Planeta

Un planeta es un gran cuerpo astronómico que no es ni una estrella ni un remanente estelar. Hay definiciones científicas en competencia de un "planeta". En la definición dinámica adoptada por la Unión Astronómica Internacional (IAU), un planeta es un cuerpo no estelar que es lo suficientemente masivo como para ser redondeado por su propia gravedad, que orbita directamente una estrella y que ha limpiado su zona orbital de objetos competidores. La IAU también ha declarado que hay ocho planetas en el Sistema Solar, independientemente de la definición formal. En la definición geológica utilizada por la mayoría de los planetólogos, un planeta es un cuerpo subestelar redondeado, posiblemente un satélite. Además de los ocho planetas solares aceptados por la IAU, estos incluyen planetas enanos como Eris y Plutón y lunas de masa planetaria.Los cuerpos que cumplen con la definición geológica a veces se denominan "objetos de masa planetaria" o "planemos" para abreviar.

El término planeta es antiguo, con vínculos con la historia, la astrología, la ciencia, la mitología y la religión. Aparte de la Luna, cinco planetas son visibles a simple vista en el cielo nocturno. Los planetas fueron considerados por muchas culturas tempranas como emisarios de deidades o como divinos. A medida que avanzaba el conocimiento científico, la percepción humana de los planetas cambió, y la invención del telescopio permitió el descubrimiento de objetos planetarios adicionales que eran diversos en tamaño, forma y órbita. En 2006, la IAU adoptó una resolución que limita el número de planetas dentro del Sistema Solar, aunque no todos los astrónomos, especialmente los planetólogos, las siguen. La resolución de la IAU es controvertida porque excluye muchos objetos de masa planetaria geológicamente activos debido a dónde o qué orbitan.

Ptolomeo pensó que los planetas orbitaban la Tierra en movimientos deferentes y en epiciclo. Aunque la idea de que los planetas orbitaban alrededor del Sol se había sugerido anteriormente, no fue hasta el siglo XVII que esta opinión fue respaldada por la evidencia concreta, en forma de observaciones telescópicas realizadas por Galileo Galilei. Aproximadamente al mismo tiempo, mediante un análisis cuidadoso de los datos de observación pretelescópicos recopilados por Tycho Brahe, Johannes Kepler descubrió que las órbitas de los planetas eran elípticas en lugar de circulares. A medida que mejoraron las herramientas de observación, los astrónomos vieron que, al igual que la Tierra, cada uno de los planetas giraba alrededor de un eje inclinado con respecto a su polo orbital, y que algunos compartían características tales como casquetes polares y estaciones. Desde los albores de la era espacial,

Los ocho planetas solares en la definición de la IAU se dividen en dos tipos divergentes: grandes planetas gigantes de baja densidad y pequeños planetas terrestres rocosos. En orden creciente de distancia al Sol, son los cuatro terrestres: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte; y los cuatro gigantes: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno. Seis están orbitados por satélites naturales, las dos excepciones son los planetas más internos, Mercurio y Venus. Según las definiciones geofísicas, la clasificación es más compleja: la Luna y las lunas de Júpiter, Io y Europa, son planetas terrestres adicionales, pero también se agrega una gran cantidad de pequeños planetas helados, como los planetas enanos Ceres y Plutón y el otro gran planeta gigante. lunas como Ganímedes, Calisto y Titán.

Desde finales del siglo XX, se han descubierto varios miles de planetas que orbitan alrededor de otras estrellas. Estos se conocen como "planetas extrasolares" o "exoplanetas" para abreviar. Hasta el 1 de abril de 2022, se han descubierto 4984 planetas extrasolares en 3673 sistemas planetarios. El recuento incluye 815 sistemas multiplanetarios. Los exoplanetas conocidos varían en tamaño desde gigantes gaseosos aproximadamente dos veces más grandes que Júpiter hasta un poco más del tamaño de la Luna. Más de 100 de estos planetas tienen aproximadamente el mismo tamaño que la Tierra, nueve de los cuales orbitan en la zona habitable de su estrella. En 2011, el equipo del Telescopio Espacial Kepler informó del descubrimiento de los primeros planetas extrasolares del tamaño de la Tierra que orbitan una estrella similar al Sol, Kepler-20e y Kepler-20f.Un estudio de 2012, que analiza datos de microlentes gravitacionales, estima un mínimo de 1,6 planetas unidos en promedio por cada estrella de la Vía Láctea. A partir de 2013, se cree que una de cada cinco estrellas similares al Sol tiene un planeta del tamaño de la Tierra en su zona habitable.

Historia

La idea de los planetas ha evolucionado a lo largo de su historia, desde las luces divinas de la antigüedad hasta los objetos terrenales de la era científica. El concepto se ha expandido para incluir mundos no solo en el Sistema Solar, sino en cientos de otros sistemas extrasolares. La definición de consenso sobre lo que cuenta como un planeta frente a otros objetos que orbitan alrededor del sol ha cambiado varias veces, y anteriormente abarcaba asteroides y planetas enanos como Plutón.

Los cinco planetas clásicos del Sistema Solar, siendo visibles a simple vista, se conocen desde la antigüedad y han tenido un impacto significativo en la mitología, la cosmología religiosa y la astronomía antigua. En la antigüedad, los astrónomos notaron cómo ciertas luces se movían por el cielo, a diferencia de las "estrellas fijas", que mantenían una posición relativa constante en el cielo. Los antiguos griegos llamaban a estas luces πλάνητες ἀστέρες ( planētes asteres, "estrellas errantes") o simplemente πλανῆται ( planētai, "vagabundos"), de donde se deriva la palabra actual "planeta". En la antigua Grecia, China, Babilonia y, de hecho, en todas las civilizaciones premodernas,casi universalmente se creía que la Tierra era el centro del Universo y que todos los "planetas" giraban alrededor de la Tierra. Las razones de esta percepción fueron que las estrellas y los planetas parecían girar alrededor de la Tierra todos los días y las percepciones aparentemente de sentido común de que la Tierra era sólida y estable y que no se movía sino que estaba en reposo.

Babilonia

La primera civilización conocida por tener una teoría funcional de los planetas fueron los babilonios, que vivieron en Mesopotamia en el primer y segundo milenio antes de Cristo. El texto astronómico planetario más antiguo que se conserva es la tablilla babilónica de Venus de Ammisaduqa, una copia del siglo VII a. C. de una lista de observaciones de los movimientos del planeta Venus, que probablemente data del segundo milenio antes de Cristo. El MUL.APIN es un par de tablillas cuneiformes que datan del siglo VII a. C. y que muestran los movimientos del Sol, la Luna y los planetas a lo largo del año. Los astrólogos babilónicos también sentaron las bases de lo que eventualmente se convertiría en la astrología occidental. El Enuma anu enlil, escrito durante el período neoasirio en el siglo VII a.C.,comprende una lista de presagios y sus relaciones con varios fenómenos celestes, incluidos los movimientos de los planetas. Venus, Mercurio y los planetas exteriores Marte, Júpiter y Saturno fueron identificados por astrónomos babilónicos. Estos seguirían siendo los únicos planetas conocidos hasta la invención del telescopio a principios de los tiempos modernos.

Astronomía grecorromana

1 luna

2 Mercurio

3 venus

4 dom

5 de marzo

6 Júpiter

7 Saturno

Los antiguos griegos inicialmente no le dieron tanta importancia a los planetas como los babilonios. Los pitagóricos, en los siglos VI y V a. C., parecen haber desarrollado su propia teoría planetaria independiente, que consistía en que la Tierra, el Sol, la Luna y los planetas giraban alrededor de un "Fuego Central" en el centro del Universo. Se dice que Pitágoras o Parménides fueron los primeros en identificar la estrella vespertina (Hesperos) y la estrella matutina (Phosphoros) como uno y el mismo (Afrodita, griego que corresponde al latín Venus), aunque los babilonios lo sabían desde hacía mucho tiempo. En el siglo III a. C., Aristarco de Samos propuso un sistema heliocéntrico, según el cual la Tierra y los planetas giraban alrededor del Sol. El sistema geocéntrico permaneció dominante hasta la Revolución Científica.

Hacia el siglo I a. C., durante el período helenístico, los griegos habían comenzado a desarrollar sus propios esquemas matemáticos para predecir las posiciones de los planetas. Estos esquemas, que se basaban en la geometría en lugar de la aritmética de los babilonios, eventualmente eclipsarían las teorías de los babilonios en complejidad y amplitud, y explicarían la mayoría de los movimientos astronómicos observados desde la Tierra a simple vista. Estas teorías alcanzarían su máxima expresión en el Almagesto escrito por Ptolomeo en el siglo II d.C. Tan completo fue el dominio del modelo de Ptolomeo que reemplazó todos los trabajos anteriores sobre astronomía y siguió siendo el texto astronómico definitivo en el mundo occidental durante 13 siglos.Para los griegos y los romanos había siete planetas conocidos, cada uno de los cuales se suponía que giraba alrededor de la Tierra de acuerdo con las complejas leyes establecidas por Ptolomeo. Eran, en orden creciente desde la Tierra (en el orden de Ptolomeo y usando nombres modernos): la Luna, Mercurio, Venus, el Sol, Marte, Júpiter y Saturno.

India

En 499 CE, el astrónomo indio Aryabhata propuso un modelo planetario que incorporaba explícitamente la rotación de la Tierra alrededor de su eje, que explica como la causa de lo que parece ser un movimiento aparente hacia el oeste de las estrellas. También creía que las órbitas de los planetas son elípticas. Los seguidores de Aryabhata fueron particularmente fuertes en el sur de la India, donde se siguieron sus principios de la rotación diurna de la Tierra, entre otros, y una serie de obras secundarias se basaron en ellos.

En 1500, Nilakantha Somayaji de la escuela de astronomía y matemáticas de Kerala, en su Tantrasangraha, revisó el modelo de Aryabhata. En su Aryabhatiyabhasya, un comentario sobre el Aryabhatiya de Aryabhata, desarrolló un modelo planetario donde Mercurio, Venus, Marte, Júpiter y Saturno orbitan alrededor del Sol, que a su vez orbita la Tierra, similar al sistema Tychonic propuesto más tarde por Tycho Brahe a fines del siglo XVI.. La mayoría de los astrónomos de la escuela de Kerala que lo siguieron aceptaron su modelo planetario.

Astronomía musulmana medieval

En el siglo XI, el tránsito de Venus fue observado por Avicena, quien estableció que Venus estaba, al menos algunas veces, debajo del Sol. En el siglo XII, Ibn Bajjah observó "dos planetas como puntos negros en la cara del Sol", que luego fue identificado como un tránsito de Mercurio y Venus por el astrónomo de Maragha Qotb al-Din Shirazi en el siglo XIII. Ibn Bajjah no pudo haber observado un tránsito de Venus, porque no ocurrió ninguno durante su vida.

Renacimiento europeo

1 mercurio

2 venus

3 tierra

4 luna

5 de marzo

6 Júpiter

7 Saturno

Con el advenimiento de la Revolución Científica y el modelo heliocéntrico de Copérnico, Galileo y Kepler, el uso del término "planeta" cambió de algo que se movía alrededor del cielo en relación con la estrella fija a un cuerpo que orbitaba alrededor del Sol, directamente (una estrella primaria). planeta) o indirectamente (un planeta secundario o satélite). Así se añadió la Tierra a la lista de planetas y se eliminó el Sol. El recuento copernicano de planetas primarios se mantuvo hasta 1781, cuando se descubrió Urano.

Terrestre	joviano	saturnal	uraniano
Luna	Júpiter I (Io) Júpiter II (Europa) Júpiter III (Ganímedes) Júpiter IV (Calisto)	Saturno I (ahora III Tethys) Saturno II (ahora IV Dione) Saturno III (ahora V Rea) Saturno IV (ahora VI Titán) Saturno V (ahora VIII Iapetus)	Urano I (ahora III Titania) Urano II (ahora IV Oberon)

Cuando se descubrieron cuatro satélites de Júpiter y cinco de Saturno en el siglo XVII, se los consideró como "planetas satélite" o "planetas secundarios" que orbitaban alrededor de los planetas primarios, aunque en las décadas siguientes pasarían a llamarse simplemente "satélites". para abreviar, y no siempre está claro si todavía se consideraban planetas. Los últimos satélites que se llamaron explícitamente "planetas" en sus informes de descubrimiento fueron Titania y Oberon de Urano en 1787, aunque se pueden encontrar referencias a "planetas secundarios" incluso después de eso.

Siglo 19

1 mercurio

2 venus

3 tierra

4 de marzo

5 vestidos

6 junio

7 Ceres

8 Palas

9 Júpiter

10 Saturno

11 Urano

En la primera década del siglo XIX se descubrieron cuatro nuevos planetas: Ceres (en 1801), Pallas (en 1802), Juno (en 1804) y Vesta (en 1807). Sin embargo, pronto se hizo evidente que eran bastante diferentes de los planetas previamente conocidos: compartían la misma región general del espacio, entre Marte y Júpiter (el cinturón de asteroides), con órbitas a veces superpuestas, donde se esperaba un solo planeta, y eran mucho mucho más pequeños; de hecho, se sospechaba que podrían ser fragmentos de un planeta más grande que se había fragmentado. Fueron llamados "asteroides" porque incluso en los telescopios más grandes se parecían a estrellas, sin un disco resoluble.

1 mercurio

2 venus

3 tierra

4 de marzo

5 Júpiter

6 Saturno

7 urano

8 Neptuno

La situación se mantuvo estable durante cuatro décadas, pero a mediados de la década de 1840 se descubrieron varios asteroides adicionales (Astraea en 1845, Hebe en 1847, Iris en 1847, Flora en 1848, Metis en 1848 e Hygeia en 1849), y pronto nuevos " planetas" fueron descubiertos cada año. Como resultado, y aunque continuarían llamándose "planetas" hasta el siglo XXI, los astrónomos comenzaron a tabular los asteroides (planetas menores) por separado de los planetas mayores, y asignándoles números en lugar de símbolos planetarios abstractos. También se creía a fines del siglo XIX que podría haber otro planeta dentro de la órbita de Mercurio.

Siglo 20

1 mercurio

2 venus

3 tierra

4 de marzo

5 Júpiter

6 Saturno

7 urano

8 Neptuno

9 Plutón

Plutón fue descubierto en 1930. Después de que las observaciones iniciales llevaron a creer que era más grande que la Tierra, el objeto fue inmediatamente aceptado como el noveno planeta principal. Un seguimiento posterior descubrió que el cuerpo era en realidad mucho más pequeño: en 1936, Ray Lyttleton sugirió que Plutón podría ser un satélite escapado de Neptuno, y Fred Whipple sugirió en 1964 que Plutón podría ser un cometa. Como todavía era más grande que todos los asteroides conocidos y no se observó bien la población de planetas enanos y otros objetos transneptunianos, mantuvo su estado hasta 2006.

