Astronomía planetaria

Pineño (discusión) 17:11 19 may 2020 (UTC)|finalizado=sí

La astronomía planetaria son el conjunto de materias interdisciplinares implicadas en el estudio de los planetas, o sistemas planetarios, incluyendo al sistema solar, de cuyos planetas se tienen más datos, por lo que sus modelos son más elaborados, pero también a los planetas extrasolares. Las ciencias planetarias estudian objetos que van desde el tamaño de un meteorito hasta los gigantes de gas del tamaño de varias veces el planeta Júpiter.

A grandes rangos las ciencias planetarias estudian la formación de los sistemas planetarios y de sus satélites; se ocupan en particular de estudiar su masa, tamaño, gravedad superficial, velocidad de rotación, achatamiento, estructura interna, densidad, antigüedad de su superficie, erosión, evolución, actividad tectónica, vulcanismo, campo magnético, auroras, interacción de la magnetosfera con el viento solar, estaciones del planeta y su atmósfera, velocidad de escape y búsqueda de vida entre otros objetivos de estudio. En cuanto al estudio de la atmósfera se comprende el estudio de su composición, formación, presión superficial, densidad, circulación general, temperaturas, vientos, actividad erosionadora de la atmósfera, transporte de energía, perfiles en altura de temperatura, densidad y presión, entre otras.

Sistemas planetarios

Un sistema planetario está formado por una estrella central o varias (sistema estelar), y distintos objetos orbitando a su alrededor. Nuestro sistema planetario está formado por el Sol, los diferentes planetas y una multitud de cuerpos menores. Se conocen más de 2900 estrellas a cuyo alrededor orbita por lo menos un planeta.

Mecánica celeste

La mecánica celeste es la rama de la astronomía y la mecánica que estudia los movimientos de los cuerpos celestes en virtud de los efectos gravitatorios que ejercen sobre él otros cuerpos masivos. Se aplican los principios de la física conocidos como mecánica clásica (ley de gravitación universal de Isaac Newton).

Estudia el movimiento de dos cuerpos, conocido como problema de Kepler, el movimiento de los planetas alrededor del Sol, de sus satélites y el cálculo de las órbitas de cometas y asteroides. El estudio del movimiento de la Luna alrededor de la Tierra fue por su complejidad muy importante para el desarrollo de la ciencia. El movimiento extraño de Urano, causado por las perturbaciones de un planeta hasta entonces desconocido, permitió a Le Verrier y Adams descubrir sobre el papel al planeta Neptuno. El descubrimiento de una pequeña desviación en el avance del perihelio de Mercurio se atribuyó inicialmente a un planeta cercano al Sol hasta que Einstein la explicó con su Teoría de la Relatividad.

Procesos de formación

Se cree que los sistemas planetarios alrededor de estrellas de tipo solar se forman como parte del mismo proceso de la formación estelar. La mayoría de las teorías antiguas eran de tipo catastrofista e involucraban el paso de una estrella muy cerca del sol capaz de extraer material de este por medio de su gravedad y colapsar más tarde formando los planetas. Sin embargo la probabilidad de un evento de este tipo es tan reducida que implicaría una gran escasez de sistemas planetarios en la galaxia. Las teorías modernas indican que los planetas se formaron a partir de un disco de acrecimiento. En el caso del sistema solar este se habría formado a partir de la nebulosa solar.

Algunos sistemas planetarios son muy distintos del nuestro, como los sistemas de planetas alrededor de púlsares detectados a partir de las ligeras variaciones en los pulsos de radiación electromagnética de estos cuerpos. Los púlsares se forman en violentas explosiones de supernovas por lo que un sistema planetario convencional no podría sobrevivir a dicha explosión, los planetas se evaporarían o escaparían de la atracción gravitacional de la estrella central. Algunas teorías indican que los compañeros estelares existentes cerca de la supernova evaporarían la mayor parte de su masa dejando cuerpos de tamaño planetario. Alternativamente los planetas podrían formarse en un disco de acrecimiento rodeando los púlsares y formado por el material expulsado de la estrella.

