Antes de recorrer este trayecto, analicemos juntos y a vuelo de pájaro la siguiente serie de ilustraciones..
Inicialmente podemos percibir que refieren a lo mismo; el brazo. Pero con diferentes niveles de detalle y profundidad.
En nombre de la simplificación incluso se puede incurrir en errores. Por ejemplo, en una de las ilustraciones un vector señala con la palabra "brazo" a un hueso (el húmero). ¿Por qué este breve devaneo? Simplemente a efectos de que en nombre de la simplificaciòn, en ocasiones se pierden los aspectos más interesantes de un tema. Corre por cuenta de los docentes realizar las simplificaciones y analogías funcionales a mantener los aspectos fundamentales, sin irnos a ningúno de los extremos. Presentar temas complejos a la edad, pero sin llegar a desdibujar o caricaturizar la identidad de los mismos.
En el caso de los temas astronómicos vale el mismo criterio. Con sentido crítico podemos trabajar con imágenes, declarando cuando corresponda las salvedades que desencadenen en simplificaciones excesivas. Por otro lado, algunas imágenes pueden tener tienen intenciones diferentes de las que podemos percibir inicialmente.
Veamos como un ejemplo la portada del sitio http://photojournal.jpl.nasa.gov
No seamos duros en el juicio. ¿Cuál es la intención de la ilustración? Parece ser que es mostrar en una interfaz agradable y en las posiciones relativas los objetos de los cuales hay imágenes en este banco de datos. Evidentemente no se respetan tamaños relativos ni distancias. Esto es una suerte de licencia artística en nombre de presentar en la pantalla todos los elementos de modo visible y agradable. Valga pues el mismo criterio si se construye una maqueta en una mesa del salón; se recuerda a los niños que por fines prácticos no se respetan ni distancias ni tamaños.
Por ejemplo, en la ilustración, solo por citar una circunstancia, Júpiter aparece con un diámetro de aproximadamente dos veces el de la Tierra, cuando en realidad el diámetro joviano es de cerca de 11 veces el terrestres. Tendríamos que apilar 11 pelotitas "Tierra" para igualar a una pelotita "Júpiter".
En la imagen podemos apreciar con los alumnos una estrella central que emite luz y otras radiaciones y una suerte de clasificación de los planetas. Los cercanos al Sol; Mercurio, Venus, Tierra y Marte como planetas "tipo Tierra, terrestres o telúricos" (con superficie sólida, estructura rocosa) y desde Júpiter a Neptuno, planetas "tipo joviano o gaseosos" (estructura gaseosa, sin superficie sólida)
Más allá de Neptuno, se muestra una esfera con la etiqueta "Planetas enanos" (presumiblemente en la representación, el ex-planeta Plutón) y debajo a la izqueirda un cometa con la etiqueta "Cuerpos menores".
La representación del sistema solar.
El sistema solar es un objeto de estudio muy emocionante, sin importar la edad. Está conformado por planetas, lunas, asteroides, cometas y otros objetos, todos interesantes.
Todos los objetos orbitan alrededor de una estrella, el Sol.
A su vez, muchos planetas cuentan con satélites naturales que orbitan en torno a ellos.
Los objetos en el sistema solar tienen dos movimientos principales para tener en cuenta: traslación y rotación.
La traslación, consiste en un desplazamiento alrededor de otro objeto en una trayectoria llamada órbita. Algunos enunciados aplicando el concepto para ilustrar a los niños. La Tierra se traslada alrededor del Sol. La Luna se traslada alrededor de la Tierra.
La rotación, consiste en el movimiento de un objeto sobre su eje imaginario (eje de rotación). Es el movimiento, a modo de ejemplo, de una calesita. Algunos enunciados aplicando este término. La calesita en funcionamiento cumple una rotación sobre su eje central. La rotación de la Tierra sobre su eje provoca la sucesión de días y noches. Un trompo en el patio gira rápidamente, en un movimiento conocido como rotación.
