El sistema solar

Mercurio

Mercurio es el planeta más pequeño y más interno del Sistema Solar. Su período orbital (unos 88 días terrestres) es menor que el de cualquier otro planeta del Sistema Solar. Visto desde la Tierra, parece recorrer su órbita en unos 116 días. No tiene satélites naturales conocidos. Lleva el nombre de la deidad romana Mercurio, el mensajero de los dioses.

En parte porque casi no tiene atmósfera para retener el calor, la temperatura de la superficie de Mercurio varía diurnamente más que la de cualquier otro planeta del Sistema Solar, desde 100 K (-173 °C; -280 °F) durante la noche hasta 700 K ( 427 °C; 800 °F) durante el día en algunas regiones ecuatoriales. Los polos están constantemente por debajo de 180 K (-93 °C; -136 °F). El eje de Mercurio tiene la inclinación más pequeña de todos los planetas del Sistema Solar (alrededor de 1⁄30 de grado), y su excentricidad orbital es la más grande de todos los planetas conocidos del Sistema Solar. En el afelio, Mercurio está aproximadamente 1,5 veces más lejos del Sol que en el perihelio. La superficie de Mercurio está llena de cráteres y tiene una apariencia similar a la de la Luna, lo que indica que ha estado geológicamente inactiva durante miles de millones de años.

Mercurio está bloqueado por mareas o gravitacionalmente con el Sol en una resonancia de 3:2 y gira de una manera única en el Sistema Solar. Visto en relación con las estrellas fijas, gira sobre su eje exactamente tres veces por cada dos revoluciones que da alrededor del Sol. Visto desde el Sol, en un marco de referencia que gira con el movimiento orbital, parece girar sólo una vez cada dos años mercurianos. Por lo tanto, un observador en Mercurio sólo vería un día cada dos años.

Debido a que Mercurio orbita alrededor del Sol dentro de la órbita de la Tierra (al igual que Venus), puede aparecer en el cielo de la Tierra por la mañana o por la tarde, pero no en medio de la noche. Además, al igual que Venus y la Luna, muestra una gama completa de fases a medida que se mueve alrededor de su órbita con respecto a la Tierra. Aunque Mercurio puede aparecer como un objeto brillante cuando se ve desde la Tierra, su proximidad al Sol hace que sea más difícil de ver que Venus. Dos naves espaciales han visitado Mercurio: el Mariner 10 lo pasó en 1974 y 1975; y MESSENGER, lanzado en 2004, orbitó Mercurio más de 4000 veces en cuatro años, antes de agotar su combustible y estrellarse contra la superficie del planeta el 30 de abril de 2015.

Atmósfera de mercurio

La atmósfera de Mercurio es una exosfera limitada por la superficie, esencialmente un vacío.

Presión superficial: <~5 x 10^-15 bar (0,005 picobar)
Temperatura media: 440 K (167 C) (590-725 K, lado solar)
Masa total de la atmósfera: <~10000 kg

Composición atmosférica (Abundancias de columnas en 10⁶ por cm²):

• Na: 12 000-200 000
• Mg: 100 000
• O₂: < 40 000
• H₂: 5000
• K: 800-1300
• Ca: 300-1000
• Fe: < 300
• Al: 15
• Traces: Ar, CO₂, H₂O, N₂, Xe, Kr, Ne, He

Aunque la temperatura diurna en la superficie de Mercurio es generalmente extremadamente alta, las observaciones sugieren fuertemente que existe hielo (agua congelada) en Mercurio. Los suelos de los cráteres profundos de los polos nunca están expuestos a la luz solar directa y las temperaturas se mantienen por debajo de los 102 K; muy por debajo del promedio mundial.

Mercurio es demasiado pequeño y caliente para que su gravedad pueda retener una atmósfera significativa durante largos períodos de tiempo; tiene una tenue exosfera limitada por la superficie que contiene hidrógeno, helio, oxígeno, sodio, calcio, potasio y otros a una presión superficial de menos de aproximadamente 0,5 nPa (0,005 picobares). Esta exosfera no es estable: los átomos se pierden y reponen continuamente a partir de diversas fuentes. Los átomos de hidrógeno y helio probablemente provienen del viento solar, difundiéndose en la magnetosfera de Mercurio antes de escapar de regreso al espacio. La desintegración radiactiva de elementos dentro de la corteza de Mercurio es otra fuente de helio, además de sodio y potasio.

Venus

Venus es el segundo planeta desde el Sol y lo orbita cada 224,7 días terrestres. Tiene el período de rotación más largo (243 días) de todos los planetas del Sistema Solar y gira en dirección opuesta a la mayoría de los demás planetas. No tiene satélite natural. Lleva el nombre de la diosa romana del amor y la belleza. Es el segundo objeto natural más brillante en el cielo nocturno después de la Luna, alcanzando una magnitud aparente de -4,6, lo suficientemente brillante como para proyectar sombras. Como Venus es un planeta inferior a la Tierra, nunca parece alejarse del Sol; su elongación alcanza un máximo de 47,8°.

