¡Eh, terráqueos planos! ¡Elegiste el planeta equivocado!

Eh Terraqueos Planos Elegiste El Planeta Equivocado

Recientemente, astrofotógrafo planetario extraordinario Damian Peach obtuve acceso al metro de 1 Chile Alcance (en, um, Chile), y ha estado en una lágrima destino simplemente imágenes fantásticas de Saturno y Júpiter que ha estado tomando con él.

Él tomó Éste el 26 de febrero de 2017 a las 06:46 UTC, y es maravilloso:



Júpiter fotografiado por Damian PeachAcercarse

Júpiter, visto desde la Tierra el 26 de febrero de 2017. Crédito: Damian Peach

No es el Júpiter que suele ver, porque la famosa Gran Mancha Roja (y la algo menos famosa BA ovalada) no son visibles. Están al otro lado del planeta, lo que hace que Júpiter parezca extrañamente desnudo. Tampoco se ven lunas ni sombras de luna. Esta no es una vista inusual del planeta (¡después de todo, el lugar está en el lado más lejano la mitad del tiempo!), Pero no es la toma que normalmente se ve publicada.

Debo admitir que, cuando lo vi, lo primero que pensé fue: Oh, eso es bueno, pero ¿dónde están todas las cosas divertidas? Mi cerebro puede ser un idiota, a veces. Después de todo, esta es una foto magnífica de Júpiter, ¡y mejor de lo que podían hacer los telescopios profesionales cuando era niño y me enamoré de la astronomía!

Pero luego mi cerebro compensó su tontería con un pensamiento divertido. Mirar , decía, ¡puedes ver realmente lo achatado que es Júpiter!

Ah, sí, cerebro. Bien hecho. Tú puede Míralo. Oblateness es el término que usan los tipos de ciencia para describir cuán aplanada es una esfera. De hecho, ya no llamamos esfera a ese objeto; se convierte en un esferoide , la versión tridimensional de una elipse rotada alrededor de uno de sus dos ejes. Si gira una elipse alrededor de su eje mayor, obtendrá un esferoide alargado, similar a una pelota de fútbol o de rugby. Gírelo alrededor del eje corto y obtendrá un esferoide achatado: una esfera aplanada. Siéntese en una pelota de playa y entenderá la idea.

Júpiter es muy achatado, solo superado por Saturno en su desviación de la esfericidad *. Para que sea más fácil de ver, tomé la imagen de Peach y superpuse un círculo centrado en Júpiter lo mejor que pude:

Júpiter marcado con un círculo para mostrar su achatamiento.Acercarse

Júpiter, aplastado. Crédito: Damian Peach

El círculo tiene un diámetro igual al diámetro polar de Júpiter (la distancia entre sus polos norte y sur), y puedes ver que se queda corto a lo largo del ecuador. En la imagen con la que jugueteé, el diámetro polar de Júpiter es de 900 píxeles y su diámetro ecuatorial de 960 píxeles. ¡Es aproximadamente un 7% más ancho que alto! Esa es una relación de aplanamiento de aproximadamente 1:15, que está bastante cerca de lo que veo en la lista de Júpiter en línea. No está mal considerando que hice todo esto a mano alzada.

Entonces, ¿por qué Júpiter es achatado? ¡Vuelta! El día de Júpiter, el tiempo que tarda en girar una vez, es poco menos de 10 horas, menos de la mitad de un día terrestre. Eso crea una fuerza centrífuga tremenda **. Esta es la misma fuerza que sientes en un tiovivo o una de esas plataformas giratorias que provocan vómitos en los patios de recreo, la fuerza que te lanza al exterior. La fuerza centrífuga se dirige hacia afuera y depende de qué tan rápido esté girando y qué tan lejos esté del eje de rotación.

Para un planeta en rotación como Júpiter, la fuerza centrífuga es 0 en los polos, porque estás en el eje de giro allí. Se vuelve más fuerte con latitudes más bajas, hasta que alcanzas un máximo en el ecuador, porque allí, has maximizado tu distancia desde el eje de giro. Debido a que es una fuerza hacia afuera, contrarresta la atracción de la gravedad hacia adentro.

Bueno, lo contrarresta un poco. La fuerza hacia el interior de la gravedad de Júpiter en la parte superior de las nubes (la superficie que vemos) es aproximadamente 2,5 veces la de la Tierra; ¡Si pesa 150 libras en la Tierra, pesaría 375 libras en Júpiter!

Pero en el ecuador, eso se ve mitigado por la fuerza centrífuga, que equivale aproximadamente a 1/5thde la gravedad de la Tierra. Entonces, si pudieras pararte sobre las nubes en los polos de Júpiter, pesarías 375 libras, pero en el ecuador, ¡solo pesarías 345 libras! Uf***.

Y es por eso que Júpiter es achatado, con un pronunciado abultamiento ecuatorial . Si solo estuviera allí, sería una esfera casi perfecta. Pero gira rápido , por lo que en el ecuador la fuerza centrífuga arroja un poco el material hacia afuera, lo que hace que sea más ancho allí.

Por cierto, como dije, Saturno es más achatado que Júpiter , aunque es más pequeño y gira un poco más lentamente. ¿Por qué? ¡Porque su gravedad es más baja que la de Júpiter! En la cima de las nubes, su gravedad es solo un poco más alta que la de la Tierra, o la mitad de la de Júpiter. Pero en el ecuador de Saturno, la fuerza centrífuga es de aproximadamente 1/6thGravedad de la Tierra. Eso es menos que la fuerza exterior de Júpiter, pero allí no estarías luchando contra la enorme gravedad de Júpiter. Por lo tanto, la relación entre la fuerza centrífuga y la gravedad es mayor en Saturno que en Júpiter, lo que hace que el planeta maravillosamente anillado sea más achatado.

Al igual que el de Júpiter, puedes ver el achatamiento de Saturno a través de un telescopio, pero aunque es más plano, puede ser más difícil de ver porque los anillos desvían nuestra perspectiva. Sin embargo, una vez que lo ve, es bastante obvio. Notaré que la gravedad de un planeta está relacionada con su tamaño y densidad. Saturno es enorme, pero tiene una densidad muy baja; en promedio más bajo que el agua! **** Es por eso que su gravedad es tan sorprendentemente más baja que la de Júpiter.

Creo que es genial. Puedes saber mucho sobre un planeta simplemente midiendo algunas cosas básicas sobre él, como qué tan grande es, qué tan rápido gira y qué forma tiene.

Entonces, supongo que tengo que perdonar a mi cerebro después de su arrebato inicial. El seguimiento fue bastante bueno.

PD Damian Peach es bastante bueno con los datos de Júpiter de la NASA , también.

* Lo cual es fácil de escribir, pero bastante difícil de decir en voz alta.

** Cual es no una fuerza ficticia, pero es bastante real en un marco giratorio, y no debe confundirse con la aceleración centrípeta, que es esencialmente lo mismo pero en un marco no giratorio .

*** Si pudieras girar la Tierra, también pesarías menos en el ecuador. Pero como plan de pérdida de peso, no lo recomendaría. Solo para empezar, hacer girar la Tierra más rápido significaría huracanes mucho más fuertes . Además, la energía que se necesitaría para que nuestro planeta girara más rápido derretiría la superficie hasta la corteza. Entonces, hay algunos problemas con él. Además, corrección: inicialmente hice mal las matemáticas. En el ecuador es de 2.5 g hacia adentro - 0.2 g hacia afuera, por lo que la fuerza sobre ti sería 2.3 veces tu masa, o 345 libras.

**** La broma estándar Es que si pones a Saturno en una bañera flotaría ... pero dejaría un anillo.