Sistema solar

El Sol y los objetos que orbitan alrededor de él

El Sistema Solar ^[d] es el sistema gravitacionalmente unido del Sol y los objetos que orbitan alrededor de él. ^[11] Se formó hace unos 4.600 millones de años cuando una región densa de una nube molecular colapsó, formando el Sol y un disco protoplanetario . El Sol es una estrella típica que mantiene un equilibrio equilibrado mediante la fusión de hidrógeno en helio en su núcleo , liberando esta energía de su fotosfera exterior . Los astrónomos lo clasifican como una estrella de secuencia principal de tipo G.

Los objetos más grandes que orbitan alrededor del Sol son los ocho planetas . En orden desde el Sol, son cuatro planetas terrestres ( Mercurio , Venus , Tierra y Marte ); dos gigantes gaseosos ( Júpiter y Saturno ); y dos gigantes helados ( Urano y Neptuno ). Todos los planetas terrestres tienen superficies sólidas. Inversamente, todos los planetas gigantes no tienen una superficie definida, ya que están compuestos principalmente de gases y líquidos. Más del 99,86% de la masa del Sistema Solar está en el Sol y casi el 90% de la masa restante está en Júpiter y Saturno.

Existe un fuerte consenso entre los astrónomos ^[e] de que el Sistema Solar tiene al menos nueve planetas enanos : Ceres , Orcus , Plutón , Haumea , Quaoar , Makemake , Gonggong , Eris y Sedna . Hay una gran cantidad de cuerpos pequeños del Sistema Solar , como asteroides , cometas , centauros , meteoroides y nubes de polvo interplanetarias . Algunos de estos cuerpos se encuentran en el cinturón de asteroides (entre la órbita de Marte y Júpiter) y el cinturón de Kuiper (justo fuera de la órbita de Neptuno). ^[f] Seis planetas, siete planetas enanos y otros cuerpos tienen satélites naturales en órbita , que comúnmente se denominan "lunas".

El Sistema Solar está constantemente inundado por las partículas cargadas del Sol , el viento solar , que forman la heliosfera . A unas 75-90 unidades astronómicas del Sol, ^[g] el viento solar se detiene, lo que da lugar a la heliopausa . Este es el límite del Sistema Solar con el espacio interestelar . La región más exterior del Sistema Solar es la nube de Oort , la fuente de los cometas de largo período , que se extiende hasta un radio de2.000–200.000 UA . La estrella más cercana al Sistema Solar, Próxima Centauri , se encuentra a 4,25 años luz (269.000 UA). Ambas estrellas pertenecen a la Vía Láctea .

Formación y evolución

Pasado

Diagrama del disco protoplanetario del Sistema Solar primitivo , a partir del cual se formaron la Tierra y otros cuerpos del Sistema Solar.

El Sistema Solar se formó hace al menos 4.568 millones de años a partir del colapso gravitacional de una región dentro de una gran nube molecular . ^[b] Esta nube inicial probablemente tenía varios años luz de diámetro y probablemente dio origen a varias estrellas. ^[14] Como es típico de las nubes moleculares, esta consistía principalmente de hidrógeno, con algo de helio y pequeñas cantidades de elementos más pesados ​​fusionados por generaciones anteriores de estrellas. ^[15]

A medida que la nebulosa presolar ^[15] colapsó, la conservación del momento angular hizo que girara más rápido. El centro, donde se acumulaba la mayor parte de la masa, se volvió cada vez más caliente que los alrededores. ^[14] A medida que la nebulosa que se contraía giraba más rápido, comenzó a aplanarse hasta convertirse en un disco protoplanetario con un diámetro de aproximadamente200 UA ^{[14] [16] y una} protoestrella densa y caliente en el centro. ^{[17] [18]} Los planetas se formaron por acreción a partir de este disco, ^[19] en el que el polvo y el gas se atrajeron gravitacionalmente entre sí, fusionándose para formar cuerpos cada vez más grandes. Cientos de protoplanetas pueden haber existido en el Sistema Solar primitivo, pero se fusionaron o fueron destruidos o expulsados, dejando los planetas, planetas enanos y cuerpos menores restantes . ^{[20] [21]}

Debido a sus puntos de ebullición más elevados, solo los metales y los silicatos podían existir en forma sólida en el cálido interior del Sistema Solar cerca del Sol (dentro de la línea de congelación ). Con el tiempo formarían los planetas rocosos de Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Debido a que estos materiales refractarios solo comprendían una pequeña fracción de la nebulosa solar, los planetas terrestres no podían crecer mucho. ^[20]

Los planetas gigantes (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) se formaron más lejos, más allá de la línea de congelación, el punto entre las órbitas de Marte y Júpiter donde el material es lo suficientemente frío como para que los compuestos helados volátiles permanezcan sólidos. Los hielos que formaron estos planetas eran más abundantes que los metales y silicatos que formaron los planetas interiores terrestres, lo que les permitió crecer lo suficientemente masivos como para capturar grandes atmósferas de hidrógeno y helio, los elementos más ligeros y abundantes. ^[20] Los restos que nunca se convirtieron en planetas se congregaron en regiones como el cinturón de asteroides, el cinturón de Kuiper y la nube de Oort. ^[20]

En el transcurso de 50 millones de años, la presión y la densidad del hidrógeno en el centro de la protoestrella se volvieron lo suficientemente grandes como para que comenzara la fusión termonuclear . ^[22] A medida que el helio se acumula en su núcleo, el Sol se vuelve más brillante; ^[23] al principio de su vida en la secuencia principal, su brillo era el 70% del que es hoy. ^[24] La temperatura, la velocidad de reacción , la presión y la densidad aumentaron hasta que se alcanzó el equilibrio hidrostático : la presión térmica contrarrestó la fuerza de la gravedad. En este punto, el Sol se convirtió en una estrella de la secuencia principal . ^[25] El viento solar del Sol creó la heliosfera y arrastró el gas y el polvo restantes del disco protoplanetario hacia el espacio interestelar. ^[23]

Tras la disipación del disco protoplanetario , el modelo de Nice propone que los encuentros gravitacionales entre planetoides y gigantes gaseosos hicieron que cada uno migrara a órbitas diferentes. Esto provocó una inestabilidad dinámica de todo el sistema, que dispersó a los planetoides y, en última instancia, colocó a los gigantes gaseosos en sus posiciones actuales. Durante este período, la hipótesis de la gran viraje sugiere que una migración final hacia el interior de Júpiter dispersó gran parte del cinturón de asteroides, lo que provocó el Bombardeo Pesado Tardío de los planetas interiores. ^{[26] [27]}

Presente y futuro

El Sistema Solar se mantiene en un estado relativamente estable, de lenta evolución, siguiendo órbitas aisladas y gravitacionalmente ligadas alrededor del Sol . ^[28] Aunque el Sistema Solar ha sido bastante estable durante miles de millones de años, técnicamente es caótico y puede acabar desbaratado . Existe una pequeña posibilidad de que otra estrella pase por el Sistema Solar en los próximos miles de millones de años. Aunque esto podría desestabilizar el sistema y, en última instancia, provocar millones de años después la expulsión de planetas, colisiones de planetas o planetas que chocaran con el Sol, lo más probable es que dejara al Sistema Solar prácticamente como está hoy. ^[29]

El Sol actual comparado con su tamaño máximo en la fase de gigante roja

La fase de secuencia principal del Sol, de principio a fin, durará unos 10 mil millones de años para el Sol, en comparación con los aproximadamente dos mil millones de años de todas las demás fases posteriores de la vida prerremanente del Sol combinadas. [ ^30] El Sistema Solar permanecerá aproximadamente como se lo conoce hoy hasta que el hidrógeno en el núcleo del Sol se haya convertido completamente en helio, lo que ocurrirá aproximadamente dentro de 5 mil millones de años. Esto marcará el final de la vida de secuencia principal del Sol. En ese momento, el núcleo del Sol se contraerá con la fusión de hidrógeno que ocurre a lo largo de una capa que rodea el helio inerte, y la producción de energía será mayor que en la actualidad. Las capas externas del Sol se expandirán a aproximadamente 260 veces su diámetro actual, y el Sol se convertirá en un gigante rojo . Debido a su mayor área de superficie, la superficie del Sol será más fría (2600 K (4220 °F) en su punto más frío) que en la secuencia principal. ^[30]

Se espera que la expansión del Sol vaporice a Mercurio y Venus, y haga que la Tierra y Marte sean inhabitables (posiblemente destruyendo también la Tierra). ^{[31] [32]} Finalmente, el núcleo estará lo suficientemente caliente para la fusión de helio; el Sol quemará helio durante una fracción del tiempo que quemó hidrógeno en el núcleo. El Sol no es lo suficientemente masivo como para comenzar la fusión de elementos más pesados, y las reacciones nucleares en el núcleo disminuirán. Sus capas externas serán expulsadas al espacio, dejando atrás una enana blanca densa , la mitad de la masa original del Sol, pero solo del tamaño de la Tierra. ^[30] Las capas externas expulsadas pueden formar una nebulosa planetaria , devolviendo parte del material que formó el Sol, pero ahora enriquecido con elementos más pesados ​​​​como el carbono, al medio interestelar . ^{[33] [34]}