Astrogeología

La astrogeología es la ciencia que estudia la geología de los cuerpos celestes —planetas y sus lunas, asteroides, cometas y meteoritos.

Cuerpos planetarios

Los científicos astrogeólogos han acuñado el término cuerpo planetario para designar a todos los cuerpos que cumplan con los siguientes criterios:

Ser lo suficientemente masivos como para que la gravedad haga efecto y el cuerpo sea esférico
Orbitar alrededor de una estrella o remanente de ésta (agujeros negros, estrellas de neutrones, enanas blancas)
Haber limpiado la vecindad de su órbita; es decir una dominancia orbital, significando que es el cuerpo dominante y que no hay otros cuerpos de tamaño comparable con excepción de objetos bajo su influencia gravitacional.

Plutón sólo cumple dos de estos tres criterios y por eso es considerado «planeta enano».12 Esta definición abarca tanto a planetas como a satélites, que son geológicamente iguales.

Eugene Shoemaker, quien introdujo la rama de astrogeología en el Servicio Geológico de los Estados Unidos, realizó importantes contribuciones en el campo y en el estudio de los cráteres de impacto, ciencia lunar, asteroides y cometas.

El envío de sondas espaciales a los diversos cuerpos planetarios de nuestro sistema solar a partir de los años sesenta está proporcionando valiosos datos, de cuyo análisis se deriva una revolución en el conocimiento geológico de nuestro propio planeta, acerca de cómo se formó y cual será el futuro que le espera. Así, la finalidad de la astrogeología es conocer la evolución de los planetas.

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Astrometeorología

La astrometeorología es la práctica de utilizar las posiciones astrológicas o astronómicas del Sol, la Luna y los planetas para intentar predecir el tiempo atmosférico.

La astrometeorología tiene cientos de años de antigüedad y se basa en las posiciones astronómicas que en teoría afectan directamente al tiempo atmosférico terrestre. Los astrólogos clásicos de la Antigüedad inauguraron los pronósticos climáticos, conocidos como meteorología, a base de registrar las posiciones de las estrellas, los planetas, el Sol y la Luna. De acuerdo con sus textos, cuando los planetas ocupan las constelaciones vistas desde la Tierra (aquellas que son armoniosas entre sí o aquellas que son favorables), la Tierra, en general, experimenta condiciones atmosféricas positivas. Pero cuando los planetas mantienen aspectos matemáticos discordantes a lo largo de las regiones terrestres, la atmósfera responde y el tiempo es inclemente.

Durante siglos, la predicción del clima, especialmente a medio y largo plazo, funcionó porque era la única manera de conocer el mejor momento para plantar las cosechas, para la navegación y de predecir el clima con meses de antelación para prepararse para los inviernos duros. Los fenómenos meteorológicos relacionados con configuraciones planetarias fueron registrados por los antiguos babilonios en el siglo II a. C.

Astrobiología

La astrobiología es el estudio del origen, evolución, distribución y futuro de la vida en el universo: vida extraterrestre y vida en la tierra. La astrobiología aborda la interrogante de si existe vida más allá de la Tierra, y cómo los humanos pueden detectarla si la hay. El término exobiología es similar, pero más específico; estudia específicamente las posibilidades de vida extraterrestre y los efectos de los ambientes en los seres vivos.

Hace uso principalmente de una combinación de las disciplinas de física, química, astronomía, astrofísica, biología molecular, ecología, ciencias planetarias y geología para el estudio de la posibilidad de vida en otros planetas y ayuda a reconocer biósferas que puedan ser diferente de la de la Tierra. El origen y la evolución temprana de la vida es una parte inseparable de la disciplina de la astrobiología. La astrobiología se ocupa de la interpretación de los datos científicos, principalmente de hipótesis que se ajustan firmemente a las teorías científicas existentes. Dados los datos más detallados y confiables sobre otras partes del universo, las raíces de la astrobiología -física, química y biología- pueden tener sus bases teóricas en entredicho.

