(Continuación de la entrada «El Universo Primigenio (II): las Primeras Estrellas«)
Condensación de la nebulosa que dio origen al Sistema Solar. Autor: desconocido.
Hace 4.570 Ma (aproximadamente 9.130 Ma después del Big Bang)
El Origen del Sistema Solar Planetario (o Sistema Solar, en forma abreviada) ocurrió hace aproximadamente 4.570 Ma. La materia prima para formar el Sistema Solar era el gas (principalmente hidrógeno y helio) y el polvo (integrado por todos los demás elementos) que se encontraban formando parte de una nebulosa, que había sido expelida al espacio por estrellas que brillaron y se extinguieron antes que el Sol. Es por esto que el Sol es una estrella de, al menos, segunda generación (las estrellas de primera generación, con sólo hidrógeno y helio, no pudieron formar planetas constituidos con elementos pesados, pues no existían todavía).
Las distintas fases de formación del Sistema Solar fueron:
- Fase de condensación (se inició hace unos 4.570 Ma; ver entrada «Era Críptica (4.570 – 4.150 Ma)«) -> Hacia el centro de la nebulosa se produjo una concentración de materia muy superior a la existente en la periferia de la misma, de tal modo que se generó una fuerza de gravedad mucho mayor que causó la atracción acrecentada de más materia (véase «El Universo Primigenio (II): Las Primeras Estrellas”). Este proceso fue generando una esfera de gas ardiente en el centro de la nebulosa: el protosol (que con el tiempo daría origen al Sol). La materia que iba cayendo hacia este núcleo gaseoso originó un movimiento global de rotación que se fue incrementando hasta alcanzar un cierto valor, del mismo modo que una bailarina cuando gira con los brazos extendidos aumenta su velocidad de giro conforme los va contrayendo (esto sucede así porque un sistema en rotación obedece a una ley de la física conocida como ley de la conservación del momento angular).
El protosol fue capturando casi la totalidad de la materia contenida en la nebulosa inicial (aproximadamente el 99.86% de su masa); la materia residual se fue acomodando a su alrededor constituyendo un disco plano de materiales dispersos que, por su velocidad de giro, ya no podían caer hacia el núcleo (véase «Órbitas«). Así, esta materia residual quedó, simplemente, en órbita en torno al núcleo de gas ardiente del mismo modo que la Luna está en órbita alrededor de la Tierra. A este disco de materia dispersa se lo denomina disco protoplanetario.
Disco protoplanetario orbitando en torno al protosol. Autor: Norkus.
Tras aproximadamente 10 Ma, las temperaturas del núcleo del protosol llegaron a ser lo suficientemente altas como para poder iniciarse las reacciones nucleares de fusión que utilizan el hidrógeno como combustible, desprendiéndose como resultado una gran cantidad de energía. De este modo se estableció una gran diferencia de temperatura en el disco protoplanetario, estando muy caliente hacia el centro (cerca del protosol) y enfriándose gradualmente hacia la periferia. La acción conjunta de esta estructura térmica y de la fuerza de gravedad generó varias regiones bien diferenciadas dentro del Sistema Solar (que se verán más adelante).
- Fase de acreción (se inició hace unos 4.570 Ma y «finalizó» en torno a hace 3.800 Ma; ver entrada «Era Críptica (4.570 – 4.150 Ma)«) –> Siguiendo el principio de que la materia más densa se va al fondo, en la zona más interna y cercana al protosol se condensaron como sólidos los elementos preexistentes más pesados, tales como los silicatos minerales (constituidos por silicio, oxígeno, magnesio y hierro), que formaban granos muy finos de materia sólida. Por acción de la gravedad, estos granos comenzaron a atraerse los unos a los otros, chocando entre ellos y fusionándose para constituir partículas de mayor tamaño. De este modo experimentaron un acrecentamiento de su masa de manera desbocada, atrayendo hacia sí a los objetos circundantes más pequeños y dando lugar a cuerpos aún más grandes, con diámetros de 1 kilómetro o superiores, denominados planetésimos o planetesimales.
Modelización por ordenador de dos cuerpos rocosos espaciales. Estos cuerpos, mediante múltiples colisiones, darán lugar a los actuales planetas rocosos. Autor: desconocido.