Características generales

Los astrónomos a veces dividen la estructura del Sistema Solar en regiones separadas. El Sistema Solar interior incluye a Mercurio, Venus, la Tierra, Marte y los cuerpos del cinturón de asteroides . El Sistema Solar exterior incluye a Júpiter, Saturno, Urano, Neptuno y los cuerpos del cinturón de Kuiper . ^[35] Desde el descubrimiento del cinturón de Kuiper, las partes más externas del Sistema Solar se consideran una región distinta que consiste en los objetos más allá de Neptuno . ^[36]

Composición

El componente principal del Sistema Solar es el Sol, una estrella de secuencia principal de tipo G que contiene el 99,86% de la masa conocida del sistema y lo domina gravitacionalmente. ^[37] Los cuatro cuerpos más grandes que orbitan alrededor del Sol, los planetas gigantes, representan el 99% de la masa restante, y Júpiter y Saturno juntos comprenden más del 90%. Los objetos restantes del Sistema Solar (incluidos los cuatro planetas terrestres, los planetas enanos, las lunas, los asteroides y los cometas) juntos comprenden menos del 0,002% de la masa total del Sistema Solar. ^[h]

El Sol está compuesto aproximadamente en un 98% de hidrógeno y helio, ^[41] al igual que Júpiter y Saturno. ^{[42] [43]} Existe un gradiente de composición en el Sistema Solar, creado por el calor y la presión de la luz del Sol primitivo; los objetos más cercanos al Sol, que se ven más afectados por el calor y la presión de la luz, están compuestos de elementos con puntos de fusión altos. Los objetos más alejados del Sol están compuestos en gran parte de materiales con puntos de fusión más bajos. ^[44] El límite en el Sistema Solar más allá del cual esas sustancias volátiles podrían fusionarse se conoce como la línea de congelación , y se encuentra aproximadamente a cinco veces la distancia de la Tierra al Sol. ^[5]

Órbitas

Animaciones de los planetas interiores del Sistema Solar en órbita. Cada cuadro representa dos días de movimiento.

Animaciones de los planetas exteriores del Sistema Solar en órbita. Esta animación es 100 veces más rápida que la animación de los planetas interiores.

Los planetas y otros objetos grandes en órbita alrededor del Sol se encuentran cerca del plano de la órbita de la Tierra, conocido como eclíptica . Los objetos helados más pequeños, como los cometas, con frecuencia orbitan en ángulos significativamente mayores con respecto a este plano. ^{[45] [46]} La mayoría de los planetas del Sistema Solar tienen sus propios sistemas secundarios, orbitados por satélites naturales llamados lunas. Todos los satélites naturales más grandes están en rotación sincrónica , con una cara permanentemente girada hacia su progenitor. Los cuatro planetas gigantes tienen anillos planetarios, discos delgados de partículas diminutas que los orbitan al unísono. ^[47]

Como resultado de la formación del Sistema Solar , los planetas y la mayoría de los demás objetos orbitan alrededor del Sol en la misma dirección en la que gira el Sol. Es decir, en sentido contrario a las agujas del reloj, visto desde arriba del polo norte de la Tierra. ^[48] Hay excepciones, como el cometa Halley . ^[49] La mayoría de las lunas más grandes orbitan sus planetas en dirección prograda , coincidiendo con la dirección de rotación planetaria; Tritón, la luna de Neptuno , es la más grande que orbita en sentido opuesto, retrógrado. ^[50] La mayoría de los objetos más grandes giran alrededor de sus propios ejes en dirección prograda en relación con su órbita, aunque la rotación de Venus es retrógrada. ^[51]

En una buena primera aproximación, las leyes de Kepler del movimiento planetario describen las órbitas de los objetos alrededor del Sol. ^{[52] : 433–437} Estas leyes estipulan que cada objeto viaja a lo largo de una elipse con el Sol en un foco , lo que hace que la distancia del cuerpo al Sol varíe a lo largo de su año. El acercamiento más cercano de un cuerpo al Sol se llama perihelio , mientras que su punto más distante del Sol se llama afelio . ^{[53] : 9-6} Con la excepción de Mercurio, las órbitas de los planetas son casi circulares, pero muchos cometas, asteroides y objetos del cinturón de Kuiper siguen órbitas altamente elípticas. Las leyes de Kepler solo dan cuenta de la influencia de la gravedad del Sol sobre un cuerpo en órbita, no de las atracciones gravitacionales de diferentes cuerpos entre sí. A escala de tiempo humana, estas perturbaciones pueden explicarse mediante modelos numéricos , ^{[53] : 9-6} pero el sistema planetario puede cambiar caóticamente a lo largo de miles de millones de años. ^[54]

El momento angular del Sistema Solar es una medida de la cantidad total de momento orbital y rotacional que poseen todos sus componentes móviles. ^[55] Aunque el Sol domina el sistema por masa, representa solo alrededor del 2% del momento angular. ^{[56] [57]} Los planetas, dominados por Júpiter, representan la mayor parte del resto del momento angular debido a la combinación de su masa, órbita y distancia del Sol, con una posible contribución significativa de los cometas. ^[56]

Distancias y escalas

Diagrama a escala de la distancia entre planetas, con la barra blanca que muestra las variaciones orbitales. El tamaño de los planetas no está a escala.

El radio del Sol es de 0,0047 UA (700.000 km; 400.000 mi). ^[58] Por lo tanto, el Sol ocupa el 0,00001% (1 parte en 10 ⁷ ) del volumen de una esfera con un radio del tamaño de la órbita de la Tierra, mientras que el volumen de la Tierra es aproximadamente una millonésima (10 ⁻⁶ ) del del Sol. Júpiter, el planeta más grande, es5,2 UA del Sol y tiene un radio de 71.000 km (0,00047 UA; 44.000 mi), mientras que el planeta más distante, Neptuno, estáA 30 UA del Sol. ^{[43] [59]}

Con algunas excepciones, cuanto más lejos está un planeta o cinturón del Sol, mayor es la distancia entre su órbita y la órbita del siguiente objeto más cercano al Sol. Por ejemplo, Venus está aproximadamente 0,33 UA más lejos del Sol que Mercurio, mientras que Saturno está a 4,3 UA de Júpiter y Neptuno se encuentra a 10,5 UA de Urano. Se han hecho intentos para determinar una relación entre estas distancias orbitales, como la ley de Titius-Bode ^[60] y el modelo de Johannes Kepler basado en los sólidos platónicos ^[61] , pero los descubrimientos en curso han invalidado estas hipótesis. ^[62]

Algunos modelos del Sistema Solar intentan transmitir las escalas relativas involucradas en el Sistema Solar en términos humanos. Algunos son de pequeña escala (y pueden ser mecánicos, llamados orreries ), mientras que otros se extienden a través de ciudades o áreas regionales. ^[63] El modelo a escala más grande de este tipo, el Sistema Solar de Suecia , utiliza el Avicii Arena de 110 metros (361 pies) en Estocolmo como su Sol sustituto y, siguiendo la escala, Júpiter es una esfera de 7,5 metros (25 pies) en el Aeropuerto Arlanda de Estocolmo , a 40 km (25 mi) de distancia, mientras que el objeto actual más lejano, Sedna , es una esfera de 10 cm (4 in) en Luleå , a 912 km (567 mi) de distancia. ^{[64] [65]} A esa escala, la distancia a Próxima Centauri sería aproximadamente 8 veces mayor que la distancia entre la Luna y la Tierra.

Si la distancia Sol-Neptuno se escala a 100 metros (330 pies), entonces el Sol tendría unos 3 cm (1,2 pulgadas) de diámetro (aproximadamente dos tercios del diámetro de una pelota de golf), los planetas gigantes serían todos más pequeños que unos 3 mm (0,12 pulgadas), y el diámetro de la Tierra junto con el de los otros planetas terrestres sería más pequeño que una pulga (0,3 mm o 0,012 pulgadas) a esta escala. ^[66]

Habitabilidad

Además de la energía solar, la característica principal del Sistema Solar que permite la presencia de vida es la heliosfera y los campos magnéticos planetarios (en aquellos planetas que los tienen). Estos campos magnéticos protegen parcialmente al Sistema Solar de partículas interestelares de alta energía llamadas rayos cósmicos . La densidad de los rayos cósmicos en el medio interestelar y la fuerza del campo magnético del Sol cambian en escalas de tiempo muy largas, por lo que el nivel de penetración de los rayos cósmicos en el Sistema Solar varía, aunque se desconoce en qué medida. ^[67]

La zona de habitabilidad del Sistema Solar se ubica convencionalmente en el Sistema Solar interior, donde las temperaturas superficiales o atmosféricas planetarias admiten la posibilidad de agua líquida . ^[68] La habitabilidad podría ser posible en los océanos subterráneos de varias lunas del Sistema Solar exterior. ^[69]

Comparación con sistemas extrasolares

Comparación de las zonas habitables para diferentes temperaturas estelares, con una muestra de exoplanetas conocidos más la Tierra, Marte y Venus

Comparado con muchos sistemas extrasolares, el Sistema Solar destaca por carecer de planetas interiores a la órbita de Mercurio. ^{[70] [71]} El Sistema Solar conocido carece de supertierras , planetas entre una y diez veces más masivos que la Tierra, ^[70] aunque el hipotético Planeta Nueve , si existe, podría ser una supertierra orbitando en el borde del Sistema Solar. ^[72]