Zona habitable

En astrofísica, se denomina zona de habitabilidad estelar a la región alrededor de una estrella en la que el flujo de radiación incidente permitiría la presencia de agua en estado líquido sobre la superficie de cualquier planeta (o satélite) rocoso que se encontrase en ella y que contase con una masa comprendida entre 0,5 y 10 M⊕ y una presión atmosférica superior a 6,1 mbar, correspondiente al punto triple del agua a una temperatura de 273,16 K. Además de la separación entre el planeta y la estrella (semieje mayor), existen otros parámetros a tener en cuenta de cara a la inclusión de un planeta dentro de la zona de habitabilidad de un sistema, como la excentricidad orbital, la rotación planetaria, las propiedades atmosféricas del exoplaneta o la existencia de fuentes de calor adicionales a la radiación estelar, como el calentamiento de marea.

Estrellas centrales

Las estrellas centrales son aquellas estrellas sistémicas que actúan como centro gravitacional de otras estrellas. Esto quiere decir que otras estrellas las orbitan. Las estrellas sistémicas que orbitan a una estrella central se denominan estrellas satélites.

El sol

El Sol es una estrella que se encuentra en el centro del sistema solar y constituye la mayor fuente de radiación electromagnética de este sistema planetario. Es una esfera casi perfecta de plasma, con un movimiento convectivo interno que genera un campo magnético a través de un proceso de dinamo. Cerca de tres cuartas partes de la masa del Sol constan de hidrógeno; el resto es principalmente helio, con cantidades mucho más pequeñas de elementos, incluyendo el oxígeno, carbono, neón y hierro.

Se formó hace aproximadamente 4600 millones de años a partir del colapso gravitacional de la materia dentro de una región de una gran nube molecular. La mayor parte de esta materia se acumuló en el centro, mientras que el resto se aplanó en un disco en órbita que se convirtió en el sistema solar. La masa central se volvió cada vez más densa y caliente, dando lugar con el tiempo al inicio de la fusión nuclear en su núcleo. Se cree que casi todas las estrellas se forman por este proceso. El Sol es más o menos de edad intermedia y no ha cambiado drásticamente desde hace más de cuatro mil millones de años, y seguirá siendo bastante estable durante otros cinco mil millones de años más. Sin embargo, después de que la fusión del hidrógeno en su núcleo se haya detenido, el Sol sufrirá cambios importantes y se convertirá en una gigante roja. Se estima que el Sol se volverá lo suficientemente grande como para engullir las órbitas actuales de Mercurio, Venus y posiblemente la Tierra.

Planetas rocosos

Un 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, procedentes de sus procesos geológicos internos, al contrario que los gigantes gaseosos que poseen atmósferas primarias, capturadas directamente de la nebulosa solar original.

En el sistema solar

El sistema solar tiene cuatro planetas terrestres: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte, y un planeta enano en el cinturón de asteroides, Ceres, llamados conjuntamente planetas interiores. Los objetos transneptunianos como Plutón se parecen a los planetas terrestres en que tienen una superficie sólida, pero son mayoritariamente hielo. Algunas grandes lunas del sistema solar también son desde cierto punto de vista «planetas telúricos» ya que se consideran planetas secundarios de formaciones rocosas, pero no todas las lunas, solo aquellas lo suficientemente grandes como para alcanzar equilibrio hidrostático. Durante la formación del sistema solar, probablemente hubo más planetas rocosos (protoplanetas), pero se fusionaron para formar los actuales planetas, fueron destruidos o expulsados hacia el espacio interestelar mediante alteraciones gravitacionales del resto de planetas. Solo un planeta terrestre, la Tierra, tiene una hidrosfera activa.

Mercurio

Mercurio está constituido de 70 % metal (principalmente hierro) y 30 % de silicatos y su densidad es de 5,427 g/cm³. Las personas dedicadas a la geología estiman que el núcleo ocupa aproximadamente 42 % de su volumen. El núcleo en fusión está rodeado de una capa de rocas. Sobre la corteza de Mercurio se encuentran numerosos bordes que se extienden sobre cientos de kilómetros de longitud. Eso deja suponer que el núcleo y su capa se enfriaron y contrajeron mientras que la corteza se solidificó.