Venus es un planeta terrestre y a veces se le llama el "planeta hermano" de la Tierra debido a su tamaño, masa, proximidad al Sol y composición general similares. Es radicalmente diferente de la Tierra en otros aspectos. Tiene la atmósfera más densa de los cuatro planetas terrestres, compuesta por más del 96% de dióxido de carbono. La presión atmosférica en la superficie del planeta es 92 veces mayor que la de la Tierra. Venus es, con diferencia, el planeta más caliente del Sistema Solar, con una temperatura superficial media de 735 K (462 °C; 863 °F), aunque Mercurio está más cerca del Sol. Venus está envuelto por una capa opaca de nubes de ácido sulfúrico altamente reflectantes, lo que impide que su superficie sea vista desde el espacio en luz visible. Es posible que en el pasado hubiera tenido océanos de agua, pero estos se habrían vaporizado a medida que la temperatura aumentaba debido a un efecto invernadero descontrolado. Probablemente el agua se ha fotodisociado y el hidrógeno libre ha sido arrastrado al espacio interplanetario por el viento solar debido a la falta de un campo magnético planetario. La superficie de Venus es un paisaje desértico seco intercalado con rocas en forma de losas y periódicamente resurge por el vulcanismo.

Como uno de los objetos más brillantes del cielo, Venus ha sido un elemento importante en la cultura humana desde que existen registros. Se ha considerado sagrado para los dioses de muchas culturas y ha sido una inspiración principal para escritores y poetas como la "estrella de la mañana" y la "estrella de la tarde". Venus fue el primer planeta cuyos movimientos se trazaron en el cielo, ya en el segundo milenio antes de Cristo, y fue un objetivo principal para las primeras exploraciones interplanetarias por ser el planeta más cercano a la Tierra. Fue el primer planeta más allá de la Tierra visitado por una nave espacial (Mariner 2) en 1962, y el primero en aterrizar con éxito (por Venera 7) en 1970. Las espesas nubes de Venus hacen imposible la observación de su superficie en luz visible, y el primer Los mapas detallados no surgieron hasta la llegada del orbitador Magellan en 1991. Se han propuesto planes para rovers o misiones más complejas, pero se ven obstaculizados por las condiciones hostiles de la superficie de Venus.

Ambiente de Venus

Presión superficial: 92 bares
Densidad superficial: ~65. kg/m³
Altura de escala: 15,9 km
Temperatura media: 737 K (464 C)
Masa total de la atmósfera: ~4,8 x 10²⁰

Velocidades del viento: 0,3 a 1,0 m/s (superficie)
Peso molecular medio: 43,45

Composición atmosférica (cerca de la superficie, en volumen):

• 96.5% CO₂
• 3.5% N₂
• Traces: SO₂ (150ppm), Ar (70ppm), H₂O (20ppm), CO (17ppm), He (12ppm), Ne (7ppm)

Venus tiene una atmósfera extremadamente densa compuesta por un 96,5 % de dióxido de carbono, un 3,5 % de nitrógeno y trazas de otros gases, sobre todo dióxido de azufre. La masa de su atmósfera es 93 veces mayor que la de la Tierra, mientras que la presión en su superficie es aproximadamente 92 veces mayor que la de la Tierra, una presión equivalente a la que existe a una profundidad de casi 1 kilómetro bajo los océanos de la Tierra. La densidad en la superficie es de 65 kg/m³, el 6,5% de la del agua o 50 veces más densa que la atmósfera terrestre a 20 °C al nivel del mar. La atmósfera rica en CO₂ genera el efecto invernadero más fuerte del Sistema Solar, creando temperaturas superficiales de al menos 735 K (462 °C). Esto hace que la superficie de Venus sea más caliente que la de Mercurio, que tiene una temperatura superficial mínima de 55 K (-220 °C) y una temperatura superficial máxima de 695 K (420 °C), a pesar de que Venus está casi al doble de la distancia de Mercurio al Sol y, por lo tanto, recibe sólo el 25% de la irradiancia solar de Mercurio. Esta temperatura es superior a la utilizada para la esterilización. A menudo se dice que la superficie de Venus se parece a las descripciones tradicionales del infierno.

La Tierra

La Tierra (también conocida como el mundo, en griego: Γαῖα Gaia, o en latín: Terra) es el tercer planeta desde el Sol, el planeta más denso del Sistema Solar, el más grande de los cuatro planetas terrestres del Sistema Solar, y el único objeto astronómico conocido que alberga vida.

Según la datación radiométrica y otras fuentes de evidencia, la Tierra se formó hace unos 4.540 millones de años. La Tierra interactúa gravitacionalmente con otros objetos en el espacio, especialmente el Sol y la Luna. Durante una órbita alrededor del Sol, la Tierra gira alrededor de su propio eje 366,26 veces, creando 365,26 días solares o un año sidéreo. El eje de rotación de la Tierra está inclinado 23,4° con respecto a la perpendicular de su plano orbital, lo que produce variaciones estacionales en la superficie del planeta en un período de un año tropical (365,24 días solares). La Luna, el único satélite natural permanente de la Tierra, por su relación gravitacional con la Tierra, provoca mareas oceánicas, estabiliza la orientación del eje de rotación de la Tierra y disminuye gradualmente la velocidad de rotación de la Tierra.

La litosfera de la Tierra está dividida en varias placas tectónicas rígidas que migran a través de la superficie durante períodos de muchos millones de años. El 71% de la superficie terrestre está cubierta de agua. El 29% restante es masa de tierra, formada por continentes e islas, que en conjunto tiene muchos lagos, ríos y otras fuentes de agua que contribuyen a la hidrosfera. La mayoría de las regiones polares de la Tierra están cubiertas de hielo, incluida la capa de hielo de la Antártida y el hielo marino de la capa de hielo del Ártico. El interior de la Tierra permanece activo con un núcleo interno de hierro sólido, un núcleo externo líquido que genera el campo magnético de la Tierra y un manto convectivo que impulsa la tectónica de placas.

Durante sus primeros mil millones de años, la vida apareció en los océanos de la Tierra y comenzó a afectar la atmósfera y la superficie, lo que llevó a la proliferación de organismos aeróbicos y anaeróbicos. Desde entonces, la combinación de la distancia de la Tierra al Sol, las propiedades físicas y la historia geológica han permitido que la vida evolucione y hoy prospere. La vida más antigua e indiscutible en la Tierra surgió hace al menos 3.500 millones de años. La evidencia física anterior de vida incluye grafito biogénico en rocas metasedimentarias de 3.700 millones de años descubiertas en el suroeste de Groenlandia, así como "restos de vida biótica" encontrados en rocas de 4.100 millones de años en Australia Occidental. Excepto cuando fue interrumpida por eventos de extinción masiva, la biodiversidad de la Tierra se ha expandido continuamente. Aunque los académicos estiman que más del 99% de todas las especies de vida (más de cinco mil millones) que alguna vez vivieron en la Tierra están hoy extintas, se estima que todavía existen entre 10 y 14 millones de especies, de las cuales alrededor de 1,2 millones han sido documentadas y más de 86. % aún no han sido descritos. Más recientemente, en mayo de 2016, los científicos informaron que se estima que actualmente hay 1 billón de especies en la Tierra y solo una milésima del uno por ciento está descrita. En julio de 2016, los científicos informaron haber identificado un conjunto de 355 genes del Último Ancestro Común Universal (LUCA) de todos los organismos que viven en la Tierra. Más de 7.300 millones de seres humanos viven en la Tierra y dependen de su biosfera y minerales para su supervivencia. La población humana de la Tierra está dividida entre unos 200 estados soberanos que interactúan a través de la diplomacia, los conflictos, los viajes, el comercio y los medios de comunicación.

Atmósfera terrestre

Presión superficial: 1014 mb
Densidad superficial: 1.217 kg/m³
Altura de escala: 8,5 km
Temperatura media: 288 K (15°C)
Masa total de la atmósfera: 5,1 x 10¹⁸ kg

Velocidades del viento: 0,3 a 1,0 m/s (superficie)
Rango de temperatura diurna: 283 K a 293 K (10 a 20 C)
Velocidades del viento: 0 a 100 m/s
Peso molecular medio: 28,97

Composición atmosférica (en volumen, aire seco):

• 78.08% N₂
• 20.95% O₂
• Minor: Ar (9340ppm), CO₂ (400ppm), Ne (18.18ppm), He (5.24ppm), CH₄ (1.7ppm), Kr (1.14ppm), H₂ (0.55ppm)

El agua es muy variable, normalmente representa alrededor del 1%

La presión atmosférica en la superficie de la Tierra tiene un promedio de 101,325 kPa, con una altura de escala de aproximadamente 8,5 km. Tiene una composición de 78% de nitrógeno y 21% de oxígeno, con trazas de vapor de agua, dióxido de carbono y otras moléculas gaseosas. La altura de la troposfera varía con la latitud, oscilando entre 8 km en los polos y 17 km en el ecuador, con algunas variaciones resultantes del clima y factores estacionales.

La atmósfera de la Tierra no tiene límites definidos, poco a poco se vuelve más delgada y se desvanece en el espacio exterior. Tres cuartas partes de la masa de la atmósfera se encuentran dentro de los primeros 11 kilómetros de la superficie. Esta capa más baja se llama troposfera. La energía del Sol calienta esta capa y la superficie inferior, provocando la expansión del aire. Este aire de menor densidad luego asciende y es reemplazado por aire más frío y de mayor densidad. El resultado es la circulación atmosférica que impulsa el tiempo y el clima mediante la redistribución de la energía térmica.

Marte

Marte es el cuarto planeta desde el Sol y el segundo planeta más pequeño del Sistema Solar, después de Mercurio. Debe su nombre al dios romano de la guerra y a menudo se le conoce como el "Planeta Rojo" porque el óxido de hierro que prevalece en su superficie le da un aspecto rojizo. Marte es un planeta terrestre con una atmósfera delgada y características superficiales que recuerdan tanto a los cráteres de impacto de la Luna como a los valles, desiertos y casquetes polares de la Tierra.

El período de rotación y los ciclos estacionales de Marte también son similares a los de la Tierra, al igual que la inclinación que produce las estaciones. Marte es el sitio de Olympus Mons, el volcán más grande y la segunda montaña más alta conocida del Sistema Solar, y de Valles Marineris, uno de los cañones más grandes del Sistema Solar. La suave cuenca boreal en el hemisferio norte cubre el 40% del planeta y puede ser una característica de impacto gigante. Marte tiene dos lunas, Fobos y Deimos, que son pequeñas y de forma irregular. Estos pueden ser asteroides capturados, similares a 5261 Eureka, un troyano de Marte.