En raras ocasiones, solo tiene pequeños gigantes terrestres y grandes gigantes gaseosos; en otros lugares son típicos los planetas de tamaño intermedio, tanto rocosos como gaseosos, por lo que no hay una "brecha" como la que se ve entre el tamaño de la Tierra y el de Neptuno (con un radio 3,8 veces mayor). Como muchas de estas supertierras están más cerca de sus respectivas estrellas que Mercurio del Sol, ha surgido la hipótesis de que todos los sistemas planetarios comienzan con muchos planetas cercanos y que, por lo general, una secuencia de sus colisiones causa la consolidación de la masa en unos pocos planetas más grandes, pero en el caso del Sistema Solar, las colisiones causaron su destrucción y expulsión. ^{[70] [73]}

Las órbitas de los planetas del Sistema Solar son casi circulares. En comparación con muchos otros sistemas, tienen una excentricidad orbital menor . ^[70] Aunque hay intentos de explicarlo en parte con un sesgo en el método de detección de velocidad radial y en parte con interacciones prolongadas de un número bastante alto de planetas, las causas exactas siguen sin determinarse. ^{[70] [74]}

Sol

El sol en color blanco puro

El Sol es la estrella del Sistema Solar y, con diferencia, su componente más masivo. Su gran masa (332.900 masas terrestres ), ^[75] que comprende el 99,86% de toda la masa del Sistema Solar, ^[76] produce temperaturas y densidades en su núcleo lo suficientemente altas como para sostener la fusión nuclear de hidrógeno en helio. ^[77] Esto libera una enorme cantidad de energía , principalmente irradiada al espacio como radiación electromagnética que alcanza su pico en luz visible . ^{[78] [79]}

Debido a que el Sol fusiona hidrógeno en su núcleo, es una estrella de secuencia principal. Más específicamente, es una estrella de secuencia principal de tipo G2 , donde la designación de tipo se refiere a su temperatura efectiva . Las estrellas de secuencia principal más calientes son más luminosas pero de vida más corta. La temperatura del Sol es intermedia entre la de las estrellas más calientes y la de las estrellas más frías. Las estrellas más brillantes y más calientes que el Sol son raras, mientras que las estrellas sustancialmente más tenues y frías, conocidas como enanas rojas , constituyen aproximadamente el 75% de las estrellas fusoras en la Vía Láctea . ^[80]

El Sol es una estrella de población I , formada en los brazos espirales de la Vía Láctea. Tiene una mayor abundancia de elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio (" metales " en el lenguaje astronómico) que las estrellas más antiguas de población II en el bulbo y el halo galácticos . ^[81] Los elementos más pesados ​​que el hidrógeno y el helio se formaron en los núcleos de estrellas antiguas y en explosión, por lo que la primera generación de estrellas tuvo que morir antes de que el universo pudiera enriquecerse con estos átomos. Las estrellas más antiguas contienen pocos metales, mientras que las estrellas nacidas más tarde tienen más. Se cree que esta mayor metalicidad fue crucial para el desarrollo del sistema planetario del Sol porque los planetas se formaron a partir de la acreción de "metales". ^[82]

La región del espacio dominada por la magnetosfera solar es la heliosfera , que abarca gran parte del Sistema Solar. Junto con la luz , el Sol irradia una corriente continua de partículas cargadas (un plasma ) llamada viento solar . Esta corriente se propaga hacia el exterior a velocidades de 900.000 kilómetros por hora (560.000 mph) a 2.880.000 kilómetros por hora (1.790.000 mph), ^[83] llenando el vacío entre los cuerpos del Sistema Solar. El resultado es una atmósfera delgada y polvorienta, llamada medio interplanetario , que se extiende al menos100 UA . ^[84]

La actividad en la superficie del Sol, como las erupciones solares y las eyecciones de masa coronal , perturba la heliosfera, creando clima espacial y causando tormentas geomagnéticas . ^[85] Las eyecciones de masa coronal y eventos similares expulsan un campo magnético y enormes cantidades de material de la superficie del Sol. La interacción de este campo magnético y material con el campo magnético de la Tierra canaliza partículas cargadas hacia la atmósfera superior de la Tierra, donde sus interacciones crean auroras que se ven cerca de los polos magnéticos . ^[86] La estructura estable más grande dentro de la heliosfera es la capa de corriente heliosférica , una forma espiral creada por las acciones del campo magnético giratorio del Sol sobre el medio interplanetario. ^{[87] [88]}

Sistema solar interior

El Sistema Solar interior es la región que comprende los planetas terrestres y los asteroides . ^[89] Compuestos principalmente por silicatos y metales, ^[90] los objetos del Sistema Solar interior están relativamente cerca del Sol; el radio de toda esta región es menor que la distancia entre las órbitas de Júpiter y Saturno. Esta región se encuentra dentro de la línea de escarcha , que es un poco menos deA 5 UA del Sol. ^[45]

Planetas interiores

Los cuatro planetas terrestres: Mercurio , Venus , Tierra y Marte.

Los cuatro planetas terrestres o interiores tienen composiciones rocosas densas, pocas o ninguna luna y ningún sistema de anillos . Están compuestos en gran parte de minerales refractarios como los silicatos —que forman sus cortezas y mantos— y metales como el hierro y el níquel que forman sus núcleos . Tres de los cuatro planetas interiores (Venus, la Tierra y Marte) tienen atmósferas lo suficientemente sustanciales como para generar clima; todos tienen cráteres de impacto y características tectónicas en la superficie, como valles de rift y volcanes. ^[91]

• Mercurio (0,31–0,59 UA del Sol)^{[D 6]}es el planeta más pequeño del Sistema Solar. Su superficie es grisácea, con unsistemade rupesfallas de empujesistemas de rayosbrillantesformados porrestos de eventos de impacto.^[92]La superficie tiene una temperatura muy variable, con lasecuatorialesque van desde -170 °C (-270 °F) por la noche hasta 420 °C (790 °F) durante la luz solar. En el pasado, Mercurio fue volcánicamente activo, produciendobasálticassimilares a la Luna.^[93]Es probable que Mercurio tenga una corteza de silicato y un gran núcleo de hierro.^[94][95]Mercurio tiene una atmósfera muy tenue, que consiste ende viento solary átomos expulsados.^[96]Mercurio no tiene satélites naturales.^[97]
• Venus (0,72-0,73 UA)^{[D 6]}tiene una atmósfera reflectante y blanquecina que se compone principalmente dedióxido de carbono. En la superficie, la presión atmosférica es noventa veces más densa que en el nivel del mar de la Tierra.^[98]Venus tiene una temperatura superficial de más de 400 °C (752 °F), principalmente debido a la cantidad degases de efecto invernaderoen la atmósfera.^[99]El planeta carece de un campo magnético protector para protegerse contrael desprendimientopor el viento solar, lo que sugiere que su atmósfera se sustenta por la actividad volcánica.^[100]tectónica de tapaestancada.^[101]Venus no tiene satélites naturales.^[97]
• La Tierra (0,98–1,02 UA)^{[D 6]}es el único lugar del universo dondese sabe que existevidayagua líquida superficial^[102]La atmósfera de la Tierra contiene un 78 %de nitrógenoy un 21 %de oxígeno, lo que es el resultado de la presencia de vida.^[103][104]El planeta tiene unsistemaclimáticoymeteorológicolas regiones climáticas.^[105]La superficie sólida de la Tierra está dominada porvegetación,desiertoscapas de hieloblancas.^{[106][107][108]}La superficie de la Tierra está formada porla tectónica de placasque formó las masas continentales.^[93]La magnetosferaplanetaria de la Tierraprotege la superficie de la radiación, lo que limitael despojo atmosféricoy mantiene la habitabilidad de la vida.^[109]
  • La Luna es el único satélite natural de la Tierra. ^[110] Su diámetro es una cuarta parte del tamaño del de la Tierra. ^[111] Su superficie está cubierta de regolito muy fino y dominada por cráteres de impacto . ^{[112] [113]} Grandes manchas oscuras en la Luna, mares , se formaron a partir de la actividad volcánica pasada. ^[114] La atmósfera de la Luna es extremadamente delgada, y consiste en un vacío parcial con densidades de partículas de menos de 10 ⁷ por cm ⁻³ . ^[115]
• Marte (1,38–1,67 UA)^{[D 6]}tiene un radio de aproximadamente la mitad del de la Tierra.^[116]La mayor parte del planeta es rojo debido alóxido de hierroen el suelo marciano,^[117]y las regiones polares están cubiertas decapas de hielo blancashechas de agua ydióxido de carbono.^[118]Marte tiene una atmósfera compuesta principalmente de dióxido de carbono, con una presión superficial del 0,6% de la de la Tierra, que es suficiente para soportar algunos fenómenos meteorológicos.^[119]Durante el año marciano (687 días terrestres), hay grandes oscilaciones de temperatura superficial en la superficie entre −78,5 °C (−109,3 °F) a 5,7 °C (42,3 °F). La superficie está salpicada de volcanes yvalles de rift, y tiene una rica colección deminerales.^[120][121]Marte tiene una estructura interna altamentediferenciaday perdió su magnetosfera hace 4 mil millones de años.^[122][123] Marte tiene dos lunas diminutas:^[124]
  • Fobos es la luna interior de Marte. Es un objeto pequeño de forma irregular con un radio medio de 11 km (7 mi). Su superficie es muy poco reflectante y está dominada por cráteres de impacto. ^{[D 7] [125]} En particular, la superficie de Fobos tiene un cráter de impacto Stickney muy grande que tiene aproximadamente 4,5 km (2,8 mi) de radio. ^[126]
  • Deimos es la luna exterior de Marte. Al igual que Fobos, tiene una forma irregular, con un radio medio de 6 km (4 mi) y su superficie refleja poca luz. ^{[D 8] [D 9]} Sin embargo, la superficie de Deimos es notablemente más lisa que la de Fobos porque el regolito cubre parcialmente los cráteres de impacto. ^[127]

