13.E: Cometas y Asteroides - Escometas del Sistema Solar (Ejercicios)

Para mayor exploración

Artículos

Asteroides

Asphang, E. “Los planetas pequeños”. Scientific American (Mayo 2000): 46. Sobre asteroides, incluidos los resultados de la misión NEAR.

Beatty, J. “El vuelo salvaje del halcón”. Sky & Telescope (Septiembre 2006): 34. Sobre la misión japonesa al asteroide Itakawa.

Beatty, J. “CERCA Caídas para Eros”. Sky & Telescope (Mayo 2001): 35. En el primer aterrizaje en un asteroide.

Betz, E. “Misión Amanecer Revela Planeta Enano Ceres”. Astronomía (enero de 2016): 44. Primeras imágenes y descubrimientos.

Binzel, R. “Un nuevo siglo para los asteroides”. Sky & Telescope (Julio 2001): 44. Bonito panorama general.

Bosslaugh, M. “En busca de asteroides death-plunge”. Astronomía (julio 2015): 28. Sobre los programas existentes y propuestos para la búsqueda de asteroides que cruzan la Tierra.

Cooke, B. “Atracción fatal”. Astronomía (Mayo 2006): 46. En el asteroide cercano a la Tierra Apophis, su órbita, y lo que podemos aprender de él.

Durda, D. “Parejas impares”. Astronomía (diciembre de 2005): 54. En asteroides binarios.

Durda, D. “Todos en la Familia”. Astronomía (febrero de 1993): 36. Analiza las familias de asteroides.

Oberg, J. “La caída histórica del meteorito ruso de 2013” Astronomía (junio de 2012): 18. En el evento de Chelyabinsk.

Sheppard, S. “Bailando con los Planetas”. Sky & Telescope (junio de 2016): 16. Sobre asteroides troyanos que “siguen” planetas como Júpiter.

Talcott, R. “Galileo Vistas Gaspra.” Astronomía (febrero de 1992): 52.

Yeomans, D. “Japón visita un asteroide”. Astronomía (marzo 2006): 32. En la exploración de sonda Hayabusa del asteroide Itakawa.

Zimmerman, R. “Sundaes de Helado y Puré de Patatas”. Astronomía (febrero de 1999): 54. En la misión NEAR.

Cometas

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Bakich, M. “Cómo Observar Cometas”. Astronomía (diciembre de 2009): 50. Una guía para astrónomos aficionados.

Gore, R. “Halley's Comet '86: Mucho más de lo que se encontró con el ojo”. National Geographic (diciembre de 1986): 758. (También, el número de marzo de 1987 de Sky & Telescope se dedicó a lo que aprendimos del cometa Halley en 1986.)

Hale, A. “Hale-Bopp Más Diez”. Astronomía (Julio 2005): 76. El co-descubridor de un cometa a ojo desnudo cuenta la historia del descubrimiento y lo que siguió.

Jewett, D. “Viajeros misteriosos: ciencia cometa”. Sky & Telescope (Diciembre. 2013): 18. Bonito resumen de lo que sabemos de cometas y preguntas que tenemos.

Rao, J. “¿Con qué frecuencia aparecen los cometas brillantes?” Sky & Telescope (Noviembre 2013): 30. Bonito resumen de cometas brillantes en el siglo pasado y qué factores hacen que un cometa sea espectacular en nuestros cielos.

Sekanina, Z. “Cometas de pastoreo solar”. Astronomía (marzo 2006): 36.

Sheppard, S. “Más allá del cinturón de Kuiper”. Sky & Telescope (Marzo 2015): 26. En Sedna y la nube de Oort.

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Talcott, R. “Encuentro con un cometa en evolución [Rosetta en Cometa 67P/C-G]”. Astronomía (septiembre 2015): 44.

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Weissman, P. “Un cuento de cometa”. Sky & Telescope (Febrero 2006): 36. Una buena reseña de lo que sabemos y no sabemos sobre la naturaleza física de los cometas.

Sitios web

Asteroides

Misión Amanecer: http://dawn.jpl.nasa.gov. Descubre más sobre esta misión a los asteroides más grandes.

Misión Cercano al Zapatero: http://near.jhuapl.edu/. Revisa los antecedentes y ve grandes imágenes de la misión que pasaron por Mathilde y Eros.

Cometas

Misión de Impacto Profundo: http://www.nasa.gov/mission_pages/deepimpact/main/.

Cinturón Kuiper: http://www2.ess.ucla.edu/~jewitt/kb.html. David Jewitt, de la Universidad de Hawaii, realiza un seguimiento de los objetos que se han descubierto.

Misiones a Cometas: http://solarsystem.nasa.gov/missions/target/comets. Lee sobre las misiones actuales y pasadas de la NASA a los cometas.

Misión Stardust: http://stardust.jpl.nasa.gov/home/index.html. Conoce esta misión de recolectar una muestra de un cometa y traerlo de vuelta a la Tierra.

Videos

Asteroides

Sudando las cosas pequeñas: El miedo y la diversión de los asteroides cercanos a la Tierra: https://www.youtube.com/watch?v=5gyAvc5OhII. Conferencia Nocturna del Observatorio de Harvard a cargo de Jose-Luis Galache (1:18:07).