A través de un largo proceso de aglutinamiento de la materia, el disco protoplanetario se hizo cada vez más tenue y, en su región más interna, se formaron los protoplanetas rocosos o terrestres (se ha estimado que al cabo de 20.000 años se pudieron haber formado cientos de cuerpos de talla semejante a la de la Luna).
Disco protoplanetario en un estado más avanzado, con formación de planetesimales de gran tamaño. Autor: NASA.
Estos protoplanetas, por medio de un proceso de choques catastróficos, acrecentamiento de sus masas y perturbación mutua de sus órbitas, fueron reduciendo su número poco a poco e incrementando su tamaño de forma considerable.
Modelización artistica de una colisión entre dos protoplanetas rocosos en formación. Autor: desconocido.
La cantidad de energía liberada en los choques de los protoplanetas contra otros cuerpos similares y planetesimales de gran tamaño llegó a fundir parcial o completamente sus superficies, por lo que la historia primigenia de estos planetas terrestres fue verdaderamente caótica y de gran violencia, con superficies semisolidificadas en losas flotando sobre roca fundida, lava en erupción y explosiones gigantescas causadas por la llegada de más planetesimales.
Modelización artistica del aspecto que ofrecería un protoplaneta rocoso durante su formación. Autor: desconocido.
Al cabo de unos 10 Ma (hace unos 4.560 Ma), el tiempo durante el cual el protosol se fue calentando cada vez más para iniciar las reacciones nucleares, los protoplanetas casi hubieron alcanzado sus tamaños finales, pudiendo ser denominados oficialmente «planetas«. No obstante, durante los siguientes 100 Ma (hasta los 4.460 Ma, aproximadamente) se continuaron produciendo impactos de planetesimales de gran talla en sus superficies y algunas colisiones devastadoras entre algunos planetas. Tal es el ejemplo de Theia (con un tamaño aproximado al de Marte) y la primitiva Tierra, que habrían colisionado hace unos 4.533 Ma a una velocidad próxima a los 40.000 km/h.
Reproducción simplificada de la colisión entre los protoplanetas rocosos Theia y Tierra. Autor y copyright: Marvel.
Se cree que el choque entre ambos planetas se produjo de forma rasante, de tal modo que ambos se fundieron parcialmente y se alejaron el uno del otro hasta distanciarse varios diámetros terrestres, manteniéndose siempre unidos por un puente de material fundido. Por efecto de la atracción gravitatoria comenzaron a aproximarse de nuevo y colisionaron por segunda vez, esta vez de forma casi frontal. Como resultado de esta colisión se formaría una gigantesca eyección de roca fundida y vapor de unos 4.000 ºC que se extendería hasta ocho radios terrestres; Theia fue destruido y la Tierra se fundió por completo. Parte de los materiales que salieron despedidos con la colisión cayeron de nuevo en la superficie terrestre o se alejaron hacia el espacio interplanetario, pero el resto del material quedó orbitando en torno a la Tierra y adoptó una morfología de disco incandescente similar al del disco protoplanetario.
Modelización artística de la colisión entre la Tierra primitiva y Theia. La presencia de océanos y una atmósfera rica en gases es una simple licencia artística del autor, pues no es probable que se hubiesen formado todavía ninguno de los dos. Autor y copyright: Rufino Herrera.
Con el paso del tiempo, la materia que constituía ese disco incandescente se iba aglutinando para formar un solo cuerpo al que hoy se denomina Luna. Esta explicación sobre el origen de nuestro satélite se corresponde con la teoría del Gran Impacto.
La Tierra primitiva y la Luna recién formada tras la colisión de Theia y la Tierra primitiva. Autor: Hardy.
El conjunto de los planetas rocosos, constituido hoy día por los planetas Mercurio, Venus, Tierra y Marte, ocupaba sólo el 0.00058% de la masa de la nebulosa solar original.