Asteroides

Vista general del Sistema Solar interior hasta la órbita de Júpiter

Los asteroides, con excepción del más grande, Ceres, se clasifican como cuerpos pequeños del Sistema Solar y están compuestos principalmente de minerales rocosos y metálicos carbonáceos y refractarios, con algo de hielo. ^{[128] [129]} Su tamaño varía desde unos pocos metros hasta cientos de kilómetros.Muchos asteroides se dividen en grupos y familias de asteroides según sus características orbitales. Algunos asteroides tienen satélites naturales que orbitan alrededor de ellos , es decir, asteroides que orbitan asteroides más grandes. ^[130]

• Los asteroides que cruzan Mercurio son aquellos con perihelio dentro de la órbita de Mercurio. Se conocen al menos 362 hasta la fecha, e incluyen los objetos más cercanos al Sol conocidos en el Sistema Solar. ^[131] No se han descubierto vulcanoides , asteroides entre la órbita de Mercurio y el Sol. ^{[132] [133]} Hasta 2024, se ha descubierto un asteroide que orbita completamente dentro de la órbita de Venus, 594913 ꞌAylóꞌchaxnim . ^[134]
• Los asteroides que cruzan Venus son aquellos que cruzan la órbita de Venus. En 2015 había 2.809. ^[135]
• Los asteroides cercanos a la Tierra tienen órbitas que se acercan relativamente a la órbita de la Tierra, ^[136] y algunos de ellos son objetos potencialmente peligrosos porque podrían colisionar con la Tierra en el futuro. ^{[137] [138]}
• Los asteroides que cruzan Marte son aquellos con perhihelias superiores a 1,3 UA que cruzan la órbita de Marte. ^[139] En 2024, la NASA enumera 26.182 asteroides confirmados que cruzan Marte, ^[135]

Cinturón de asteroides

El cinturón de asteroides ocupa una región con forma de toro entre 2,3 y3,3 UA del Sol, que se encuentra entre las órbitas de Marte y Júpiter. Se cree que son restos de la formación del Sistema Solar que no lograron unirse debido a la interferencia gravitatoria de Júpiter. ^[140] El cinturón de asteroides contiene decenas de miles, posiblemente millones, de objetos de más de un kilómetro de diámetro. ^[141] A pesar de esto, es poco probable que la masa total del cinturón de asteroides sea más de una milésima parte de la de la Tierra. ^[40] El cinturón de asteroides está muy escasamente poblado; las naves espaciales pasan rutinariamente por él sin incidentes. ^[142]

Los cuatro asteroides más grandes: Ceres , Vesta , Palas e Higía . Solo Ceres y Vesta han sido visitados por una sonda espacial y, por lo tanto, se dispone de una imagen detallada.

A continuación se describen los tres cuerpos más grandes del cinturón de asteroides. Todos ellos se consideran protoplanetas relativamente intactos , una etapa precursora antes de convertirse en un planeta completamente formado (véase Lista de asteroides excepcionales ): ^{[143] [144] [145]}

• Ceres (2,55–2,98 UA) es el único planeta enano del cinturón de asteroides.^[146]Es el objeto más grande del cinturón, con un diámetro de 940 km (580 mi).^[147]Su superficie contiene una mezcla decarbono,^[148]agua congelada ymineraleshidratados^[149]Hay signos deactividadcriovolcánicavolátilcomo el agua es expulsado a la superficie, como se ve enlos puntos brillantes de la superficie.^[150]Ceres tiene una atmósfera de vapor de agua muy delgada, pero prácticamente hablando es indistinguible del vacío.^[151]
• Vesta (2,13–3,41 UA) es el segundo objeto más grande del cinturón de asteroides.^[152]Sus fragmentos sobreviven como lafamilia de asteroides Vesta^[153]y numerososmeteoritos HEDencontrados en la Tierra.^[154]La superficie de Vesta, dominada porbasálticoymetamórfico, tiene una composición más densa que la de Ceres.^[155]Su superficie está marcada por dos cráteres gigantes:RheasilviayVeneneia.^[156]
• Pallas (2,15–2,57 UA) es el tercer objeto más grande del cinturón de asteroides. ^[152] Tiene su propia familia de asteroides Pallas . ^[153] No se sabe mucho sobre Pallas porque nunca ha sido visitado por una nave espacial, ^[157] aunque se predice que su superficie está compuesta de silicatos. ^[158]

Los asteroides Hilda están en resonancia 3:2 con Júpiter; es decir, giran alrededor del Sol tres veces por cada dos órbitas jovianas. ^[159] Se encuentran en tres cúmulos vinculados entre Júpiter y el cinturón principal de asteroides.

Los troyanos son cuerpos ubicados dentro de los puntos de Lagrange gravitacionalmente estables de otro cuerpo : L 4 , 60° por delante en su órbita, o L 5 , 60° por detrás en su órbita. ^[160] Se sabe que todos los planetas, excepto Mercurio y Saturno, poseen al menos un troyano. ^{[161] [162] [163]} La población de troyanos de Júpiter es aproximadamente igual a la del cinturón de asteroides. ^[164] Después de Júpiter, Neptuno posee la mayor cantidad de troyanos confirmados, con 28. ^[165]

Sistema solar exterior

La región exterior del Sistema Solar alberga los planetas gigantes y sus grandes lunas. Los centauros y muchos cometas de período corto orbitan en esta región. Debido a su mayor distancia del Sol, los objetos sólidos del Sistema Solar exterior contienen una mayor proporción de sustancias volátiles, como agua, amoníaco y metano, que los del Sistema Solar interior, porque las temperaturas más bajas permiten que estos compuestos permanezcan sólidos, sin tasas significativas de sublimación . ^[20]

Planetas exteriores

Los planetas exteriores Júpiter , Saturno , Urano y Neptuno , comparados con los planetas interiores Tierra, Venus, Marte y Mercurio en la parte inferior derecha.

Los cuatro planetas exteriores, llamados planetas gigantes o planetas joviales, constituyen colectivamente el 99% de la masa conocida que orbita el Sol. ^[h] Los cuatro planetas gigantes tienen múltiples lunas y un sistema de anillos, aunque solo los anillos de Saturno se observan fácilmente desde la Tierra. ^[91] Júpiter y Saturno están compuestos principalmente de gases con puntos de fusión extremadamente bajos, como hidrógeno, helio y neón , ^[166] de ahí su designación como gigantes gaseosos . ^[167] Urano y Neptuno son gigantes de hielo , ^[168] lo que significa que están compuestos significativamente de 'hielo' en el sentido astronómico , como en compuestos químicos con puntos de fusión de hasta unos pocos cientos de kelvin ^[166] como agua, metano, amoníaco, sulfuro de hidrógeno y dióxido de carbono . ^[169] Las sustancias heladas comprenden la mayoría de los satélites de los planetas gigantes y pequeños objetos que se encuentran más allá de la órbita de Neptuno. ^{[169] [170]}