En 1992, los astrónomos Aleksander Wolszczan y Dale Frail anunciaron el descubrimiento de planetas alrededor de un púlsar, PSR B1257+12. Este descubrimiento generalmente se considera la primera detección definitiva de un sistema planetario alrededor de otra estrella. Luego, el 6 de octubre de 1995, Michel Mayor y Didier Queloz del Observatorio de Ginebra anunciaron la primera detección definitiva de un exoplaneta que orbitaba alrededor de una estrella ordinaria de la secuencia principal (51 Pegasi).

El descubrimiento de planetas extrasolares condujo a otra ambigüedad en la definición de un planeta: el punto en el que un planeta se convierte en una estrella. Muchos planetas extrasolares conocidos tienen muchas veces la masa de Júpiter, acercándose a la de los objetos estelares conocidos como enanas marrones. Las enanas marrones generalmente se consideran estrellas debido a su capacidad teórica para fusionar deuterio, un isótopo más pesado de hidrógeno. Aunque los objetos de más de 75 veces la masa de Júpiter fusionan hidrógeno simple, los objetos de 13 masas de Júpiter pueden fusionar deuterio. El deuterio es bastante raro, constituye menos del 0,0026% del hidrógeno en la galaxia, y la mayoría de las enanas marrones habrían dejado de fusionar deuterio mucho antes de su descubrimiento, haciéndolas prácticamente indistinguibles de los planetas supermasivos.

Siglo 21

1 mercurio

2 venus

3 tierra

4 de marzo

5 Júpiter

6 Saturno

7 urano

8 Neptuno

Ceres

Orco

Plutón

haumea

Quaoar

hacerhacer

gonggong

eris

sedna

Tierra	Júpiter	Saturno	Urano	Neptuno	Plutón
Luna	Io Europa Ganímedes Calisto	Mimas Enceladus Tethys Dione Rhea Titan Iapetus	Miranda Ariel Umbriel Titania Oberón	Tritón	Caronte

Con el descubrimiento durante la segunda mitad del siglo XX de más objetos dentro del Sistema Solar y objetos grandes alrededor de otras estrellas, surgieron disputas sobre lo que debería constituir un planeta. Hubo desacuerdos particulares sobre si un objeto debería considerarse un planeta si formaba parte de una población distinta, como un cinturón, o si era lo suficientemente grande como para generar energía mediante la fusión termonuclear de deuterio.

Un número creciente de astrónomos abogó por la desclasificación de Plutón como planeta, porque se habían encontrado muchos objetos similares que se acercaban a su tamaño en la misma región del Sistema Solar (el cinturón de Kuiper) durante la década de 1990 y principios de la de 2000. Se descubrió que Plutón era solo un cuerpo pequeño en una población de miles.

Algunos de ellos, como Quaoar, Sedna, Eris y Haumea, fueron anunciados en la prensa popular como el décimo planeta. El anuncio de Eris en 2005, un objeto 27% más masivo que Plutón, creó el ímpetu para una definición oficial de planeta.

Reconociendo el problema, la IAU se dispuso a crear la definición de planeta y produjo una en agosto de 2006. Su definición se redujo a los ocho cuerpos significativamente más grandes que habían despejado su órbita (Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano, y Neptuno), y se creó una nueva clase de planetas enanos, que inicialmente contenía tres objetos (Ceres, Plutón y Eris).

Esta definición no ha sido universalmente aceptada. Los planetas enanos se habían propuesto como una categoría de planeta pequeño (a diferencia de los planetoides como objetos subplanetarios), y los geólogos planetarios continúan tratándolos como planetas a pesar de la definición de la IAU. El número de planetas enanos incluso entre los objetos conocidos no es seguro, pero existe un consenso general sobre Ceres en el cinturón de asteroides y sobre al menos ocho transneptunianos: Quaoar, Sedna, Orcus, Plutón, Haumea, Eris, Makemake y Gonggong. Los geólogos planetarios también suelen incluir las diecinueve lunas de masa planetaria conocidas como "planetas satélite", incluida la Luna de la Tierra, como los primeros astrónomos modernos.Algunos van incluso más allá e incluyen cuerpos geológicamente evolucionados relativamente grandes que, sin embargo, no son muy redondos hoy en día, como Palas y Vesta, aunque no todos los geólogos planetarios lo hacen.

Planetas extrasolares

No existe una definición oficial de planetas extrasolares. En 2003, el Grupo de trabajo sobre planetas extrasolares de la Unión Astronómica Internacional (IAU) emitió una declaración de posición, pero esta declaración de posición nunca se propuso como una resolución oficial de la IAU y nunca fue votada por los miembros de la IAU. La declaración de posiciones incorpora las siguientes pautas, principalmente enfocadas en el límite entre los planetas y las enanas marrones:

1. Los objetos con masas reales por debajo de la masa límite para la fusión termonuclear de deuterio (actualmente calculada en 13 veces la masa de Júpiter para objetos con la misma abundancia isotópica que el Sol ) que orbitan estrellas o remanentes estelares son "planetas" (sin importar cómo formado). La masa y el tamaño mínimos requeridos para que un objeto extrasolar sea considerado un planeta deben ser los mismos que se utilizan en el Sistema Solar.
2. Los objetos subestelares con masas reales por encima de la masa límite para la fusión termonuclear de deuterio son "enanas marrones", sin importar cómo se formaron o dónde se encuentren.
3. Los objetos que flotan libremente en cúmulos de estrellas jóvenes con masas por debajo de la masa límite para la fusión termonuclear de deuterio no son "planetas", sino "enanas submarrones" (o el nombre que sea más apropiado).

Esta definición de trabajo fue modificada por la Comisión F2 de la IAU: Exoplanetas y el Sistema Solar en agosto de 2018. La definición de trabajo oficial de un exoplaneta ahora es la siguiente:

• Objetos con masas reales por debajo de la masa límite para la fusión termonuclear de deuterio (actualmente calculada en 13 masas de Júpiter para objetos de metalicidad solar) que orbitan estrellas, enanas marrones o remanentes estelares y que tienen una relación de masa con el objeto central por debajo de L4/ La inestabilidad L5 (M/M _central < 2/(25+ √ 621 ) son "planetas" (sin importar cómo se formaron).
• La masa/tamaño mínimo requerido para que un objeto extrasolar sea considerado un planeta debe ser el mismo que se usa en nuestro Sistema Solar.

La IAU señaló que se podría esperar que esta definición evolucione a medida que mejore el conocimiento.

Una definición de una enana submarrón es un objeto de masa planetaria que se formó a través del colapso de las nubes en lugar de la acreción. Esta distinción de formación entre una enana submarrón y un planeta no está universalmente aceptada; Los astrónomos se dividen en dos campos en cuanto a considerar el proceso de formación de un planeta como parte de su división en la clasificación. Una de las razones de la disidencia es que a menudo no es posible determinar el proceso de formación. Por ejemplo, un planeta formado por acreción alrededor de una estrella puede ser expulsado del sistema para flotar libremente y, de la misma manera, una enana submarrón que se formó por sí sola en un cúmulo estelar a través del colapso de una nube puede ser capturada y puesta en órbita alrededor de una estrella..

