Exercicis: El sistema solar

Enumera els components del sistema solar i explica en una frase què és cada tipus de cos.

L'esquema mostra el sistema solar a escala qualitativa (les òrbites i les mides no són reals). Anomena els planetes assenyalats amb els números de l'1 al 8, del més proper al més llunyà al Sol.

Explica la diferència entre un planeta rocós i un planeta gasós, i classifica els vuit planetes del sistema solar en un d'aquests dos grups.

La Terra és, de moment, l'únic planeta amb vida coneguda. Explica tres característiques de la Terra que la fan apta per a la vida, com ara la distància al Sol, la presència d'aigua líquida o la seva atmosfera.

El 2006 Plutó va passar a considerar-se planeta nan. Explica quin requisit de la definició de planeta no compleix i anomena un altre planeta nan del sistema solar.

Què són el cinturó d'asteroides i el cinturó de Kuiper? Indica on es troba cadascun i quin tipus de cossos conté.

Dissenyaràs una maqueta a escala del Sistema Solar al passadís del teu institut, que fa $50\ \text{m}$ de llarg. Decideixes representar el Sol amb una pilota de bàsquet de $24\ \text{cm}$ de diàmetre (el diàmetre real del Sol és d'aproximadament $1\,390\,000\ \text{km}$).

1. a) A aquesta mateixa escala, calcula quin diàmetre hauria de tenir la Terra (diàmetre real: $12\,742\ \text{km}$) i compara'l amb un objecte quotidià petit (com ara el cap d'una agulla o un gra de sorra).
2. b) Sabent que la distància mitjana Terra-Sol és d'$1,5 \times 10^8\ \text{km}$ i la de Neptú al Sol és d'uns $4,5 \times 10^9\ \text{km}$, calcula a quina distància de la pilota hauries de situar tots dos planetes.
3. c) A partir dels resultats, justifica si cap la maqueta completa al passadís mantenint simultàniament l'escala de mides i la de distàncies, i raona per què els diagrames del Sistema Solar dels llibres de text solen induir a error.

Una sonda robòtica es troba explorant Neptú, a $30\ \text{UA}$ del Sol ($1\ \text{UA} = 150\ \text{milions de km}$). En un moment en què la Terra i Neptú estan alineats al mateix costat respecte al Sol (distància mínima de $29\ \text{UA}$), la sonda detecta una roca en rumb de col·lisió que l'assolirà en $6\ \text{hores}$.

1. a) Calcula el temps mínim (en hores) que trigaria un senyal d'alarma a viatjar des de la sonda a la Terra i l'ordre correctiva a tornar a Neptú, sabent que els senyals de ràdio viatgen a $300\,000\ \text{km/s}$.
2. b) Basant-te en el teu càlcul, prediu si la sonda sobreviuria si depengués d'una ordre enviada des del control terrestre i justifica per què les naus del Sistema Solar exterior han d'operar amb sistemes de navegació autònoms en temps real.

Un telescopi espacial ha detectat tres exoplanetes rocosos orbitant al voltant d'una estrella nana vermella més freda i petita que el Sol, la zona d'habitabilitat de la qual se situa entre $0,15\ \text{UA}$ i $0,30\ \text{UA}$:

• Planeta A: Distància a l'estrella: $0,06\ \text{UA}$. Massa: $1,1$ masses terrestres. Atmósfera densa rica en vapor d'aigua.

• Planeta B: Distància a l'estrella: $0,22\ \text{UA}$. Massa: $0,9$ masses terrestres. Camp magnètic detectable i atmosfera amb $N_2$, $CO_2$ i vapor d'aigua.

• Planeta C: Distància a l'estrella: $0,25\ \text{UA}$. Massa: $0,02$ masses terrestres (similar a la Lluna). Sense atmosfera apreciable.

1. a) Analitza raonadament quin d'ells és el candidat idoni per albergar aigua líquida i vida, justificant per què descartes els altres dos.
2. b) Explica per què situar-se dins de la «zona d'habitabilitat» és una condició necessària però no suficient perquè un planeta sigui habitable.