• Júpiter (4,95–5,46 UA)^{[D 6]}es el planeta más grande y masivo del Sistema Solar. En la superficie, hay bandas de nubes de color naranja-marrón y blanco que se mueven a través de los principios dela circulación atmosférica, con tormentas gigantes arremolinándose en la superficie, como laGran Mancha Rojay varios "óvalos" blancos.Júpiter posee una magnetosfera muy fuerte, suficiente para redirigirla radiación ionizantey causaraurorasen sus polos.^[171]A partir de 2024, Júpiter tiene95 satélites confirmados, que se pueden clasificar aproximadamente en tres grupos:
  • El grupo Amaltea, formado por Metis , Adrastea , Amaltea y Tebe . Orbitan sustancialmente más cerca de Júpiter que otros satélites. ^[172] Los materiales de estos satélites naturales son la fuente del débil anillo de Júpiter. ^[173]
  • Las lunas galileanas , que consisten en Ganimedes , Calisto , Ío y Europa , son las lunas más grandes de Júpiter y presentan propiedades planetarias. ^[174]
  • Satélites irregulares, que consisten en satélites naturales sustancialmente más pequeños. Tienen órbitas más distantes que los objetos enumerados anteriormente. ^[175]
• Saturno (9,08–10,12 UA)^{[D 6]}tiene unsistema de anillosque orbita alrededor de su ecuador, que está compuesto de pequeñas partículas de hielo y roca. Al igual que Júpiter, está compuesto principalmente de hidrógeno y helio.^[176]En sus polos norte y sur, Saturno tiene peculiarestormentas con forma de hexágonomás grandes que el diámetro de la Tierra.Saturno tiene una magnetosferacapaz de producir auroras débiles. A partir de 2024, Saturno tiene146 satélites confirmados, agrupados de la siguiente manera:
  • Lunas pequeñas y pastores de anillos , que orbitan dentro o cerca de los anillos de Saturno. Una luna pequeña solo puede limpiar parcialmente el polvo en su órbita, ^[177] mientras que los pastores de anillos pueden limpiar completamente el polvo, formando huecos visibles en los anillos. ^[178]
  • Grandes satélites interiores, que consisten en Mimas , Encélado , Tetis y Dione . Todos estos satélites orbitan dentro del anillo E de Saturno . Todos están compuestos principalmente de hielo de agua y se cree que tienen una estructura interna diferenciada. ^[179]
  • Lunas troyanas, formadas por Calipso y Telesto (troyanos de Tetis), y Helena y Pólux (troyanos de Dione). Estas pequeñas lunas comparten sus órbitas con Tetis y Dione, adelantándose o rezagándose unas a otras. ^{[180] [181]}
  • Grandes satélites exteriores, formados por Rea , Titán , Hiperión y Jápeto . ^[179] En particular, Titán es el único satélite del Sistema Solar que tiene una atmósfera sustancial. ^[182]
  • Satélites irregulares, que consisten en satélites naturales sustancialmente más pequeños. Tienen órbitas más distantes que los objetos enumerados anteriormente. Febe es el satélite irregular más grande de Saturno. ^[183]
• Urano (18,3–20,1 UA),^{[D 6]}único entre los planetas, orbita alrededor del Sol de lado ya que suinclinación axiales >90°. Esto le da al planeta una variación estacional extrema ya que cada polo apunta hacia y luego lejos del Sol.^[184]colorcianapagadomuchos misterios sobre sus fenómenos climáticos, como sucalor internoy la formación errática de nubes. A partir de 2024, Urano tiene28 satélites confirmados, que se dividen en tres grupos:
  • Satélites interiores, que orbitan dentro del sistema de anillos de Urano. ^[185] Están muy cerca unos de otros, lo que sugiere que sus órbitas son caóticas . ^[186]
  • Grandes satélites, que consisten en Titania , Oberón , Umbriel , Ariel y Miranda . ^[187] La ​​mayoría de ellos tienen cantidades aproximadamente iguales de roca y hielo, excepto Miranda, que está compuesta principalmente de hielo. ^[188]
  • Satélites irregulares, que tienen órbitas más distantes y excéntricas que los objetos enumerados anteriormente. ^[189]
• Neptuno (29,9–30,5 UA)^{[D 6]}es el planeta más lejano conocido del Sistema Solar. Su atmósfera exterior tiene un color cian ligeramente apagado, con tormentas ocasionales en la superficie que parecen manchas oscuras. Al igual que Urano, muchos fenómenos atmosféricos de Neptuno aún no tienen explicación, como lala termosferao la fuerte inclinación (47°) de su magnetosfera. A fecha de 2024, Neptuno cuenta con16 satélites confirmados, que se dividen en dos grupos:
  • Satélites regulares, que tienen órbitas circulares que se encuentran cerca del ecuador de Neptuno. ^[183]
  • Satélites irregulares, que como su nombre lo indica, tienen órbitas menos regulares. Uno de ellos, Tritón , es la luna más grande de Neptuno. Es geológicamente activo, con géiseres de gas nitrógeno en erupción, y posee una atmósfera de nitrógeno delgada y nublada. ^{[190] [182]}

Centauros

Los centauros son cuerpos helados similares a cometas cuyos semiejes mayores son mayores que los de Júpiter y menores que los de Neptuno (entre 5,5 y 30 UA). Se trata de antiguos objetos del cinturón de Kuiper y del disco disperso (SDO) que fueron perturbados gravitacionalmente más cerca del Sol por los planetas exteriores, y se espera que se conviertan en cometas o sean expulsados ​​fuera del Sistema Solar. ^[39] Aunque la mayoría de los centauros son inactivos y similares a asteroides, algunos exhiben una clara actividad cometaria, como el primer centauro descubierto, 2060 Chiron , que ha sido clasificado como un cometa (95P) porque desarrolla una coma al igual que los cometas cuando se acercan al Sol. ^[191] El centauro más grande conocido, 10199 Chariklo , tiene un diámetro de unos 250 km (160 mi) y es uno de los pocos planetas menores conocidos que poseen un sistema de anillos. ^{[192] [193]}

Región transneptuniana

Más allá de la órbita de Neptuno se encuentra la zona de la « región transneptuniana », con el cinturón de Kuiper, en forma de rosquilla, hogar de Plutón y otros planetas enanos, y un disco superpuesto de objetos dispersos, que está inclinado hacia el plano del Sistema Solar y se extiende mucho más allá del cinturón de Kuiper. Toda la región aún está en gran parte inexplorada . Parece estar compuesta abrumadoramente por muchos miles de mundos pequeños (el más grande tiene un diámetro de solo una quinta parte del de la Tierra y una masa mucho menor que la de la Luna) compuestos principalmente de roca y hielo. Esta región a veces se describe como la «tercera zona del Sistema Solar», que encierra el Sistema Solar interior y el exterior. ^[194]

Cinturón de Kuiper

Representación gráfica de objetos alrededor del cinturón de Kuiper y otras poblaciones de asteroides. J, S, U y N representan a Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

Clasificación orbital de los objetos del cinturón de Kuiper. Se marcan algunos cúmulos que están sujetos a resonancia orbital .

El cinturón de Kuiper es un gran anillo de escombros similar al cinturón de asteroides, pero que consiste principalmente en objetos compuestos principalmente de hielo. ^[195] Se extiende entre 30 y 50 UA desde el Sol. Está compuesto principalmente de pequeños cuerpos del Sistema Solar, aunque los pocos más grandes son probablemente lo suficientemente grandes como para ser planetas enanos. ^[196] Se estima que hay más de 100.000 objetos del cinturón de Kuiper con un diámetro mayor de 50 km (30 mi), pero se piensa que la masa total del cinturón de Kuiper es solo una décima o incluso una centésima parte de la masa de la Tierra. ^[39] Muchos objetos del cinturón de Kuiper tienen satélites, ^[197] y la mayoría tienen órbitas que están sustancialmente inclinadas (~10°) con respecto al plano de la eclíptica. ^[198]

El cinturón de Kuiper se puede dividir aproximadamente en el cinturón " clásico " y los objetos transneptunianos resonantes . ^[195] Estos últimos tienen órbitas cuyos períodos están en una relación simple con el de Neptuno: por ejemplo, giran alrededor del Sol dos veces por cada tres veces que lo hace Neptuno, o una por cada dos. El cinturón clásico consiste en objetos que no tienen resonancia con Neptuno, y se extiende aproximadamente desde 39,4 a 47,7 UA. ^[199] Los miembros del cinturón de Kuiper clásico a veces se denominan "cubewanos", en honor al primero de su tipo que se descubrió, originalmente designado 1992 QB ₁ (y desde entonces se lo ha llamado Albion); todavía se encuentran en órbitas casi primordiales, de baja excentricidad. ^[200]

Actualmente, existe un fuerte consenso entre los astrónomos de que cinco miembros del cinturón de Kuiper sonplanetas enanos . ^{[196] [201]} Se están considerando muchos candidatos a planetas enanos, a la espera de más datos para su verificación. ^[202]

• Plutón (29,7–49,3 UA) es el objeto más grande conocido en el cinturón de Kuiper. Plutón tiene una órbita relativamente excéntrica, inclinada 17 grados respecto alplano de la eclíptica. Plutón tiene unaresonancia de 2:3con Neptuno, lo que significa que Plutón orbita dos veces alrededor del Sol por cada tres órbitas neptunianas. Los objetos del cinturón de Kuiper cuyas órbitas comparten esta resonancia se denominanplutinos.^[203] Plutón tiene cinco lunas: Caronte,Estigia,Nix,CerberoeHidra.^[204]
  • A Caronte , la mayor de las lunas de Plutón, a veces se lo describe como parte de un sistema binario con Plutón, ya que los dos cuerpos orbitan alrededor de un baricentro de gravedad por encima de sus superficies (es decir, parecen "orbitar uno alrededor del otro").
• Orcus (30,3–48,1 UA), está en la misma resonancia orbital 2:3 con Neptuno que Plutón, y es el objeto más grande de este tipo después del propio Plutón. ^[205] Su excentricidad e inclinación son similares a las de Plutón, pero su perihelio se encuentra a unos 120° del de Plutón. Por lo tanto, la fase de la órbita de Orcus es opuesta a la de Plutón: Orcus está en afelio (más recientemente en 2019) alrededor del momento en que Plutón está en perihelio (más recientemente en 1989) y viceversa. ^[206] Por esta razón, se le ha llamado el anti-Plutón . ^{[207] [208]} Tiene una luna conocida, Vanth . ^[209]
• Haumea (34,6–51,6 UA) fue descubierto en 2005. ^[210] Está en una resonancia orbital temporal de 7:12 con Neptuno. ^[205] Haumea posee un sistema de anillos, dos lunas conocidas llamadas Hiʻiaka y Namaka , y gira tan rápido (una vez cada 3,9 horas) que se estira hasta convertirse en un elipsoide . Es parte de una familia de objetos colisionantes del cinturón de Kuiper que comparten órbitas similares, lo que sugiere que un impacto gigante en Haumea expulsó fragmentos al espacio hace miles de millones de años. ^[211]
• Makemake (38,1–52,8 UA), aunque más pequeño que Plutón, es el objeto más grande conocido en el cinturón de Kuiper clásico (es decir, un objeto del cinturón de Kuiper que no está en una resonancia confirmada con Neptuno). Makemake es el objeto más brillante del cinturón de Kuiper después de Plutón. Descubierto en 2005, recibió su nombre oficial en 2009. ^[212] Su órbita es mucho más inclinada que la de Plutón, a 29°. ^[213] Tiene una luna conocida, S/2015 (136472) 1 . ^[214]
• Quaoar (41,9–45,5 UA) es el segundo objeto más grande conocido en el cinturón de Kuiper clásico, después de Makemake. Su órbita es significativamente menos excéntrica e inclinada que las de Makemake o Haumea. ^[205] Posee un sistema de anillos y una luna conocida, Weywot . ^[215]