Hasta el primer sobrevuelo exitoso de Marte en 1965 por el Mariner 4, muchos especulaban sobre la presencia de agua líquida en la superficie del planeta. Esto se basó en las variaciones periódicas observadas en las zonas claras y oscuras, particularmente en las latitudes polares, que parecían ser mares y continentes; Algunos interpretaron las estrías largas y oscuras como canales de riego para agua líquida. Estas líneas rectas se explicaron más tarde como ilusiones ópticas, aunque la evidencia geológica recopilada por misiones no tripuladas sugiere que Marte alguna vez tuvo una cobertura de agua a gran escala en su superficie en una etapa anterior de su existencia. En 2005, los datos de radar revelaron la presencia de grandes cantidades de hielo de agua en los polos y en latitudes medias. El rover de Marte Spirit tomó muestras de compuestos químicos que contienen moléculas de agua en marzo de 2007. El módulo de aterrizaje Phoenix tomó muestras directamente de hielo de agua en suelo marciano poco profundo el 31 de julio de 2008. El 28 de septiembre de 2015, la NASA anunció la presencia de agua salada que fluye en la superficie marciana. .

Marte alberga siete naves espaciales en funcionamiento: cinco en órbita (2001 Mars Odyssey, Mars Express, Mars Reconnaissance Orbiter, MAVEN y Mars Orbiter Mission) y dos en la superficie: Mars Exploration Rover Opportunity y Mars Science Laboratory Curiosity. Las observaciones realizadas por el Mars Reconnaissance Orbiter han revelado posibles flujos de agua durante los meses más cálidos en Marte. En 2013, el rover Curiosity de la NASA descubrió que el suelo de Marte contiene entre un 1,5% y un 3% de agua en masa (aunque unida a otros compuestos y, por lo tanto, no es de libre acceso).

Hay investigaciones en curso que evalúan el potencial de habitabilidad de Marte en el pasado, así como la posibilidad de que exista vida. Las investigaciones in situ han sido realizadas por los módulos de aterrizaje Viking, los rovers Spirit y Opportunity, el módulo de aterrizaje Phoenix y el rover Curiosity. Se planean futuras misiones de astrobiología, incluidos los rovers Mars 2020 y ExoMars.

Marte se puede ver fácilmente desde la Tierra a simple vista, al igual que su color rojizo. Su magnitud aparente alcanza -2,91, sólo superada por Júpiter, Venus, la Luna y el Sol. Los telescopios ópticos terrestres generalmente se limitan a resolver características de unos 300 kilómetros (190 millas) de diámetro cuando la Tierra y Marte están más cerca debido a la atmósfera de la Tierra.

Atmósfera marciana

Presión superficial: 6,36 mb en el radio medio (variable de 4,0 a 8,7 mb según la temporada)
Densidad superficial: ~0,020 kg/m³
Altura de escala: 11,1 km
Temperatura media: ~210 K (-63°C)
Masa total de la atmósfera: ~2,5 x 10¹⁶ kg

Rango de temperatura diurna: 184 K a 242 K (-89 a -31 C)
Velocidades del viento: 2-7 m/s (verano), 5-10 m/s (otoño), 17-30 m/s (tormenta de polvo)
Peso molecular medio: 43,34

Composición atmosférica (en volumen):

• 95.32% CO₂
• 2.7% N₂
• Minor: H₂O (210ppm), NO (100ppm), Ne (2.5ppm), HDO (Hydrogen-Deuterium-Oxygen, 0.85ppm), Kr (0.3ppm), Xe (0.08ppm)

El agua es muy variable, normalmente representa alrededor del 1%

La atmósfera de Marte es la capa de gases que rodea a Marte. Está compuesto principalmente de dióxido de carbono. La presión atmosférica en la superficie marciana tiene un promedio de 600 pascales (0,087 psi; 6,0 mbar), aproximadamente el 0,6% de la presión media al nivel del mar de la Tierra de 101,3 kilopascales (14,69 psi; 1,013 bar). Va desde un mínimo de 30 pascales (0,0044 psi; 0,30 mbar) en el pico de Olympus Mons hasta más de 1.155 pascales (0,1675 psi; 11,55 mbar) en las profundidades de Hellas Planitia. Esta presión está muy por debajo del límite de Armstrong para el cuerpo humano desprotegido. La masa atmosférica de Marte de 25 teratones se compara con los 5148 teratones de la Tierra con una altura de escala de aproximadamente 11 kilómetros (6,8 millas) frente a los 7 kilómetros (4,3 millas) de la Tierra.

La atmósfera es bastante polvorienta, lo que le da al cielo marciano un color marrón claro o rojo anaranjado cuando se ve desde la superficie.

Jupiter

Júpiter es el quinto planeta desde el Sol y el más grande del Sistema Solar. Es un planeta gigante con una masa una milésima de la del Sol, pero dos veces y media la de todos los demás planetas del Sistema Solar juntos. Júpiter es un gigante gaseoso, junto con Saturno, y los otros dos planetas gigantes, Urano y Neptuno, son gigantes de hielo. Júpiter era conocido por los astrónomos de la antigüedad. Los romanos le pusieron el nombre de su dios Júpiter. Cuando se ve desde la Tierra, Júpiter puede alcanzar una magnitud aparente de −2,94, lo suficientemente brillante como para que su luz reflejada proyecte sombras, lo que lo convierte en promedio en el tercer objeto más brillante del cielo nocturno después de la Luna y Venus.

