los terremotos que sufre. Durante dos semanas la cara oculta está a -230ºC y en la otra cara estará a 120ºC, esto provoca procesos de dilatación y movimientos sísmicos. El tirón gravitatorio de LT cada 27 días provoca mareas intensas que deforman y crean fallas, pero de repente las libera.

¿Pero cuál es el futuro de La Luna? La atracción entre L.T y L.L altera la rotación de ambas y la distancia; esto repercute más en L.T. La Luna se aleja lentamente porque la velocidad de rotación de L.T disminuye (días más largos) por el efecto de marea (la atracción mueve la masa de L.T alargándola como en un balón de rugby) y aumenta la de la Luna. Esto hace que los días serán más largos y cálidos, pero las noches más frías. Hace 620 millones de años el día terrestre era de 22 horas y cuando se formó la Luna de 8 horas, estando entonces un 30% más cerca. Así pues L.T la llevó a la rotación sincrónica actual.

Como la órbita de  L.L es algo excéntrica acelera cuando está más cerca y desacelera cuando más lejos (Kepler), esto provoca un desajuste y por tanto una oscilación en dirección E-W con una amplitud de 7º 54’.

La visión de la Luna  es distinta según la iluminación del Sol lo que hace parecer que cambia de forma, a esto se han denominado fases lunares, desde sin luz (luna nueva) creciendo hasta luz completa (luna llena) y después decreciendo.



En el gráfico vemos todas las fases y los momentos de aparición y ocultamiento según el día del mes. Los movimientos en el cielo según la época del año y las fases de la Luna.

Cuando La Tierra se interpone entre el Sol y La Luna  provoca un cono de sombra sobre el satélite y da paso al eclipse lunar, fenómeno que ocurre dos veces al año cuando coincide que la Luna está en fase de llena  y se encuentra en los nodos de su órbita es decir en los dos puntos  donde corta el plano de la órbita terrestre. Podría ser cada mes pero la inclinación de 5 grados de la órbita de la Luna hace que la sombra de La Tierra pase por encima o por debajo.




domingo, 22 de marzo de 2020

ASTEROIDES ,METEOROIDES Y POLVO CÓSMICO



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Alrededor del Sol hay multitud de cuerpos de muy variado tamaño desde kms de diámetro hasta cuerpos similares a una mota de polvo. El tamaño de esos cuerpos va desde diámetros de centenares de kilómetros hasta motas de polvo de 100 micras.

El polvo cósmico que se encuentra en todo el sistema solar está  compuesto de partículas de hielo y piedras fruto de las explosiones de estrellas, del choque de asteroides y de fragmentos de cometas, planetas o satélites. Son lo que llamamos meteoroides si son de dimensiones entre 100 micras y 50 ms. Y llegan a La Tierra (LT).

Al atravesar La Tierra (LT) en su recorrido zonas de elevada presencia de meteoroides y entrar estos en contacto con su atmosfera se desintegran en miles de partículas de menos tamaño, son las estrellas fugaces que se observan moviéndose por el cielo. Cuando un meteoroide entra en la atmósfera deja un trazo luminoso debido a que se pone incandescente y es lo que llamamos meteoro. Y aunque la mayoría se desintegran al llegar a la atmósfera, si por su masa llega a atravesarla llega a la Tierra alcanzando lo 20 km/s.

El cinturón de asteroides ubicado entre Marte y Júpiter, junto con el cinturón de Kuiper y la Nube de Oort  son los principales generadores de los meteoritos que llegan a LT. Su origen está ligado a la presencia de Júpiter, que se hizo demasiado grande demasiado pronto en la formación del Sistema Solar, lo  que impidió la formación de protoplanetas y el consiguiente planeta. En el viaje de Júpiter hacia el Sol primero y vuelta a su emplazamiento actual impidió esas formaciones  y expulsó de la zona a numerosos cuerpos aumentando las colisiones.

Las características actuales del cinturón responden a miles de millones de años de evolución en los que la migración planetaria fue un papel fundamental. Ocurre con frecuencia que en los sistemas planetarios sus componentes migren desde las órbitas en que nacen a otras, y pueden hasta ser posible salir del sistema por eyección, lo que provoca un reajuste y hasta modificaciones orbitales. En el Sistema Solar Mercurio con órbita inclinada 7º y Urano con el eje de rotación horizontal, son consecuencias de situaciones de ajustes de estabilidad, así como según ciertas teorías la expulsión de un planeta que estaba situado entre los dos gigantes Júpiter y Saturno y que provocaron a su vez ajuste de sus órbitas.

Hay asteroides que se mueven dentro de la órbita del cinturón, pero otros lo hacen fuera y en algunas que son cercanas a la de LT, de forma que su perihelio (punto de máximo acercamiento al Sol) es inferior a 1,3 UA (UA es la distancia desde LT al Sol) con orbitas pues que si las dibujamos en un plano se cruzan con las de LT. Se agrupan en tres familias según sus características, en las que hay: que su órbita es exterior a la de LT, que son interiores y hasta la cruzan, que su órbita es exterior en la mayor parte de su recorrido pero también cruzan la de LT. Al igual que los planetas y los satélites, los asteroides giran sobre sí mismos.

Los asteroides más estudiados se encuentran cerca de LT y constituyen un peligro potencial dada la alta probabilidad de impactos que pueden producirse en la superficie. Existen programas para detectarlos y hoy día se detectan más de mil al año y siempre calculando sus órbitas. Algunos se llega a catalogar como potencialmente peligrosos, por ejemplo el 1950DA podría impactar con LT en 2880 pero es aventurado hacer predicciones porque las órbitas pueden variar por interacciones con otros cuerpos. Hay misiones que los estudian desde sondas espaciales que permiten captar más información que desde LT.

Aunque la densidad de asteroides en el cinturón es alta, su separación media se mide en millones de kms y las sondas los han atravesado siempre sin problemas. El polvo y los meteoroides nunca han generado problemas a las sondas. El estudio de algunos asteroides ricos en minerales ha dado con composición de metales interesante como níquel, hierro, oro, platino, cobre y otros metales preciosos. Se ha estudiado la rentabilidad de algunos y se han clasificado de acuerdo a su composición.

JP

El próximo: