11.E: Los Planetas Gigantes (Ejercicios)

Para una mayor exploración

Artículos

Júpiter

Aguirre, Edwin. “Hubble acerca la nueva mancha roja de Júpiter”. Sky & Telescope (Agosto 2006): 26.

Beatty, J. “En el gigante”. Sky & Telescope (Abril 1996): 20. En la sonda Galileo.

Beebe, R. “Reina de las Tormentas Gigantes”. Sky & Telescope (Octubre 1990): 359. Excelente reseña de la Red Spot.

Johnson, T. “La misión Galileo a Júpiter y sus lunas”. Scientific American (febrero de 2000): 40. Resultados sobre Júpiter, Io, Ganímedes y Calisto.

Simon, A. “La mancha roja no tan grande”. Sky & Telescope (marzo de 2016): 18. De cómo la enorme tormenta en Júpiter está evolucionando con el tiempo.

Smith, B. “Viaje del Siglo”. National Geographic (agosto de 1990): 48. Hermoso resumen de la misión Voyager a los cuatro planetas exteriores.

Stern, S. “Júpiter De cerca y Personal”. Astronomía (agosto de 2007): 28. Sobre la misión New Horizons sobrevolada en febrero de 2007.

Saturno

Gore, R. “El enigma de los anillos”. National Geographic (julio de 1981): 3. Colorido informe sobre la misión Voyager.

McEwen, A. “Cassini revela Saturno”. Astronomía (Julio 2006): 30. Un informe sobre los dos primeros años de descubrimientos en el sistema Saturno.

Spilker, L. “Saturno Revolución”. Astronomía (Octubre 2008): 34. Sobre los resultados de la misión Cassini.

Talcott, R. “Las dulces sorpresas de Saturno”. Astronomía (junio de 2007): 52. Sobre los resultados de la misión Cassini.

Urano y Neptuno

Cowling, T. “Big Blue: Los mundos gemelos de Urano y Neptuno”. Astronomía (Octubre 1990): 42. Bonita y larga revisión de los dos planetas.

Gore, R. “Neptuno: El último espectáculo de la película del Voyager”. National Geographic (agosto de 1990): 35.

Lunine, J. “Neptuno a los 150.” Sky & Telescope (Septiembre 1996): 38. Buena reseña.

Sitios web

Júpiter

Exploración del Sistema Solar de la NASA: http://Solarsystem.nasa.gov/planets/jupiter

Sitio de Nueve Planetas: http://nineplanets.org/jupiter.html

Sitio de Ciencias Planetarias: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary...piterpage.html

Saturno

Exploración del Sistema Solar de la NASA: http://Solarsystem.nasa.gov/planets/saturn

Sitio de Nueve Planetas: http://nineplanets.org/saturn.html

Sitio de Ciencias Planetarias: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary...aturnpage.html

Urano

Exploración del Sistema Solar de la NASA: http://Solarsystem.nasa.gov/planets/uranus

Sitio de Nueve Planetas: http://nineplanets.org/uranus.html

Sitio de Ciencias Planetarias: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary...ranuspage.html

Neptuno

Exploración del Sistema Solar de la NASA: http://Solarsystem.nasa.gov/planets/neptune

Sitio de Nueve Planetas: http://nineplanets.org/neptune.html

Sitio de Ciencias Planetarias: http://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary...ptunepage.html

Misiones

Sitio de la Misión Cassini en el Laboratorio de Propulsión a Chorro: http://saturn.jpl.nasa.gov/index.cfm

Sitio de la misión Cassini-Huygens en la Agencia Espacial Europea: http://sci.esa.int/cassini-huygens/

Sitio de la Misión Galileo de la NASA: http://Solarsystem.nasa.gov/galileo/

Misión Juno de la NASA a Júpiter: http://www.nasa.gov/mission_pages/ju...ain/index.html

Sitio de la misión Voyager en el laboratorio de propulsión a chorro: http://voyager.jpl.nasa.gov/

Videos

Cassini: 15 Años de Exploración: https://www.youtube.com/watch?v=2z8fzz_MBAw. Resumen visual rápido de los aspectos más destacados de la misión (2:29).

En la tierra del encantamiento: La historia épica de la misión Cassini a Saturno: https://www.youtube.com/watch?v=Vx135n8VFxY. Una conferencia ilustrada inspiradora de Cassini Mission Imagining Lead Scientist Carolyn Porco (1:37:52).

Júpiter: El planeta más grande: http://www.youtube.com/watch?v=s56pxa9lpvo. Producido por Goddard Space Flight Center de la NASA y Science on a Sphere (7:29).