Un estudio sugiere que los objetos por encima de 10 M _Jup se formaron a través de la inestabilidad gravitatoria y no deberían considerarse planetas.

El límite de 13 masas de Júpiter representa una masa promedio en lugar de un valor de umbral preciso. Los objetos grandes fusionarán la mayor parte de su deuterio y los más pequeños solo un poco, y el valor de 13 _MJ se encuentra en algún punto intermedio. De hecho, los cálculos muestran que un objeto fusiona el 50% de su contenido inicial de deuterio cuando la masa total oscila entre 12 y ₁₄ MJ. La cantidad de deuterio fundido depende no solo de la masa sino también de la composición del objeto, de la cantidad de helio y deuterio presente. A partir de 2011, la Enciclopedia de planetas extrasolares incluía objetos de hasta 25 masas de Júpiter y decía: "El hecho de que no haya una característica especial alrededor de 13 M _Jup en el espectro de masas observado refuerza la elección de olvidar este límite de masa". A partir de 2016, este límite se incrementó a 60 masas de Júpiter en base a un estudio de las relaciones masa-densidad. El Exoplanet Data Explorer incluye objetos de hasta 24 masas de Júpiter con el aviso : "La distinción de 13 masas de Júpiter por parte del Grupo de Trabajo de la IAU no está motivada físicamente para los planetas con núcleos rocosos, y es problemática desde el punto de vista de la observación debido a la ambigüedad del pecado i". El Archivo de Exoplanetas de la NASA incluye objetos con una masa (o masa mínima) igual o menos de 30 masas de Júpiter.

Otro criterio para separar planetas y enanas marrones, en lugar de la fusión del deuterio, el proceso de formación o la ubicación, es si la presión del núcleo está dominada por la presión de Coulomb o la presión de degeneración de electrones.

En sistemas estelares binarios cercanos, una de las estrellas puede perder masa frente a una compañera más pesada. Los púlsares alimentados por acreción pueden provocar la pérdida de masa. La estrella que se encoge puede entonces convertirse en un objeto de masa planetaria. Un ejemplo es un objeto de la masa de Júpiter que orbita alrededor del púlsar PSR J1719-1438. Estas enanas blancas reducidas pueden convertirse en un planeta de helio o un planeta de carbono.

Un estudio de 2016 sugiere que, cuando se clasifican por masa y radio, las enanas marrones son indistinguibles de los planetas de gran masa, y que solo ocurre un cambio con el inicio de la quema de hidrógeno a aproximadamente 0,080 ± 0,008 M _☉, cuando el objeto se convierte en una enana roja.

Varias simulaciones por computadora de la formación de sistemas estelares y planetarios han sugerido que algunos objetos de masa planetaria serían expulsados ​​al espacio interestelar. Estos objetos suelen denominarse planetas rebeldes o planetas que flotan libremente. Las enanas submarrones podrían considerarse planetas rebeldes, o podrían considerarse enanas marrones de masa planetaria. Los planetas rebeldes en cúmulos estelares tienen velocidades similares a las estrellas y, por lo tanto, pueden ser recapturados. Por lo general, se capturan en órbitas amplias entre 100 y 10AU. La eficiencia de captura disminuye con el aumento del volumen del clúster y, para un tamaño de clúster dado, aumenta con la masa del host/principal. Es casi independiente de la masa planetaria. Los planetas únicos y múltiples podrían capturarse en órbitas arbitrarias no alineadas, no coplanares entre sí o con el giro del anfitrión estelar, o el sistema planetario preexistente.

Definición de planeta de la IAU de 2006

La cuestión del límite inferior se abordó durante la reunión de 2006 de la Asamblea General de la IAU. Después de mucho debate y una propuesta fallida, una gran mayoría de los que quedaron en la reunión votaron para aprobar una resolución. La resolución de 2006 define los planetas dentro del Sistema Solar de la siguiente manera:

Un "planeta" [1] es un cuerpo celeste dentro del Sistema Solar que (a) está en órbita alrededor del Sol, (b) tiene suficiente masa para que su propia gravedad supere las fuerzas del cuerpo rígido de modo que asuma un equilibrio hidrostático ( casi redonda), y (c) ha despejado la vecindad alrededor de su órbita.

[1] Los ocho planetas son: Mercurio, Venus, la Tierra, Marte, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.

Bajo esta definición, se considera que el Sistema Solar tiene ocho planetas. Los cuerpos que cumplen las dos primeras condiciones pero no la tercera (como Ceres, Plutón y Eris) se clasifican como planetas enanos, siempre que no sean también satélites naturales de otros planetas. Originalmente, un comité de la IAU había propuesto una definición que habría incluido un número mucho mayor de planetas, ya que no incluía (c) como criterio. Después de mucha discusión, se decidió mediante votación que esos cuerpos deberían clasificarse como planetas enanos.

Esta definición se basa en teorías de formación planetaria, en las que los embriones planetarios inicialmente limpian su vecindad orbital de otros objetos más pequeños. Como lo describe el astrónomo Steven Soter:El producto final de la acreción del disco secundario es una pequeña cantidad de cuerpos relativamente grandes (planetas) en órbitas resonantes o que no se cruzan, lo que evita las colisiones entre ellos. Los planetas y cometas menores, incluidos los KBO [objetos del cinturón de Kuiper], se diferencian de los planetas en que pueden chocar entre sí y con los planetas.

La definición de la IAU de 2006 presenta algunos desafíos para los exoplanetas porque el lenguaje es específico del Sistema Solar y los criterios de redondez y limpieza de la zona orbital no se pueden observar actualmente para los exoplanetas.

El criterio de Margot

El astrónomo Jean-Luc Margot propuso un criterio matemático que determina si un objeto puede despejar su órbita durante la vida de su estrella anfitriona, en función de la masa del planeta, su semieje mayor y la masa de su estrella anfitriona. La fórmula produce un valor llamado π que es mayor que 1 para los planetas. Los ocho planetas conocidos y todos los exoplanetas conocidos tienen valores de π superiores a 100, mientras que Ceres, Plutón y Eris tienen valores de π de 0,1 o menos. También se espera que los objetos con valores de π de 1 o más sean aproximadamente esféricos, de modo que los objetos que cumplen el requisito de espacio libre de la zona orbital cumplen automáticamente el requisito de redondez.

Definiciones geofísicas

La definición de la IAU no es completamente aceptada por todos los astrónomos y científicos planetarios. Los científicos planetarios a menudo están interesados ​​en la geología planetaria más que en la dinámica: un cuerpo celeste puede tener una geología dinámica (planetaria) con aproximadamente la masa requerida para que su manto se vuelva plástico por su propio peso (equilibrio hidrostático), lo que resulta en que el cuerpo adquiera una forma redonda. Esto se adopta como el sello distintivo de la condición de planeta en las definiciones geofísicas, por ejemplo:

un cuerpo de masa subestelar que nunca ha sufrido una fusión nuclear y tiene suficiente gravitación para ser redondo debido al equilibrio hidrostático, independientemente de sus parámetros orbitales.

En el Sistema Solar, esta masa es generalmente menor que la masa requerida para que un cuerpo despeje su órbita y, por lo tanto, algunos objetos que se consideran "planetas" según las definiciones geofísicas no se consideran como tales según la definición de la IAU, como Ceres y Plutón.. Los defensores de tales definiciones a menudo argumentan que la ubicación no debería importar y que la condición de planeta debería definirse por las propiedades intrínsecas de un objeto.