Existen diversas hipótesis acerca de la elevada cantidad de hierro que existe en este planeta, pero entre ellas, la teoría la más aceptada es que Mercurio tenía una relación de metal/silicato parecida a aquellas de las condritas carbonáceas y una masa de aproximadamente 2.25 veces que su masa actual, pero al principio de la historia del Sistema solar, Mercurio podría haber sido impactado por un cuerpo terrestre (Planetesimal) de aproximadamente 1/6 de la masa de Mercurio y un diámetro de varios centenares de kilómetros. El impacto habría arrancado una gran parte de la corteza primitiva y de su manto, dejando el núcleo intacto.

Venus

Con una densidad de 5,26 g/cm³ y un radio de 6 051 km, se dice que Venus es la hermana gemela de la Tierra. La corteza de Venus representa aproximadamente 0,34 % del radio del planeta y los análisis hechos por diferentes sondas probaron que el material exterior de Venus es parecido al granito y al basalto terrestre.

Marte

Como primera aproximación, se puede considerar que la corteza marciana tiene una densidad uniforme de 2,9 g/cm³, lo que conduce a un espesor de aproximadamente 50 km ,o sea 4,4 % del radio del planeta.

Por la ausencia de datos sísmicos explotables, la estructura interna del planeta resulta difícil de precisar. Sin embargo, el aprovechamiento de la información recogida por las diversas sondas que han explorado el planeta han podido determinar que podría estar constituida de un abrigo sólido de silicatos ricos en hierro y de un núcleo líquido o al menos todavía esencialmente líquido.

Un estudio ha dejado la constancia de cálculos fundados sobre modelos geoquímicos del planeta según los cuales el núcleo contendría de 5 al 13,5 % de azufre y el abrigo contendría de 11 al 15,5 % de hierro.

Tierra

La Tierra es el planeta rocoso más grande de los cuatro planetas rocosos del sistema solar en tamaño (1,08321×10¹² km³) y masa (5,9736×10²⁴ kg), y también es el que tiene la mayor densidad (5,515 g/cm), la mayor gravedad superficial, el campo magnético más fuerte y la rotación más rápida de los cuatro. También es el único planeta terrestre con placas tectónicas activas. El movimiento de estas placas produce que la superficie terrestre esté en constante cambio, siendo responsables de la formación de montañas, de la sismicidad y del vulcanismo. El ciclo de estas placas también juega un papel preponderante en la regulación de la temperatura terrestre, contribuyendo al reciclaje de gases con efecto invernadero como el dióxido de carbono, por medio de la renovación permanente de los fondos oceánicos.

Planetas gaseosos

Un gigante gaseoso es un planeta gigante que no está compuesto mayoritariamente de roca u otra materia sólida sino de fluidos; aunque dichos planetas pueden tener un núcleo rocoso o metálico. Se cree que tal núcleo es probablemente necesario para que un gigante gaseoso se forme, pero la mayoría de su masa es en forma de gas, o gas comprimido en estado líquido.

A diferencia de los planetas rocosos, los gigantes gaseosos no tienen una superficie bien definida.

Términos como dimensión, área superficial, volumen, temperatura superficial o densidad superficial pueden referirse a la capa exterior vista desde fuera, por ejemplo desde la Tierra.

En el Sistema Solar

En el sistema solar hay cuatro gigantes gaseosos: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Estos planetas son conocidos también como los «planetas jovianos» o planetas exteriores.

Júpiter

Júpiter se trata del planeta que ofrece un mayor brillo a lo largo del año dependiendo de su fase. Es, además, después del Sol, el mayor cuerpo celeste del sistema solar, con una masa casi dos veces y media la de los demás planetas juntos (con una masa 318 veces mayor que la de la Tierra y tres veces mayor que la de Saturno, además de ser, en cuanto a volumen, 1317 veces más grande que la Tierra). También es el planeta más antiguo del sistema solar, siendo incluso más antiguo que el sol; este descubrimiento fue realizado por investigadores de la universidad de Münster en Alemania.

