ASTRONOMÍA

UN POUCO DE HISTORIA,...

- Claudio Ptolomeo (87-170 d.C.) Modelo Xeocéntrico: os 7 planetas

coñecidos xiraban ó redor dela, en órbitas algo excéntricas.

- Eratóstenes (Sc. III a. C:) calculou o radio terrestre (erro de 114 km).

7.2 (distancia angular) é á distancia lineal (5000 estadios)

360 º (circunferencia) é a X=perímetro da Terra (2.π.r)

5000 estadios x 157,5 m/estadio = 787.500 m (distancia)

X = (360º x 787.500 m )/ 7,2º = 39.375.000 m

Perímetro = 2.π.r

r = 39.375.000 m / 2. π =

6.269.904,45 m

ASTRONOMÍA

- Copérnico finais do século XVI . Modelo Heliocéntrico.

- Kepler (1.571-1.630) Basado en datos de Tycho Brahe

Primeira Lei ”Os planetas xiran ó

redor do Sol en órbitas elípticas nas que o

Sol ocupa un dos focos da elipse”

Segunda Lei ”As áreas varridas

polo radio vector que une o centro do

planeta co centro do Sol son iguais en

lapsos iguais de tempo”

Terceira Lei ”A relación da distancia

media, dun planeta ó Sol, elevada ó cubo,

dividida polo cadrado do seu período orbital,

t, é unha constante, é dicir, d3/t2 é igual para

todo os planetas ”.

Implicacións: os planetas aceléranse nas proximidades do Sol (Segunda

Lei) e a menor órbita maior velocidade (Terceira Lei).

ASTRONOMÍA

- Galileo (Sc XVIII) Demostra visualmente o modelo Heliocéntrico (Venus),

descubre as manchas solares, os satélites de Xupiter (Io, Europa,

Gamínedes e Calisto)

- Newton (1.642-1.727) Lei da Gravitación Universal.

- Hubble (Ppios Sc XX), as estrelas forman parte de galaxias e estas están

separándose unhas doutras (corremento ó vermello); a distancia á

que se separan é directamente proporcional á distancia á que se

atopan (por cada ano-luz de distancia sepáranse a unha velocidade

de entre 17-30 km/s).

- Albert Einstein en 1950 publica a súa teoría da relatividade; segundo isto

no universo non existen ningún punto inmóbil, polo que non pode

haber medidas absolutas de velocidade. A masa dun corpo

aumenta ó aumentar a súa velocidade… E=mc2

- Penzias e Wilson en 1.966 descobren unha radiación de fondo procedente

de todas as direccións do espazo o que parece probar o gran

estoupido do Big bang.

ASTRONOMÍA

O Universo comezou a formarse fai uns 13.700 millóns de anos segundo

a Teoría do BIG-BANG, llamada también Gran Explosión ou Tempo Cero

“Toda a materia, o tempo e o espazo estivieron orixinalmente

condensados nun punto de altìsima densidade (singularidade, superátomo ou ovo

cósmico) desde onde, tras un estoupido, inicio a súa expansiòn”

Con estes tres elementos formáronse as primeiras estrelas (poboación III).

Non atopamos ningunha na actualidade.

Nun primeiro momento

todo estaba formado por un plasma

(quarks–gluones). Estes darían

lugar ás partículas subatómicas e

cando arrefriou suficientemente,

pasados uns 300.000 anos aparecen

os primeiros átomos hidróxeno (e

isótopos), helio e algo de litio.

ASTRONOMÍA

ASTRONOMÍA

Cando a estrela esgota o H,

comeza a fusión do He (2p+) formado

Be (4p+). Canto maior é a estrela,

máis rápido consume o H e a fusión

nuclear comenza a declinar

As estrelas fusionan núcleos de H (1p+) e He (2p+). Estas reaccións

termonucleares desprenden unha gran cantidade de enerxía. Está é a secuencia

principal dunha estrela, que pode durar milllóns de anos (estrelas grandes) ou

miles de millóns de anos (estrelas pequenas).

EVOLUCIÓN ESTELAR

ASTRONOMÍA

Cuando as galaxias estaban formadas producíronse reaccións nucleares

que deron orixe a átomos máis pesados coma o C (tres núcleos de He), N, e O.