Las definiciones geofísicas a menudo tampoco requieren que los planetas orbiten estrellas, por lo que los satélites redondos como nuestra luna o las lunas galileanas de Júpiter también se consideran planetas. Entonces a veces se les llama "planetas satélite".

Se han utilizado algunas otras palabras para los cuerpos que cumplen con las definiciones geofísicas de "planeta", como "objeto de masa planetaria", "planemo", "mundo" o "cuerpo planetario".

Mitología y denominación

Los nombres de los planetas en el mundo occidental se derivan de las prácticas de denominación de los romanos, que en última instancia se derivan de las de los griegos y los babilonios. En la antigua Grecia, las dos grandes luminarias, el Sol y la Luna, se llamaban Helios y Selene, dos antiguas deidades titánicas; el planeta más lento (Saturno) se llamaba Phaion, el brilloso; seguido por Faetón (Júpiter), "brillante"; el planeta rojo (Marte) era conocido como Pyroeis, el "ardiente"; el más brillante (Venus) era conocido como Phosphoros, el portador de luz; y el fugaz último planeta (Mercurio) se llamó Stilbon, el reluciente. Los griegos también asignaron cada planeta a uno de su panteón de dioses, los olímpicos y los titanes anteriores:

• Helios y Selene eran los nombres de ambos planetas y dioses, ambos titanes (más tarde suplantados por los olímpicos Apolo y Artemisa);
• Phaion estaba consagrado a Cronos, el titán que engendró a los olímpicos;
• Faetón estaba consagrado a Zeus, el hijo de Cronos, quien lo depuso como rey;
• Pyroeis se le dio a Ares, hijo de Zeus y dios de la guerra;
• Phosphoros fue gobernado por Afrodita, la diosa del amor; y
• Stilbon con su movimiento rápido, fue gobernado por Hermes, mensajero de los dioses y dios del aprendizaje y el ingenio.

Es casi seguro que la práctica griega de injertar los nombres de sus dioses en los planetas fue tomada de los babilonios. Los babilonios llamaron a Phosphoros [Venus] en honor a su diosa del amor, Ishtar ; Pyroeis [Marte] por su dios de la guerra, Nergal, Stilbon [Saturno] por su dios de la sabiduría Nabu, y Phaethon [Júpiter] por su dios principal, Marduk. Hay demasiadas concordancias entre las convenciones de nombres griegas y babilónicas para que hayan surgido por separado. La traducción no fue perfecta. Por ejemplo, el babilónico Nergal era un dios de la guerra y, por lo tanto, los griegos lo identificaron con Ares. A diferencia de Ares, Nergal también era dios de la pestilencia y del inframundo.

Hoy en día, la mayoría de las personas en el mundo occidental conocen los planetas por nombres derivados del panteón olímpico de dioses. Aunque los griegos modernos todavía usan sus nombres antiguos para los planetas, otros idiomas europeos, debido a la influencia del Imperio Romano y, más tarde, de la Iglesia Católica, usan los nombres romanos (latinos) en lugar de los griegos. Los romanos, que al igual que los griegos eran indoeuropeos, compartían con ellos un panteón común bajo diferentes nombres pero carecían de las ricas tradiciones narrativas que la cultura poética griega había dado a sus dioses. Durante el último período de la República romana, los escritores romanos tomaron prestadas muchas de las narraciones griegas y las aplicaron a su propio panteón, hasta el punto en que se volvieron prácticamente indistinguibles. Cuando los romanos estudiaron la astronomía griega, dieron a los planetas los nombres de sus propios dioses:Mercurius (por Hermes), Venus (Afrodita), Marte (Ares), Iuppiter (Zeus) y Saturnus (Cronus). Cuando se descubrieron planetas posteriores en los siglos XVIII y XIX, la práctica de nombrar se mantuvo con Neptūnus (Poseidón). Urano es único en el sentido de que lleva el nombre de una deidad griega en lugar de su contraparte romana.

Ceres, Orcus, Plutón y Eris continuaron el esquema romano y griego; sin embargo, los otros planetas enanos de consenso llevan el nombre de dioses y diosas de otras culturas (por ejemplo, Quaoar lleva el nombre de un dios Tongva). Los objetos más allá de Neptuno siguen varias convenciones de nomenclatura según sus órbitas: aquellos en la resonancia 2:3 con Neptuno (los plutinos) reciben nombres de los mitos del inframundo, mientras que otros reciben nombres de los mitos de la creación.

Las lunas (incluidas las de masa planetaria) generalmente reciben nombres con alguna asociación con su planeta padre. Las lunas de masa planetaria de Júpiter llevan el nombre de cuatro de los amantes de Zeus (u otras parejas sexuales); los de Saturno llevan el nombre de los hermanos y hermanas de Cronos, los Titanes; los de Urano llevan el nombre de personajes de Shakespeare y Pope (originalmente específicamente de la mitología de las hadas, correspondiendo a Urano como dios del cielo y el aire, pero eso terminó con el nombramiento de Miranda). La luna de masa planetaria de Neptuno, Tritón, lleva el nombre del hijo del dios; La luna de masa planetaria de Plutón, Caronte, lleva el nombre del barquero de los muertos, que lleva las almas de los recién fallecidos al inframundo (dominio de Plutón).

Algunos romanos, siguiendo una creencia que posiblemente se originó en Mesopotamia pero se desarrolló en el Egipto helenístico, creían que los siete dioses que dieron nombre a los planetas se turnaban cada hora para ocuparse de los asuntos de la Tierra. El orden de los cambios fue Saturno, Júpiter, Marte, Sol, Venus, Mercurio, Luna (del planeta más lejano al más cercano). Por lo tanto, el primer día fue iniciado por Saturno (hora 1), el segundo día por el Sol (hora 25), seguido por la Luna (hora 49), Marte, Mercurio, Júpiter y Venus. Debido a que cada día fue nombrado por el dios que lo inició, este es también el orden de los días de la semana en el calendario romano después de que se rechazó el ciclo Nundinal, y aún se conserva en muchos idiomas modernos. En inglés, sábado, domingo y lunesson traducciones directas de estos nombres romanos. Los otros días fueron renombrados después de Tīw (martes), Wōden (miércoles), Þunor (jueves) y Frīġ (viernes), los dioses anglosajones considerados similares o equivalentes a Marte, Mercurio, Júpiter y Venus, respectivamente.

La Tierra es el único planeta cuyo nombre en inglés no se deriva de la mitología grecorromana. Debido a que solo fue generalmente aceptado como planeta en el siglo XVII, no existe la tradición de nombrarlo como un dios. (Lo mismo es cierto, al menos en inglés, del Sol y la Luna, aunque generalmente ya no se consideran planetas). El nombre se origina en la palabra del inglés antiguo eorþe, que era la palabra para "tierra" y "suciedad". así como la Tierra misma. Al igual que con sus equivalentes en las otras lenguas germánicas, deriva en última instancia de la palabra protogermánica erþō, como se puede ver en el inglés earth, el alemán Erde, el holandés aarde y el escandinavo jord.. Muchas de las lenguas romances conservan la antigua palabra romana terra (o alguna variación de la misma) que se usaba con el significado de "tierra seca" en oposición a "mar". Las lenguas no romances usan sus propias palabras nativas. Los griegos conservan su nombre original, Γή (Ge).