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- A mayor distancia del protosol, más allá de los planetas terrestres, las temperaturas son mucho más bajas. Durante la formación de la protoestrella y el disco protoplanetario, en esta región de la nebulosa predomina la composición química original de la misma, con una gran abundancia de los gases ligeros hidrógeno y helio y muy poca cantidad del resto de gases (metano –CH4-, amoniaco –NH3– y nitrógeno diatómico –N2-), elementos pesados y hielos de compuestos sencillos (metano, amoniaco y agua –H2O-). Del mismo modo que los planetas rocosos, los planetas que se forman en esta zona del disco protoplanetario sufren el intenso bombardeo planetesimal y sus respectivas temperaturas alcanzan valores muy elevados.
Planeta joviano y algunos satélites orbitando a su alrededor. Copyright: NASA.
Júpiter y Saturno, los planetas jovianos más cercanos al Sol, se forman principalmente a partir del hidrógeno y el helio, con poca cantidad de elementos pesados; Urano y Neptuno, más alejados, además de incluir estos componentes incorporan equiparables cantidades de hielos. Los planetas jovianos son enteramente distintos a los planetas terrestres: ninguno de ellos tiene una superficie sólida, sino que es fluida. Se tiene evidencia de que contienen en la profundidad de sus núcleos material rocoso constituido por elementos pesados comunes a los de los planetas rocosos. Por ejemplo, Júpiter y Saturno, con masas 318 y 95 veces mayores a la de la Tierra, respectivamente, tienen un núcleo rocoso que ocupa el 17% y el 28% de su diámetro, siendo el volumen restante de ambos planetas principalmente hidrógeno en estado líquido. La temperatura de los núcleos rocosos se estima, para ambos planetas, en 40.000 ºC y 20.000 ºC. Los planetas jovianos, en su conjunto, ocupan el 0.13% de la masa de la nebulosa solar original y el 99.57% de la masa planetaria (Júpiter, el mayor de los planetas, abarca por sí sólo el 71% de la masa planetaria).
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- En la frontera formada por los protoplanetas que darán lugar a los planetas rocosos y los que generarán a los planetas jovianos se van acumulando una serie de cuerpos de tamaño relativamente pequeño que, debido a la influencia gravitacional de Júpiter, no llegan a agregarse para constituir un cuerpo lo suficientemente grande como para ser llamado planeta (la suma agregada de todos esos objetos es menor que la masa de nuestra Luna). Todos los cuerpos que superan determinado tamaño son atraídos irremisiblemente por el gigante planeta gaseoso y lanzados a otras regiones del Sistema Solar por las fuerzas gravitatorias. Debido a esto se va desarrollando un anillo de planetésimos denominado cinturón de asteroides.
Representación artística del cinturón de asteroides. Copyright: NASA.
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- Más allá del protoplaneta que será Neptuno, en una zona más alejada del protosol y más fría, la materia se condensa en forma de hielos (de metano, amoniaco y agua, principalmente), aunque están tan dispersos que se van agregando para formar pequeños cuerpos que no alcanzan el tamaño de planetas (en la actualidad se considera a Plutón como uno de estos cuerpos). Observaciones telescópicas recientes han confirmado la existencia de numerosos planetesimales helados (un número superior a 200 millones de objetos) con un diámetro medio de varios kilómetros. Este conjunto de cuerpos constituye el llamado cinturón de Kuiper, y su presencia es consistente con la observación telescópica de grandes discos que se encuentran asociados al nacimiento de estrellas como nuestro Sol en otras partes del Universo.
Representación artística del cinturón de Kuiper. Copyright: NASA.
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- La influencia gravitacional de los planetas gaseosos gigantes Júpiter y Saturno lanza a muchos de los planetesimales helados de su entorno hacia el espacio interestelar, sin posibilidad de regresar al Sistema Solar; algunos, no obstante, no llegan a salir y quedan atrapados en lo que se conoce como nube de Oort, estableciendo órbitas muy excéntricas y alejadas del Sol (distancias tan lejanas como un año-luz). Ocasionalmente, alguno de estos objetos visita de nuevo el Sistema Solar en forma de cometa de periodo largo, como es el caso del cometa Halley.
Representación artística de la nube de Oort. Copyright: NASA.
Disposición del cinturón de Kuiper y de la nube de Oort en el Sistema Solar. Copyright: NASA.