Os gases, enriquecidos deron lugar as estrelas de poboación II (algunhas

que vemos) e finalmente as estrelas de poboación I (o noso Sol)

Reaccións

triple α

. A súa evolución dependerá da masa estelar:

ASTRONOMÍAASTRONOMÍA

Cuando as galaxias estaban formadas producíronse reaccións nucleares

que deron orixe a átomos máis pesados coma o C (tres núcleos de He)

1.- Se a estrela presenta menos de 9 M solares rematará expandíndose

formando unha Xigante Vermella. A estrela rematará expulsando as súas capas

exteriores en forma de nebulosa planetaria e o núcleo rematará por converterse

nunha Anana Branca.

Xigante Vermella

ASTRONOMÍAASTRONOMÍA

2.- Se a masa da estrela (9 e 30 M

solares). A temperatura no seu interior é

suficiente como para “queimar” os elementos

resultantes do proceso triple alfa ata chegar ó

Fe. A estrela remata coma unha cebola en capas

con diferente composición. Remataría sendo

unha Superxigante azul e finalmente unha

Superxigante Amarela.

O destino final será unha Superxigante vermella (as estrelas máis

grandes do universo). A partires do Fe non é capaz de extraer máis enerxía

mediante reaccións termonucleares, polo que forma unha supernova (liberando

os elementos máis pesados) e finalmente unha Estrela de Neutróns

Evolución estelar

3.- Se a estrela supera as 30 M solares convertirase nun Burato negro en

lugar dunha estrela de neutróns.

ASTRONOMÍA

Destinos dos universo:

1.- Big Crunch: A única forza que pode frear a expansión do universo

é a forza de atracción gravitacional. Se é quen de frear a expansión, o universo

colapasaráse.

2.- Expansión isotrópica: Se aí pouca masa, o universo continuará

expandíndose.

Que ocorra unha cousa ou outra dependerá da dansidade do

universo (densidade crítica = 7.10-30 g/cm3). Hoxe todo apunta a que o

universo está en expánsión, incluso parece que está acelerándose (enerxía

escura).

ASTRONOMÍA

Características dos corpos planetarios do Sistema Solar

- Lei de Titius-Bode D (u.a) = (n+4)/10 Os planetas están en progresión

xeométrica; onde n adquire valores de razón 2 (0,3,6,12,24, 48,..). Cumpren

isto incluso o cinto de asteroides e os satélites de Xupiter, pero non Neptuno

nin Plutón.

- As órbitas están no mesmo plano (eclíptica)

Excepto o Cinto de Asteroides e Plutón (órbita

máis elíptica). A traslación (vista desde o N do

Sol) é en sentido contrario ás agullas do reloxo

- Os planetas interiores son: pétreos, “sen” satélites, “sen” campo

magnético e con atmosfera (excepto Mercurio) os exteriores gasosos, cun

gran campo magnético e con numerosos satélites e aneis.

- A rotación é no mesmo sentido ca traslación

excepto: Venus, Urano (eixo perpendicular) e

Plutón.

- O Sol contén o 99,85 %

da masa do Sistema

Solar. Xupiter o dobre

de materia co resto dos

planetas.

ASTRONOMÍA

ASTRONOMÍA

ASTRONOMÍA

A orixe do Sistema Solar: un pouco de historia....

1.- Hipóteses nebulares ou de condensación (Descartes, Kant e Laplace)

SOL

2.- Hipóteses de fragmentación, catastróficas, colisionistas

ou mareais (Sc XVIII James e Buffon)

Formaríase o Sol por condensación e na súa rotación, produciría

“salpicaduras” que orixinarían os diferentes planetas. Embrión da Teoría

Planetesimal. Problema: baixa velocidade de rotación do Sol (período de

rotación 27 días)

Formaríase por colisión ou por “influenza” dunha masa que

pasou preto. Problema: a enorme distancia que hai entre estrelas, (estrela

binaria ?)

ASTRONOMÍA

Teoría Planetesimal

Unha enorme nube de gas, xeo e

po comenzaría a rotar sobre si mesma,

concentrando unha maior parte de

partículas no centro.

No centro ó colisionar os átomos

de H darían lugar a reaccións

termonucleares transformándose en He

(11.106 ºC). Esta enerxía provocou a

vaporización dos materiais ata

aproximadamente o cinto de asteroides

(gradiente de densidades).

Fórmase un disco aplanado que a medida que se foi arrefriando

aparecerían os diferentes materiais, primeiramente os de punto de

condensación máis alto.

ASTRONOMÍA

As partículas agrúpanse en diferentes zona do espazo (órbitas)

dando lugar a planetésimos ou planetesimais. Estes planetesimais

agrúpanse por atraccións gravitatorias dando lugar a planetoides ou

protoplanetas.