El Sol es el astro más importante en tamaño del sistema solar. Contiene el 98% de toda la materia del mismo. ¿Cómo representar visualmente este guarismo? Con 100 monedas de 1 peso, hacemos una columna de 98 monedas en un lugar y a su lado ponemos una pila con las 2 monedas restantes. La pila alta obviamente totaliza $ 98 y la pila menor totaliza $ 2. Esa es en comparación la relación de masa del sol con todos los restantes objetos sumados del sistema solar. La masa de todos los planetas, satélites y cuerpos menores es minúscula en comparación con el Sol.
Orígen del sistema solar.
El modelo más aceptado por los científicos respecto a la formación del Sistema Solar es que se desarrolló de una gigantesca nube de polvo y gas. Este proceso comenzó hace unos 4600 millones de años con un proceso producto de la fuerza de gravedad en esta gigantesca nube. La mayor parte de la masa de esta nube de gas y polvo se reunió en el centro, formando el Sol. El resto de la materia se aplanó en un disco rotatorio a partir del cual se formaron los planetas, lunas, asteroides y otros cuerpos menores del Sistema Solar.
Observaciones registradas por naves espaciales a lo largo de muchas décadas, conocimiento cada vez más detallado de los movimientos de planetas, satélites y otros cuerpos, y los descubrimientos de planetas en torno a otras estrellas (exoplanetas) han ido sumando evidencias a que es la respuesta más próxima a la realidad hasta el momento.
El sistema solar ha evolucionado mucho desde su formación inicial. Muchas lunas se han formado a partir de discos de gas y polvo que estaban dispuestos alrededor de los planetas a los que pertenecen. Se mantiene además que otras lunas se formaron de manera independiente y más tarde fueron capturadas por sus planetas. Todavía otras, como la Luna de la Tierra, podrían ser el resultado de colisiones gigantes. Estas colisiones entre cuerpos aún se producen y han sido cruciales para la evolución del Sistema Solar.
Como un gigantesco juego de choques y atracción gravitatoria, cada planeta como lo conocemos en la actualidad, ha ido limpiando la vecindad de su camino orbital.
¿Qué tipos de objetos encontramos en el Sistema Solar?
Reconocemos a la Tierra como un lugar especial en el sistema solar. ¿Pero que otros lugares hay en el sistema solar?
Tenemos otros planetas, a los cuales podemos diferencias por su estructura, tamaño y ubicación.
Los planetas tipo Tierra o "telúricos" son -por su orden de distancia al Sol- Mercurio (0), Venus (0), Tierra (1) y Marte (2). Son pequeños, tienen superficies sólidas y pocos satélites. De hecho Mercurio y Venus carecen de ellos, la Tierra tiene solo a la Luna y Marte tiene dos satélites pequeños, de forma irregular, Fobos y Deimos, más cercanos a la forma de papas que a la de una esfera.
Luego hay una región que concentra una gran cantidad de pequeños cuerpos rocosos, de formas irregulares, conocida como Cinturón de Asteroides. Aunque muchos estén en esta zona, hay otros asteroides con órbitas que se acercan y alejan rítmicamente del Sol. En esos caminos que recorren (órbitas) en ocasiones se pueden aproximar mucho a la Tierra. En ese caso se les conoce como NEO's (Near EArth Object u Objeto Cercano a la Tierra). Contra lo que pueda imaginar un ciudadano común, la realidad es que se estima la existencia de asteroides mayores a 1 kilómetro de diámetro en ¡...cerca de dos millones de objetos! Es por eso que existen en la actualidad programas de vigilancia del cielo para tener un registro y seguimiento de los mismos.
Más allá de la zona del Cinturón Principal de Asteroides, encontramos a los planetas tipo Júpiter o "jovianos". Se diferencian de los planetas telúricos por oposición a sus características. Son gigantes, gaseosos y pueden llegar a tener decenas de satélites. En orden creciente de distancia desde el Sol; Júpiter (67), Saturno (61), Urano (27) y Neptuno (14). Entre paréntesis, en esta y la anterior lista de planetas, los satélites conocidos al momento de redactar estas líneas.
Luego de enumerar a los planetas, corresponde que mencionemos a los planetas enanos, categoría vigente a partir del 2006 y promulgada por la Unión Astronómica Internacional, a partir de una iniciativa de astrónomos uruguayos.