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Figuras:
Las siguientes figuras tienen copyright. Para la publicación de las mismas en otros medios se debe solicitar permiso al autor correspondiente (indicado, en el texto, debajo de cada figura) y referenciarlas correctamente, mostrando su página web o, en su defecto, la página correspondiente que aquí abajo se indica.
–Colaboradores de Wikipedia (2005). «Big Slash.gif». Wikipedia, la enciclopedia libre. [link]
–Herrera, R. (2006). «Theia». Flickr. [link]
Es probable que las siguientes figuras tengan copyright. Para la publicación de las mismas en otros medios se debe solicitar permiso al autor correspondiente (indicado, en el texto, debajo de cada figura) y referenciarlas correctamente, mostrando su página web o, en su defecto, la página correspondiente que aquí abajo se indica.
–Anadiz (2011). «Pleiades». Notes of Light. [link]
–Anónimo (2013). «Imágenes de Protoestrella». Fotos Imágenes. [link]
–Geofrik (2011). «Tierra-Luna». Geofrik’s Blog (Photos). [link]
–Ingrassia, V. (2012). «La historia de la Tierra en sólo 90 segundos». La Nación. Sociedad. [link]
–Norkus (2011). «Protoplanetary Disk». GoodFon.com. [link]
–Serbi, S. (2011). «Apophis Asteroid yang Berpotensi Menabrak Bumi». Inneza. [link]
Las siguientes figuras son de dominio público porque fueron creadas por la NASA. Las políticas sobre copyright de la NASA estipulan que «el material de la NASA no está protegido con copyright a menos que se indique lo contrario».
–Anónimo (2013). «Epsilon Eridani.jpg». Planetpedia. [link]
–Colaboradores de Wikipedia (2007). «A Distant Planetary System.jpg». Wikipedia, la enciclopedia libre. [link]
–Colaboradores de Wikipedia (2007). “G29-38 Debris disk.jpg”. Wikipedia, la enciclopedia libre. [link]
–Colaboradores de Wikipedia (2008). «Kuiper oort es.png». Wikipedia, la enciclopedia libre. [link]
–Geofrik (2011). “Planeta Joviano”. Geofrik’s Blog (Photos). [link]
–NASA (2013). «NASA Photo of Artist’s Drawing Shows a Brown Dwarf Star Surrounded By a Swirling Disk of Planet-building Dust». Acclaim Images. [link]
Referencias:
–Colaboradores de Wikipedia (2009). “Teoría del Gran Impacto». Wikipedia, la enciclopedia libre [link]
–Mosqueira Pérez Salazar, Guillermo (2002). “El origen de nuestro Sistema Solar Planetario”. Correo del Maestro, nº 68.
Geofrik's Blog 
Hola:
Me llamo Izcoatl Mata soy diseñador grafico y he desarrollado un proceso para convertir imagenes hechas originalmente bidimensionales y las convierto a imagenes tridimensionales anaglifo (para verse con anteojos rojo-azul) y algunas de sus ilustraciones y me gustaria manipularlas por lo que les solicito permiso para usarlas y eventualmente poder exponerlas, claro con sus respectivos credito que ustedes me diran cuales son. De antemano gracias.
Lamentablemente, debo decirle que yo no puedo darle dichos permisos puesto que no soy, ni conozco, al autor/autores de las imágenes ofrecidas en este blog. Las ilustraciones podrá usted encontrarlas por Internet (aunque le llevará tiempo) y, al menos en mi caso, no hallé información sobre su autor/autores ni sobre posibles derechos de autor. Actualmente me hayo investigando por la red si dichas imágenes tienen protección o, si por el contrario, pueden ser distribuidas libremente.
Le ruego que no utilice las imágenes de este blog para ningún fin por ahora, al menos hasta que yo haya podido dar con sus respectivos autores. Cuando tenga más información o permisos para utilizar dichas obras, se lo haré saber cuanto antes.
