Astronomía

¿Es aleatorio el argumento del perihelio?

¿Es aleatorio el argumento del perihelio?


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Actualmente estoy diseñando sistemas de estrellas y planetas en el marco de los juegos de rol. GURPS. Este sistema de juego tiene un conjunto de reglas muy elaborado para configurar un sistema estelar, completo con planetas y cosas por el estilo. Sin embargo, un tema crítico (para mí al menos) no se aborda en el libro: el argumento del perihelio.

Ahora, dado que estoy escribiendo un programa para generar estos sistemas para mí, me gustaría saber qué pasos puedo tomar para hacer que un sistema planetario sea lo más realista posible. Al observar los datos de nuestro propio sistema planetario, el argumento del perihelio parece estar distribuido de manera bastante uniforme en todos los ángulos $ [0, 2 pi) $.

¿Existe evidencia científica de que este sea realmente el caso, o hay alguna buena sugerencia sobre cómo podría proceder con mi programa?

(La pregunta relacionada sobre RPG.SE se puede encontrar aquí).


El argumento del perihelio o la mayoría de los planetas / cuerpos cambia muy lentamente con el tiempo debido a perturbaciones de orden superior de los movimientos de otros planetas (principalmente Júpiter y Saturno para el sistema solar). Los efectos relativistas generales también hacen que el perihelio avance con el tiempo, aunque este efecto es menor que los otros para la mayoría de los propósitos.

Entonces, dado el tiempo suficiente, los argumentos del perihelia de los planetas probablemente terminarían distribuidos de manera bastante aleatoria en un momento dado. Además, las órbitas de los planetas suelen ser dinámicas en tales escalas de tiempo debido a los efectos de la aparición de perturbaciones de orden superior, que pueden causar cambios de excentricidad, que también afectan las posiciones del perihelia.

Entonces, supongo que está bien tener los argumentos de perihelia distribuidos aleatoriamente, ya que es inconcebible (al menos para mí) que cualquier tipo de resonancia sea visible en este nivel para que las distribuciones no sean aleatorias. .


Astronomía: argumento de periapsis

La argumento de periapsis (también llamado argumento de perifocus o argumento de pericentro), simbolizado como ω, es uno de los elementos orbitales de un cuerpo en órbita. Paramétricamente, ω es el ángulo desde el nodo ascendente del cuerpo hasta su periapsis, medido en la dirección del movimiento.

Para tipos específicos de órbitas, palabras como perihelio (para órbitas heliocéntricas), perigeo (para órbitas geocéntricas), periastrón (para órbitas alrededor de estrellas), y así sucesivamente pueden reemplazar la palabra periapsis. (Consulte apsis para obtener más información).

Un argumento de periapsis de 0 ° significa que el cuerpo en órbita estará en su aproximación más cercana al cuerpo central en el mismo momento en que cruza el plano de referencia de Sur a Norte. Un argumento de periapsis de 90 ° significa que el cuerpo en órbita alcanzará la periapsis en su distancia más al norte del plano de referencia.

Al agregar el argumento de periapsis a la longitud del nodo ascendente se obtiene la longitud de la periapsis. Sin embargo, especialmente en las discusiones sobre estrellas binarias y exoplanetas, los términos "longitud de periapsis" o "longitud de periastrón" se utilizan a menudo como sinónimo de "argumento de periapsis".


¿Es aleatorio el argumento del perihelio? - Astronomía

Para un planeta, cometa u otro cuerpo celeste que se mueve alrededor del Sol en una órbita elíptica, la distancia entre el objeto y el Sol cambia a lo largo de la órbita.

La posición de aproximación más cercana, es decir, la distancia más corta entre el Sol y el planeta, se conoce como perihelio (del griego peri = cerca y helios = Sol). En este punto de la órbita, el planeta se mueve a su máxima velocidad (Kepler & # 8217s Second Law). El perihelio se refiere específicamente a las órbitas alrededor del Sol y es equivalente a la periapsis de una órbita general.

Para especificar completamente la posición de un planeta, se requiere el argumento del perihelio como uno de los elementos orbitales.

En un campo gravitacional fuerte, la ubicación del perihelio puede avanzar en órbitas sucesivas. Dentro del Sistema Solar, esto se ve más fácilmente en la órbita de Mercurio, proporcionando una prueba importante de la Relatividad General.

