SISTEMA SOLAR

- ¿Cómo es el Sol?
El Sol es una esfera de plasma -es decir, un gas- cuyos átomos están ionizados en su mayor parte. Es una estrella normal, ni muy grande ni muy pequeña, una más entre los 200.000 millones de estrellas de nuestra galaxia. Pero es la única que tenemos bastante cerca como para poder estudiarla en detalle.

Es una estrella muy antigua, de unos 4.500 millones de años, aunque todavía le queda otro tanto de vida. Desde su nacimiento su luminosidad no ha variado mucho, lo cual significa que el Sol es un objeto en equilibro hidrostático y térmico. Es decir, por un lado, en cada punto el peso de las capas superiores se encuentra equilibrado por la presión que produce por la agitación térmica; y, por otro lado, cada capa del Sol pierde la misma radiación que recibe.

A partir de su centro, está dividido en una serie de capas concéntricas:

Núcleo: Radio: 175.000 kilómetros. Temperatura: 15.000.000 K. Es en esta zona donde se produce la energía.
Zona radiactiva: espesor: 325.000 kilómetros. A través de esta zona, la energía se transmite por radiación. Los fotones (partículas de luz) pasan de una partícula a otra hasta abocar al exterior.
Zona convectiva: espesor: 200.000 kilómetros. A través de esta zona la energía se transmite por convección. El gas caliente sube a la parte superior y allí desprende la energía que transporta; una vez enfriado, vuelve a bajar.
Fotosfera: espesor: 100 kilómetros. Temperatura: 6.050 K (en el interior de las manchas: 4.250 K). Es la "superficie" del Sol, la zona de donde procede la luz que recibimos.
Cromosfera: espesor: 2.000 kilómetros. Temperatura: de 4.300 K (interior) a 20.000 K (exterior). Esta capa constituye la parte baja de la atmósfera del Sol.
Corona: espesor: 3.000.000 kilómetros. Temperatura media: 1.000.000 K. Es la parte alta de la atmósfera del Sol.

Las características generales del Sol son las siguientes:
Edad: 4.500 millones de años
Radio: 696.265 km
Masa: 1,99 x 1030 kg
Densidad media: 1,4 (agua = 1)
Luminosidad (potencia): 3,83 x 1023 kW

Composición química de la fotosfera (en peso):

- ¿Por qué calienta el Sol?
El Sol es una enorme central de producción de energía por fusión nuclear. En su núcleo, el hidrógeno arde termonuclearmente y da helio como residuo; durante el proceso, libera energía.

Esto se realiza a través de una serie de reacciones, las más importantes de las cuales constituyen el ciclo protón-protón (también llamado "ciclo pp"). En este ciclo intervienen seis núcleos de hidrógeno, dos de los cuales se recuperan al final. El resultado final es que cuatro núcleos de hidrógeno (cuatro protones) se transforman en un núcleo de helio constituido por dos protones y dos neutrones. Por este sistema, el Sol transforma en helio 600 millones de toneladas de hidrógeno por segundo.

Las tres reacciones que forman el ciclo protón-protón son las siguientes:

1.Dos núcleos de hidrógeno (protones) se fusionan. La unión es inestable, y uno de los protones se desintegra, convirtiéndose en neutrón y liberando un positrón (electrón con carga eléctrica positiva) y un neutrino. Lo que queda es un núcleo de deuterio (que es una forma de hidrógeno, ya que sólo tiene un protón).
2.El deuterio se fusiona con otro protón dando como resultado un núcleo de helio 3 (dos protones y un neutrón), y liberando energía en forma de un fotón gamma.
3.Dos núcleos de helio 3, formados paralelamente, se fusionan; se forma un núcleo de helio 4 y se expulsan los dos protones sobrantes.