Júpiter es un cuerpo masivo gaseoso, formado principalmente por hidrógeno y helio, carente de una superficie interior definida. Entre los detalles atmosféricos es notable la Gran Mancha Roja (un enorme anticiclón situado en las latitudes tropicales del hemisferio sur), la estructura de nubes en bandas oscuras y zonas brillantes, y la dinámica atmosférica global determinada por intensos vientos zonales alternantes en latitud y con velocidades de hasta 140 m/s (504 km/h).

Saturno

Saturno es el sexto planeta del sistema solar contando desde el Sol, el segundo en tamaño y masa después de Júpiter y el único con un sistema de anillos visible desde la Tierra. Su nombre proviene del dios romano Saturno. Forma parte de los denominados planetas exteriores o gaseosos. El aspecto más característico de Saturno son sus brillantes anillos. Antes de la invención del telescopio, Saturno era el más lejano de los planetas conocidos y, a simple vista, no parecía luminoso ni interesante. El primero en observar los anillos fue Galileo en 1610,1 pero la baja inclinación de los anillos y la baja resolución de su telescopio le hicieron pensar en un principio que se trataba de grandes lunas. Christiaan Huygens, con mejores medios de observación, pudo en 1659 observar con claridad los anillos. James Clerk Maxwell, en 1859, demostró matemáticamente que los anillos no podían ser un único objeto sólido sino que debían ser la agrupación de millones de partículas de menor tamaño. Las partículas que componen los anillos de Saturno giran a una velocidad de 48 000 km/h, 15 veces más rápido que una bala.

Gigante helado

Científicos han considerado a Urano y a Neptuno como una subclase separada de planetas gigantes: gigantes helados, que, debido a su estructura, principalmente constituida por hielo, roca y gas, también se les denomina «planetas uranios». Se diferencian de gigantes gaseosos «tradicionales», como Júpiter y Saturno, porque su proporción de hidrógeno y de helio es mucho más baja, principalmente por su mayor distancia al Sol.

Urano

Urano es similar en composición a Neptuno, y los dos tienen una composición diferente de los otros dos gigantes gaseosos (Júpiter y Saturno). Por ello, los astrónomos a veces los clasifican en una categoría diferente, los gigantes helados. La atmósfera de Urano, aunque es similar a la de Júpiter y Saturno por estar compuesta principalmente de hidrógeno y helio, contiene una proporción superior tanto de «hielos» como de agua, amoníaco y metano, junto con trazas de hidrocarburos. Posee la atmósfera planetaria más fría del sistema solar, con una temperatura mínima de 49 K (-224 °C). Asimismo, tiene una estructura de nubes muy compleja, acomodada por niveles, donde se cree que las nubes más bajas están compuestas de agua y las más altas de metano. En contraste, el interior de Urano se encuentra compuesto principalmente de hielo y roca.

Como los otros planetas gigantes, Urano tiene un sistema de anillos, una magnetosfera, y numerosos satélites. El sistema de Urano tiene una configuración única respecto a los otros planetas puesto que su eje de rotación está muy inclinado, casi hasta su plano de revolución alrededor del Sol. Por lo tanto, sus polos norte y sur se encuentran en donde la mayoría de los otros planetas tienen el ecuador. Vistos desde la Tierra, los anillos de Urano dan el aspecto de que rodean el planeta como una diana, y que los satélites giran a su alrededor como las agujas de un reloj, aunque en 2007 y 2008, los anillos aparecían de lado. El 24 de enero de 1986, las imágenes del Voyager 2 mostraron a Urano como un planeta sin ninguna característica especial de luz visible e incluso sin bandas de nubes o tormentas asociadas con los otros gigantes. Sin embargo, los observadores terrestres han visto señales de cambios de estación y un aumento de la actividad meteorológica en los últimos años a medida que Urano se acerca a su equinoccio. Las velocidades del viento en Urano pueden llegar o incluso sobrepasar los 250 metros por segundo (900 km/h).