Las culturas no europeas utilizan otros sistemas de nombres planetarios. India utiliza un sistema basado en Navagraha, que incorpora los siete planetas tradicionales ( Surya para el Sol, Chandra para la Luna, Budha para Mercurio, Shukra para Venus, Mangala para Marte, Bṛhaspati para Júpiter y Shani para Saturno) y el ascendente y los nodos lunares descendentes Rahu y Ketu.

China y los países del este de Asia históricamente sujetos a la influencia cultural china (como Japón, Corea y Vietnam) utilizan un sistema de nombres basado en los cinco elementos chinos: agua (Mercurio), metal (Venus), fuego (Marte), madera ( Júpiter) y la tierra (Saturno).

En la astronomía hebrea tradicional, los siete planetas tradicionales tienen (en su mayor parte) nombres descriptivos: el Sol es חמה Ḥammah o "el caliente", la Luna es לבנה Levanah o "el blanco", Venus es כוכב נוגה Kokhav Nogah o "el planeta brillante", Mercurio es כוכב Kokhav o "el planeta" (dada su falta de rasgos distintivos), Marte es מאדים Ma'adim o "el rojo" y Saturno es שבתאי Shabbatai o "el que descansa" (en referencia a su lento movimiento en comparación con los otros planetas visibles). El extraño es Júpiter, llamado צדק Tzedeq o "justicia".Kokhav Ba'al o "planeta de Baal", visto como idólatra y eufemizado de manera similar a Ishbosheth de II Samuel.

En árabe, Mercurio es عُطَارِد ( ʿUṭārid, afín a Ishtar / Astarte), Venus es الزهرة ( az-Zuhara, "el brillante", un epíteto de la diosa Al-'Uzzá), la Tierra es الأرض ( al-ʾArḍ, de la misma raíz que eretz), Marte es اَلْمِرِّيخ ( al-Mirrīkh, que significa "flecha sin plumas" debido a su movimiento retrógrado), Júpiter es المشتري ( al-Muštarī, "el confiable", del acadio) y Saturno es زُحَل ( Zuḥal, "retirador" ).

Formación

No se sabe con certeza cómo se forman los planetas. La teoría predominante es que se forman durante el colapso de una nebulosa en un delgado disco de gas y polvo. Se forma una protoestrella en el núcleo, rodeada por un disco protoplanetario giratorio. A través de la acreción (un proceso de colisión pegajosa), las partículas de polvo en el disco acumulan masa constantemente para formar cuerpos cada vez más grandes. Se forman concentraciones locales de masa conocidas como planetesimales, y estos aceleran el proceso de acumulación al atraer material adicional por su atracción gravitatoria. Estas concentraciones se vuelven cada vez más densas hasta que colapsan hacia adentro bajo la gravedad para formar protoplanetas. Después de que un planeta alcanza una masa algo mayor que la masa de Marte, comienza a acumular una atmósfera extendida,aumentando considerablemente la tasa de captura de los planetesimales por medio de la resistencia atmosférica. Dependiendo de la historia de acumulación de sólidos y gas, puede resultar un planeta gigante, un gigante de hielo o un planeta terrestre. Se cree que los satélites regulares de Júpiter, Saturno y Urano se formaron de manera similar; sin embargo, Tritón probablemente fue capturado por Neptuno, y la Luna de la Tierra y el Caronte de Plutón podrían haberse formado en colisiones.

Cuando la protoestrella ha crecido de tal manera que se enciende para formar una estrella, el disco superviviente se elimina desde el interior hacia el exterior por fotoevaporación, el viento solar, el arrastre de Poynting-Robertson y otros efectos. A partir de entonces, todavía puede haber muchos protoplanetas orbitando la estrella o entre sí, pero con el tiempo muchos colisionarán, ya sea para formar un solo planeta más grande o liberar material para que otros protoplanetas o planetas más grandes lo absorban. Aquellos objetos que se han vuelto lo suficientemente masivos capturarán la mayor parte de la materia en sus vecindarios orbitales para convertirse en planetas. Los protoplanetas que han evitado colisiones pueden convertirse en satélites naturales de planetas a través de un proceso de captura gravitacional, o permanecer en cinturones de otros objetos para convertirse en planetas enanos o cuerpos pequeños.

Los impactos energéticos de los planetesimales más pequeños (así como la desintegración radiactiva) calentarán el planeta en crecimiento, causando que se derrita al menos parcialmente. El interior del planeta comienza a diferenciarse por masa, desarrollando un núcleo más denso. Los planetas terrestres más pequeños pierden la mayor parte de sus atmósferas debido a esta acreción, pero los gases perdidos pueden ser reemplazados por la liberación de gases del manto y por el posterior impacto de los cometas. (Los planetas más pequeños perderán cualquier atmósfera que ganen a través de varios mecanismos de escape).

Con el descubrimiento y la observación de sistemas planetarios alrededor de estrellas distintas del Sol, se está volviendo posible elaborar, revisar o incluso reemplazar este relato. Ahora se cree que el nivel de metalicidad, un término astronómico que describe la abundancia de elementos químicos con un número atómico superior a 2 (helio), determina la probabilidad de que una estrella tenga planetas. Por lo tanto, se cree que una estrella de población I rica en metales probablemente tendrá un sistema planetario más sustancial que una estrella de población II pobre en metales.

Expulsión remanente de supernova que produce material formador de planetas.

Sistema solar

De acuerdo con la definición de la IAU, hay ocho planetas en el Sistema Solar, que están a una distancia creciente del Sol:

1. ☿ Mercurio
2. ♀ venus
3. ? Tierra
4. ♂ Marte
5. ♃ Júpiter
6. ♄ Saturno
7. ⛢ Urano
8. ♆ Neptuno

Júpiter es el más grande, con 318 masas terrestres, mientras que Mercurio es el más pequeño, con 0,055 masas terrestres.

Los planetas del Sistema Solar se pueden dividir en categorías según su composición:

• Terrestres : Planetas que son similares a la Tierra, con cuerpos compuestos en gran parte de roca y metal: Mercurio, Venus, la Tierra y Marte. Con 0,055 masas terrestres, Mercurio es el planeta terrestre más pequeño (y el planeta más pequeño) del Sistema Solar. La Tierra es el planeta terrestre más grande.
• Planetas gigantes (jovianos): planetas masivos significativamente más masivos que los terrestres: Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno.
  • Gigantes gaseosos: Júpiter y Saturno, son planetas gigantes compuestos principalmente de hidrógeno y helio y son los planetas más masivos del Sistema Solar. Júpiter, con 318 masas terrestres, es el planeta más grande del Sistema Solar. Saturno tiene un tercio de la masa, con 95 masas terrestres.
  • Gigantes de hielo: Urano y Neptuno, se componen principalmente de materiales de bajo punto de ebullición como agua, metano y amoníaco, con atmósferas espesas de hidrógeno y helio. Tienen una masa significativamente menor que los gigantes gaseosos (solo 14 y 17 masas terrestres).