Actividades de Grupo Colaborativo

1. Un nuevo miembro del Congreso le ha pedido a su grupo que investigue por qué la sonda Galileo lanzada a la atmósfera de Júpiter en 1995 sobrevivió sólo 57 minutos y si esto fue un ejemplo de un terrible escándalo. Haga una lista de todas las razones por las que la sonda no duró más, y por qué no se hizo más duradera. (¡Recuerda que la sonda tuvo que enganchar un paseo a Júpiter!)
2. Selecciona uno de los planetas jovianos y organiza tu grupo para escribir un guión para un reportaje meteorológico de noticias nocturnas para el planeta que elegiste. Asegúrese de especificar aproximadamente qué tan alto en el ambiente se encuentra la región para la que está dando el informe.
3. ¿Cuál cree su grupo que debería ser el siguiente paso para aprender más sobre los planetas gigantes? Deja a un lado las consideraciones de costos por un momento: ¿Qué tipo de misión recomendarías a la NASA para conocer más sobre estos mundos gigantes? ¿Qué mundo o mundos deberían tener la máxima prioridad y por qué?
4. Supongamos que un astrónomo extremadamente dedicado (y un poco loco) se ofrece como voluntario para convertirse en una sonda humana hacia Júpiter (y de alguna manera logra sobrevivir vivo al viaje a través de la magnetosfera de Júpiter). Al entrar en la atmósfera superior de Júpiter, ¿caería más rápido o más lento de lo que caería haciendo el mismo salto suicida a la atmósfera de la Tierra sólida? Los grupos que tienen algún fondo álgebra podrían incluso calcular la fuerza que sentiría en comparación con la fuerza en la Tierra. (Pregunta extra: Si estuviera en una cápsula, cayendo primero en los pies de Júpiter, y el piso de la cápsula tuviera una báscula, ¿qué mostraría la báscula como su peso en comparación con su peso en la Tierra?)
5. ¿Usted o alguien de su grupo se ofrecería como voluntario para una misión unidireccional y de por vida a una estación espacial que orbita alguno de los gigantes gaseosos sin poder regresar nunca a la Tierra? ¿Cuáles son los retos de tal misión? ¿Deberíamos dejar toda exploración del sistema solar exterior a sondas espaciales no tripuladas?

Preguntas de revisión

1. ¿Cuáles son los principales retos que implica el envío de sondas a los planetas gigantes?
2. ¿Por qué es difícil dejar caer una sonda como Galileo? ¿Cómo resolvieron los ingenieros este problema?
3. Explicar por qué la observación visual de los gigantes gaseosos no es suficiente para determinar sus períodos de rotación, y qué evidencia se utilizó para deducir los períodos correctos.
4. ¿Cómo son las estaciones en Júpiter?
5. ¿Cuál es la consecuencia de que el eje de giro de Urano esté a 98° de la perpendicular a su plano orbital?
6. Describir las estaciones del planeta Urano.
7. A las presiones en el interior de Júpiter, describa el estado físico del hidrógeno que allí se encuentra.
8. ¿Cuál de los gigantes gaseosos tiene el núcleo hielo/rocoso más grande en comparación con su tamaño general?
9. En el contexto de los planetas gigantes y las condiciones en sus interiores, ¿qué se entiende por “roca” y “hielo”?
10. ¿Cuál es la fuente primaria del calor interno de Júpiter?
11. Describir la fuente de calor interior de Saturno.
12. ¿Qué planeta tiene el campo magnético más fuerte y, por lo tanto, la magnetosfera más grande? ¿Cuál es su fuente?
13. ¿De qué están compuestas las nubes visibles en los cuatro planetas gigantes y por qué son diferentes entre sí?
14. Compara la circulación atmosférica (clima) de los cuatro planetas gigantes.
15. ¿Cuáles son las principales fuentes de calor atmosférico de cada uno de los planetas gigantes?
16. ¿Por qué los niveles superiores de la atmósfera de Neptuno aparecen azules?
17. ¿En qué difieren las tormentas en Júpiter de los sistemas de tormentas en la Tierra?

Preguntas de Pensamiento

1. Describir las diferencias en la composición química de las partes interna y externa del sistema solar. ¿Cuál es la relación entre de qué están hechos los planetas y la temperatura donde se formaron?
2. ¿Cómo crecieron los planetas gigantes hasta ser tan grandes?
3. Júpiter es más denso que el agua, pero compuesto en su mayor parte de dos gases ligeros, hidrógeno y helio. ¿Qué hace que Júpiter sea tan denso como lo es?
4. ¿Esperarías encontrar gas oxígeno libre en las atmósferas de los planetas gigantes? ¿Por qué o por qué no?
5. ¿Por qué un folleto turístico (del futuro) que describa las vistas naturales más dramáticas de los planetas gigantes tendría que revisarse con más frecuencia que uno para los planetas terrestres?
6. Las nubes de agua que se cree que están presentes en Júpiter y Saturno existen a temperaturas y presiones similares a las de las nubes de la atmósfera terrestre. ¿Cómo sería visitar un lugar así en Júpiter o Saturno? ¿De qué manera diferiría el medio ambiente del de las nubes de la Tierra?
7. Describir los diferentes procesos que conducen a fuentes de calor internas sustanciales para Júpiter y Saturno. Dado que estos dos objetos generan gran parte de su energía internamente, ¿deberían llamarse estrellas en lugar de planetas? Justifica tu respuesta.
8. Investigar la misión Galileo. ¿Qué problemas técnicos ocurrieron entre el lanzamiento de la misión y la llegada de la nave al sistema de Júpiter, y cómo los manejaron los ingenieros de misión? (Las buenas fuentes de información incluyen artículos de Astronomía y Sky & Telescope, además del sitio web de la misión).

Pensar por ti mismo

1. ¿Cuántas veces más presión existe en el interior de Júpiter en comparación con la de la Tierra?
2. Calcular la velocidad del viento al borde de la Gran Mancha Oscura de Neptuno, que tenía 10,000 km de diámetro y giró en 17 d.
3. Calcula cuántas Tierras encajarían en los volúmenes de Saturno, Urano y Neptuno.
4. A medida que la nave espacial Voyager penetró en el sistema solar exterior, la iluminación del Sol disminuyó. En relación con la situación en la Tierra, ¿qué tan brillante es la luz solar en cada uno de los planetas jovianos?
5. Los iones en las partes internas de la magnetosfera de Júpiter rotan con el mismo periodo que Júpiter. Calcula qué tan rápido se mueven en la órbita de la luna de Júpiter Io (ver Apéndice G). ¿Estos iones golpearán a Io por detrás o al frente mientras se mueve alrededor de Júpiter?