Caos no Sistema Solar (II)

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

• Astronomia

O estudo deste tipo de sistemas non se estendeu até a década seguinte.

Aínda que o caos era considerado o primeiro artigo (E. Lorenz), de 1963, o estudo deste tipo de sistemas non se estendeu até a próxima década. Este é, por suposto, o baixo nivel de análise de exemplos físicos de sistemas caóticos. Por iso expúñanllenos tantos problemas sen resposta ao terminar o número anterior, cando falamos da estabilidade do Sistema Solar.

Esta vez abandonamos os planetas e limitámonos ao estudo do comportamento de corpos máis pequenos. Estes non pon en perigo a estabilidade do conxunto do Sistema Solar, pero os seus comportamentos poden ser moito máis rechamantes que os descritos no número anterior paira os planetas.

Hyperion, satélite de Saturno, é un dos primeiros en descubrir o caso do caos. Con todo, para entón xa entraramos na década dos 80, porque se atopou grazas ás imaxes enviadas polo Voyager 2. Hyperion é un corpo de aspecto irregular, a súa órbita é bastante excéntrica e parece que tanto o período como o eixo do movemento de xiro sobre si mesmo cambian caóticamente. Tendo en conta as dimensións deste satélite e as particularidades da súa órbita, podería pensarse que, do mesmo xeito que a Lúa, os períodos de rotación e translación de Hyperion deberían ser iguais debido á diminución diminución provocada polas forzas mareales. É dicir, Hyperion debería virar a Saturno sempre coa mesma cara.

J. Wisdom, con todo, descubriu as consecuencias completamente descoñecidas ao analizar as imaxes mencionadas en Voyager. Na súa opinión, este satélite podía pasar de non ter movemento de xiro até dúas translacións ao redor de Saturno a virar cun período de dez días. Os cambios no eixo de xiro tamén son sorprendentes. Non só se reorienta no espazo co satélite, senón que tamén cambia a súa posición física neste último. Necesítase una razón importante para que no sistema de Saturno, que se formou con todo o Sistema Solar, haxa un satélite que non logre a estabilidade. J. Wisdom, S. J. Peale e F. Segundo a hipótese que adiantaron Mignard, esta situación inestable non é una cuestión ancestral, senón que se debe a que relativamente pouco tempo é xerado, cando Hyperion cae nun caótico campo. Esta rexión de caos é una rexión na que as forzas que actúan sobre o satélite equilíbranse case por completo.

O equilibrio é tan preciso que non é posible predicir cal será o comportamento do corpo. Por outra banda, a forma irregular de devandito satélite e a excentricidade da súa órbita favorecen a aparición do caos. Os datos enviados por Voyager eran escasos paira determinar a corrección da hipótese exposta, e os resultados doutros estudos posteriores tampouco permitiron una conclusión clarificadora. Con todo, os valores dos períodos de rotación que deron estes estudos, aínda que diferentes, non se axustan en absoluto ao período de translación.

Máis información O mesmo Wisdom e J. Os Klaveter estudaron a curva luminosa do satélite e consideran que o comportamento caótico de Hyperion é evidente.

Hyperion non é J. O único caso analizado por Wisdom. Segundo el, Phobos e Deimas, satélites de Marte, tamén sufriron longos períodos de evolución caótica antes de alcanzar a situación actual estable. No primeiro caso, o período caótico sitúase ao redor dos 20 millóns de anos, mentres que no caso de Deimos é cinco veces máis longo. Polo xeral, todos os corpos pequenos do Sistema Solar serían os que sufriron o caos antes de estabilizarse na rotación sincrónica cos seus planetas.

Tamén estudou os asteroides entre as órbitas de Martitz e Júpiter. Como é sabido, os corpos que se moven na cinta de asteroides non están uniformemente separados. As súas órbitas acumúlanse a determinadas distancias do Sol, deixando ocos entre conxuntos de órbitas, os chamados ocos de Kirkwood. A súa razón radica na relación entre o período dos asteroides que poden virar nel e o de Júpiter. Este último sería múltiplo dos demais. En consecuencia, o efecto gravitatorio repetitivo de Júpiter xeraría condicións de caos lanzando asteroides desde a súa órbita nun tempo relativamente curto.

Una das peculiaridades das situacións de caos é a súa sensibilidade ás condicións iniciais. Por tanto, os corpos que se atopan nos tramos de Kirkwood, tras caer no caos, poden acabar en condicións dinámicas completamente diferentes. En concreto, si son proxectados poden saír en distintas direccións. Curiosamente, uno dos ocos de Kirkwood podería ser a fonte dalgúns dos meteoritos que chegan ao chan. O baleiro, en concreto, corresponde aos corpos cuxo período de translación é dun terzo do período de translación de Júpiter.

G. Wetherill confirma a J. Esta hipótese de Wisdom. Segundo os seus estudos, as rutas de caída dos meteoritos denominados Kondrita son compatibles co proceso de lanzamento de asteroides proposto por Wisdom.

M. Duncan, T. Wuinn e S. O equipo de investigadores formado por Tremain tamén analizou a dinámica dos asteroides entre Martitz e Júpiter nun traballo máis amplo. Como se pode apreciar na imaxe tomada do seu traballo, o comportamento do corpo que viraba a 3,8 unidades astronómicas do Sol seguindo a traxectoria circular podería converterse nun comportamento totalmente caótico. Paira as condicións do corpo de estudo este comportamento comeza bruscamente nuns 100 millóns de anos. Na imaxe represéntase a distancia ao Sol e a excentricidade da órbita.

Concretamente, no traballo do tres científicos mencionados realízase un modelo de Sistema Solar por 300 fraccións. Ademais do que acabamos de dicir sobre os asteroides, chega a conclusións significativas sobre os corpos que poderían virar entre as órbitas de Urano e Neptuno. Aproximadamente a metade dos seus movementos converteríanse no caos suficiente para que o corpo fose expulsado do Sistema Solar.

EFEMÉRIDES DE NOVEMBRO SOL : o 22 de novembro entra en Saxitario ás 1h 25min (UT). LÚA CUARTO CRECENTE LÚA CHEA CUARTO MENGUANTE LÚA NOVA día hora (UT) 2 9h 11min 10 9h 20min 17 11 h 39 min 24 9h 11min PLANETAS MERCURIO: O día 21 está en conxunción inferior, polo que en novembro non poderemos velo, salvo os últimos días do mes. VENUS: Á noitiña aparece cada vez máis arriba, polo que desaparece máis tarde. Ao principio do mes poderémolo ver en magnitude -4.0 e despois aínda máis discreto. MARIZ: Seguindo a tendencia do mes anterior, aparece máis tarde: a principios de novembro paira as nove (UT) e ao final antes das oito (UT). JÚPITER: Como en outubro comezamos a ver á madrugada, en novembro aparecerá cada vez máis tarde: ao final do mes cara ás 3 da madrugada (UT). Para entón o seu elongación é de 50º. SATURNO: A altura vai perdendo, pero aínda poderemos vela ben tras o anoitecer.