Se desconoce el número de planetas geofísicos en el Sistema Solar; anteriormente se consideraba potencialmente en cientos, pero ahora solo se estima en solo dos dígitos bajos. Estos incluyen los ocho planetas clásicos, así como dos poblaciones más. En general, se acepta que nueve objetos son planetas enanos, y algunos otros son candidatos en disputa. Los planetas enanos son redondeados gravitacionalmente, pero no despejan sus órbitas. En orden creciente de distancia media al Sol, son:

1. Ceres
2. Orco
3. Plutón
4. haumea
5. Quaoar
6. hacerhacer
7. gonggong
8. eris
9. sedna

Ceres es el objeto más grande del cinturón de asteroides, entre las órbitas de Marte y Júpiter. Los otros ocho orbitan más allá de Neptuno. Orcus, Plutón, Haumea, Quaoar y Makemake orbitan en el cinturón de Kuiper, que es un segundo cinturón de asteroides más allá de la órbita de Neptuno. Gonggong y Eris orbitan en el disco disperso, que está un poco más alejado y, a diferencia del cinturón de Kuiper, es inestable hacia las interacciones con Neptuno. Sedna es el objeto separado más grande que se conoce, una población que nunca se acerca lo suficiente al Sol para interactuar con ninguno de los planetas clásicos: los orígenes de sus órbitas aún se debaten. Los nueve de estos serían considerados planetas helados.: son similares a los planetas terrestres por tener una superficie sólida, pero están hechos de hielo y roca, en lugar de roca y metal. Todos ellos son más pequeños que Mercurio, siendo Plutón el planeta enano más grande conocido y Eris el más masivo conocido.

También hay al menos diecinueve lunas de masa planetaria o planetas satélite, es decir, lunas lo suficientemente grandes como para adoptar formas elipsoidales. Los diecinueve generalmente aceptados son:

• Un satélite de la Tierra: la Luna
• Cuatro satélites de Júpiter: Io, Europa, Ganímedes y Calisto
• Siete satélites de Saturno: Mimas, Enceladus, Tethys, Dione, Rhea, Titan y Iapetus
• Cinco satélites de Urano: Miranda, Ariel, Umbriel, Titania y Oberon
• Un satélite de Neptuno – Tritón
• Un satélite de Plutón – Caronte

La Luna, Io y Europa tienen composiciones similares a los planetas terrestres; los otros están hechos de hielo y roca como los planetas enanos, con Tetis hecho de hielo casi puro. (Europa a menudo se considera un planeta helado, sin embargo, porque su capa superficial de hielo dificulta el estudio de su interior). Ganímedes y Titán son más grandes que Mercurio por radio, y Calisto casi lo iguala, pero los tres son mucho menos masivos. Mimas es el objeto más pequeño generalmente aceptado como un planeta geofísico, con aproximadamente seis millonésimas de la masa de la Tierra, aunque hay muchos cuerpos más grandes que pueden no ser planetas geofísicos.

Atributos planetarios

	Nombre	diámetro ecuatorial	Masa	Eje semi-mayor (AU)	Período orbital (años)	Inclinación al ecuador del Sol (°)	Excentricidad orbital	Período de rotación (días)	Lunas confirmadas	Inclinación axial (°)	Anillos	Atmósfera
1.	Mercurio	0.383	0.06	0.39	0.24	3.38	0.206	58.65	0	0.10	no	mínimo
2.	Venus	0.949	0.81	0.72	0,62	3.86	0.007	−243.02	0	177.30	no	CO2 , N2 _
3.	Tierra	1.000	1.00	1.00	1.00	7.25	0.017	1.00	1	23.44	no	N 2, O 2, Ar
4.	Marte	0.532	0.11	1.52	1.88	5.65	0.093	1.03	2	25.19	no	CO 2, N 2, Ar
5.	Júpiter	11.209	317.83	5.20	11.86	6.09	0.048	0.41	80	3.12	sí	H 2, el
6.	Saturno	9.449	95.16	9.54	29.45	5.51	0.054	0.44	83	26.73	sí	H 2, el
7.	Urano	4.007	14.54	19.19	84.02	6.48	0.047	−0,72	27	97.86	sí	H 2, Él, CH 4
8.	Neptuno	3.883	17.15	30.07	164.79	6.43	0.009	0,67	14	29.60	sí	H 2, Él, CH 4
Leyenda de colores: planetas terrestres gigantes gaseosos gigantes de hielo (ambos son planetas gigantes). Encuentra valores absolutos en el artículo Tierra

Exoplanetas

Un exoplaneta (planeta extrasolar) es un planeta fuera del Sistema Solar. A partir del 1 de abril de 2022, hay 4984 exoplanetas confirmados en 3673 sistemas planetarios, con 815 sistemas que tienen más de un planeta.

A principios de 1992, los radioastrónomos Aleksander Wolszczan y Dale Frail anunciaron el descubrimiento de dos planetas que orbitaban alrededor del púlsar PSR 1257+12. Este descubrimiento fue confirmado y generalmente se considera que es la primera detección definitiva de exoplanetas. Se cree que estos planetas púlsares se formaron a partir de los restos inusuales de la supernova que produjo el púlsar, en una segunda ronda de formación planetaria, o bien que son los núcleos rocosos restantes de planetas gigantes que sobrevivieron a la supernova y luego se descompusieron en sus órbitas actuales..

El primer descubrimiento confirmado de un planeta extrasolar que orbita una estrella ordinaria de la secuencia principal se produjo el 6 de octubre de 1995, cuando Michel Mayor y Didier Queloz, de la Universidad de Ginebra, anunciaron la detección de un exoplaneta alrededor de 51 Pegasi. Desde entonces hasta la misión Kepler, la mayoría de los planetas extrasolares conocidos eran gigantes gaseosos comparables en masa a Júpiter o más grandes, ya que eran más fáciles de detectar. El catálogo de planetas candidatos de Kepler consiste principalmente en planetas del tamaño de Neptuno y más pequeños, hasta más pequeños que Mercurio.

Hay tipos de planetas que no existen en el Sistema Solar: súper-Tierras y mini-Neptunos, que podrían ser rocosos como la Tierra o una mezcla de volátiles y gas como Neptuno; actualmente se cree que la línea divisoria entre los dos ocurre en aproximadamente el doble de la masa de la Tierra. Hay Júpiter calientes que orbitan muy cerca de su estrella y pueden evaporarse para convertirse en planetas ctónicos, que son los núcleos sobrantes. Otro posible tipo de planeta son los planetas de carbono, que se forman en sistemas con una mayor proporción de carbono que en el Sistema Solar.

Un estudio de 2012, que analiza datos de microlentes gravitacionales, estima un promedio de al menos 1,6 planetas enlazados por cada estrella de la Vía Láctea.

El 20 de diciembre de 2011, el equipo del Telescopio Espacial Kepler informó del descubrimiento de los primeros exoplanetas del tamaño de la Tierra, Kepler-20e y Kepler-20f, que orbitan alrededor de una estrella similar al Sol, Kepler-20.

Alrededor de 1 de cada 5 estrellas similares al Sol tienen un planeta del "tamaño de la Tierra" en la zona habitable, por lo que se esperaría que el más cercano esté a una distancia de 12 años luz de la Tierra. La frecuencia de ocurrencia de tales planetas terrestres es una de las variables en la ecuación de Drake, que estima el número de civilizaciones inteligentes y comunicantes que existen en la Vía Láctea.

Hay exoplanetas que están mucho más cerca de su estrella madre que cualquier planeta del Sistema Solar del Sol, y también hay exoplanetas que están mucho más lejos de su estrella. Mercurio, el planeta más cercano al Sol a 0,4 UA, tarda 88 días en recorrer una órbita, pero las órbitas más cortas conocidas para exoplanetas tardan solo unas pocas horas, consulte Planeta de periodo ultracorto. El sistema Kepler-11 tiene cinco de sus planetas en órbitas más cortas que las de Mercurio, todos ellos mucho más masivos que Mercurio. Neptuno está a 30 UA del Sol y tarda 165 años en orbitar, pero hay exoplanetas que están a cientos de UA de su estrella y tardan más de mil años en orbitar, por ejemplo, 1RXS1609 b.