Según la Unión Astronómica Internacional, un planeta enano es aquel cuerpo celeste que cumple las siguientes condiciones:
Está en órbita alrededor del Sol. Tiene suficiente masa para que su propia gravedad le confiera forma esférica o casi esférica. No es un satélite de un planeta u otro cuerpo no estelar. No ha limpiado la vecindad de su órbita.
De acuerdo a lo anterior entonces, la diferencia crucial entre los "planetas" y los "planetas enanos" es que estos últimos no han limpiado la vecindad de su órbita. Es decir, en su trayectoria alrededor del Sol coexisten con otros objetos. Los más notorios dentro de esta clasificación de objetos son Ceres, Plutón, Eris, Makemake y Haumea.
Terminamos la semblanza de los principales objetos del sistema solar con los objetos más llamativos y al mismo tiempo, por siglos, más intrigantes; los cometas. En casos notorios se presentan al observador como un punto difuso con una larga cola. En la actualidad se sabe que son cuerpos de tamaños similares a los asteroides, pero de composición y origen diferente. Son una mezcla de rocas, polvo y hielos de diferentes composiciones. Al aproximarse al Sol, el calor volatiliza los hielos, generando desprendimiento de gases y polvo. El viento solar empuja estos materiales formando una fabulosa cola que se extiende por millones de kilómetros. Esta cola es visible por reflejar la luz solar. Los hielos que los componen son de agua, dióxido de carbono, metano, amoníaco. Los cometas son los objetos más primitivos del sistema solar y provienen de una región conocida como Nube de Oort, más distante del Sol que cualquier planeta. Conocerlos ofrece importantes pistas sobre la formación de nuestro sistema solar. Recientemente la Humanidad ha logrado una proeza técnica para investigar más a estos objetos. Y es a la vez una interesante historia. Una sonda conocida como Rosetta fue lanzada en marzo del 2004 con destino a un cometa. Diez años después, según lo calculado por los científicos, se aproximó lo suficente hasta llegar a orbitar al cometa 67P (Churyumov-Gerasimenko). Estando el artefacto Rosetta en órbita alrededor del cometa, soltó una sonda pequeña conocida como Philae para que alcanzara la superficie y tomara muestras y datos en la superficie del cometa. Por algunas horas, y mientras la batería fue suficiente, Philae tomó datos que enviaba a Rosetta y luego esa información era reenviada a la Tierra. Philae luego quedó silenciada ante la falta de energía eléctrica, no sin antes darnos cuenta de su emocinante "cometizaje" y curiosas peripecias. El periplo de Philae y Rosetta han sido ampliamente cubierto por prensa y celebrado com un logro del ingenio humano, en el que han trabajado miles de hombres y mujeres. Ameritaría un libro para si mismo, pero valga el consejo de que amplie el lector en las notas de prensa e imágenes en http://elpais.com/tag/rosetta/a/
Imagen del cometa P67 desde la superficie (Agencia Espacial Europea)
De proporciones, tamaños y distancias.
Damos cuenta en esta oportunidad de una herramienta que nos permite diseñar una maqueta a escala real del sistema solar en el marco de nuestra ciudad. Nos dispone en un marco de referencia (y actitud) para comprender la vastedad del espacio interplanetario y lo pequeñito que son estos objetos en comparaciòn a las distancias que los separan entre si. Y es que al fin de cuentas, aunque la Tierra nos parezca enorme, es apenas un pálido punto azul.
Dispondremos para el cálculo de las dimensiones de esta maqueta de una herramienta del sitio web http://www.umanitoba.ca/observatory/outreach/solarsystem/index.html (enlace abreviado http://goo.gl/zFqXcy )
Aunque aparezca en inglés, es de uso muy sencillo y solo a efectos de que el maestro planifique donde "pegará" a los planetas en la ciudad. Para hacerlo accesible en la recorrida de un grupo escolar por el barrio, definimos al Sol como de 400 mm de diámetro. Todas las dimensiones se reduciràn en la misma relaciòn. No es preciso hacer explícita esa porporción de escala. Alcanza con señalar que todos los aspectos del sistema solar se redujeron en igual proporción.
¿Dónde estarían los planetas si el Sol estuviera en la entrada del Shopping de Tres Cruces?. ¿..o en la plaza central de nuestra ciudad?
El mapa interactivo del Sistema Solar es sencillo de utilizar.