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D + 2: La guía

En 2003, un hispano, un anglo y un judío entran a un observatorio. Esto suena como el comienzo de una broma de mal gusto, excepto que realmente sucedió. Debido a que las tres personas involucradas (Chad Trujillo, Mike Brown y David Rabinowitz respectivamente) son astrónomos rudos, resultó en el descubrimiento de un planeta enano llamado Sedna.

Sedna está muy lejos del Sol, y está en el borde exterior del Cinturón de Kuiper o en el borde interior de la Nube de Oort, dependiendo de a quién le preguntes. Como la mayoría de las cosas tan lejanas, ella está hecha principalmente de hielo y no tiene una órbita redonda y ordenada. Trujillo estudió el movimiento de Sedna y concluyó que cuando estuviera más cerca del Sol, estaría a 76 AU de distancia (como referencia, Neptuno está a 30 AU de distancia) y en su punto más lejano sería un asombroso 937 AU, poniéndola en el punto más cercano. lado de la Nube de Oort.

Sedna es un trozo de hielo de mil kilómetros de diámetro, que viaja entre dos distancias: & # 8220muy lejos & # 8221 (a esto lo llamamos el perihelio) y & # 8220muy, muy, muy lejos & # 8221 (a esto lo llamamos afelio. ) Es emocionante para los astrónomos, pero para el resto de nosotros, bueno, ¿estás interesado? Se honesto.

En 2012, Trujillo descubrió otro trozo de hielo en el vacío, que aún no ha recibido el nombre adecuado y, por lo tanto, se llama 2012VP113. Lo estudió y, junto con Scott Sheppard, publicó un artículo que le decía al mundo cuáles eran sus medidas orbitales. Una vez más, los astrónomos estaban interesados, pero el resto de nosotros estábamos ocupados con otras cosas.

Trujillo y Sheppard luego cambiaron eso: señalaron que aunque 2012VP113 tiene una órbita muy diferente a la de Sedna, ambos tienen un perihelio similar. No solo ambos se acercan más al Sol alrededor de 80 AU, sino que ambos tienen una órbita inclinada que se inclina en la misma cantidad en ese punto del perihelio, y lo hace en la misma dirección. Esto podría haber sido solo una coincidencia, excepto que (como señalaron en 2014) algunos objetos del cinturón de Kuiper también tienen perihelios similares. En este punto empezó a ser un patrón y los astrofísicos empezaron a interesarse.

Entra Konstantin Batygin, astrofísico. Los astrofísicos estudian las órbitas y usualmente usamos simulaciones por computadora para hacerlo. Batygin comenzó a estudiar este extraño patrón de perihelio similar. Lo que notó fue asombroso. Verás, la mayoría de las cosas en el sistema solar interior tienden a tener órbitas circulares o casi circulares ordenadas, y tienden a no tener órbitas inclinadas. Cuando empiezas a mirar cosas que existen más allá de Neptuno, esto deja de ser cierto. Sin embargo, muchos de los objetos más pequeños del Cinturón de Kuiper tienen órbitas que tienen un punto de perihelio similar al compartido por Sedna y 2012VP113. Hasta ahora nadie había pensado en comparar perihelios, pero cuanto más miraba, más encontraba un patrón. El paso crucial fue comparar un número llamado & # 8220argumento del perihelio & # 8221. Muchos de los argumentos del perihelio resultaron alrededor de 300.

El espacio es grande y pueden suceder cosas poco probables en él, pero que los argumentos sobre el perihelio sean los mismos es pura hechicería. Por todos los derechos, deberían cambiar a lo largo de millones de años. Incluso si fueran todos iguales una vez, la débil gravedad de los gigantes gaseosos en el sistema solar interior empujaría a los objetos externos a tener diferentes argumentos de perihelio. Algo tenía que estar actuando para que esto sucediera.

Batygin tuvo entonces un destello de genialidad: comenzó a mirar los argumentos del perihelio de otros objetos del sistema externo que están más allá de 80 UA. La mayoría de ellos no son & # 8217t 300 (lo cual no es ninguna sorpresa) pero muchos de ellos están más cerca de lo que la casualidad tendría. Parece que algo misterioso está empujando esos objetos y perihelios # 8217 hacia ese punto mágico.