Disco disperso

Las excentricidades e inclinaciones orbitales de la población de discos dispersos en comparación con los objetos clásicos y resonantes del cinturón de Kuiper

Se cree que el disco disperso, que se superpone al cinturón de Kuiper pero se extiende hasta cerca de 500 UA, es la fuente de los cometas de período corto. Se cree que los objetos del disco disperso han sido perturbados hasta órbitas erráticas por la influencia gravitatoria de la migración temprana hacia el exterior de Neptuno . La mayoría de los objetos del disco disperso tienen perihelios dentro del cinturón de Kuiper pero afelios mucho más allá de él (algunos a más de 150 UA del Sol). Las órbitas de los SDO pueden estar inclinadas hasta 46,8° con respecto al plano de la eclíptica. ^[216] Algunos astrónomos consideran que el disco disperso es simplemente otra región del cinturón de Kuiper y describen los objetos del disco disperso como "objetos dispersos del cinturón de Kuiper". ^[217] Algunos astrónomos clasifican a los centauros como objetos dispersos hacia el interior del cinturón de Kuiper junto con los residentes dispersos hacia el exterior del disco disperso. ^[218]

Actualmente, existe un fuerte consenso entre los astrónomos de que dos de los cuerpos en el disco disperso sonplanetas enanos :

• Eris (38,3–97,5 UA) es el objeto de disco disperso más grande conocido y el planeta enano más masivo conocido. El descubrimiento de Eris contribuyó a un debate sobre la definición de planeta porque es un 25% más masivo que Plutón ^[219] y aproximadamente del mismo diámetro. Tiene una luna conocida, Dysnomia . Al igual que Plutón, su órbita es altamente excéntrica, con un perihelio de 38,2 UA (aproximadamente la distancia de Plutón al Sol) y un afelio de 97,6 UA, y muy inclinado respecto del plano de la eclíptica en un ángulo de 44°. ^[220]
• Gonggong (33,8–101,2 UA) es un planeta enano en una órbita comparable a la de Eris, excepto que está en una resonancia 3:10 con Neptuno. ^{[D 10]} Tiene una luna conocida, Xiangliu . ^[221]

Objetos transneptunianos extremos

Las órbitas actuales de Sedna , 2012 VP113 , Leleākūhonua (rosa) y otros objetos muy distantes (rojo, marrón y cian) junto con la órbita prevista del hipotético Planeta Nueve (azul oscuro)

Algunos objetos del Sistema Solar tienen órbitas muy grandes y, por lo tanto, se ven mucho menos afectados por los planetas gigantes conocidos que otras poblaciones de planetas menores. Estos cuerpos se denominan objetos transneptunianos extremos o ETNO, por sus siglas en inglés. ^{[222] En general,} los semiejes mayores de los ETNO tienen una anchura de al menos 150–250 UA. ^{[222] [223]} Por ejemplo, 541132 Leleākūhonua orbita el Sol una vez cada ~32 000 años, a una distancia de 65–2000 UA del Sol. ^{[D 11]}

Los astrónomos dividen esta población en tres subgrupos. Los ETNO dispersos tienen perihelios de alrededor de 38-45 UA y una excentricidad excepcionalmente alta de más de 0,85. Al igual que los objetos regulares del disco disperso, es probable que se formaran como resultado de la dispersión gravitacional por Neptuno y aún interactúan con los planetas gigantes. Los ETNO separados , con perihelios de aproximadamente entre 40-45 y 50-60 UA, se ven menos afectados por Neptuno que los ETNO dispersos, pero aún están relativamente cerca de Neptuno. Los sednoides u objetos de la nube de Oort interior , con perihelios más allá de 50-60 UA, están demasiado lejos de Neptuno para ser fuertemente influenciados por él. ^[222]

Actualmente, hay un ETNO que está clasificado como planeta enano:

• Sedna (76,2–937 UA) fue el primer objeto transneptuniano extremo descubierto. Es un objeto grande y rojizo, y tarda unos 11.400 años en completar una órbita. Mike Brown , que descubrió el objeto en 2003, afirma que no puede ser parte del disco disperso ni del cinturón de Kuiper porque su perihelio es demasiado lejano como para haber sido afectado por la migración de Neptuno. ^[224] La población de sednoides recibe su nombre de Sedna. ^[222]

Borde de la heliosfera

Diagrama de la magnetosfera y la heliosfera del Sol

La burbuja de viento estelar del Sol , la heliosfera , una región del espacio dominada por el Sol, tiene su límite en el choque de terminación . Basándose en el peculiar movimiento del Sol en relación con el estándar local de reposo , este límite está aproximadamente a 80-100 UA del Sol a barlovento del medio interestelar y aproximadamente a 200 UA del Sol a sotavento. ^[225] Aquí el viento solar choca con el medio interestelar ^[226] y se ralentiza drásticamente, se condensa y se vuelve más turbulento, formando una gran estructura ovalada conocida como heliovaina . ^[225]

Se ha teorizado que la heliovaina se parece y se comporta de manera muy similar a la cola de un cometa, extendiéndose hacia afuera por otras 40 UA en el lado de barlovento, pero extendiéndose muchas veces esa distancia en el lado de sotavento, posiblemente hasta varios miles de UA. ^{[227] [228]} La evidencia de las naves espaciales Cassini e Interstellar Boundary Explorer ha sugerido que se ve obligada a adoptar una forma de burbuja por la acción restrictiva del campo magnético interestelar, ^{[229] [230]} pero la forma real sigue siendo desconocida. ^[231]

La forma y el contorno del borde exterior de la heliosfera probablemente se vean afectados por la dinámica de fluidos de las interacciones con el medio interestelar, así como por los campos magnéticos solares que prevalecen al sur; por ejemplo, tiene una forma roma, ya que el hemisferio norte se extiende 9 UA más que el hemisferio sur. ^[225] La heliopausa se considera el comienzo del medio interestelar. ^[84] Más allá de la heliopausa, alrededor de las 230 UA, se encuentra el arco de choque : una "estela" de plasma que deja el Sol a medida que viaja a través de la Vía Láctea. ^[232] Los objetos grandes fuera de la heliopausa permanecen ligados gravitacionalmente al Sol, pero el flujo de materia en el medio interestelar homogeneiza la distribución de los objetos a microescala. ^[84]

Poblaciones diversas

Cometas

Cometa Hale–Bopp visto en 1997

Los cometas son cuerpos pequeños del Sistema Solar , normalmente de sólo unos pocos kilómetros de diámetro, compuestos en gran parte de hielos volátiles. Tienen órbitas muy excéntricas, generalmente un perihelio dentro de las órbitas de los planetas interiores y un afelio mucho más allá de Plutón. Cuando un cometa entra en el Sistema Solar interior, su proximidad al Sol hace que su superficie helada se sublime y se ionice , creando una coma : una larga cola de gas y polvo a menudo visible a simple vista. ^[233]

Los cometas de período corto tienen órbitas que duran menos de doscientos años. Los cometas de período largo tienen órbitas que duran miles de años. Se cree que los cometas de período corto se originan en el cinturón de Kuiper, mientras que los cometas de período largo, como el Hale-Bopp , se cree que se originan en la nube de Oort. Muchos grupos de cometas, como los cometas rasantes del sol de Kreutz , se formaron a partir de la ruptura de un solo progenitor. ^[234] Algunos cometas con órbitas hiperbólicas pueden originarse fuera del Sistema Solar, pero determinar sus órbitas precisas es difícil. ^[235] Los cometas antiguos cuyos volátiles han sido expulsados ​​​​en su mayoría por el calentamiento solar a menudo se clasifican como asteroides. ^[236]

Meteoritos, meteoros y polvo

Los planetas, la luz zodiacal y la lluvia de meteoritos (arriba a la izquierda de la imagen)

Los objetos sólidos más pequeños que un metro se denominan generalmente meteoroides y micrometeoroides (del tamaño de un grano), y la división exacta entre las dos categorías se ha debatido a lo largo de los años. ^[237] Para 2017, la IAU designó a cualquier objeto sólido que tuviera un diámetro entre ~30  micrómetros y 1 metro como meteoroide, y desestimó la categorización de micrometeoroides, en su lugar denomina a las partículas más pequeñas simplemente "partículas de polvo". ^[238]

Algunos meteoroides se formaron a través de la desintegración de cometas y asteroides, mientras que unos pocos se formaron a partir de escombros de impacto expulsados ​​​​de cuerpos planetarios. La mayoría de los meteoroides están hechos de silicatos y metales más pesados ​​​​como níquel y hierro . ^[239] Al pasar por el Sistema Solar, los cometas producen una estela de meteoroides; se plantea la hipótesis de que esto es causado por la vaporización del material del cometa o por la simple ruptura de cometas inactivos. Al cruzar una atmósfera, estos meteoroides producirán rayas brillantes en el cielo debido a la entrada atmosférica , llamadas meteoros . Si una corriente de meteoroides ingresa a la atmósfera en trayectorias paralelas, los meteoros aparentemente 'irradiarán' desde un punto en el cielo, de ahí el nombre del fenómeno: lluvia de meteoros . ^[240]

El Sistema Solar interior alberga la nube de polvo zodiacal , que es visible como la luz zodiacal brumosa en cielos oscuros y no contaminados. Puede generarse por colisiones dentro del cinturón de asteroides provocadas por interacciones gravitacionales con los planetas; un origen propuesto más reciente es el de materiales del planeta Marte. ^[241] El Sistema Solar exterior alberga una nube de polvo cósmico. Se extiende desde aproximadamente10 AU a aproximadamente40 UA , y probablemente fue creado por colisiones dentro del cinturón de Kuiper. ^{[242] [243]}

Área de límites e incertidumbres

Una impresión artística de la nube de Oort , una región todavía dentro de la esfera de influencia del Sistema Solar, que incluye una representación del cinturón de Kuiper, mucho más adentro (recuadro); los tamaños de los objetos están sobreescalados para facilitar su visibilidad.

