RECORDATORIO: TAREA #5. A entregar el próximo Martes 10 de Abril. La encontrarán en el directorio de la clase : Clase_15_Sistema_Solar_II

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1 RECORDATORIO: TAREA #5 A entregar el próximo Martes 10 de Abril La encontrarán en el directorio de la clase : Clase_15_Sistema_Solar_II

2 Les recuerdo que vayan formando equipos y definan el Proyecto de Investigación Este proyecto final se deberá elaborar y presentar en equipo -de mínimo 3 a máximo 4 integrantes-. Consistirá en hacer un reporte escrito (de unas cuantas páginas, máximo 20) y una presentación oral breve (e.g. PowerPoint, Keynote, Prezi, etc.) de unos 15 minutos por equipo. La presentación se hará en clase, para todos, hacia el final del curso (mediados de Mayo).

3 Ejemplo de temas de proyectos que pueden escoger: Nuevos objetos celestes encontrados en el Sistema Solar Descubrimientos recientes de las misiones enviadas al planeta Marte Descubrimientos recientes de la misión enviada a Plutón Proyectos actuales de grandes Telescopios y Radiotelescopios -operando, en construcción o planeados- El Sol Materia y Energía Obscura. ASIGNADO: Andrea, María del Rosario y Alicia Expansión del Universo. ASIGNADO: María Fernanda y Estallidos de rayos gamma en el Universo. ASIGNADO: Jesús David, Francisco Javier, Alberto y Ángel Miguel Evolución Estelar. ASIGNADO: Equipo de 3: Uriel, Fernanda y Alexa Agujeros Negros. ASIGNADO: Andrea, Adán, Luis Fernando (y Eduardo?) Satélites Astronómicos Los Anillos de Saturno (y otros sistemas de anillos en planetas) Arqueastronomía. ASIGNADO : Karla, Eduardo y Venus y el Efecto Invernadero Buscando agua ( y vida?) en los Planetas y Satélites del Sistema Solar. ASIGNADO: Andrea, Janeth, Karla y Edgar Astrobiología. Buscando vida en el Universo. ASIGNADO: Daniela, Joselin y Jesús Eduardo Extinción masiva por impactos de Meteoritos o Cometas Ondas Gravitacionales Origen de los elementos más pesados: fusión de estrellas de neutrones y/o agujeros negros. ASIGNADO: Patricio, Daniel, Mario y César Nebulosas Planetarias. ASIGNADO: Brenda, Brandon y O cualquier otro tema astrofísico de interés general que ustedes propongan

4 Mandarme un correo pronto a leonardo@astro.unam.mx Con la lista de los integrantes del equipo y el tema escogido Aparten pronto, no habrá temas repetidos! Por cuestiones de limitación de tiempo para las exposiciones les recuerdo que los equipos deben de ser de mínimo 3 o máximo 4 integrantes

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6 Curso de Astrofísica General Semestre El Sistema Solar (III): Planetas Exteriores («jovianos») Dr. Leonardo J. Sánchez P.

7 Sistema Solar Exterior : Planetas Jovianos (se parecen a Júpiter)

8 Tamaños relativos Su radio es de ~ 1/10 del radio del Sol * las distancias no están a escala

9 Tamaño del Sistema Solar Exterior (Planetas Jovianos ) Sistema Solar Interior: Sol-Mercurio 0.4 UA Sol-Marte 1.5 UA Sistema Solar Exterior (~ 30 veces más extendido): Sol-Júpiter (Sol-Plutón 5 UA 40 UA)

10 Cinturón de Asteroides entre Marte y Júpiter, y hay otros grupos: Troyanos (L 5 ), Griegos (L 6 ) e Hildas (en resonancia orbital 3:2)

11 Cinturón de Asteroides entre Marte y Júpiter, y hay otros grupos: Troyanos (L 5 ), Griegos (L 4 ) e Hildas (en resonancia orbital 3:2)

12 Cinturón de Asteroides entre Marte y Júpiter, y hay otros grupos: Troyanos (L 5 ), Griegos (L 6 ) e Hildas (en resonancia orbital 3:2)

13 Cinturón de Asteroides entre Marte y Júpiter, a 2-4 UA. Hay más de 600,000 asteroides catalogados. Ceres, el asteroide más grande de 1/3 del tamaño de la Luna y ahora clasificado como planeta enano- está a 2.8 UA.