Neptuno

Neptuno es el octavo planeta en distancia respecto al Sol y el más lejano del sistema solar. Forma parte de los denominados planetas exteriores o gigantes gaseosos, y es el primero que fue descubierto gracias a predicciones matemáticas. Su nombre fue puesto en honor al dios romano del mar —Neptuno—, y es el cuarto planeta en diámetro y el tercero más grande en masa. Su masa es diecisiete veces la de la Tierra y ligeramente mayor que la de su planeta «gemelo» Urano, que tiene quince masas terrestres y no es tan denso. En promedio, Neptuno orbita el Sol a una distancia de 30,1 ua. Su símbolo astronómico es ♆, una versión estilizada del tridente del dios Neptuno.

Tras el descubrimiento de Urano, se observó que las órbitas de Urano, Saturno y Júpiter no se comportaban tal como predecían las leyes de Kepler y de Newton. Adams y Le Verrier, de forma independiente, calcularon la posición de un hipotético planeta, Neptuno, que finalmente fue encontrado por Galle, el 23 de septiembre de 1846, a menos de un grado de la posición calculada por Le Verrier. Más tarde se advirtió que Galileo ya había observado Neptuno en 1612, pero lo había confundido con una estrella.

Neptuno es un planeta dinámico, con manchas que recuerdan las tempestades de Júpiter. La más grande, la Gran Mancha Oscura, tenía un tamaño similar al de la Tierra, pero en 1994 desapareció y se ha formado otra. Los vientos más fuertes de cualquier planeta del sistema solar se encuentran en Neptuno.

Planetas enanos

Planeta enano es el término creado por la Unión Astronómica Internacional (UAI) para definir a una nueva clase de cuerpos celestes, diferente de la de planeta y de la de cuerpo menor del sistema solar (o planeta mayor).Fue introducido en la resolución de la UAI del 24 de agosto de 2006 sobre la definición de planeta para los cuerpos del sistema solar. Según la UAI, un planeta enano es aquel cuerpo celeste que:

Está en órbita alrededor de una estrella (Sol).
Tiene suficiente masa para que su propia gravedad haya superado la fuerza de cuerpo rígido, de manera que adquiera un equilibrio hidrostático (forma casi esférica).
No es un satélite de un planeta u otro cuerpo no estelar.
No ha limpiado la vecindad de su órbita.

Satélites

Un satélite es un objeto astronómico que gira en torno a otro asteroide como su satélite natural. Hasta junio de 2019, se han detectado 357 asteroides conocidos que poseen uno o varios satélites, o sospechosos de tenerlos. El descubrimiento de los satélites en los asteroides (y los objetos binarios, en general) es importante porque la determinación de sus órbitas proporciona estimaciones sobre la masa y la densidad de la primaria, lo que permite conocer sus propiedades físicas que, de otro modo, no sería posible de otra manera .Los asteroides con satélites grandes generalmente se denominan asteroides binarios. El término asteroide doble se usa a veces para los sistemas en que el asteroide y su satélite son aproximadamente del mismo tamaño.

El origen de los satélites asteroidales no se conoce con certeza y existe una variedad de posibilidades. Una teoría ampliamente aceptada es que estos satélites se forman a partir de los escombros expulsados del asteroide primario tras un impacto. Pueden formarse otros emparejamientos cuando un asteroide pequeño es capturado por la gravedad de uno más grande.

La primera mención de la era moderna de la posibilidad de un satélite en un asteroide se relacionó con la ocultación de la brillante estrella Kaffaljidhma por el asteroide Hebe en 1977. El descubridor fue el astrónomo Paul D. Maley, que detectó una inconfundible desaparición de 0,5 segundos de este estrella a simple vista desde un punto cercano a Victoria, Texas. Horas después, se informó de varias observaciones en México atribuidas a la ocultación por (6) Hebe. Aunque no está confirmado, esto documenta el primer caso documentado formalmente de una presunta compañera de un asteroide.

El primer satélite asteroidal identificado fue Dactyl que gira en torno a Ida. La descubrió la sonda Galileo en 1993. La segunda se descubrió alrededor de Eugenia en 1998. Unos 37 satélites asteroidales se han descubierto con telescopios desde la Tierra. Se han descubierto los satélites asteroidales orbitando el cinturón principal, los asteroide troyanos, los asteroides Apolo, y el cinturón de Kuiper. En 2005, se descubrieron dos satélites girando en torno del asteroide Silvia siendo el primer asteroide triple conocido.