Desvelando el planeta enano Ceres: https://www.youtube.com/watch?v=_G9LudkLWOY. Una conferencia VonKarman de la Dra. Carol Raymond, octubre de 2015, también incluye resultados de Vesta (1:18:38).

Cometas

Grandes Cometas, Cometas en General y Cometa ISON: https://www.youtube.com/watch?v=DiBkYAnQ_C. Charla de Frank Summers, Instituto de Ciencias del Telescopio Espacial (1:01:10).

Rueda de prensa sobre el impacto del cometa Shoemaker-Levy 9 con Júpiter: https://www.youtube.com/watch?v=B-tUP8afEIo. Día 2 después del impacto; 17 de julio de 1994; con los descubridores y Heidi Hammel (1:22:29).

Rosetta: La historia hasta ahora: https://www.ras.org.uk/events-and-me...e-story-so-far. Conferencia Real Sociedad Astronómica a cargo del Dr. Ian Wright (1:00:29).

Actividades de Grupo Colaborativo

1. Su grupo es un comité del Congreso encargado de evaluar los fondos para un esfuerzo por encontrar todos los NEAs (asteroides cercanos a la Tierra) que tienen más de 0.5 kilómetros de ancho. Hacer una lista de razones por las que sería útil para la humanidad encontrar tales objetos. ¿Qué deberíamos (podríamos) hacer si encontramos uno que golpeará la Tierra en unos años?
2. Muchas culturas consideraban malos augurios a los cometas. Las leyendas asocian a los cometas con la muerte de reyes, las pérdidas en la guerra o los fines de las dinastías. ¿Alguna vez algún miembro de su grupo escuchó hablar de tales cuentos populares? Discuta las razones por las que los cometas en épocas anteriores pueden haber obtenido esta mala reputación.
3. Debido a que los asteroides tienen una variedad de composiciones y una gravedad baja que facilita bastante la remoción de materiales, algunas personas han sugerido que la minería de asteroides puede ser una forma de obtener los recursos necesarios en el futuro. Haga una lista de materiales en asteroides (y cometas que llegan al sistema solar interno) que pueden ser valiosos para una civilización espacial. ¿Cuáles son los pros y los contras de emprender operaciones mineras en estos pequeños mundos?
4. Como se discutió en el cuadro de características sobre La caza de cometas como pasatiempo en la Sección 13.4, los cazadores aficionados de cometas suelen pasar más de 400 horas explorando los cielos con sus telescopios para encontrar un cometa. Eso es mucho tiempo para pasar (generalmente solo, generalmente lejos de las luces de la ciudad, generalmente en el frío, y siempre en la oscuridad). Discuta con los miembros de su grupo si puede verse a sí mismo siendo así de dedicado. ¿Por qué la gente emprende tales misiones? ¿Envidias su dedicación?
5. Los objetos más grandes del cinturón de Kuiper conocidos también se llaman planetas enanos. Todos los planetas (terrestres, jovianos y enanos) de nuestro sistema solar han sido nombrados hasta ahora en honor a dioses mitológicos. (Los nombres de planetas enanos se han alejado de la mitología romana para incluir a los dioses de otras culturas). Haga que su grupo discuta si debemos continuar esta tradición de nomenclatura con planetas enanos recién descubiertos. ¿Por qué o por qué no?
6. El costo total de la misión Rosetta para emparejar cursos con un cometa fue de unos 1.4 mil millones de euros (unos 1.6 mil millones de dólares estadounidenses). Haga que su grupo discuta si esta inversión valió la pena, dando razones para cualquier lado que elija. (En el sitio web de la Agencia Espacial Europea, ponen en contexto este costo al decir: “La cifra es apenas la mitad del precio de un submarino moderno, o tres jets jumbo Airbus 380, y abarca un periodo de casi 20 años, desde el inicio del proyecto en 1996 hasta el final de la misión en 2015”).
7. Si un asteroide que se aproxima a la Tierra fuera descubierto lo suficientemente temprano, la humanidad podría tomar medidas para evitar una colisión. Discutir posibles métodos para desviar o incluso destruir un asteroide o cometa. Ve más allá de los pocos métodos mencionados en el texto y usa tu creatividad. Dar pros y contras para cada método.

Preguntas de revisión

1. ¿Por qué los asteroides y cometas son importantes para nuestra comprensión de la historia del sistema solar?
2. Dar una breve descripción del cinturón de asteroides.
3. Describir las principales diferencias entre asteroides tipo C y tipo S.
4. Además de los mencionados en la anterior, ¿cuál es la tercera clase, más rara de asteroides?
5. Vesta es inusual ya que contiene qué mineral en su superficie? ¿Qué indica la presencia de este material?
6. Compara asteroides del cinturón de asteroides con asteroides que se acercan a la Tierra. ¿Cuál es la principal diferencia entre los dos grupos?
7. Describa brevemente la Encuesta de Guardia Espacial de la NASA. ¿Cuántos objetos se han encontrado en esta encuesta?
8. ¿Quién primero calculó las órbitas de los cometas con base en registros históricos que datan de la antigüedad?
9. Describir el núcleo de un cometa típico y compararlo con un asteroide de tamaño similar.
10. Describir los dos tipos de colas de cometa y cómo se forman cada una.
11. ¿Qué clasificación se da a objetos como Plutón y Eris, que son lo suficientemente grandes para ser redondos, y cuyas órbitas se encuentran más allá de la de Neptuno?
12. Describir el origen y destino final de los cometas que vemos desde la Tierra.
13. ¿Qué pruebas tenemos de la existencia del cinturón de Kuiper? ¿Qué tipo de objetos se encuentran ahí?
14. Dé breves descripciones tanto del cinturón de Kuiper como de la nube de Oort.