14 Tres Asteroides

15 Ida (50 x 20 x15 km) y su luna Dactyl (~1.4 km)!

16 Eros (~34 x 11 x 11 km)

17 Qué es lo que tienen en común los Planetas Jovianos? Tamaño Ubicación Radio grande, del orden de 1/10 del radio del Sol (10 veces el de la Tierra) Orbitan entre 5 y 30 UA Anillos Lunas Todos tienen anillos Muchas (y cada vez se descubren más!) Composición Gases y hielos

18 Satélites naturales de los Planetas Exteriores Júpiter: 69 lunas varias pequeñas irregulares, 4 grandes (Galileanos), 7 pequeñas regulares, 52 muy pequeñas y sobre todo muchas retrógradas Saturno: 62 lunas 1 grande, 6 medianas, muchas pequeñas, irregulares y retrógradas Urano: 27 lunas 5 de tamaño mediano, 22 más pequeñas Neptuno: 14 lunas 1 grande y retrógrada, 2 de tamaño mediano, 5 pequeñas, 6 más pequeñas

19 Radio y Masa de los cuatro planetas Jovianos Grandes Masivos Gaseosos no tienen superficies sólidas Planeta Radio Masa Tierra 1 1 Júpiter Saturno 9 95 Urano Neptuno

20 Densidad (depende de la composición y de la compresión por la gravedad). Los planetas interiores son rocosos, y su núcleo interior varía en cuanto a la cantidad de hierro que contiene (~5.5g/cm 3 ). densidades de Júpiter y Saturno densidades de Urano, Neptuno y Plutón Hierro 8 g/cm 3 Roca 3.5 g/cm 3 Hielos 1.5 g/cm 3 Gases 1 g/cm 3

21 Densidad y Composición? Su densidad varía de 0.71 a 1.67 g/cm 3 De qué están hechos?

22 Composición Los planetas jovianos son muy diferentes de los terrestres. Júpiter es como el Sol: es de Hidrógeno (H), con un poco de Helio (He) y un pequeño núcleo con elementos más pesados (C, N, Si,...) Saturno tiene un % mayor de elementos más pesados. Urano y Neptuno están compuestos en su mayoría de moléculas de CH 4, NH 3, H 2 O - que forman hielos cuando están frios- pero se encuentran en forma de gas en el interior de estos planetas. Metano, Amoniaco, etc.

23 Composiciones de los Planetas Jovianos Estructura interior de los planetas exteriores Júpiter Tierra Saturno Urano Neptuno Cuál tiene más agua?

24 La presión evita que un planeta gaseoso se colapse! El equilibrio hidrostático es el equilibrio entre la presión y la gravedad en todos los cuerpos gaseosos, los planetas y las estrellas. El interior tiene una presión más alta para soportar el material en la parte superior. La presión aumenta hacia el centro junto con la temperatura y la densidad. Los planetas exteriores tienen atmósferas frías, pero están muy calientes en su interior.

25 Júpiter : es el mayor de los planetas, el Rey de los Dioses

26 Júpiter: algunas características El planeta más grande Tiene una Gran Mancha Roja Estudiado por las sondas Pioneer 10 y 11, Voyager 1 y 2, Galileo, Ulysses, Cassini Interior líquido (muy alta presión y temperatura) +67 lunas (las 4 más grandes son los Satélites Galileanos)

27 Júpiter visto desde la Tierra con un telescopio pequeño (diam. 10 ) Puede ser más brillante que cualquier estrella. Fácil de ver con la ayuda de un telescopio pequeño (o con binoculares) Aquí se ven bandas en su atmósfera y 2 de sus satélites más brillantes.

28 Júpiter visto desde la Tierra con un telescopio pequeño (diam. 16 ) Fácil de ver bandas en su atmósfera y 4 lunas (Satelites Galileanos)

29 Júpiter visto desde la Tierra con un telescopio pequeño (diam. 8 ) Buena foto ya que se observan con gran detalle: sus bandas, la Gran Mancha Roja y una de sus lunas (Europa) y su sombra sobre Júpiter! Exp.~3 hrs

30 Júpiter: más características Su rotación rápida se da en horas (día de Júpiter ~10 horas). Se ven múltiples bandas con diferentes direcciones del viento. Las bandas luminosas son zonas donde hay más gas caliente. Las bandas oscuras están constituidas de gas más frío.