Lo contrario de un argumento de perihelio es un argumento de afelio. Para los objetos más cercanos al sol que 80 UA, la misma cosa misteriosa afectaría su afelio en lugar del perihelio. Cuando Batygin miró sus argumentos de afelio, vio un patrón similar. Uno de los objetos que miró fue el planeta enano Plutón.

Cuando Batygin vio a Plutón actuando de manera extraña, supo que solo había una persona con la que podía hablar: Mike Brown. Tal vez recuerde a Brown de antes en este ensayo, como uno de los descubridores de Sedna. Sin embargo, la mayoría de la gente conoce a Brown como el hombre que mató a Plutón. (Está extremadamente orgulloso de eso, por cierto, el nombre de usuario de Twitter de Brown es @plutokiller). Lo más importante de todo es que ambos tienen su sede en Caltech y se cruzan en el pasillo todas las mañanas.

Batygin le hizo la pregunta a Brown: existe esta cosa misteriosa que podría estar causando muchas de las órbitas extrañas que vemos entre los objetos del Cinturón de Kuiper. Incluso podría ser la causa de la extraña órbita de Plutón. Probablemente deberíamos comprobarlo. Brown estuvo de acuerdo. Se las arreglaron para conseguir una supercomputadora y empezaron a hacer matemáticas.

La astrofísica de supercomputadoras es difícil. No puede simplemente encontrar la respuesta: tiene que adivinar cuál podría ser la respuesta, luego verifique y vea si está en lo cierto. Esto lleva tiempo y, a menudo, no le da ninguna pista. Lo intentaron durante un tiempo. Sin embargo, finalmente encontraron una posible respuesta: podría ser un planeta. Un planeta distante con una órbita inclinada y excéntrica daría suficiente empuje gravitacional para explicar no solo todas las cosas extrañas del perihelio, sino también algunas otras cosas extrañas del sistema solar que no habían anticipado.

En enero de 2016, Batygin & amp Brown publicaron su artículo, y cayó como una línea de bajo dubstep. Todos estaban realmente emocionados.

El plan ahora es refinar las simulaciones de Batygin & # 8217 hasta que tengamos una muy buena idea de dónde podría estar este misterioso planeta adivinado. Luego, una vez que tengamos una idea, le daremos a Brown el telescopio más grande que tenemos, lo apuntará a ese lugar y veremos si tenemos razón o no. Si es así, habrá premios Nobel para repartir.

Para aquellos que han estado siguiendo mi otra columna, esta es una muy buena noticia. Durante mucho tiempo hemos asumido que las extrañas órbitas de los objetos exteriores significaban que otros sistemas también tendrían extrañas órbitas sin sentido. Sin embargo, si descubrimos que todo se debe a la influencia de un solo planeta, entonces significa que el espacio podría ser un lugar más ordenado de lo que pensamos, lo que significa que otros sistemas podrían ser más ordenados y, por lo tanto, sus cálculos serán más fáciles.


Avance del perihelio

Mañana (domingo 5 de enero de 2020) aproximadamente a las 07.48 GMT la Tierra llega al punto de su órbita en el que está más cerca del Sol, es decir, en su perihelio. En este momento, la distancia desde el centro del Sol al centro de la Tierra será de 147.091.144 km.

Este año, el afelio (la distancia más lejana del Sol) está a las 12.34 GMT del 4 de julio de 2020, momento en el que el centro de la Tierra estará a 152.095.295 km del centro del Sol.

Puede encontrar una lista de horas y fechas de perihelio y afelio para años futuros aquí.

Me sorprende cuánta gente piensa que la existencia de las estaciones tiene algo que ver con la variación de la distancia entre la Tierra y el Sol mientras se mueve en su órbita. El hecho de que el perihelio se produzca en pleno invierno debería convencer a cualquiera que viva en el hemisferio norte de que este no puede ser el caso, al igual que el hecho de que es verano en el hemisferio sur mientras que es invierno en el norte.