Un ejemplo de un asteroide doble es Antíope, dónde dos componentes iguales en tamaño giran en torno al centro común de gravedad.

Cometas

Los cometas son los cuerpos celestes constituidos por hielo, polvo y rocas que orbitan alrededor del Sol siguiendo diferentes trayectorias elípticas, parabólicas o hiperbólicas. Los cometas, junto con los asteroides, planetas y satélites, forman parte del sistema solar. La mayoría de estos cuerpos celestes describen órbitas elípticas de gran excentricidad, lo que produce su acercamiento al Sol con un período considerable. A diferencia de los asteroides, los cometas son cuerpos sólidos compuestos de materiales que se subliman en las cercanías del Sol. A gran distancia (a partir de 5-10 UA) desarrollan una atmósfera que envuelve al núcleo, llamada coma o cabellera, que está formada por gas y polvo. A medida que el cometa se acerca al Sol, el viento solar azota la coma y se genera la cola característica, la cual está formada por polvo y el gas de la coma ionizado.

Fue después del invento del telescopio cuando los astrónomos comenzaron a estudiar a los cometas con más detalle, advirtiendo entonces que la mayoría tienen apariciones periódicas. Edmund Halley fue el primero en darse cuenta de ello y pronosticó en 1705 la aparición del cometa Halley en 1758, para el cual calculó que tenía un periodo de 76 años, aunque murió antes de comprobar su predicción. Debido a su pequeño tamaño y órbita muy alargada, solo es posible ver los cometas cuando están cerca del Sol y por un corto periodo de tiempo.

Los cometas son generalmente descubiertos de manera visual o usando telescopios de campo ancho u otros medios de magnificación espacial óptica, tales como los binoculares. Sin embargo, aun sin acceso a un equipo óptico, es posible descubrir un cometa rasante solar en línea si se dispone de una computadora y conexión a Internet. En los años recientes, el Observatorio Rasante Virtual de David (David J. Evans) (DVSO) ha permitido a muchos astrónomos aficionados de todo el mundo descubrir nuevos cometas en línea (frecuentemente en tiempo real) usando las últimas imágenes del Telescopio Espacial SOHO. Un caso reciente (28 de noviembre de 2013) de un cometa rasante del Sol que resultó volatilizado al aproximarse al Sol ha sido ISON que procedía probablemente de la nube de Oort. Las órbitas periódicas tienen forma de elipses muy excéntricas.

Asteroides

Un asteroide es un cuerpo celeste rocoso, más pequeño que un planeta y mayor que un meteoroide. La mayoría orbita entre Marte y Júpiter, en la región del sistema solar conocida como cinturón de asteroides; otros se acumulan en los puntos de Lagrange de Júpiter, y la mayor parte del resto cruza las órbitas de los planetas.

La palabra asteroide procede del griego, ἀστεροειδής, y significa «de figura estelar», en referencia al aspecto que presentan cuando son vistos con un telescopio. Fue acuñada por William Herschel en 1802, aunque durante la mayor parte del siglo XIX los astrónomos los denominaran planetas. Hasta el 24 de marzo de 2006 a los asteroides se les llamaba también planetoides o planetas menores. Sin embargo, estos términos han caído en desuso.

Durante más de dos siglos, Ceres fue el primer asteroide descubierto. Tras la redefinición de planeta de 2006, que reclasificó a este cuerpo como planeta enano, técnicamente es Palas, encontrado en 1802, el primer asteroide descubierto. En estos dos siglos el número de asteroides conocidos no ha dejado de crecer, alcanzando valores de varios cientos de miles. No obstante, si se sumara toda su masa, el equivalente solo daría para un porcentaje del 5 % de toda la masa de la Luna.