Así mismo le rogaría que, en caso de que usted sepa del autor de alguna imagen me lo haga saber. Gracias.
muy buena su pag. gracias a esta inf. pude hacer un trabajo practico y lo mas bueno es que me saque un 10!!! je je je je bueno chau gracias …
Donde consiguieron imagenes de tan buena resolucion???
esta increible me gusto mucho su pagina asi ya novatalle en buscar informacion de choques de planetas la encontre de volada
esta informacion me ha venido de lujo
lamento decirles chicos que la teoria de q la luna es parte dela tierra es incorrecta
hace ya mucho tiempo q se demostro q los componentes de la lunas no son los mismos que los de la tierra.
lo cual descarta la teoria q vemos aca.
grasias.
No es nada frecuente que entre ya a este blog, y mucho menos que responda a alguien en el foro. Decir dos cosas brevísimamente:
1.- Siento ue el blog no esté más currado, pero lo cierto es que no tengo tiempo ni tan siquiera para abrirlo. Quizás en el futuro haga uno totalmente nuevo y más completo, pero hasta entonces…
2.- La teoría del origen de la luna a partir de la Tierra sigue siendo válida. Cierto es que la composición de la Luna no es la misma que la actual «corteza terrestre», pero eso se debe a los continuos procesos y cambios estructurales y/o químicos que sufren los materiales terrestres debido a los agentes meteorizantes y a los efectos diagenéticos, pero la corteza terrestre primitiva sí que tenía una composición muy parecida a la de la Luna (la cual ha permanecido prácticamente inalterada desde su formación).
Es la primera vez que entro en internet, soy una mujer nueva en esto del ordenador y, por lo aficionada que siempre he sido en el tema del universo, el primer sitio al que me he metido es aquí. Estoy leyendo los comentarios; no puedo opinar en nada, lo que me sorprende es que a una versión, le contraresta otra todo lo contrario?. Saludos Lina
Magnífica exposición de imágenes y excelente explicaciónn de la formación del Sistema Solar!
Saludos, Geofrik.
Soy Rufino Herrera, autor de una de las imagenes que usas, agradecería que la linqueases correctamente a mi página de flickr, respetando de paso su licencia creative commons, en http://www.flickr.com/photos/rufo_83/313822473/
Saludos y enhorabuena por el blog.
Por supuesto, ya está hecho. Muchísimas gracias por el comentario, y enhorabuena a ti también por la fantástica imagen. No la obtuve de tu página web, así que no pude determinar quién era el autor. Pero ahora ya está. Si deseas que añada algún dato más, no dudes en decírmelo.
PD: Hace muchísimo tiempo que no actualizo el blog, como se puede comprobar. Falta de tiempo. Si algún día lo retomo, haré que sea mucho más completo. Y si no te es inconveniente, te pediré quizás alguna que otra imagen. Eres muy bueno.
Geofrík
Muchas gracias, Geofrik. A ver si es cierto y puedes un dia retomar este maravilloso e interesante proyecto!
que nos sirve para todos y para los estudios y tambien la tabla periodica
creo que no es sierto que eslomas maravilloso dela vida ver que ay de masiadas cosas que no cono semos y que al paso del tiempo podemos llegar mas lejos
Dios creo el mundo y el universo asi que no se choco ningun nigun planeta para formarse
Perdona, pero deja de decir tonterías sin pruebas. Esto es una página de divulgación científica, sin centrarse en explicaciones complejas, para las cuales ya hay bibliografía y páginas web mucho mejores que esta. No es en absoluto creíble que un «dios» cree el universo, así que agradecería que no volvieras a decir esas gilipolleces en este blog.
Tu dios «creó» muchas cosas, pero se olvidó de crearte un cerebro.
jajaja, ke bueno!!…eso de que dios creó el mundo….y muy buena tu respuesta Geofrik!!….
hola me gusta mucho la informacion y las imagenes que expone pero tambien quisiera saber si es verdad lo del planeta herlocubus elque chocara elecmagneticamente con la tierra el 21 de diciembre del 2012???????????????