Gran parte del Sistema Solar es aún desconocido. Las áreas más allá de miles de UA de distancia aún están virtualmente sin cartografiar y aprender acerca de esta región del espacio es difícil. El estudio en esta región depende de inferencias a partir de aquellos pocos objetos cuyas órbitas resultan perturbadas de tal manera que caen más cerca del Sol, e incluso entonces, la detección de estos objetos ha sido a menudo posible sólo cuando se volvieron lo suficientemente brillantes como para registrarse como cometas. ^[244] Todavía pueden descubrirse muchos objetos en las regiones inexploradas del Sistema Solar. ^[245]

La nube de Oort es una capa esférica teórica de hasta un billón de objetos helados que se cree que es la fuente de todos los cometas de período largo. ^{[246] [247]} No es posible la observación directa de la nube de Oort con la tecnología de imágenes actual. ^[248] Se teoriza que rodea el Sistema Solar a aproximadamente 50.000 UA (~0,9 años  luz ) del Sol y posiblemente hasta 100.000 UA (~1,8 años luz). Se cree que la nube de Oort está compuesta de cometas que fueron expulsados ​​​​del Sistema Solar interior por interacciones gravitacionales con los planetas exteriores. Los objetos de la nube de Oort se mueven muy lentamente y pueden ser perturbados por eventos poco frecuentes, como colisiones, los efectos gravitacionales de una estrella que pasa o la marea galáctica , la fuerza de marea ejercida por la Vía Láctea. ^{[246] [247]}

A partir de la década de 2020, algunos astrónomos han planteado la hipótesis de que podría existir el Planeta Nueve (un planeta más allá de Neptuno), basándose en la variación estadística en la órbita de los objetos transneptunianos extremos . ^[249] Sus aproximaciones más cercanas al Sol se agrupan principalmente alrededor de un sector y sus órbitas están inclinadas de manera similar, lo que sugiere que un planeta grande podría estar influyendo en su órbita durante millones de años. ^{[250] [251] [252]} Sin embargo, algunos astrónomos dijeron que esta observación podría atribuirse a sesgos observacionales o simplemente a pura coincidencia. ^[253] Una hipótesis alternativa tiene un sobrevuelo cercano de otra estrella que perturba el Sistema Solar exterior. ^[254]

Se estima que el campo gravitacional del Sol domina las fuerzas gravitacionales de las estrellas circundantes hasta unos dos años luz de distancia.125.000 UA ). Por el contrario, las estimaciones más bajas del radio de la nube de Oort no la sitúan más allá de50.000 UA . ^[255] La mayor parte de la masa orbita en la región entre 3.000 y100.000 UA . ^[256] Los objetos más lejanos conocidos, como el cometa West , tienen afelia alrededor70.000 UA del Sol. ^{[257] Se cree que la} esfera de Hill del Sol con respecto al núcleo galáctico, el rango efectivo de su influencia gravitatoria, se extiende hasta mil veces más lejos y abarca la hipotética nube de Oort. ^[258] GA Chebotarev calculó que estaba a 230.000 UA. ^[7]

El Sistema Solar (izquierda) dentro del medio interestelar , con las diferentes regiones y sus distancias en escala logarítmica

Barrio celestial

Diagrama de la nube interestelar local , la nube G y las estrellas circundantes. A partir de 2022, la ubicación precisa del Sistema Solar en las nubes es una pregunta abierta en astronomía. ^[259]

A 10 años luz del Sol hay relativamente pocas estrellas, siendo la más cercana el sistema estelar triple Alpha Centauri , que está a unos 4,4 años luz de distancia y puede estar en la Nube G de la Burbuja Local . ^[260] Alpha Centauri A y B son un par de estrellas similares al Sol estrechamente vinculadas , mientras que la estrella más cercana al Sol, la pequeña enana roja Proxima Centauri , orbita el par a una distancia de 0,2 años luz. En 2016, se descubrió que un exoplaneta potencialmente habitable orbitaba Proxima Centauri, llamado Proxima Centauri b , el exoplaneta confirmado más cercano al Sol. ^[261]

El Sistema Solar está rodeado por la Nube Interestelar Local , aunque no está claro si está incrustada en la Nube Interestelar Local o si se encuentra justo fuera del borde de la nube. ^[262] Existen otras múltiples nubes interestelares en la región a 300 años luz del Sol, conocida como la Burbuja Local . ^[262] Esta última característica es una cavidad con forma de reloj de arena o superburbuja en el medio interestelar de aproximadamente 300 años luz de diámetro. La burbuja está bañada por plasma de alta temperatura, lo que sugiere que puede ser el producto de varias supernovas recientes. ^[263]

La Burbuja Local es una superburbuja pequeña en comparación con las estructuras lineales vecinas más amplias, la Onda de Radcliffe y la Partición (anteriormente Cinturón de Gould ), cada una de las cuales tiene varios miles de años luz de longitud. ^[264] Todas estas estructuras son parte del Brazo de Orión , que contiene la mayoría de las estrellas de la Vía Láctea que son visibles a simple vista. ^[265]

Los grupos de estrellas se forman juntos en cúmulos estelares , antes de disolverse en asociaciones en co-movimiento. Una agrupación prominente que es visible a simple vista es el grupo móvil de la Osa Mayor , que está a unos 80 años luz de distancia dentro de la Burbuja Local. El cúmulo estelar más cercano es Hyades , que se encuentra en el borde de la Burbuja Local. Las regiones de formación estelar más cercanas son la Nube Molecular Corona Australis , el complejo de nubes Rho Ophiuchi y la nube molecular Taurus ; esta última se encuentra justo más allá de la Burbuja Local y es parte de la onda de Radcliffe. ^[266]

Los sobrevuelos estelares que pasan a menos de 0,8 años luz del Sol ocurren aproximadamente una vez cada 100.000 años. El acercamiento más cercano medido con precisión fue el de la estrella de Scholz , que se acercó a ~50.000 UA del Sol hace unos ~70 mil años, probablemente pasando a través de la nube de Oort exterior. ^[267] Hay una probabilidad del 1% cada mil millones de años de que una estrella pase dentro100 UA del Sol, lo que podría perturbar el Sistema Solar. ^[268]

Posición galáctica

Diagrama de la Vía Láctea, con características galácticas y la posición relativa del Sistema Solar etiquetada.

El Sistema Solar está situado en la Vía Láctea , una galaxia espiral barrada con un diámetro de unos 100.000  años luz que contiene más de 100 mil millones de estrellas. ^[269] El Sol es parte de uno de los brazos espirales exteriores de la Vía Láctea, conocido como el Brazo de Orión-Cygnus o Espolón Local. ^{[270] [271]} Es un miembro de la población de discos delgados de estrellas que orbitan cerca del plano galáctico. ^[272]

Su velocidad alrededor del centro de la Vía Láctea es de unos 220 km/s, de modo que completa una revolución cada 240 millones de años. ^[269] Esta revolución se conoce como el año galáctico del Sistema Solar . ^[273] El vértice solar , la dirección de la trayectoria del Sol a través del espacio interestelar, está cerca de la constelación de Hércules en la dirección de la ubicación actual de la brillante estrella Vega . ^[274] El plano de la eclíptica se encuentra en un ángulo de unos 60° con el plano galáctico . ^[c]

El Sol describe una órbita casi circular alrededor del centro galáctico (donde se encuentra el agujero negro supermasivo Sagitario A* ) a una distancia de 26.660 años luz, ^[276] orbitando aproximadamente a la misma velocidad que los brazos espirales. ^[277] Si orbitara cerca del centro, las fuerzas gravitacionales de las estrellas cercanas podrían perturbar los cuerpos de la nube de Oort y enviar muchos cometas al interior del Sistema Solar, produciendo colisiones con implicaciones potencialmente catastróficas para la vida en la Tierra. En este escenario, la intensa radiación del centro galáctico podría interferir con el desarrollo de la vida compleja. ^[277]

La ubicación del Sistema Solar en la Vía Láctea es un factor en la historia evolutiva de la vida en la Tierra. Los brazos espirales albergan una concentración mucho mayor de supernovas , inestabilidades gravitacionales y radiación que podrían perturbar el Sistema Solar, pero como la Tierra permanece en el espolón local y, por lo tanto, no pasa con frecuencia por los brazos espirales, esto le ha dado a la Tierra largos períodos de estabilidad para que la vida evolucione. ^[277] Sin embargo, según la controvertida hipótesis de Shiva , la posición cambiante del Sistema Solar en relación con otras partes de la Vía Láctea podría explicar los eventos periódicos de extinción en la Tierra. ^{[278] [279]}

Descubrimiento y exploración

El movimiento de las "luces" que se desplazan por el cielo es la base de la definición clásica de los planetas: estrellas errantes.