Preguntas de Pensamiento

1. Dar al menos dos razones por las que los astrónomos de hoy están tan interesados en el descubrimiento de asteroides adicionales que se acercan a la Tierra.
2. Supongamos que estaba diseñando una nave espacial que coincidiera con su rumbo con un asteroide y siguiera a lo largo de su órbita. ¿Qué tipo de instrumentos pondrías a bordo para recopilar datos y qué te gustaría aprender?
3. Supongamos que estabas diseñando una nave espacial que emparejaría rumbo con un cometa y se movería con él por un tiempo. ¿Qué tipo de instrumentos pondrías a bordo para recopilar datos y qué te gustaría aprender?
4. Supongamos que se descubrió un cometa acercándose al Sol, uno cuya órbita provocaría que chocara con la Tierra 20 meses después, después del paso del perihelio. (Esta es aproximadamente la situación descrita en la novela de ciencia ficción Lucifer's Hammer de Larry Niven y Jerry Pournelle.) ¿Qué podríamos hacer? ¿Habría alguna manera de protegernos de una catástrofe?
5. Creemos que cadenas de fragmentos de cometas como los del cometa Shoemaker-Levy 9 han chocado no sólo con los planetas jovianos, sino ocasionalmente con sus lunas. ¿Qué tipo de características buscarías en las lunas exteriores del planeta para encontrar evidencia de tales colisiones? (Como bono extra, ¿puedes encontrar alguna imagen de tales características en una luna como Calisto? Puede utilizar un sitio en línea de imágenes planetarias, como el Planetary Photojournal, en photojournal.jpl.nasa.gov.)
6. ¿Por qué hemos encontrado tantos objetos en el cinturón de Kuiper en las últimas dos décadas y no antes de entonces?
7. ¿Por qué es difícil dar diámetros exactos incluso para los objetos más grandes en la cinta Kuiper?

Pensar por ti mismo

1. Consulte el Ejemplo\(13.4.1\) en la Sección 13.4. ¿Cómo cambiaría el cálculo si un cometa típico en la nube de Oort tiene solo 1 km de diámetro?
2. Consulte el Ejemplo\(13.4.1\) en la Sección 13.4. ¿Cómo cambiaría el cálculo si un cometa típico en la nube de Oort es más grande, digamos, 50 km de diámetro?
3. El cálculo en Ejemplo\(13.4.1\) en la Sección 13.4 se refiere a la conocida nube de Oort, la fuente para la mayoría de los cometas que vemos. Si, como sospechan algunos astrónomos, hay 10 veces tantos objetos cometarios en el sistema solar, ¿cómo se compara la masa total de materia cometaria con la masa de Júpiter?
4. Si la nube de Oort contiene 1012 cometas, y cada año se descubren diez nuevos cometas que se acercan al Sol, ¿qué porcentaje de los cometas se han “gastado” desde el inicio del sistema solar?
5. La masa de los asteroides se encuentra principalmente en los asteroides más grandes, por lo que para estimar la masa total necesitamos considerar solo los objetos más grandes. Supongamos que los tres asteroides más grandes —Ceres (1000 km de diámetro), Pallas (500 km de diámetro) y Vesta (500 km de diámetro )— representan la mitad de la masa total. Supongamos que cada uno de estos tres asteroides tiene una densidad de 3 × 10 ³ g/cm ³ y calcula su masa total. Multiplica tu resultado por 2 para obtener una estimación de la masa del cinturón de asteroides total. ¿Cómo se compara esto con la masa de la nube de Oort?
6. Hacer una estimación similar para la masa del cinturón de Kuiper. Los tres objetos más grandes son Plutón, Eris y Makemake (cada uno aproximadamente 2000 km). Además, supongamos que hay ocho objetos (entre ellos Haumea, Orcus, Quaoar, Ixion, Varuna y Caronte, y objetos que aún no han sido nombrados) con diámetros de alrededor de 1000 km. Supongamos que todos los objetos tienen una densidad de Plutón de 2 × 10 ³ g/cm ³. Calcula el doble de la masa de los 13 objetos más grandes y compárala con la masa del cinturón principal de asteroides.
7. ¿Cuál es el periodo de revolución sobre el Sol para un asteroide con un semieje mayor de 3 UA en medio del cinturón de asteroides?
8. ¿Cuál es el periodo de revolución para un cometa con afelio a las 5 UA y perihelio en la órbita de la Tierra?