La verdadera razón de la existencia de estaciones es la inclinación del eje de rotación de la Tierra. Solía ​​hacer una pequeña demostración con una antorcha (linterna para lectores estadounidenses) para ilustrar esto cuando enseñé astrofísica de primer año. Si enciende una antorcha horizontalmente en un trozo de tarjeta, iluminará un parche de la tarjeta. Mantenga la antorcha a la misma distancia pero incline la tarjeta y verá que el parche iluminado aumenta de tamaño. La antorcha irradia la misma cantidad de energía, pero en el segundo caso esa energía se distribuye en un área más grande que en el primero. Esto significa que la energía por unidad de área que incide en la tarjeta disminuye cuando la tarjeta está inclinada. Eso es lo que hace que el invierno sea más frío que el verano. En verano, el sol está más alto en el cielo (en promedio) que en invierno. De este argumento se puede inferir que el solsticio de invierno, no el perihelio, es el indicador astronómico relevante del invierno.

Eso no quiere decir que la forma de la órbita de la Tierra no tenga ningún efecto sobre las temperaturas. Por ejemplo, puede contribuir a que el verano en el hemisferio sur sea más caluroso que en el norte, aunque no es el único efecto. La superficie de la Tierra posee una importante asimetría Norte-Sur: hay una fracción mucho mayor de océano en el hemisferio sur, por ejemplo, que podría ser responsable de moderar cualquier diferencia de temperatura debido al aislamiento. El clima es un sistema no lineal que implica la circulación de aire y corrientes oceánicas que responden de formas complicadas y en diferentes escalas de tiempo no solo a la insolación sino a muchos otros parámetros, incluida la composición atmosférica (especialmente la cantidad de vapor de agua).

Las fechas en las que la Tierra alcanza los puntos extremos de su órbita (ábsides) no son fijas debido a las variaciones en su excentricidad orbital por lo que, a corto plazo, las fechas pueden variar hasta 2 días de un año a otro. La distancia del perihelio también varía de un año a otro.

Sin embargo, existe una tendencia a largo plazo de que el perihelio ocurra más adelante en el año. Por ejemplo, en 1246, el solsticio de diciembre (solsticio de invierno para el hemisferio norte) fue el mismo día que el perihelio de la Tierra. Desde entonces, las fechas del perihelio y afelio se han desplazado en un promedio de un día cada 58 años y esta tendencia continuará. Esto significa que para el año 6430 coincidirán el momento del perihelio y el equinoccio de marzo (aunque probablemente ya me haya retirado para entonces).


D-2: El don de dar

Esta pieza fue escrita por Murmeldjuret como parte de la serie Astroknowledge y se reproduce aquí con su permiso. Se publicó originalmente en los foros de Stellaris.

Hoy continuaré la serie de astroconocimientos de The Beautiful Void & # 8217.

Ahora mismo estás emitiendo radiación. Tus paredes también. No te preocupes, es perfectamente normal y no te matará. En realidad, debería alegrarse de que las paredes irradien hacia usted, si no lo hicieran, empezaría a congelarse. La misma razón por la que las paredes te irradian calor es la forma en que encontramos la temperatura de los soles a millones de años luz de distancia.

Toda la luz y el calor se crean cuando un electrón pierde energía potencial. Es la forma en que las bombillas, los LED, los cátodos de rayos X y los incendios forestales emiten luz. Siempre que un electrón pasa de un estado de alta energía a un estado de baja energía, emite la diferencia como radiación electromagnética. Los saltos cortos se convierten en ondas de radio de baja energía y los saltos más largos se convierten en rayos gamma.

Los cátodos de rayos X funcionan enviando electrones de alta velocidad a un material objetivo, eliminando electrones de su órbita. Los electrones de mayor energía caen en estos agujeros y emiten rayos X mientras lo hacen.

Los átomos y las moléculas también tienen niveles de energía cinética, rotacional y vibratoria. Cuando interactúan entre sí, cambian sus niveles de energía internos. Esto es lo que vemos como temperatura. Los objetos más calientes tienen más energía cinética, rotacional y vibratoria. La temperatura es su capacidad para transmitir esta energía a otras cosas. Cuando tocan otro objeto más frío, perderán energía térmica y el más frío ganará esa energía térmica. La temperatura se iguala porque algo que es mejor dando que algo que devuelve perderá. Esto parece natural y es algo que los humanos notan rápidamente. Tocar objetos fríos baja la temperatura, mientras que nadie quiere tocar las brasas porque le encanta dar.

