Caos en el Sistema Solar (II)

1992/11/01 Arregi Bengoa, Jesus Iturria: Elhuyar aldizkaria

• Astronomia

L'estudi d'aquesta mena de sistemes no es va estendre fins a la dècada següent.

Si bé el caos era considerat el primer article (E. Lorenz), de 1963, l'estudi d'aquesta mena de sistemes no es va estendre fins la dècada vinent. Aquest és, per descomptat, el baix nivell d'anàlisi d'exemples físics de sistemes caòtics. Per això se'ns plantejaven tants problemes sense resposta en acabar el número anterior, quan parlem de l'estabilitat del Sistema Solar.

Aquesta vegada abandonem els planetes i ens limitem a l'estudi del comportament de cossos més petits. Aquests no posen en perill l'estabilitat del conjunt del Sistema Solar, però els seus comportaments poden ser molt més cridaners que els descrits en el número anterior per als planetes.

Hyperion, satèl·lit de Saturn, és un dels primers a descobrir el cas del caos. No obstant això, per a llavors ja havíem entrat en la dècada dels 80, perquè es va trobar gràcies a les imatges enviades pel Voyager 2. Hyperion és un cos d'aspecte irregular, la seva òrbita és bastant excèntrica i sembla que tant el període com l'eix del moviment de gir sobre si mateix canvien caòticament. Tenint en compte les dimensions d'aquest satèl·lit i les particularitats de la seva òrbita, podria pensar-se que, igual que la Lluna, els períodes de rotació i translació d'Hyperion haurien de ser iguals a causa de la disminució disminució provocada per les forces mareals. És a dir, Hyperion hauria de girar a Saturn sempre amb la mateixa cara.

J. Wisdom, no obstant això, va descobrir les conseqüències completament desconegudes en analitzar les imatges esmentades en Voyager. En la seva opinió, aquest satèl·lit podia passar de no tenir moviment de gir fins a dues translacions entorn de Saturn a girar amb un període de deu dies. Els canvis en l'eix de gir també són sorprenents. No sols es reorienta en l'espai amb el satèl·lit, sinó que també canvia la seva posició física en aquest últim. Es necessita una raó important perquè en el sistema de Saturn, que s'ha format amb tot el Sistema Solar, hi hagi un satèl·lit que no hagi aconseguit l'estabilitat. J. Wisdom, S. J. Peale i F. Segons la hipòtesi que van avançar Mignard, aquesta situació inestable no és una qüestió ancestral, sinó que es deu al fet que relativament poc temps és generat, quan Hyperion cau en un caòtic camp. Aquesta regió de caos és una regió en la qual les forces que actuen sobre el satèl·lit s'equilibren gairebé per complet.

L'equilibri és tan precís que no és possible predir quin serà el comportament del cos. D'altra banda, la forma irregular d'aquest satèl·lit i l'excentricitat de la seva òrbita afavoreixen l'aparició del caos. Les dades enviades per Voyager eren escassos per a determinar la correcció de la hipòtesi plantejada, i els resultats d'altres estudis posteriors tampoc han permès una conclusió clarificadora. No obstant això, els valors dels períodes de rotació que han donat aquests estudis, encara que diferents, no s'ajusten en absolut al període de translació.

Més informació El mateix Wisdom i J. Els Klaveter han estudiat la corba lluminosa del satèl·lit i consideren que el comportament caòtic d'Hyperion és evident.

Hyperion no és J. L'únic cas analitzat per Wisdom. Segons ell, Phobos i Deimas, satèl·lits de Mart, també han sofert llargs períodes d'evolució caòtica abans d'aconseguir la situació actual estable. En el primer cas, el període caòtic se situa entorn dels 20 milions d'anys, mentre que en el cas de Deimos és cinc vegades més llarg. En general, tots els cossos petits del Sistema Solar serien els que van sofrir el caos abans d'estabilitzar-se en la rotació sincrònica amb els seus planetes.

També va estudiar els asteroides entre les òrbites de Martitz i Júpiter. Com és sabut, els cossos que es mouen en la cinta d'asteroides no estan uniformement separats. Les seves òrbites s'acumulen a determinades distàncies del Sol, deixant buits entre conjunts d'òrbites, els anomenats buits de Kirkwood. La seva raó radica en la relació entre el període dels asteroides que poden girar en ell i el de Júpiter. Aquest últim seria múltiple dels altres. En conseqüència, l'efecte gravitatori repetitiu de Júpiter generaria condicions de caos llançant asteroides des de la seva òrbita en un temps relativament curt.

Una de les peculiaritats de les situacions de caos és la seva sensibilitat a les condicions inicials. Per tant, els cossos que es troben en els trams de Kirkwood, després de caure en el caos, poden acabar en condicions dinàmiques completament diferents. En concret, si són projectats poden sortir en diferents direccions. Curiosament, un dels buits de Kirkwood podria ser la font d'alguns dels meteorits que arriben al sòl. El buit, en concret, correspon als cossos el període de translació dels quals és d'un terç del període de translació de Júpiter.

G. Wetherill confirma a J. Aquesta hipòtesi de Wisdom. Segons els seus estudis, les rutes de caiguda dels meteorits denominats Kondrita són compatibles amb el procés de llançament d'asteroides proposat per Wisdom.

M. Duncan, T. Wuinn i S. L'equip d'investigadors format per Tremain també ha analitzat la dinàmica dels asteroides entre Martitz i Júpiter en un treball més ampli. Com es pot apreciar en la imatge presa del seu treball, el comportament del cos que girava a 3,8 unitats astronòmiques del Sol seguint la trajectòria circular podria convertir-se en un comportament totalment caòtic. Per a les condicions del cos d'estudi aquest comportament comença bruscament en uns 100 milions d'anys. En la imatge es representa la distància al Sol i l'excentricitat de l'òrbita.

Concretament, en el treball dels tres científics esmentats es realitza un model de Sistema Solar per 300 fraccions. A més del que acabem de dir sobre els asteroides, arriba a conclusions significatives sobre els cossos que podrien girar entre les òrbites d'Urà i Neptú. Aproximadament la meitat dels seus moviments es convertirien en el caos suficient perquè el cos fos expulsat del Sistema Solar.

EFEMÈRIDES DE NOVEMBRE SOL : el 22 de novembre entra en Sagitari a les 1h 25min (UT). LLUNA QUART CREIXENT LLUNA PLENA QUART MINVANT LLUNA NOVA dia hora (UT) 2 9h 11min 10 9h 20min 17 11 h 39 min 24 9h 11min PLANETES MERCURI: El dia 21 està en conjunció inferior, per la qual cosa al novembre no podrem veure'l, excepte els últims dies del mes. VENUS: En fosquejar apareix cada vegada més amunt, per la qual cosa desapareix més tard. Al principi del mes el podrem veure en magnitud -4.0 i després encara més discret. MARIZ: Seguint la tendència del mes anterior, apareix més tard: a principis de novembre per a les nou (UT) i al final abans de les vuit (UT). JÚPITER: Com a l'octubre comencem a veure a la matinada, al novembre apareixerà cada vegada més tard: al final del mes cap a les 3 de la matinada (UT). Per a llavors la seva elongació és de 50è. SATURN: L'altura va perdent, però encara podrem veure-la bé després del vespre.