Isto explicaría que os

Planetas interiores sexan rochosos

e os exteriores gasosos. Fase

cataclísmica (20.106 anos).

Teoría Planetesimal

Teoría nebular

Teoría planetesimal

ASTRONOMÍA

ASTRONOMÍA

Nos planetas interiores prodúcese o

proceso de zonación debido á fusión dos materiais.

Aparecería a atmosfera.

Cando a temperatura descende de 100 ºC

aparecerían os océanos (fai 4.000.106 anos).

A orixe da Lúa segue sendo unha incognita: máis nova (100.106 anos

menor), menos densa (3,3 g/cm3 fronte a 5,5 g/cm3). Tres hipóteses:

1.- A Lúa é irmá da Terra, formouse da mesma maneira por acrección

binaria (densidade?)

2.- A Lúa é filla da Terra, deprendeuse

dela debido ó xiro rotacional.

3.- A Lúa foi adoptada pola Terra

(formaríase noutro lugar, difícil de explicar

por que se quedou), formouse por colisión

dun obxecto semellante a Mercurio ou Marte).

ASTRONOMÍA

SOL

A T no núcleo 14-15.000 ºC; na

superficie 7.000 ºC. Presenta un ciclo de

variacións nas manchas solares de 11

anos.

* A 58.106 de km do Sol. Obscilacións T (-180 a 430 ºC).

* Tamaño semellante á Lúa. Densidade semellante á

Terra. Presenta un núcleo máis grande.

* Non hai atmosfera (restos de Na e K gasosos).

* Cráteres de impacto.

* Non presenta actividade xeolóxica recente. Grandes

chairas de orixe volcánico.

* Presenta un campo magnético menor co da Terra.

* Órbita máis excéntrica dos planetas interiores.

Mercurio (sonda Mariner 1o (1.974 )e Messenger, 2.008)

ASTRONOMÍA

* Tamaño, volume e idade semellante á Terra. Xeoloxicamente moi activo.

* Atmosfera: H2SO4, CO2, pouco N2 e mínimas cantidades de H2O . A presión

atmosférica é de 90 atm (=1km profundidade no océano). Gran efecto

invernadoiro (500 ºC). Cráteres de impacto de +3 km diámetro.

* Densidade 2,7 g/cm3. As rochas son de tipo Basalto.

* Hai vulcanismo pero non Tectónica de Placas.

* Período de traslación menor (224,7 días, órbita case circular) co de rotación

(retrógrada (impacto?) 243 días, freada polo Sol).

* Núcleo líquido pero sen campo magnético, debido á súa rotación

extremadamente lenta.

* Dous “continentes”. As máximas elevacións están no Norte

Venus

Proba do heliocentrismo

(Galileo)

Cartografía Venus

ASTRONOMÍA

* Inclinación do eixo 23º (estacións).

* Órbita máis próxima á circular (excepto

Venus e Neptuno).

* Presenta cuberta hidrosférica.

* Sistemas autorreproducibles.

Terra

* Presenta un gran satélite: (planeta dobre?: Baricentro a 1.700 km de

profundidade).

* Rotación cada 24 h, (pero fai 500.106 de anos 21 h.) traslación 365 dias e 6 h.

* Campo magnético moi grande (670 veces máis intenso que Marte, 180 veces

maior que Mercurio,…).

ASTRONOMÍA

* Polo tamaño podería ser o sexto do Sistema Solar (1/3-1/4 da Terra).

* Densidade media de 3,3 g/cm3. Temperaturas extremas 107 ºC a -173ºC

* Período de rotación igual ó de traslación, 28 días.

* Presenta unha codia de 60 km de grosor na cara visible e 100 km na oculta.

* Presenta actividade sísmica non moi clara.

* Sen atmosfera, numerosos cráteres de impacto (astroblemas), “erosión”.

* Anomalías gravimétricas positivas: Mascóns (densidade dos materiais).

* Os Mascóns identificáronse con mares (Maria), provocados por enormes

meteorítos, creando u ascenso de material do manto, formadas por Basalto.

* Eclipses de sol; 400 veces máis pequena pero 400 veces máis próxima a nós.

* Seis alunizaxes (1.969-1.972)

Lúa

* Ten a metade do tamaño da Terra.

* Periódo de rotación de 24 h e 41 minutos e período de traslación de 668 días.

* Atmosfera estreita dun 95 % de CO2 e 5 % (N2 e He). Ten óxidos de Fe en

suspensión (cor vermello). Ventos de máis de 100 km/h

* O Norte formado por grandes chairas (mergulladas?) e o S de cráteres.