31 Júpiter Es sobre todo gaseoso, con una carcasa interior de hidrógeno metálico y un núcleo de hielo y roca. A veces se dice que es una estrella fallida, pero tendría que ser por lo menos diez veces más masivo para encender reacciones de fusión nuclear. La Gran Mancha Roja es una tormenta ciclónica que ha durado al menos 300 años!

32 La Gran Mancha Roja La Gran Mancha Roja es un anticiclón del tamaño de la Tierra!

33 Turbulencias en La Gran Mancha Roja

34 Flujos laminares y turbulencia cercanos a La Gran Mancha Roja

35 Movimiento de las bandas, cinturones y La Gran Mancha Roja Video a partir de fotos en el filtro azul (B) tomadas durante 60 días en el año 1979 por el Voyager 1 al acercarse a Júpiter

36 La Gran Mancha Roja está disminuyendo de tamaño! Imágenes del Telescopio Espacial Hubble (HST) : 1994, 2009 y 2014

37 Auroras en Júpiter Partículas de alta energía son conducidas por las líneas de campo magnético y golpean la atmósfera cerca de los polos, causando que los gases brillen. Al igual que en nuestra Tierra, esto hace que la aurora se limite a una zona en forma de anillo (en este caso visible en luz ultravioleta).

38 Auroras en Júpiter Partículas de alta energía son conducidas por las líneas de campo magnético y golpean la atmósfera cerca de los polos, causando que los gases brillen. Al igual que en nuestra Tierra, esto hace que la aurora se limite a una zona en forma de anillo (en este caso visible en luz ultravioleta).

39 Auroras en Júpiter Partículas de alta energía son conducidas por las líneas de campo magnético y golpean la atmósfera cerca de los polos, causando que los gases brillen. Al igual que en nuestra Tierra, esto hace que la aurora se limite a una zona en forma de anillo (en este caso visible también en Rayos X Chandra-).

40 Júpiter tiene tenues Anillos

41 Las lunas de Júpiter Júpiter es famoso por sus lunas. Las más grandes fueron descubiertos por Galileo en 1609 (Satélites Galileanos), además cuenta con más de 60 satelites naturales más pequeños (la mayoría de los cuales se encontraron en los últimos 30 años). Ganímedes es la luna más grande del sistema solar, un poco mayor que Titán (luna de Saturno) y de tamaño comparable a Mercurio.

42 Satélites Galileanos Ío Europa Ganímedes Calisto De tamaño comparable a la Luna es del tamaño de Mercurio!

43 Jupiter, Ío y Europa

44 1:2:4 resonancias Satélites Galileanos: características Satélite P (d) D (km) ρ (g/cm 3 ) Albedo En el VISIBLE Ío , Europa , Ganímedes , Calisto , Albedo: fracción de la luz que incide y la cual es reflejada al espacio Albedo alto -> indica que la superficie es reciente Albedo bajo -> indica que la superficie es más vieja

45 Calisto

46 Calisto Cuenca del Valhalla

47 Ganímedes Superficie vieja, lo que significa que no está sometido a muchos cambios, a excepción de los cráteres por impactos.

48 Ganímedes

49 Ganímedes Detalle

50 Europa Hielos craquelados Océanos por debajo su superficie

51 Corteza de hielos en Europa

52 Ío

53 Ío tiene volcanes activos!

54 Flujos de lava en Ío

55 Júpiter visto por la sonda Juno La sonda Juno da vueltas desde 2016 alrededor de Júpiter en 53 días. Video tomado en el perijove (máximo acercamiento a Júpiter a unos 3,500 km de su nubosa superficie). Se ven tormentas circulares y especies de gigantescos huracanes

56 Saturno: Dios de la Agricultura Padre de Júpiter, Ceres y Juno. Cronos, Griego -uno de los 9 Titanes-

57 Saturno Tiene anillos muy grandes y delgados Los anillos se mantienen unidos por la atracción gravitatoria de los satélites pastores, lunas pastoras " Huecos en los anillos: divisiones de Cassini y Enke