Toda la energía producida por el Sol procede del hecho de que un núcleo de helio pesa menos que los cuatro núcleos de hidrógeno a partir de los cuales se ha formado según la cadena protón-protón. La diferencia es mínima (sólo del 0,7 %) pero suficiente. Cuando un gramo de hidrógeno se convierte en 0,993 gramos de helio, los 0,007 gramos que faltan se han convertido en energía de acuerdo con la famosa frmula de Einstein (E = mc²): si realizamos los cálculos correspondientes, veremos que salen 175.000 kWh. Mediante semejante mecanismo el Sol transforma en energía 4 millones de toneladas de masa por segundo. De ahí que, no pudiendo ser de otro modo, la potencia del Sol es enorme, equivalente a una central de producción de energía dotada de una potencia de 3,83 x 1023 kW. Esta energía se emite en todas direcciones en forma de toda clase de radiación electromagnética, especialmente luz visible y ondas infrarrojas y ultravioleta. Por tanto, la energía se va distribuyendo sobre una superficie esférica cada vez mayor de modo que resulta mínima la parte interceptada y aprovechada por la Tierra. A la distancia de nuestro planeta al Sol (150 millones de kilómetros) la superficie de esta esfera es 2,9 x 1023 m², lo que significa que a cada metro cuadrado terrestre llega una potencia de 1,3 kW (es lo que se llama "constante solar"). Esta es la energía que permite el funcionamiento del planeta.

- ¿Por qué tiene cráteres la Luna?
La superficie de la Luna está marcada por el intenso bombardeo de meteoritos (restos de material del que se formó el Sistema Solar) que sufrió su corteza recién formada. Este bombardeo caracterizó la primera etapa de la evoluciín del Sistema Solar y terminí hace 3.800 millones de años aproximadamente, dejando en nuestro satélite una orografía tremendamente torturada, con cráteres (algunos de hasta unos 2.000 kilómetros de diámetro) originados por aquellos impactos.

Después, hace entre 3.000 y 2.500 millones de años, unas lavas basálticas procedentes del interior todavía caliente cubrieron aproximadamente el 20 % de la superficie del satélite y dieron origen a los mares lunares. Desde entonces no hay actividad alguna en la Luna, un astro absolutamente inerte en el que sólo el impacto ocasional de algún meteorito puede provocar alguna variación.

Los cráteres y los mares se han mantenido intactos desde entonces, ya que en la Luna no hay aire ni agua que, como en la Tierra, puedan provocar algún tipo de erosión.

- ¿Qué astros del Sistema Solar tienen atmósfera?
Se puede considerar que los cuatro planetas gigantes (Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno) están enteramente constituidos por grandes atmósferas rodeando un pequeñísimo núcleo sólido. En cierto modo podríamos decir que estos planetas no "tienen" atmósfera, sino que "son" atmósfera.

Fuera de ellos, hay cuatro astros que poseen atmósferas permanentes de cierta importancia: tres son planetas -Venus, la Tierra y Marte- y el otro es Titán, uno de los satélites de Saturno.

Otros tres astros son dignos de mención: Mercurio, con pequeñas cantidades de gas a su alrededor, procedentes de la actividad radiactiva del planeta, o del Sol, pero que no se pueden considerar atmósfera ya que de hecho el astro no las retiene. Io, uno de los cuatro satélites mayores de Júpiter, con una pequeña atmósfera, muy variable, alimentada por su intensa actividad volcánica. Y Tritón, el satélite más importante de Neptuno, que también posee una pequeña atmósfera quizá procedente de la pequeña actividad volcánica que presenta (géiseres).

- ¿En qué astros del Sistema Solar se puede encontrar vida?
El único astro del que tenemos certeza de que tiene vida es el planeta Tierra. En el Sistema Solar, es casi nula la posibilidad de que haya vida en los demás astros: ninguno de ellos reúne las condiciones de temperatura y presencia de agua y atmósfera en los niveles que son considerados necesarios para que la vida pueda mantenerse. Sin embargo no debe despreciarse el hecho de que en la Tierra se ha encontrado vida incluso en medios en los que hasta hace poco tiempo se consideraba imposible: medios muy ácidos, o demasiado fríos, o demasiado calientes, o a los que no llega la luz del Sol. Esto inclina a opinar que la única condición indispensable es la presencia de agua.

Por tanto, y por más que las probabilidades de encontrar vida sean prácticamente cero, los astrobiólogos dirigen básicamente su atención a tres astros del Sistema Solar: Marte, Europa y Titán. Y aunque nunca se llegue a encontrar agua en ellos, su estudio por lo menos nos podrá ayudar a entender de qué modo se inició la vida en la Tierra.

En el caso de Marte, hay muchos indicios que invitan a pensar que podría haber agua helada bajo el suelo, a una cierta profundidad. En cuanto a Europa, uno de los principales satélites de Júpiter, también se cree que bajo su corteza de hielo podría encontrarse un gran océano de agua o de hielo pastoso. Por último, Titán, satélite de Saturno, posee una atmósfera muy parecida a la que se supone tenía la Tierra primitiva, antes de la aparición de la vida, por lo cual podrían estar dándose allí procesos similares a los que dieron origen a la aparición de la vida sobre la Tierra.