* Accidentes: campos de dunas (proximos ós casquetes polares), cráteres de

impacto (hemisferio S), Cuncas de impacto (maior tamaño) Volcáns (10 % do

planeta; Monte Olimpo 24 km), fosas tectónicas (vales delimitados por fallas),

Canles (N, orixe na auga líquida?). Ó ter pouca atmosfera o planeta quentouse, e a auga

evaporaríase, debido ó vulcanismo posterior ou cambios no eixo do planeta, puido aparecer

novamente auga líquida (canles máis recentes), Casquetes polares (cambian coas

estacións)

Marte

* A presenza de auga líquida é controvertida (puido evaporarse ou permanecer

nas capas profundas conxelada) a baixa P atmosférica fai que o xeo se sublime.

* Presenta dous satélites: Fobos (13 km de radio) e Deimos (6,5 km), que non

son quen de estabilizar o eixo do planeta (varía máis de 40º)

* O seu campo magnético e 0,002 o da Terra e presenta inversión magnética.

Marte

ASTRONOMÍA

* Representa o 75 % do V. total dos planetas (1.410 Terras e 318 masas).

Densidade moi baixa: 81 % H2, 18% He, o resto son NH3, CH4,…

podería haber núcleo sólido constituído por silicatos (2 Terras)

* Período de rotación de 10 h, (Achatamento dos polos e bandas de nubes

paralelas ó Ecuador, ventos de +500 km/h). Campo magnético 10

veces ó da Terra

* Gran Mancha vermella (2,5 Terras) de máis de 300 anos antigüidade.

Xúpiter

Comparativa coa Terra

ASTRONOMÍA

* Emite o dobre de enerxía da que recibe do Sol Se tivese 80-100 veces máis

masa podería ser unha estrela(?).

* Posúe un pequeno anel de anacos de rocha e xeo non visibles desde a Terra.

Xúpiter

Io

Europa

Ganímedes

Calixto

Numerosos satélites: Satélites galileanos:

- Io (maior actividade volcánica S.S)

- Europa (cuberto de xeo fisurado).

- Ganímedes (5.256 km, máis grande

que Mercurio e Plutón)

- Calixto (cuberto de cráteres).

Os tres últimos presentan

posiblemente océanos de H2O baixo a

superficie.

ASTRONOMÍA

* Segundo en tamaño (740 veces a Terra). Presenta aneis

formados por partículas de xeo (gradiente granulométrico

mm ata m) a orixe estaría nun satélite que foi destruído polo

campo gravitatorio. Xiran 48.000 km/h

* A atmosfera está formada por H e He en menor proporción

que Xúpiter. A súa densidade é de 0,7 g/cm3.

* +20 satélites: Titán (5.150km,) atmosfera de CH4, emite máis

enerxía da que recibe (contracción); Encélado (océanos de

H2O a pouca profundidade, geiseres,… ).

* Emite máis enerxía da que recibe por procesos de

contracción.

Saturno

Encélado

Titán

ASTRONOMÍA

* Diámetro de 52.200 km (cuarto en tamaño).

* Eixo de rotación inclinado 98º.

* Posúe 27 satélites pero pequenos.

* A súa atmosfera está compostoa por H2, He, NH3, CH4.

Urano

* Moi parecido a Xúpiter.

* Presenta 8 satélites. O máis importante é Tritón

(semellante á Lúa), capturado do cinturón de

Kuiper? Ou de Plutón?) que presenta unha órbita

retrógrada (fugado doutro satélite Plutón).

* Foi descuberto despois de calcular a súa existencia.

Neptuno

* Órbita moi excéntrica e moi inclinada con respecto á eclíptica

* É un planeta anano (obxeto transneptuniano) (metade da Lúa).

* A superficie está formada por CH4 xeado (-210ºC).

* Órbita moi estraña (adianta a Neptuno, satélite evadido de Neptuno?)

* Posúe 5 satélites; o máis importante Caronte (Planeta dobre?)

PlutónASTRONOMÍA

Comparativa

Outros corpos planetarios

1.- Os asteroides:

* Corpo rochoso (entre planeta e meteoroide) que xira ó redor do

Sol nunha órbita interior á de Neptuno.

* Cinto de Asteroides (Planeta vacante entre Marte e Xúpiter).

* Ceres (952 km de diámetro), Quirón (233 km entre Saturno e Urano).

* Rotan cada 5 h.

ASTRONOMÍA

Ceres

2.- Meteoritos:

* Fragmentos rochosos que entran no campo gravitatorio dun planeta.