El calor tiene otra forma de transferencia que el simple tacto, a saber, como radiación. El lado que mira hacia un fuego caliente se calentará más que el lado que mira hacia el lado opuesto, lo que no se debe a la transferencia de calor a través del aire entre ellos. La energía vibratoria se puede transferir a través de fotones, así como de materia normal. Todas las cosas por encima del cero absoluto tienen energía vibratoria y tan pronto como interactúa con otro electrón cambiará su energía vibratoria. Cualquier pérdida aquí se emite como radiación electromagnética. Gran parte de ella está contenida dentro del objeto, pero cualquier cosa cercana a la superficie tiene una buena posibilidad de emitirla fuera del cuerpo.

Esto también está relacionado con la temperatura o la voluntad de perder energía. El calor que irradias es absorbido por las paredes y tú absorbes su radiación. La radiación de calor es en la mayoría de las partes marginal dentro de la tierra y la atmósfera. El aire es un mejor conductor del calor que la radiación. Este no es el caso en el espacio. En el espacio, todo el calor se intercambia mediante radiación.

El tipo de radiación no depende del objeto, la forma o la sustancia. Solo depende de la temperatura, la voluntad de dar energía. Esta es la Ley de Planck y describe la cantidad y el tipo de radiación que emite un objeto. Siempre tiene esta forma, ya que el número total de átomos es tan increíblemente grande que cualquier rareza queda marginada.

A partir de esto, podemos estimar la temperatura máxima de emisión, y sigue la muy simple ley de desplazamiento de Wien. Longitud de onda = constante / temperatura. Es una buena aproximación, excepto para temperaturas realmente frías.

Entonces, ¿qué significa esto?
Significa que cada vez que miramos un objeto en su espectro, podemos dar con precisión su temperatura exacta. Abajo está el sol:

Podemos decir que la temperatura de la superficie es 5778K con unos pocos grados de error. De manera similar, podemos tomar la temperatura de cualquier objeto distante que podamos resolver espectralmente. También muestra por qué los soles calientes son azules, ya que su pico está a la izquierda del espectro visible, y por qué las estrellas frías son rojas, ya que su pico está a la derecha del espectro visible.

Para aquellos que se preguntan por qué a menudo lo llamamos radiación de cuerpo negro, es porque la fórmula real incluye un término de emisividad, ya que la radiación del objeto al medio no es perfecta. La baja emisividad funciona como espejos de calor. El objeto que se va a volver a emitir nunca absorbe el calor. Si la emisividad es máxima, sigue la curva exactamente y esto se llama radiación de cuerpo negro. En la Tierra, casi nada tiene verdadera radiación de cuerpo negro, pero en el espacio todo está cerca de los verdaderos cuerpos negros.

Si observa las curvas de la ley de Planck de arriba, puede ver que las cosas a temperatura ambiente (300 K) estarían muy a la derecha de lo visible (400-700 nm). Esto lo coloca en infrarrojos, por lo que a menudo hablamos de infrarrojos como radiación de calor. Como cualquier radiación, podemos verla. Las cámaras de infrarrojos pueden fotografiar cosas a temperatura ambiente, pero esto siempre es complicado ya que la propia cámara emite radiación.

A medida que las cosas se calientan, sus longitudes de onda se acortan y, finalmente, lo que normalmente se considera radiación de calor en el infrarrojo se convierte en radiación visible. Cuando las cosas se calientan aún más que el sol, comienzan a emitir su pico en UV y, finalmente, las cosas más calientes a millones de Kelvin emiten rayos X solo del calor. A medida que las cosas se enfrían, se vuelven más rojas para eventualmente ser invisibles a nuestros ojos. A continuación se muestra una pieza de hierro en mi conjetura alrededor de 1300K o 1000C. Puede ver que la parte más caliente parece blanca y, a medida que el metal se enfría, se enrojece y finalmente queda fuera del espectro visible por completo. La luz y el calor también se reflejan en el martillo de arriba y el yunque de abajo.