Primeramente indicaremos latitud y longitud de alguna localidad en Uruguay, ya que en forma predeterminada las coordenadas corresponden a Winnipeg. Para comenzar a crear nuestro caso ingresamos latitud -34.8 y longitud -56.1 . Si no conocemos las coordenadas de nuestra ciudad, podemos "navegar" por el mapa de Google, utilizando el mouse para mover el mapa (o las flechas que están arriba a la izquierda) y acercar o alejar el mapa con los símbolos + y -. Una vez que tenemos a nuestra localidad en el centro del mapa, pulsamos el botòn "Update coordinates" (Actualizar coordenadas). Esto nos devolverá en las cajas de valores las coordenadas de latitud y longitud correspondientes al centro del mapa. Conviene anotarlas para futuras referencias. Luego deberemos indicar el diámetro del Sol, en milímetros.
Para comodidad en la representaciòn, se opta por un Sol de 400 mm de diámetro.
Al pulsar "Calculate" se calcularán, con la misma escala, los diámetros proporcionales de los demás objetos, así como sus radios orbitales promedio (en kilómetros). Al lado de cada objeto figurarán estos datos, así como el color, el cual es posible cambiar que se le dará a cada órbita. Para que las órbitas se dibujen en el mapa debemos pulsar "Draw orbits".Por ejemplo: Si el Sol está en la plaza de la entrada a la instalación de largadores de Tres Cruces y tuviese un diámetro de 400 milímetros, Mercurio tendría un diámetro de 1.4 mm, la Tierra de 3.7 mm y Júpiter de 41 mm.
¿Y dónde quedarían ubicados? Los planetas no están quietos, se mueven en órbitas elípticas alrededor del Sol, pero podemos decir que los planetas de tipo Tierra (de Mercurio a Marte inclusive) estarían circunscriptos en menos de una cuadra a la redonda, tomando como centro al Sol. Para tomar noción de distancias, tomemos el caso ideal de que todos los planetas están "dispuestos" en la misma calle o avenida.
Mercurio, de 1.4 mm, ubicarlo a 16.6 metros del Sol
Venus, de 3.5 mm, ubicarlo a 31 metros.
Tierra, de 3.7 mm, ubicarlo a 43 metros.
Marte, de 1.9 mm, ubicarlo a 65.5 metros.
Jùpiter, de 41.1 mm (el más grande de todo los planetas, un gigante) ubicado a 223.6 metros de distancia.
Saturno, de 34.6 mm (el de los anillos notorios) ubicarlo a 411 metros.
Urano, de 14,7 mm, ubicarlo a 826 metros del Sol
Y finalmente, NEptuno, de 14 mm, ubicarlo a 1294 metros del Sol (una 13 cuadras de distancia...)
Llegar a pegar el cartel de Saturno, a poco más de cuatro cuadras del Sol es practicable... Ver los tamaños diminutos de los planetas y todo lo que hay que caminar para separar unos de otros ya dan cuenta de -como mínimo- las enormes distancias en Astronomía. La realidad además supera esta disposición ideal en una avenida. Los planetas se mueven en órbitas concéntricas alrededor del Sol y pueden estar en realidad muchísimo más lejos unos de otros.
El caso de recorrer una avenida contando cuadras se parece más a la siguiente ilustración, por lo lineal de la disposición de los objetos que a la realidad, donde pueden estar en cualquier lugar de su respectiva trayectoria orbital.
(Nota de precisión - Ubicación de la plaza frente a largadores en Tres Cruces. Latitud -34.89393011959821 / longitud -56.16540969014165)
¿Cómo "pegar" planetas en el recorrido urbano?
Ideamos con los alumnos de elaborar pequeños carteles en hoja A4, con información breve del propósito de la representación, un cuadro y en su interior un "puntito" o dibujo del planeta que corresponda.
Debajo complementamos algunos datos distintivos del planeta, entre ellos donde está el Sol en ese momento en la representación para el lector y donde está el planeta siguiente y el anterior (si corresponde marcando calle y aproximadamente número de puerta o seña comercial.
Estaría óptimo contar con la colaboración de algún comercio para pegar en su vidriera el cartel informativo, a efectos de preservarlo de inclemencias climáticas.
¡Buen paseo por el Sistema Solar!