* Proceden do Cinto de Asteroides, de Marte ou da Lúa tras impactos.

* Se son pequenos transfórmanse en estrelas fugaces.

* Clasifícanse en catro grupos.

- Aerolitos condritos: (86%) presentan unha estruturas

circulares (cóndrulos). Composotos por silicatos (primeiros

planetesimais do Sistema Solar).

- Aerolitos acondritos: (9%) de composición semellante pero

sin cóndrulos. Estes dous grupos son os máis abundantes.

Orixe en planetas ou no Cinto.

- Sideritos: (5%) Formado por Fe e Ni (Núcleo?)

- Siderolitos ou litosideritos (1%) Presentan Fe e Ni e rochas

silicatadas (Manto-núcleo?).

ASTRONOMÍA

3.- Os cometas:

*Desprázanse polo Sistema Solar con órbitas moi excéntricas e con

períodos que van de 3 anos a 200.106 de anos.

* Presentan un diámetro entre 1 e 10 km.

* Orixe na Nube de Oort (10-15.1012 km) ou Cinto de Kuiper (3.1012 km).

* A medida que se achegan ó Sol redúcense de tamaño por sublimación e.

* Composición (“bola de neve sucia” procedente da nebulosa primitiva):

H2O, NH3, CH4, CO2, CO, fragmentos de rochas, materia

orgánica (hidrocarburos, aminoácidos,…).

* Cando a Terra atravesa a órbita dun cometa os fragmentos que vai

deixando, transfórmase en estrelas fugaces.

* Presentan dúas partes: Núcleo e cola.

- Coma ou cabeleira ou núcleo: (gas e po) a medida que se

aproxima ó Sol xérase a cola de millóns de quilómetros en

dirección oposta .

- Cola: (polvo e gas ionizado). Poden ter diferentes tipos de

colas: as de gas sempre en dirección oposta ó Sol, e as de po

que se alinea entre a cola principal e a traxectoria do cometa

(en amarelo). As veces, aparece unha terceira cola composta

por ións de Na.

ASTRONOMÍA

Zonación da Terra-Atmosfera

* A formación da Terra como a do resto dos

planetas formouse por acreción de planetesimais.

* Debido ós choques e a desintegración dos

elementos radioactivos o planeta volveuse incandescente

provocando un gradiente de densidades.

* Os elementos máis lixeiros formaron a

atmosfera primitiva (Protoastmosfera).

* A protoatmosfera estaba formada por CO2, H2O(v), N2, H2, NH3,…

(O2). Estes gases procederían das partículas que chocaron nun principio (os máis

lixeiros escaparían á gravidade), engadiríanse posteriormente os gases

procedentes do interior (vulcanismo) e finalmente aparecería o O2 (autótrofos)

* A atmosfera actual está formada por : 78,08 % de N2, 20,95 % de O2, 0,93

% de Ar (desintegración do K-40), 0,03 % CO2.

ASTRONOMÍA

Atmosfera

* A función da atmosfera:

- Protexer das radiacións solares.

- Protexe da caída de pequenos meteoritos.

- Homoxeniza o clima.

+ Troposfera prodúcense os fenómenos atmosféricos (8 km nos Polos e 16

km no Ecuador) a temperatura diminúe en altura ata -46 ou -80 ºC)(tropopausa).

+ Estratosfera Chega ós 50 km de altura. Non hai movemento de gases

(estratos). Importante a capa de ozono (O3) protexe radiación uv. (Estratopausa)

+ Mesosfera ata os 400 km de altitude; onde volve a baixar a temperatura

ata -100ºC (Límite mesopausa).

+ Termosfera ou ionosfera (reflicten ondas de radio e tv) Ata os 800 km

de altura, supéranse os 1.500ºC. Destrución de pequenos meteoritos.

+ Exosfera zona de tránsito desde a atmosfera ata o espazo onde existe

practicamente o valeiro.

Estrutura da atmosfera

ASTRONOMÍA

Hidrosfera

+ É a capa fluída (auga cometaria e da desgasificación) que recobre a

Terra. Océanos e mares (97,2%), auga conxelada (2,2%) augas subterráneas (0,6

%), lagos e ríos (0,02%) e finalmente na atmosfera (0,001%)

+ A meirande parte é salgada, debido ás partículas en disolución que

levan os ríos + emisións volcánicas do fondo do océano.

+ A composición de auga salgada: 55% Cl, 30,5% Na, 7,5% sulfatos, 3,7%

Mg, 1,2% Ca e 1,1% de K.