Así es como podemos decir qué tan caliente está un sol, independientemente de la distancia, porque es la forma / el color / el espectro de la luz, no solo la fuerza lo que depende de la temperatura. La luz de estrellas cercanas y distantes incluye un indicador de calor y luminosidad total en su luz.

El calor es algo maravilloso y todo lo que quiere hacer es ceder. Entonces, cuando un sol supercaliente está derritiendo sus barcos, solo sepa que todo lo que está tratando de hacer es compartir algo de su calor. Y su caparazón de metal frío es incapaz de devolver el mismo calor.


En la oscuridad

La órbita elíptica de la Tierra y # 8217 vista en ángulo (lo que la hace parecer más excéntrica de lo que es y # 8211 en realidad es casi circular).

Hoy (sábado 2 de enero de 2021) aproximadamente a las 13:50 GMT, la Tierra llega al punto de su órbita, que es el más cercano al Sol, es decir, en su perihelio. En este momento, la distancia desde el centro del Sol al centro de la Tierra será de 147.093.163 km. Este año, afelio (la distancia más lejana del Sol) es a las 23.57 GMT del 5 de julio de 2021, momento en el que el centro de la Tierra estará a 152,100,527 km del centro del Sol. Puede encontrar una lista de horas y fechas de perihelio y afelio para años futuros aquí.

En el perihelio, la velocidad de la Tierra en su órbita alrededor del Sol es mayor que en el afelio (aproximadamente 30,287 km / s frente a 29,291 km / s). Esta diferencia, causada por la excentricidad orbital de la Tierra, contribuye a la diferencia entre la hora media y la hora solar sobre la que escribí en mi blog cuando hablé del solsticio de invierno hace un par de semanas.

Me sorprende cuánta gente piensa que la existencia de las estaciones tiene algo que ver con la variación de la distancia entre la Tierra y el Sol mientras se mueve en su órbita. El hecho de que el perihelio se produzca en pleno invierno debería convencer a cualquiera que viva en el hemisferio norte de que este no puede ser el caso, al igual que el hecho de que es verano en el hemisferio sur mientras que es invierno en el norte.

La verdadera razón de la existencia de estaciones es la inclinación del eje de rotación de la Tierra. Solía ​​hacer una pequeña demostración con una antorcha (linterna para lectores estadounidenses) para ilustrar esto cuando enseñé astrofísica de primer año. Si enciende una antorcha horizontalmente en un trozo de tarjeta, iluminará un parche de la tarjeta. Mantenga la antorcha a la misma distancia pero incline la tarjeta y verá que el parche iluminado aumenta de tamaño. La antorcha irradia la misma cantidad de energía, pero en el segundo caso esa energía se distribuye en un área más grande que en el primero. Esto significa que la energía por unidad de área que incide en la tarjeta disminuye cuando la tarjeta está inclinada. Eso es lo que hace que el invierno sea más frío que el verano. En verano, el sol está más alto en el cielo (en promedio) que en invierno. De este argumento se puede inferir que el solsticio de invierno, no el perihelio, es el indicador astronómico relevante del invierno.

Eso no quiere decir que la forma de la órbita de la Tierra no tenga ningún efecto sobre las temperaturas. Puede, por ejemplo, contribuir a que el verano en el hemisferio sur sea más caluroso que en el norte, aunque no es el único efecto. La superficie de la Tierra posee una importante asimetría Norte-Sur: hay una fracción mucho mayor de océano en el hemisferio sur, por ejemplo, que podría ser responsable de moderar cualquier diferencia de temperatura debido a la insolación. El clima es un sistema no lineal que implica la circulación de aire y corrientes oceánicas que responden de formas complicadas y en diferentes escalas de tiempo no solo a la insolación sino a muchos otros parámetros, incluida la composición atmosférica (especialmente la cantidad de vapor de agua).

Las fechas en las que la Tierra alcanza los puntos extremos de su órbita (ábsides) no son fijas debido a las variaciones en su excentricidad orbital por lo que, a corto plazo, las fechas pueden variar hasta 2 días de un año a otro. La distancia del perihelio también varía ligeramente de un año a otro.

