Ejercicios: El sistema solar

Enumerá los componentes del sistema solar y explicá en una frase qué es cada tipo de cuerpo.

El esquema muestra el sistema solar a escala cualitativa (las órbitas y los tamaños no son reales). Nombrá los planetas señalados con los números del 1 al 8, del más cercano al más lejano al Sol.

Explicá la diferencia entre un planeta rocoso y un planeta gaseoso, y clasificá los ocho planetas del sistema solar en uno de estos dos grupos.

La Tierra es, de momento, el único planeta con vida conocida. Explicá tres características de la Tierra que la hacen apta para la vida, como su distancia al Sol, la presencia de agua líquida o su atmósfera.

En 2006 Plutón pasó a considerarse planeta enano. Explicá qué requisito de la definición de planeta no cumple y nombrá otro planeta enano del sistema solar.

¿Qué son el cinturón de asteroides y el cinturón de Kuiper? Indicá dónde se encuentra cada uno y qué tipo de cuerpos contiene.

Vas a diseñar una maqueta a escala del Sistema Solar en el pasillo de tu liceo, que mide $50\ \text{m}$ de largo. Decidís representar el Sol con una pelota de básquetbol de $24\ \text{cm}$ de diámetro (el diámetro real del Sol es de aproximadamente $1\,390\,000\ \text{km}$).

1. a) A esa misma escala, calculá qué diámetro debería tener la Tierra (diámetro real: $12\,742\ \text{km}$) y compará ese tamaño con un objeto cotidiano pequeño (como una cabeza de alfiler o un grano de arena).
2. b) Sabiendo que la distancia media Tierra-Sol es de $1,5 \times 10^8\ \text{km}$ y la de Neptuno al Sol es de unos $4,5 \times 10^9\ \text{km}$, calculá a qué distancia de la pelota tendrías que situar ambos planetas.
3. c) A partir de los resultados, justificá si cabe la maqueta completa en el pasillo manteniendo simultáneamente la escala de tamaños y la de distancias, y razoná por qué los diagramas del Sistema Solar de los libros de texto suelen inducir a error.

Una sonda robótica se encuentra explorando Neptuno, a $30\ \text{UA}$ del Sol ($1\ \text{UA} = 150\ \text{millones de km}$). En un momento en que la Tierra y Neptuno están alineados del mismo lado respecto al Sol (distancia mínima de $29\ \text{UA}$), la sonda detecta una roca en rumbo de colisión que la alcanzará en $6\ \text{horas}$.

1. a) Calculá el tiempo mínimo (en horas) que tardaría una señal de alarma en viajar desde la sonda hasta la Tierra y la orden correctiva en volver a Neptuno, sabiendo que las señales de radio viajan a $300\,000\ \text{km/s}$.
2. b) Con base en tu cálculo, predecí si la sonda sobreviviría si dependiera de una orden enviada desde el control terrestre y justificá por qué las naves del Sistema Solar exterior deben operar con sistemas de navegación autónomos en tiempo real.

Un telescopio espacial detectó tres exoplanetas rocosos que orbitan alrededor de una estrella enana roja más fría y pequeña que el Sol, cuya zona de habitabilidad se sitúa entre $0,15\ \text{UA}$ y $0,30\ \text{UA}$:

• Planeta A: Distancia a la estrella: $0,06\ \text{UA}$. Masa: $1,1$ masas terrestres. Atmósfera densa rica en vapor de agua.

• Planeta B: Distancia a la estrella: $0,22\ \text{UA}$. Masa: $0,9$ masas terrestres. Campo magnético detectable y atmósfera con $N_2$, $CO_2$ y vapor de agua.

• Planeta C: Distancia a la estrella: $0,25\ \text{UA}$. Masa: $0,02$ masas terrestres (similar a la Luna). Sin atmósfera apreciable.

1. a) Analizá razonadamente cuál de ellos es el candidato ideal para albergar agua líquida y vida, justificando por qué descartás los otros dos.
2. b) Explicá por qué situarse dentro de la «zona de habitabilidad» es una condición necesaria pero no suficiente para que un planeta sea habitable.