Júpiter está compuesto principalmente de hidrógeno y una cuarta parte de su masa es helio, aunque el helio comprende sólo aproximadamente una décima parte del número de moléculas. También puede tener un núcleo rocoso de elementos más pesados, pero al igual que los otros planetas gigantes, Júpiter carece de una superficie sólida bien definida. Debido a su rápida rotación, la forma del planeta es la de un esferoide achatado (tiene un ligero pero notable abultamiento alrededor del ecuador). La atmósfera exterior está visiblemente segregada en varias bandas en diferentes latitudes, lo que produce turbulencias y tormentas a lo largo de sus límites interactivos. Un resultado destacado es la Gran Mancha Roja, una tormenta gigante que se sabe que existe desde al menos el siglo XVII, cuando fue vista por primera vez con un telescopio. Alrededor de Júpiter hay un débil sistema de anillos planetarios y una poderosa magnetosfera. Júpiter tiene al menos 67 lunas, incluidas las cuatro grandes lunas galileanas descubiertas por Galileo Galilei en 1610. Ganímedes, la mayor de ellas, tiene un diámetro mayor que el del planeta Mercurio.

Júpiter ha sido explorado en varias ocasiones por naves espaciales robóticas, sobre todo durante las primeras misiones de sobrevuelo Pioneer y Voyager y más tarde por el orbitador Galileo. A finales de febrero de 2007, Júpiter fue visitado por la sonda New Horizons, que utilizó la gravedad de Júpiter para aumentar su velocidad y doblar su trayectoria en ruta hacia Plutón. La última sonda en visitar el planeta es Juno, que entró en órbita alrededor de Júpiter el 4 de julio de 2016. Los objetivos futuros para la exploración en el sistema de Júpiter incluyen el probable océano líquido cubierto de hielo de su luna Europa.

Ambiente joviano

Presión superficial: >>1000 bares
Temperatura a 1 bar: 165 K (-108 C)
Temperatura a 0,1 bar: 112 K (-161 C)
Velocidades del viento: hasta 150 m/s (<30 grados de latitud), hasta 40 m/s (>30 grados de latitud)
Altura de escala: 27 km
Peso molecular medio: 2,22

Composición atmosférica (en volumen):

• 89.8% H₂
• 10.2% He
• Minor: CH₄ (3000ppm), NH₃ (260ppm), HD (Hydrogen Deuteride, 28ppm), C₂H₆ (ethane, 5.8ppm), H₂O (4ppm, varies with pressure)

Júpiter tiene la atmósfera planetaria más grande del Sistema Solar, abarcando más de 5000 km (3000 millas) de altitud. Como Júpiter no tiene superficie, normalmente se considera que la base de su atmósfera es el punto en el que la presión atmosférica es igual a 100 kPa (1,0 bar).

Júpiter está perpetuamente cubierto de nubes compuestas de cristales de amoníaco y posiblemente de hidrosulfuro de amonio. Las nubes se ubican en la tropopausa y están dispuestas en bandas de diferentes latitudes, conocidas como regiones tropicales. Las interacciones de estos patrones de circulación conflictivos provocan tormentas y turbulencias. Las velocidades del viento de 100 m/s (360 km/h) son comunes en los chorros zonales.

Saturno

Saturno es el sexto planeta desde el Sol y el segundo más grande del Sistema Solar, después de Júpiter. Es un gigante gaseoso con un radio promedio aproximadamente nueve veces mayor que el de la Tierra. Aunque sólo tiene una octava parte de la densidad media de la Tierra, con su mayor volumen Saturno es poco más de 95 veces más masivo. Saturno lleva el nombre del dios romano de la agricultura.

El interior de Saturno probablemente esté compuesto por un núcleo de hierro, níquel y roca (compuestos de silicio y oxígeno). Este núcleo está rodeado por una capa profunda de hidrógeno metálico, una capa intermedia de hidrógeno líquido y helio líquido y, finalmente, fuera de la línea de Frenkel, una capa exterior gaseosa. Saturno tiene un tono amarillo pálido debido a los cristales de amoníaco en su atmósfera superior. Se cree que la corriente eléctrica dentro de la capa de hidrógeno metálico da lugar al campo magnético planetario de Saturno, que es más débil que el de la Tierra, pero tiene un momento magnético 580 veces mayor que el de la Tierra debido al mayor tamaño de Saturno. La intensidad del campo magnético de Saturno es aproximadamente una vigésima parte del de Júpiter. La atmósfera exterior es generalmente insípida y carente de contrastes, aunque pueden aparecer características de larga duración. La velocidad del viento en Saturno puede alcanzar los 1.800 km/h (500 m/s), mayor que en Júpiter, pero no tanto como la de Neptuno.

Saturno tiene un sistema de anillos prominente que consta de nueve anillos principales continuos y tres arcos discontinuos y que está compuesto principalmente por partículas de hielo con una menor cantidad de escombros rocosos y polvo. Se sabe que sesenta y dos lunas orbitan alrededor de Saturno, de las cuales cincuenta y tres tienen nombre oficial. Esto no incluye los cientos de lunas que componen los anillos. Titán, la luna más grande de Saturno y la segunda más grande del Sistema Solar, es más grande que el planeta Mercurio, aunque menos masiva, y es la única luna del Sistema Solar que tiene una atmósfera sustancial.