Sin embargo, existe una tendencia a largo plazo de que el perihelio ocurra más adelante en el año. Por ejemplo, en 1246, el solsticio de diciembre (solsticio de invierno para el hemisferio norte) fue el mismo día que el perihelio de la Tierra. Desde entonces, las fechas del perihelio y afelio se han desplazado en un promedio de un día cada 58 años y esta tendencia continuará. Esto significa que para el año 6430 coincidirán el momento del perihelio y el equinoccio de marzo, aunque probablemente me haya retirado para entonces & # 8230


Robando Sedna

Resulta que nuestra aparentemente apacible estrella tenía una juventud criminal de proporciones cósmicas.

Un estudio reciente del Observatorio de Leiden y la Universidad de Cornell puede arrojar luz sobre el curioso caso de uno de los objetos más exóticos del sistema solar: 90377 Sedna.

Sedna distante (en un círculo) moviéndose contra el fondo estrellado). Crédito de la imagen: NASA / Hubble

Un equipo dirigido por el astrónomo Mike Brown descubrió 90377 Sedna a finales de 2003. El objeto, que recibió el nombre provisional de 2003 VB12, recibió más tarde el nombre de Sedna de la Unión Astronómica Internacional, en honor a la diosa inuit del mar.

Desde el principio, Sedna fue una bola rara. Su órbita de 11.400 años lo lleva de un perihelio de 76 unidades astronómicas (por contexto, Neptuno está a un promedio de 30 UA del Sol) a la asombrosa cifra de 936 UA del Sol. (Mil AU es el 1,6% de un año luz y el 0,4% del camino a Proxima Centauri, la estrella más cercana a nuestro sistema solar). Actualmente a una distancia de 86 UA y nos dirigimos hacia el perihelio en 2076, tenemos suerte de haber atrapado a Sedna cuando se "acercaba" (¡usamos el término "cerca" en este caso libremente!) Del Sol.

Pero este extraño camino te hace preguntarte qué más hay ahí afuera y cómo Sedna terminó en una órbita tan excéntrica.

Zoom del sistema solar interior (arriba a la izquierda), el sistema solar exterior (arriba a la derecha), la órbita de Sedna (abajo a la derecha) y el borde interior de la nube de Oort (abajo a la izquierda). Crédito de la imagen: NASA.

El estudio, titulado Cómo Sedna y su familia fueron capturados en un encuentro cercano con un hermano solar analiza la posibilidad de que Sedna haya sido arrebatada de otra estrella al principio de la carrera de nuestro Sol (¿de un crimen interestelar, tal vez?) El equipo usó simulaciones de supercomputadoras que modelaron 10,000 encuentros para descubrir qué tipos de pasajes casi estelares podrían resultar en un mundo enano de hielo en una órbita similar a Sedna.

"Constreñimos a la estrella madre de Sedna a tener entre una y dos veces la masa del Sol y su aproximación más cercana a 200-400 UA", dijo la Dra. Lucie Jilkova del Observatorio de Leiden. Universo hoy. "Un encuentro tan cercano probablemente sucedió mientras el Sol todavía era miembro de su cúmulo estelar de nacimiento, una familia de aproximadamente 1,000 estrellas, las llamadas hermanas solares, nacidas al mismo tiempo relativamente juntas, lo cual fue hace unos 4 mil millones de años".

La órbita de Sedna. (Observe a Neptuno y Plutón hacia el centro) Crédito de la imagen: NASA / JPL

El mejor ajuste para lo que vemos hoy en el sistema solar exterior en el caso de Sedna, es un pasaje cercano (340 AU) desde el Sol - eso & # 8217s más de 11 veces la distancia de Neptuno - de una estrella de 1.8 masas solares inclinada en un ángulo. de 17-34 grados a la eclíptica. La inclinación orbital actual de Sedna es de 12 grados.

El documento asigna el término "Sednitos" (también denominado a veces "Sednoides") para estos intrusos del cinturón de Edgeworth-Kuiper con características similares a Sedna. En 2012, 2012 VP113, apodado el "gemelo de Sedna", fue descubierto por astrónomos en el Observatorio Interamericano Cerro Tololo en una órbita circular similar. La designación & # 8216VP & # 8217 le valió al mundo remoto aún sin nombre el breve apodo & # 8216Biden & # 8217 en honor al vicepresidente de los Estados Unidos, Joe Biden & # 8230, oye, fue un año de elecciones.