58 Saturno: es el planeta más achatado, ovalado, del Sistema Solar

59 Saturno y dos de sus satélites vistos desde el Voyager

60 Saturno Semi eje mayor = 9.5 UA, Periodo = 29.5 años Masa = 5.68 x10 26 kg (= 95 Tierras =1/3 Júpiter) Diámetro = 120,540 km (= 9.4 Tierras) Densidad = 0.7 g/cm 3 Velocidad de Escape = 30 km/s Periodo de Rotación = 10.7 horas, (10.25 hrs en su ecuador) Inclinación de su eje de rotación = 26.7 o Lo exploró el Pioneer 11, Voyager 1 & 2, Cassini-Huygens ( )

61 Anillos de Saturno vistos por la sonda Cassini Tetis y Encélado La Tierra y la Luna!

62 Anillos de Saturno (reconstrucción a partir de ocultaciones)

63 Sombras proyectadas por los anillos de Saturno y su luna Tetis

64 Saturno y sus Satélites Tiene más de 60 satélites naturales con órbitas bien calculadas. Su satélite más grande es Titán.

65 Titán Más grande que Mercurio Tiene una atmósfera Probablemente tiene océanos de Metano

66 Mimas

67 Encélado

68 Tetis

69 Detalle de la superficie helada de Tetis cubierta de cráteres.

70 Urano visto desde la Tierra Sir William Herschel lo descubrió en 1781 haciendo estudios sistemáticos del cielo con sus telescopios. A veces es lo suficientemente brillante como para verse sin telescopio. Con un pequeño telescopio se puede ver su disco y sus lunas.

71 Urano visto de cerca con la sonda Voyager 2

72 Urano : Dios de los Cielos, padre de Saturno y abuelo de Júpiter No muestra bandas, ni nubes Su eje de rotación está inclinado sólo 8 grados de la eclíptica! Período orbital 84 años Anillos descubiertos originalmente durante la ocultación de una estrella Anillos jóvenes ( cuál es la fuente del polvo?)

73 Urano de cerca Masa = 14.5 Tierras, Radio = 4.0 Tierras, Densidad = 1.3 la del agua Distancia: 19.2 UA, Periodo Orbital: 84 años, Periodo de rotación: 17.2 horas. Visible Ultravioleta

74 Sistema de anillos de Urano

75 Urano y sus lunas Urano tiene más de 20 satélites además de su sistema de anillos.

76 Satélites de Urano: tamaños relativos Puck Miranda Ariel Umbriel Titania Oberón (160 a 1,600 km de diámetro)

77 Miranda

78 Neptuno: el Rey de los Oceanos Descubierto en 1846 (Le Verrier) Período orbital 164 años Fuerte campo magnético Sistema de anillos tenue

79 Neptuno Neptuno es el tercer planeta más masivo y tiene al menos 14 lunas, incluyendo la gran luna Tritón. Descubierto en 1846 después de que su posición fue calculada a partir de su influencia en Urano (o sea hay perturbaciones a la órbita de Urano causadas por el campo gravitacional de Neptuno).

80 Neptuno visto con la sonda Voyager

81 Neptuno visto con la sonda Voyager y desde la Tierra con OA El Voyager mostró que es más parecido a Júpiter que Urano. Imágenes desde la Tierra, en el infrarrojo con Óptica Adaptativa, muestran tormentas en su superficie.

82 Anillos de Neptuno

83 Tritón: es el mayor satélite de Neptuno

84 Tritón densidad de 2.1 g/cm 3 atmósfera (nitrógeno) cráteres debidos a impacto de cometas hielos de agua volcanes de hielo activos órbita retrógrada probablemente capturado por Neptuno

85 Principales Satélites Naturales de los Planetas

86 Principales características de los Planetas Exteriores ( Jovianos ) Júpiter Saturno Urano Neptuno Masa (kg) Diámetro (m) Densidad(kg/m 3 ) Albedo (nieve=0.9) Radio orbital (m) Periodo orbital (años) Inclinación orbital (º) Excentricidad orbital Periodo rotación (días) Inclin. Eje rotación (º)

87 Intensidad* de los Campos Magnéticos Planetarios Mercurio 0.01 Venus 0.0 Tierra 1.0 Marte 0.0 Júpiter 19,520 Saturno 580 Urano 48 Neptuno 27 (Plutón 0?) *En unidades de # gauss x Radio Tierra 3 El campo magnético de la Tierra varía entre 0.25 y 0.65 gauss

88 Orientación de los Campos Magnéticos Planetarios

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