Ambiente Saturnino

Presión superficial: >>1000 bares
Temperatura a 1 bar: 134 K (-139 C)
Temperatura a 0,1 bar: 84 K (-189 C)
Densidad a 1 bar: 0,19 kg/m³
Velocidades del viento: hasta 400 m/s (<30 grados de latitud), hasta 150 m/s (>30 grados de latitud)
Altura de escala: 59,5 km
Peso molecular medio: 2,07

Composición atmosférica (en volumen):

• 96.3% H₂
• 3.25% He
• Minor: CH₄ (4500ppm), NH₃ (125ppm), HD (Hydrogen Deuteride, 110ppm), C₂H₆ (ethane, 7ppm)

La atmósfera de Saturno exhibe un patrón de bandas similar al de Júpiter, pero las bandas de Saturno son mucho más débiles y mucho más anchas cerca del ecuador. La composición de las nubes varía con la profundidad y el aumento de la presión. Los vientos en Saturno son los segundos más rápidos entre los planetas del Sistema Solar, después de los de Neptuno.

Urano

Urano es el séptimo planeta desde el Sol. Tiene el tercer radio planetario más grande y la cuarta masa planetaria más grande del Sistema Solar. Urano es similar en composición a Neptuno, y ambos tienen una composición química general diferente a la de los gigantes gaseosos más grandes, Júpiter y Saturno. Por esta razón, los científicos suelen clasificar a Urano y Neptuno como "gigantes de hielo" para distinguirlos de los gigantes gaseosos. La atmósfera de Urano es similar a la de Júpiter y Saturno en su composición primaria de hidrógeno y helio, pero contiene más "hielos" como agua, amoníaco y metano, junto con trazas de otros hidrocarburos. Es la atmósfera planetaria más fría del Sistema Solar, con una temperatura mínima de 49 K (-224,2 °C), y tiene una estructura de nubes compleja y en capas en la que se cree que el agua constituye las nubes más bajas y el metano la capa superior de nubes. El interior de Urano está compuesto principalmente de hielo y roca.

Urano es el único planeta cuyo nombre deriva de una figura de la mitología griega, de la versión latinizada del dios griego del cielo Urano. Al igual que los demás planetas gigantes, Urano tiene un sistema de anillos, una magnetosfera y numerosas lunas. El sistema uraniano tiene una configuración única entre los planetas porque su eje de rotación está inclinado hacia un lado, casi en el plano de su órbita solar. Por lo tanto, sus polos norte y sur se encuentran donde la mayoría de los demás planetas tienen sus ecuadores. En 1986, las imágenes de la Voyager 2 mostraban a Urano como un planeta casi anodino en luz visible, sin las bandas de nubes ni las tormentas asociadas con los otros planetas gigantes. Las observaciones desde la Tierra han mostrado cambios estacionales y un aumento de la actividad climática a medida que Urano se acercaba a su equinoccio en 2007. La velocidad del viento puede alcanzar los 250 metros por segundo (900 km/h, 560 mph).

Atmósfera uraniana

Presión superficial: >>1000 bares
Temperatura a 1 bar: 76 K (-197 C)
Temperatura a 0,1 bar: 53 K (-220 C)
Densidad a 1 bar: 0,42 kg/m³
Velocidades del viento: 0-250 m/s
Altura de escala: 27,7 km
Peso molecular medio: 2,64

Composición atmosférica (en volumen):

• 82.5% H₂
• 15.2% He
• 2.3% CH₄
• Minor: HD (Hydrogen Deuteride, 148ppm)

Aunque no existe una superficie sólida bien definida dentro del interior de Urano, la parte más externa de su envoltura gaseosa a la que se puede acceder mediante sensores remotos se llama atmósfera. La capacidad de teledetección se extiende hasta aproximadamente 300 km por debajo del nivel de 1 bar (100 kPa), con una presión correspondiente de alrededor de 100 bar (10 MPa) y una temperatura de 320 K. La tenue termosfera se extiende sobre dos radios planetarios desde la superficie nominal, que se define como a una presión de 1 bar. La atmósfera de Urano se puede dividir en tres capas: la troposfera, entre altitudes de -300 y 50 km y presiones de 100 a 0,1 bar (10 MPa a 10 kPa); la estratosfera, que abarca altitudes entre 50 y 4000 km y presiones de entre 0,1 y 10-10 bar (10 kPa a 10 µPa); y la termosfera se extiende desde 4.000 km hasta 50.000 km desde la superficie. No hay mesosfera.

Neptuno

Neptuno es el octavo planeta conocido y el más alejado del Sol en el Sistema Solar. En el Sistema Solar, es el cuarto planeta más grande por diámetro, el tercer planeta más masivo y el planeta gigante más denso. Neptuno tiene 17 veces la masa de la Tierra y es ligeramente más masivo que su casi gemelo Urano, que tiene 15 veces la masa de la Tierra y un poco más grande que Neptuno. Neptuno orbita alrededor del Sol una vez cada 164,8 años a una distancia media de 30,1 unidades astronómicas (4,50×10⁹ km). Lleva el nombre del dios romano del mar y tiene el símbolo astronómico ♆, una versión estilizada del tridente del dios Neptuno.