Los asteroides se clasifican en función de su ubicación, composición o agrupamiento. Para la ubicación se toma como referencia la posición relativa de estos cuerpos respecto al Sol y los planetas. Para la composición se usan los datos extraídos de los espectros de absorción. Los agrupamientos se basan en los valores nominales similares del semieje mayor, la excentricidad y la inclinación de la órbita. Debido a su diminuto tamaño y gran distancia de la Tierra, casi todo lo que sabemos de ellos procede de medidas astrométricas y radiométricas, curvas de luz y espectros de absorción. Gaspra, en 1991, fue el primer asteroide visitado por una sonda espacial, mientras que dos años después Ida fue el primero en el que se confirmó la existencia de un satélite.

Exoplanetas

Un exoplaneta es un planeta que órbita una estrella diferente al Sol y que, por lo tanto, no pertenece al sistema solar. Los planetas extrasolares se convirtieron en objeto de investigación científica en el siglo XX. Muchos astrónomos suponían su existencia, pero carecían de medios para identificarlos. La primera detección confirmada se hizo en 1992, con el descubrimiento de varios planetas de masa terrestre orbitando el púlsar Lich. La primera detección confirmada de un planeta extrasolar orbitando alrededor de una estrella de la secuencia principal (Dimidio), se hizo en 1995 por los astrónomos Michel Mayor y Didier Queloz. Desde entonces el número de hallazgos ha crecido año tras año.

Hasta el 22 de octubre de 2019 se han descubierto 3063 sistemas planetarios que contienen un total de 4122 cuerpos planetarios, 671 de estos sistemas son múltiples y 155 de estos planetas están por encima de las 13 MJ (1 MJ es la masa de Júpiter) por lo que muy probablemente sean enanas marrones.

Clasificación de los planetas en el sistema solar

Los planetas del sistema solar se clasifican conforme a cuarenta criterios: su estructura y su movimiento aparente.

Según su estructura

Planetas terrestres o telúricos: pequeños, de superficie rocosa y sólida, densidad alta. Son Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. También son llamados planetas interiores.

Planetas jovianos (similares a Júpiter): grandes diámetros, esencialmente gaseosos (hidrógeno y helio), densidad baja. Son Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, los planetas gigantes del sistema solar. También son llamados planetas exteriores.

Plutón, según el acuerdo tomado el 24 de agosto de 2006 por la Unión Astronómica Internacional sobre una nueva definición de planeta, se le considera dentro de la categoría de planeta enano. Los primeros asteroides descubiertos fueron también denominados temporalmente como planetas, como Ceres, que al igual que otros asteroides llegaron incluso a tener su símbolo planetario, hasta que fue evidente que formaban parte de toda una familia de objetos: el cinturón de asteroides.

Según sus movimientos en el cielo

La teoría geocéntrica clasificaba a los planetas según su elongación:

Los planetas inferiores son aquellos que no se alejaban mucho del Sol (ángulo de elongación limitado por un valor máximo) y que, por tanto, no pueden estar en oposición, como Mercurio y Venus.

Los planetas superiores son aquellos que hacen oposición, y se toma como referencia a la Tierra. Es decir que, todos los que se alejan del Sol. Más allá de la órbita terrestre, son superiores, tienen órbitas más alejadas del Sol. Sus tamaños gigantescos y su composición líquida y gaseosa los hace muy diferentes de los planetas interiores, siendo bastante menos densos que estos.

Suelen tener grandes atmósferas compuestas por helio e hidrógeno, con componentes de otras sustancias como agua, metano o amoníaco. Las configuraciones de un planeta exterior son:

Conjunción. El Sol se interpone entre la Tierra y el planeta, haciendo que este no se vea.

Oposición. Las direcciones del Sol y el planeta difieren en 180º, estando la Tierra entre ambos. La visión del planeta es óptima. A la puesta del Sol está en dirección Este y al amanecer al Oeste. Es uno de los mejores momentos para observarlo dado que en la oposición la distancia planeta-Tierra es mínima.

Cuadratura oriental. Las direcciones del Sol y el planeta forman 90º hacia el Este. A la puesta del Sol el planeta está en la dirección Sur, y al amanecer en dirección Norte.

Cuadratura occidental. Las direcciones del Sol y el planeta forman 90º hacia el Oeste. A la puesta del Sol el planeta está en dirección Norte, y al amanecer en dirección Sur.