Pues… creo que va a ser que no, XD. Ese planeta «Herlocubus», o como se llame, no parece estar muy próximo que digamos al Sol como para que sea riesgo para nuestro planeta Tierra. Para empezar, para que la colisión de un planeta contra otro se produzca, ambos dos deberían estar orbitando en torno al Sol en una órbita muy similar y que coincidiese, al menos, en un punto de la misma. Este no es el caso, que digamos, ¿verdad? Es altamente improbable, por no decir imposible, que un planeta desconocido aparezca y colisione contra nosotros, menos aún en un período tan corto como el que planteas (2 años), debido a numerosas causas:
1.- Todo cuerpo celeste del Sistema Solar orbita en torno al Sol debido principalmente a su velocidad de desplazamiento y a la fuerza gravitatoria con que se atraen el Sol y el propio cuerpo. Esta órbita es variable, estando influida por la atracción gravitatoria de todos los demás cuerpos celestes, aunque podemos despreciarla a corto plazo, pues los efectos de la misma son mínimos y sólo influirían de forma notable al cabo de mucho tiempo (cientos, miles o quizás millones de años). Así pues, para 2 años, podemos decir que las órbitas serán constantes.
2.- Pese a la velocidad de desplazamiento, un planeta como «Herlocubus» tardaría muuucho tiempo en atravesar el Sistema Solar desde sus confines hasta nuestra posición, puesto que la distancia desde el límite del sistema hasta la Tierra es increíblemente grande. Únicamente desde la Tierra hasta Plutón hay más de 5.750.520.000 de km, y se sabe que éste no está precisamente en el borde.
3.- Además de la distancia que tiene que recorrer, la colisión implicaría «acertar» el momento exacto en que los dos planetas se junten en un mismo punto, algo altísimamente improbable.
4.- Júpiter, nuestro hermano mayor particular, tiene una masa tal que es capaz de atraer hacia sí a los cuerpos celestes más grandes que se dirigen hacia la Tierra. Si no fuera por su presencia, en la Tierra habría habido muchísimas más colisiones de meteoritos que las ocurridas realmente.
5.- Por último, aunque existen más causas por las que no es pobable que ocurra, tienes descrito aquí el motivo por el que no va a ocurrir, aunque ya te lo resumo: ese planeta NO existe. [http://es.wikipedia.org/wiki/Herc%C3%B3lubus]
Me gustaría remarcar aquí que a lo largo de la historia del hombre, este ha estado fantaseando siempre con la posibilidad de un gran apocalipsis que acabe con la civilización y todo lo que ha conocido. Así se puede apreciar no solo en las típicas películas hollywoodienses o libros de ciencia ficción, sino también en grandes obras religiosas tales como La Biblia o en los escritos de civilizaciones como la egipcia o la mesopotámica. En la actualidad, el año 2012 del calendario occidental es el candidato para que suceda este ficticio Gran Final «profetizado» por a saber qué grandes sabios, por lo que simplemente tómatelo como una tomadura de pelo o como una historia de ficción para asustar y/o entretener.
También quiero decir que, al márgen de nuestra necesidad de sobrevivir propia de un individuo como el que cada uno somos, todo lo que se crea se tiene que destruir. La historia de la Tierra demuestra que cuando algo muere y desaparece, algo nuevo lo sustituye y el ciclo sigue. Del mismo modo, cuando una estrella muere, y con ella sus planetas, otra nacerá a partir de los materiales que la primera libera en su muerte. El Universo es un ciclo de muerte y renacimiento, y deberíamos ir aceptándolo.
la sabiduria tiene un nombre.- ciencia!, nada mas
lamento decirles chicos que la teoria de q la luna es parte dela tierra es incorrecta
hace ya mucho tiempo q se demostro q los componentes de la lunas no son los mismos que los de la tierra.
lo cual descarta la teoria q vemos aca.
grasias.
lamento decirles chicos que la teoria de q la luna es parte dela tierra es incorrecta
hace ya mucho tiempo q se demostro q los componentes de la lunas no son los mismos que los de la tierra.
lo cual descarta la teoria q vemos aca.
grasias.
idiotas perra vane rmoxa
sera r fea y andrea chamorro con todas las que ando osea que bleta perras piroas
h.p
buuuuuuuuuuuu
Finalizando el año 2016, tu blog sigue siendo muy útil. Enhorabuena.
La ciencia evoluciona, cambia con cada nuevo descubrimiento, por eso, se estudia la historia de la ciencia. Mientras no me den una nueva teoría sobre el origen de la luna que me convenza, seguiré aceptando esta.
Muchas gracias