Neptuno no es visible a simple vista y es el único planeta del Sistema Solar encontrado mediante predicción matemática en lugar de observación empírica. Cambios inesperados en la órbita de Urano llevaron a Alexis Bouvard a deducir que su órbita estaba sujeta a una perturbación gravitacional por parte de un planeta desconocido. Posteriormente, Neptuno fue observado con un telescopio el 23 de septiembre de 1846 por Johann Galle dentro de un grado de la posición predicha por Urbain Le Verrier. Su luna más grande, Tritón, fue descubierta poco después, aunque ninguna de las 14 lunas conocidas restantes del planeta fue localizada telescópicamente hasta el siglo XX. La distancia del planeta a la Tierra le otorga un tamaño aparente muy pequeño, lo que dificulta su estudio con telescopios terrestres. Neptuno fue visitado por la Voyager 2, cuando pasó cerca del planeta el 25 de agosto de 1989. La llegada del Telescopio Espacial Hubble y de los grandes telescopios terrestres con óptica adaptativa ha permitido recientemente observaciones detalladas adicionales desde lejos.

La composición de Neptuno es similar a la de Urano y diferente a la de los gigantes gaseosos más grandes, Júpiter y Saturno. Al igual que la de Júpiter y Saturno, la atmósfera de Neptuno está compuesta principalmente de hidrógeno y helio, junto con trazas de hidrocarburos y posiblemente nitrógeno, pero contiene una mayor proporción de "hielos" como agua, amoníaco y metano. Sin embargo, su interior, al igual que el de Urano, está compuesto principalmente de hielo y roca, por lo que normalmente se considera a Urano y Neptuno "gigantes de hielo" para enfatizar esta distinción. Los rastros de metano en las regiones ultraperiféricas explican en parte el aspecto azul del planeta.

En contraste con la atmósfera brumosa y relativamente monótona de Urano, la atmósfera de Neptuno tiene patrones climáticos activos y visibles. Por ejemplo, en el momento del sobrevuelo de la Voyager 2 en 1989, el hemisferio sur del planeta tenía una Gran Mancha Oscura comparable a la Gran Mancha Roja de Júpiter. Estos patrones climáticos están impulsados por los vientos sostenidos más fuertes de cualquier planeta del Sistema Solar, con velocidades de viento registradas de hasta 2100 kilómetros por hora (580 m/s; 1300 mph). Debido a su gran distancia del Sol, la atmósfera exterior de Neptuno es uno de los lugares más fríos del Sistema Solar, con temperaturas en las cimas de sus nubes que se acercan a los 55 K (-218 °C). Las temperaturas en el centro del planeta son de aproximadamente 5400 K (5100 °C). Neptuno tiene un sistema de anillos débil y fragmentado (etiquetado como "arcos"), que fue detectado por primera vez durante la década de 1960 y confirmado por la Voyager 2.

Atmósfera neptuniana

Presión superficial: >>1000 bares
Temperatura a 1 bar: 72 K (-201 C)
Temperatura a 0,1 bar: 55 K (-218 C)
Densidad a 1 bar: 0,45 kg/m³
Velocidades del viento: 0-580 m/s
Altura de escala: 19,1-20,3 km
Peso molecular medio: 2,53-2,69

Composición atmosférica (en volumen):

• 80.0% H₂
• 19.0% He
• 1.5% CH₄
• Minor: HD (Hydrogen Deuteride, 192ppm), C₂H₆ (ethane, 1.5ppm)

El clima de Neptuno se caracteriza por sistemas de tormentas extremadamente dinámicos, con vientos que alcanzan velocidades de casi 600 m/s (2200 km/h; 1300 mph), casi alcanzando un flujo supersónico. La abundancia de metano, etano y acetileno en el ecuador de Neptuno es entre 10 y 100 veces mayor que en los polos. Esto se interpreta como evidencia de surgencias en el ecuador y hundimientos cerca de los polos.

El Sol

El Sol es la estrella en el centro del Sistema Solar. Es una esfera casi perfecta de plasma caliente, con movimiento convectivo interno que genera un campo magnético mediante un proceso de dinamo. Es, con diferencia, la fuente de energía más importante para la vida en la Tierra. Su diámetro es unas 109 veces el de la Tierra y su masa es unas 330.000 veces la de la Tierra, lo que representa aproximadamente el 99,86% de la masa total del Sistema Solar. Aproximadamente tres cuartas partes de la masa del Sol están compuestas de hidrógeno; el resto es principalmente helio, con cantidades mucho menores de elementos más pesados, como oxígeno, carbono, neón y hierro.

El Sol es una estrella de secuencia principal de tipo G (G2V) según su clase espectral y se le conoce informalmente como enana amarilla. Se formó hace aproximadamente 4.600 millones de años a partir del colapso gravitacional de la materia dentro de una región de una gran nube molecular. La mayor parte de esta materia se acumuló en el centro, mientras que el resto se aplanó formando un disco orbital que se convirtió en el Sistema Solar. La masa central se volvió tan caliente y densa que finalmente inició la fusión nuclear en su núcleo. Se cree que casi todas las estrellas se forman mediante este proceso.