El conocimiento que la humanidad tiene del Sistema Solar ha crecido de forma gradual a lo largo de los siglos. Hasta finales de la Edad Media y el Renacimiento , los astrónomos de Europa a la India creían que la Tierra estaba estacionaria en el centro del universo ^[280] y que era categóricamente diferente de los objetos divinos o etéreos que se movían por el cielo. Aunque el filósofo griego Aristarco de Samos había especulado sobre un reordenamiento heliocéntrico del cosmos, Nicolás Copérnico fue la primera persona conocida por haber desarrollado un sistema heliocéntrico matemáticamente predictivo . ^{[281] [282]}

El heliocentrismo no triunfó inmediatamente sobre el geocentrismo, pero el trabajo de Copérnico tuvo sus defensores, en particular Johannes Kepler . Utilizando un modelo heliocéntrico que mejoraba el de Copérnico al permitir que las órbitas fueran elípticas, y los datos de observación precisos de Tycho Brahe , Kepler produjo las Tablas Rudolfinas , que permitieron cálculos precisos de las posiciones de los planetas entonces conocidos. Pierre Gassendi las utilizó para predecir un tránsito de Mercurio en 1631, y Jeremiah Horrocks hizo lo mismo para un tránsito de Venus en 1639. Esto proporcionó una fuerte reivindicación del heliocentrismo y las órbitas elípticas de Kepler. ^{[283] [284]}

En el siglo XVII, Galileo dio a conocer el uso del telescopio en astronomía; él y Simon Marius descubrieron independientemente que Júpiter tenía cuatro satélites en órbita a su alrededor. ^[285] Christiaan Huygens continuó con estas observaciones al descubrir la luna Titán de Saturno y la forma de los anillos de Saturno . ^[286] En 1677, Edmond Halley observó un tránsito de Mercurio a través del Sol, lo que lo llevó a darse cuenta de que las observaciones de la paralaje solar de un planeta (más idealmente usando el tránsito de Venus) podrían usarse para determinar trigonométricamente las distancias entre la Tierra, Venus y el Sol. ^[287] El amigo de Halley, Isaac Newton , en su magistral Principia Mathematica de 1687, demostró que los cuerpos celestes no son esencialmente diferentes de los terrestres: las mismas leyes de movimiento y de gravedad se aplican en la Tierra y en los cielos. ^{[52] : 142}

Diagrama del Sistema Solar realizado por Emanuel Bowen en 1747. En esa época, aún no se habían descubierto ni Urano ni Neptuno ni los cinturones de asteroides. Las órbitas de los planetas están dibujadas a escala, pero no las órbitas de las lunas ni el tamaño de los cuerpos.

El término «sistema solar» entró en el idioma inglés en 1704, cuando John Locke lo utilizó para referirse al Sol, los planetas y los cometas. ^[288] En 1705, Halley se dio cuenta de que los avistamientos repetidos de un cometa eran del mismo objeto, que regresaba regularmente una vez cada 75 o 76 años. Esta fue la primera evidencia de que algo distinto de los planetas orbitaba repetidamente alrededor del Sol, ^[289] aunque Séneca había teorizado esto sobre los cometas en el siglo I. ^[290] Las observaciones cuidadosas del tránsito de Venus en 1769 permitieron a los astrónomos calcular la distancia promedio Tierra-Sol en 93.726.900 millas (150.838.800 km), solo un 0,8% mayor que el valor moderno. ^[291]

Urano , que había sido observado ocasionalmente desde 1690 y posiblemente desde la antigüedad, fue reconocido como un planeta que orbitaba más allá de Saturno en 1783. ^[292] En 1838, Friedrich Bessel midió con éxito una paralaje estelar , un aparente cambio en la posición de una estrella creado por el movimiento de la Tierra alrededor del Sol, proporcionando la primera prueba directa y experimental de heliocentrismo. ^[293] Neptuno fue identificado como un planeta algunos años después, en 1846, gracias a su atracción gravitatoria que causaba una variación leve pero detectable en la órbita de Urano. ^{[294] Las observaciones} de la anomalía orbital de Mercurio llevaron a la búsqueda de Vulcano , un planeta en el interior de Mercurio, pero estos intentos fueron anulados con la teoría de la relatividad general de Albert Einstein en 1915. ^[295]

En el siglo XX, los humanos comenzaron su exploración espacial alrededor del Sistema Solar, comenzando con la colocación de telescopios en el espacio desde la década de 1960. ^[296] Para 1989, los ocho planetas habían sido visitados por sondas espaciales. ^[297] Las sondas han devuelto muestras de cometas ^[298] y asteroides, ^[299] así como también han volado a través de la corona del Sol ^[300] y han visitado dos planetas enanos ( Plutón y Ceres ). ^{[301] [302]} Para ahorrar combustible, algunas misiones espaciales hacen uso de maniobras de asistencia gravitatoria , como las dos sondas Voyager que aceleran cuando sobrevuelan planetas en el Sistema Solar exterior ^[303] y la sonda solar Parker que desacelera más cerca del Sol después de sobrevolar Venus. ^[304]

Los humanos han aterrizado en la Luna durante el programa Apolo en los años 1960 y 1970 ^[305] y regresarán a la Luna en la década de 2020 con el programa Artemisa . ^[306] Los descubrimientos en el siglo XX y XXI han impulsado la redefinición del término planeta en 2006, de ahí la degradación de Plutón a planeta enano, ^[307] y un mayor interés en los objetos transneptunianos . ^[308]

Véase también

• Portal del sistema solar
• Portal del espacio exterior
• Portal de astronomía

• Vuelo espacial interplanetario
• Listas de características geológicas del Sistema Solar
• Lista de objetos gravitacionalmente redondeados del Sistema Solar
• Lista de extremos del sistema solar
• Lista de objetos del Sistema Solar por tamaño
• Esquema del sistema solar
• Mnemotecnia planetaria  – Frase utilizada para recordar los planetas del Sistema Solar

Notas

1. El cinturón de asteroides , el cinturón de Kuiper y el disco disperso no se agregan porque los asteroides individuales son demasiado pequeños para mostrarse en el diagrama.
2. La fecha se basa en las inclusiones más antiguas encontradas hasta la fecha en meteoritos ,4 568 .2+0,2
   -0,4millones de años, y se cree que es la fecha de la formación del primer material sólido en la nebulosa colapsante. ^[13]
3. Si es el ángulo entre el polo norte de la eclíptica y el polo norte galáctico entonces: donde = 27° 07′ 42.01″ y = 12h 51m 26.282s son la declinación y ascensión recta del polo norte galáctico, ^[275] mientras que = 66° 33′ 38.6″ y = 18h 0m 00s son las del polo norte de la eclíptica. (Ambos pares de coordenadas son para la época J2000 ). El resultado del cálculo es 60,19°. ${\displaystyle \psi }$
   ${\displaystyle \cos \psi =\cos(\beta _{g})\cos(\beta _{e})\cos(\alpha _{g}-\alpha _{e})+\sin(\beta _{g})\sin(\beta _{e})}$
   ${\displaystyle \beta _{g}}$ ${\displaystyle \alpha _{g}}$ ${\displaystyle \beta _{e}}$ ${\displaystyle \alpha _{e}}$
4. La capitalización del nombre varía. La Unión Astronómica Internacional , el organismo autorizado en materia de nomenclatura astronómica , especifica que se deben usar mayúsculas los nombres de todos los objetos astronómicos individuales, pero utiliza estructuras mixtas de "sistema solar" y "sistema solar" en su documento de directrices de nomenclatura Archivado el 25 de julio de 2021 en Wayback Machine . El nombre se suele escribir en minúsculas ('sistema solar'), como, por ejemplo, en el Oxford English Dictionary y en el Merriam-Webster's 11th Collegiate Dictionary Archivado el 27 de enero de 2008 en Wayback Machine .
5. El Centro de Planetas Menores de la Unión Astronómica Internacional aún no ha incluido oficialmente a Orcus, Quaoar, Gonggong y Sedna como planetas enanos a partir de 2024.
6. Para más clasificaciones de objetos del Sistema Solar, véase Lista de grupos de planetas menores y Cometa § Clasificación .
7. La escala del Sistema Solar es lo suficientemente grande como para que los astrónomos utilicen una unidad personalizada para expresar distancias. La unidad astronómica , abreviada UA, equivale a 150.000.000 km; 93.000.000 mi. Esta sería la distancia de la Tierra al Sol si la órbita del planeta fuera perfectamente circular. ^[12]
8. La masa del Sistema Solar excluyendo el Sol, Júpiter y Saturno se puede determinar sumando todas las masas calculadas para sus objetos más grandes y usando cálculos aproximados para las masas de la nube de Oort (estimada en aproximadamente 3 masas terrestres), ^[38] el cinturón de Kuiper (estimado en 0,1 masas terrestres) ^[39] y el cinturón de asteroides (estimado en 0,0005 masas terrestres) ^[40] para un total, redondeado hacia arriba, de ~37 masas terrestres, o el 8,1% de la masa en órbita alrededor del Sol. Con las masas combinadas de Urano y Neptuno (~31 masas terrestres) restadas, las ~6 masas terrestres restantes de material comprenden el 1,3% de la masa orbital total.

Referencias

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• "Sistema solar"  . Encyclopædia Britannica . Vol. 25 (11.ª ed.). 1911. págs. 157–158.
• Si la Luna tuviera solo un píxel: un mapa tediosamente preciso del sistema solar (mapa web desplazable a escala de 1 píxel para la Luna)
• Los ojos de la NASA puestos en el Sistema Solar
• Exploración del sistema solar por parte de la NASA
• Simulador del sistema solar de la NASA