Hay una buena razón para creer que algo (s?) Está guiando a estos Senitos a una órbita similar con un argumento comparable de perihelio. Los investigadores han sugerido la existencia de uno o varios objetos de masa planetaria merodeando en el rango de 200-250 UA del sistema solar exterior & # 8230 tenga en cuenta que esto es

una discusión basada en ciencia separada versus cualquier supuesto sin sentido relacionado con Nibiru, ni siquiera

Si los investigadores en el estudio están en lo cierto, Sedna puede tener mucha compañía, con quizás 930 planetesimales predichos en la 'región de Sednito' del sistema solar de 50 a 1,000 AU y 430 planetesimales adicionales que ensucian la nube interior de Oort desde el mismo evento temprano. .

"Nos centramos en un ejemplo particular de un encuentro estelar con características de los rangos mencionados", dijo la Dra. Jilkova. "Para este ejemplo, estimamos que habría alrededor de 430 cuerpos similares a Sedna en el sistema solar exterior (más allá de 75 AU)".

Dato curioso: un posible candidato controvertido para el cúmulo de nacimiento de Sol y nuestro sistema solar es el cúmulo abierto M67 en Cáncer. Es una idea intrigante tratar de rastrear la estrella que robamos Sedna de hace 4 mil millones de años usando análisis espectral, aunque los investigadores en el estudio señalan que la otra estrella más masiva es probablemente una enana blanca envejecida en este momento.

La astronomía de la superficie de Sedna es alucinante de contemplar. Actualmente a 86 AU del Sol y se dirige hacia el perihelio en 2076, Sol aparecería a solo 20 ”frente a la superficie de Sedna, pero aún brillaría en una magnitud de -17 a -18 cerca del perihelio, alrededor de 40 a 100 veces más brillante que una luna llena. . Sin embargo, avanzando rápidamente unos 5.500 años hacia el afelio, el Sol se atenuaría a una magnitud insignificante -12, una magnitud completa (2,5 veces) más tenue que la Luna Llena.

La vista desde Sedna mirando hacia el sistema solar interior en 2015. Observe el marcador de campo de visión rojo de cinco grados. Crédito de la imagen: Starry Night Education Software.

Brillando con una magnitud de +21 en la constelación de Tauro, los astrónomos saben poco más sobre Sedna. Según estimaciones de brillo, Sedna mide unos 1.000 km de diámetro. Parece ser el objeto más rojo del sistema solar, y puede resultar ser el & # 8216 gemelo rojo de Plutón & # 8217 como lo reveló recientemente la nave espacial New Horizons de la NASA, con una superficie rica en tholins.

Y una nueva generación de observatorios puede descubrir un tesoro de Sednitos. La misión de astrometría Gaia de la Agencia Espacial Europea debería descubrir muchos nuevos asteroides, cometas, exoplanetas y objetos distantes del Cinturón de Kuiper como un derivado de su misión principal. Luego está el Large Synoptic Survey Telescope, que verá la primera luz en 2019.

"La pieza clave del rompecabezas es observar más objetos similares a Sedna". Dijo el Dr. Jilkova. “Actualmente, solo conocemos dos de esos cuerpos. Se esperan más descubrimientos en los próximos años y arrojarán luz sobre el origen de Sedna y su familia y los 'antecedentes penales' del Sol ".

Es una historia fascinante de la intriga interestelar, sin duda, a medida que los primeros días de la delincuencia juvenil desenfrenada de nuestro Sol se desenredan ante los ojos de los detectives astronómicos de hoy en día.


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Un poser de perihelio

Hoy (4 de enero) la Tierra está en perihelio, es decir, su aproximación más cercana al Sol. Esto puede sorprender a la gente en el hemisferio norte que piensa que el invierno y el verano están determinados por la distancia de la Tierra & # 8217 del Sol & # 8230

De todos modos, aquí & # 8217s una pequeña pregunta fácil. La excentricidad de la órbita de la Tierra es 0.017. Estime la diferencia porcentual en el flujo de energía que llega a la Tierra desde el Sol en los extremos de su órbita (es decir, en el perihelio y el afelio). ¿Es probable que esta diferencia tenga algún efecto significativo?


Ver el vídeo: Qué es una muestra aleatoria? (Febrero 2023).