El Sol tiene aproximadamente una edad mediana y no ha cambiado dramáticamente durante más de cuatro mil millones de años, y permanecerá bastante estable durante más de otros cinco mil millones de años. Sin embargo, una vez que se detenga la fusión de hidrógeno en su núcleo, el Sol sufrirá cambios severos y se convertirá en una gigante roja. Se calcula que el Sol será lo suficientemente grande como para engullir las órbitas actuales de Mercurio, Venus y posiblemente la Tierra.

El enorme efecto del Sol sobre la Tierra ha sido reconocido desde tiempos prehistóricos, y algunas culturas han considerado al Sol como una deidad. La rotación sinódica de la Tierra y su órbita alrededor del Sol son la base del calendario solar, que es el calendario predominante en uso en la actualidad.

Atmósfera solar

Presión del gas en la superficie (parte superior de la fotosfera): 0,868 mb
Presión en el fondo de la fotosfera (profundidad óptica = 1): 125 mb
Temperatura efectiva: 5772 K
Temperatura en la parte superior de la fotosfera: 4400 K
Temperatura en el fondo de la fotosfera: 6600 K
Temperatura en la parte superior de la cromosfera: ~30 000 K
Espesor de la fotosfera: ~500 km
Espesor de la cromosfera: ~2500 km
Ciclo de las manchas solares: 11,4 años.

Composición de la fotosfera:

• 90.965% H₂
• 8.889% He
• Minor: O (774ppm), C (330ppm), Ne (112ppm), N (102ppm), Fe (43ppm), Mg (35ppm), Si (32ppm), S (15ppm)

La Luna

La Luna es el único satélite natural permanente de la Tierra. Es uno de los satélites naturales más grandes del Sistema Solar y el más grande entre los satélites planetarios en relación con el tamaño del planeta que orbita (su primario). Es el segundo satélite más denso entre aquellos cuyas densidades se conocen (después del satélite Io de Júpiter).

Se cree que la Luna se formó hace aproximadamente 4.500 millones de años, poco después que la Tierra. Existen varias hipótesis sobre su origen; la explicación más aceptada es que la Luna se formó a partir de los restos que quedaron después de un impacto gigante entre la Tierra y un cuerpo del tamaño de Marte llamado Theia.

La Luna está en rotación sincrónica con la Tierra, mostrando siempre la misma cara, con su cara visible marcada por mares volcánicos oscuros que llenan los espacios entre las antiguas y brillantes tierras altas de la corteza y los prominentes cráteres de impacto. Es el segundo objeto celeste más brillante regularmente visible en el cielo de la Tierra después del Sol, medido por la iluminancia en la superficie de la Tierra. En realidad, su superficie es oscura (aunque puede parecer de un blanco muy brillante) con una reflectancia ligeramente superior a la del asfalto desgastado. Su prominencia en el cielo y su ciclo regular de fases han hecho de la Luna una importante influencia cultural desde la antigüedad en el lenguaje, los calendarios, el arte y la mitología.

La influencia gravitacional de la Luna produce las mareas oceánicas, mareas corporales y el ligero alargamiento del día. La distancia orbital actual de la Luna es aproximadamente treinta veces el diámetro de la Tierra, con su tamaño aparente en el cielo casi el mismo que el del Sol, lo que resulta en que la Luna cubra el Sol casi con precisión en un eclipse solar total. Esta coincidencia de tamaño visual aparente no continuará en el futuro lejano. La distancia lineal de la Luna a la Tierra actualmente aumenta a un ritmo de 3,82 ± 0,07 centímetros (1,504 ± 0,028 pulgadas) por año, pero este ritmo no es constante.

El programa Luna de la Unión Soviética fue el primero en llegar a la Luna con una nave espacial no tripulada en 1959; El programa Apolo de la NASA de Estados Unidos logró las únicas misiones tripuladas hasta la fecha, comenzando con la primera misión tripulada en órbita lunar realizada por el Apolo 8 en 1968, y seis alunizajes tripulados entre 1969 y 1972, siendo el primero el Apolo 11. Estas misiones regresaron durante 380 kg (840 lb) de rocas lunares, que se han utilizado para desarrollar una comprensión geológica del origen de la Luna, la formación de su estructura interna y su historia posterior. Después de la misión Apolo 17 en 1972, la Luna ha sido visitada únicamente por naves espaciales no tripuladas.

Atmósfera lunar

Rango de temperatura diurna (ecuador): 95 K a 390 K (~ -290 F a +240 F)
Masa total de la atmósfera: ~25 000 kg
Presión superficial (noche): 3 x 10^-15 bar (2 x 10^-12 torr)
Abundancia en superficie: 2 x 10⁵ partículas/cm³

Composición (partículas por cm cúbico):

• ⁴He: 40 000
• ²⁰Ne: 40 000
• H₂: 35 000
• ⁴⁰Ar: 30 000
• ²²Ne: 5000
• ³⁶Ar: 2000
• CH₄: 1000
• NH₃: 1000
• CO₂: 1000
• Traces: O⁺, Al⁺, Si⁺, P⁺, Na⁺, Mg⁺

La composición de la tenue atmósfera lunar es poco conocida y variable; estas son estimaciones de los límites superiores de la composición de la atmósfera ambiental nocturna. Los niveles diurnos eran difíciles de medir debido al calentamiento y la desgasificación de los experimentos de superficie del Apolo.