- ¿Por qué se van descubriendo planetas?
En la actualidad se descubren nuevos planetas de dos tipos: planetas extrasolares y, en el Sistema Solar pequeños planetas que también llamamos asteroides.

En el primer caso, la mejora en los sistemas de observación permitió detectar, mediada la década de 1990, la presencia de planetas circundando estrellas diferentes del Sol. Desde entonces cerca de un centenar han sido descubiertos, y se prevé que el ritmo de descubrimientos vaya en aumento con el perfeccionamiento de nuevas técnicas. En cualquier caso, siempre se trata de detecciones indirectas, es decir que el planeta nunca puede llegar a ser visto directamente, sino que lo que se detectan son sus efectos gravitatorios sobre la estrella que están orbitando, o la pequeña disminución de luz que se produce en ellas cuando esos planetas transitan entre ellas y nuestro punto de observación. Hasta el momento actual, todos los planetas descubiertos presentan una masa igual o, en su mayor parte, superior a la del planeta Saturno. El gran reto para los próximos años será descubrir la presencia de planetas similares a la Tierra.

En el segundo caso, no se trata de planetas propiamente dichos, sino de pequeños planetas o asteroides, restos del material primitivo a partir del cual, por acumulación, se formaron los planetas del Sistema Solar. La mejora en los instrumentos y la automatización de los sistemas de búsqueda son la causa de que en los últimos años hayan sido descubiertos en un número impresionante; en la actualidad son cerca de 50.000 los catalogados (con número y nombre definitivos si se ha podido calcular con precisión su órbita), y otros centenares de miles que están en espera de tener suficiente número de observaciones para poder entrar en el catálogo. Los que se descubren cerca de la Tierra o en el cinturón principal son muy pequeños (los grandes fueron descubiertos hace ya mucho tiempo). En cambio, los descubrimientos más importantes se han realizado en el cinturón de Kuiper, una corona de asteroides de más allá de la órbita de Plutón; allí se han descubierto algunos con medidas parecidas a las del planeta Plutón, cosa que reactiva la controversia sobre si Plutón es realmente un planeta o sólo el miembro más destacado del cinturón de Kuiper. Por el momento, sin embargo, Plutón sigue conservando su categoría de planeta.

- ¿De dónde vienen los cometas?
De acuerdo con las características de sus órbitas, los cometas se pueden dividir en dos grupos: los periódicos, o "antiguos", y los "nuevos". Los primeros han pasado ya diversas veces cerca del Sol y se mueven en órbitas elípticas de un modo parecido a como lo hacen los planetas. Los otros tienen las órbitas muy excéntricas y muy largas, y es posible que pasen cerca del Sol por primera vez.

El probable que los cometas sean los supervivientes de los planetesimales, es decir los materiales a partir de los cuales se formaron los planetas. Una teoría formulada por Oort y Wipple en 1950 postula la existencia de un gran "almacén" de cometas (la llamada Nube de Oort) con unas dimensiones de entre 10.000 y 100.000 unidades astronómicas (AU). Se trataría de los desechos de los bloques de construcción de los planetas Urano y Neptuno, expulsados mucho más allá de este último. En la práctica, casi todos los cometas pasan su vida en aquella región, siguiendo unas órbitas muy excéntricas alrededor del Sol. La perturbación producida, por ejemplo, por el paso de una estrella, sería la causa de que algunos de ellos cambiaran su órbita y la acortaran acercándose más al Sol y penetrando en las regiones más externas del Sistema Solar. Una vez allí, las perturbaciones de los grandes planetas los convertirían en planetas periódicos.

- ¿Puede un asteroide chocar con la Tierra?
Si nos referimos a alguno de los grandes asteroides, con diámetros de decenas o de centenares de kilómetros, la respuesta es NO. Ninguno de ellos sigue una órbita que lo lleve a encontrarse con la Tierra en los próximos millares de años. Sí existe, en cambio, la posibilidad de que choque contra la Tierra algún pequeño asteroide, de hasta 100 metros de diámetro, de los que se descubren bastantes cada año. Pero a pesar de todo y según demuestra la historia, la posibilidad es ínfima, y por el momento no se conoce asteroide alguno que pueda chocar con la Tierra en los próximos decenios.