Atributos

Aunque cada planeta tiene características físicas únicas, existen varios puntos en común entre ellos. Algunas de estas características, como anillos o satélites naturales, solo se han observado hasta ahora en planetas del Sistema Solar, mientras que otras también se observan comúnmente en planetas extrasolares.

Características dinámicas

Orbita

En el Sistema Solar, todos los planetas giran alrededor del Sol en la misma dirección en que gira el Sol (en sentido contrario a las agujas del reloj visto desde arriba del polo norte del Sol). Se ha descubierto que al menos un planeta extrasolar, WASP-17b, orbita en dirección opuesta a la rotación de su estrella. El período de una revolución de la órbita de un planeta se conoce como su período sideral o año.El año de un planeta depende de su distancia a su estrella; cuanto más lejos está un planeta de su estrella, no sólo mayor es la distancia que debe recorrer, sino también menor su velocidad, porque se ve menos afectado por la gravedad de su estrella. La órbita de ningún planeta es perfectamente circular y, por lo tanto, la distancia de cada uno varía a lo largo de su año. El acercamiento más cercano a su estrella se llama su periastro (perihelio en el Sistema Solar), mientras que su separación más lejana de la estrella se llama su apastron (afelio). A medida que un planeta se acerca al periastro, su velocidad aumenta a medida que intercambia energía potencial gravitatoria por energía cinética, al igual que un objeto que cae sobre la Tierra acelera mientras cae; a medida que el planeta alcanza un pastron, su velocidad disminuye, al igual que un objeto lanzado hacia arriba en la Tierra se desacelera cuando alcanza el vértice de su trayectoria.

La órbita de cada planeta está delimitada por un conjunto de elementos:

• La excentricidad de una órbita describe cuán alargada es la órbita de un planeta. Los planetas con excentricidades bajas tienen órbitas más circulares, mientras que los planetas con excentricidades altas tienen órbitas más elípticas. Los planetas del Sistema Solar tienen excentricidades muy bajas y, por lo tanto, órbitas casi circulares. Los cometas y los objetos del cinturón de Kuiper (así como varios planetas extrasolares) tienen excentricidades muy altas y, por lo tanto, órbitas extremadamente elípticas.
• El semieje mayor es la distancia desde un planeta hasta el punto medio a lo largo del diámetro más largo de su órbita elíptica (ver imagen). Esta distancia no es la misma que su apastron, porque la órbita de ningún planeta tiene su estrella en su centro exacto.
• La inclinación de un planeta indica qué tan por encima o por debajo de un plano de referencia establecido se encuentra su órbita. En el Sistema Solar, el plano de referencia es el plano de la órbita de la Tierra, llamado eclíptica. Para los planetas extrasolares, el plano, conocido como sky plane o plano del cielo, es el plano perpendicular a la línea de visión del observador desde la Tierra. Los ocho planetas del Sistema Solar se encuentran todos muy cerca de la eclíptica; los cometas y los objetos del cinturón de Kuiper como Plutón están en ángulos mucho más extremos. Los puntos en los que un planeta cruza por encima y por debajo de su plano de referencia se denominan nodos ascendentes y descendentes.La longitud del nodo ascendente es el ángulo entre la longitud 0 del plano de referencia y el nodo ascendente del planeta. El argumento del periapsis (o perihelio en el Sistema Solar) es el ángulo entre el nodo ascendente de un planeta y su máxima aproximación a su estrella.

Inclinación axial

Los planetas también tienen diversos grados de inclinación axial; se encuentran en un ángulo con el plano de los ecuadores de sus estrellas. Esto hace que la cantidad de luz recibida por cada hemisferio varíe a lo largo de su año; cuando el hemisferio norte apunta en dirección opuesta a su estrella, el hemisferio sur apunta hacia ella, y viceversa. Por lo tanto, cada planeta tiene estaciones, cambios en el clima a lo largo de su año. El momento en el que cada hemisferio apunta más lejos o más cerca de su estrella se conoce como solsticio. Cada planeta tiene dos en el curso de su órbita; cuando un hemisferio tiene su solsticio de verano, cuando su día es más largo, el otro tiene su solsticio de invierno, cuando su día es más corto. La cantidad variable de luz y calor que recibe cada hemisferio crea cambios anuales en los patrones climáticos de cada mitad del planeta. Júpiter' s la inclinación axial es muy pequeña, por lo que su variación estacional es mínima; Urano, por otro lado, tiene una inclinación axial tan extrema que está virtualmente de lado, lo que significa que sus hemisferios están perpetuamente a la luz del sol o perpetuamente en la oscuridad alrededor del tiempo de sus solsticios.Entre los planetas extrasolares, las inclinaciones axiales no se conocen con certeza, aunque se cree que la mayoría de los Júpiter calientes tienen una inclinación axial insignificante o nula como resultado de su proximidad a sus estrellas.

Rotación

Los planetas giran alrededor de ejes invisibles a través de sus centros. El período de rotación de un planeta se conoce como día estelar. La mayoría de los planetas del Sistema Solar giran en la misma dirección en que orbitan alrededor del Sol, que es en sentido contrario a las agujas del reloj visto desde arriba del polo norte del Sol, con la excepción de Venus y Urano, que giran en el sentido de las agujas del reloj, aunque la inclinación axial extrema de Urano significa existen diferentes convenciones sobre cuál de sus polos es el "norte" y, por lo tanto, si gira en sentido horario o antihorario. Independientemente de la convención que se utilice, Urano tiene una rotación retrógrada con respecto a su órbita.

La rotación de un planeta puede ser inducida por varios factores durante su formación. Se puede inducir un momento angular neto mediante las contribuciones de momento angular individuales de los objetos acumulados. La acumulación de gas por parte de los planetas gigantes también puede contribuir al momento angular. Finalmente, durante las últimas etapas de la construcción del planeta, un proceso estocástico de acumulación protoplanetaria puede alterar aleatoriamente el eje de giro del planeta. Hay una gran variación en la duración del día entre los planetas, Venus tarda 243 días en rotar y los planetas gigantes solo unas pocas horas.No se conocen los períodos de rotación de los planetas extrasolares. Sin embargo, para los Júpiter "calientes", su proximidad a sus estrellas significa que están bloqueados por mareas (es decir, sus órbitas están sincronizadas con sus rotaciones). Esto significa que siempre muestran una cara a sus estrellas, con un lado en día perpetuo, el otro en noche perpetua.

Limpieza orbital

La característica dinámica definitoria de un planeta, según la definición de la IAU, es que ha despejado su vecindad. Un planeta que ha despejado su vecindad ha acumulado suficiente masa para juntar o barrer todos los planetesimales en su órbita. De hecho, orbita su estrella de forma aislada, en lugar de compartir su órbita con una multitud de objetos de tamaño similar. Esta característica fue ordenada como parte de la definición oficial de planeta de la IAU en agosto de 2006. Este criterio excluye cuerpos planetarios como Plutón, Eris y Ceres de la condición de planetas de pleno derecho, convirtiéndolos en lugar de planetas enanos.Aunque hasta la fecha este criterio solo se aplica al Sistema Solar, se han encontrado varios sistemas extrasolares jóvenes en los que la evidencia sugiere que se está produciendo una limpieza orbital dentro de sus discos circunestelares.

Características físicas

Tamaño y forma

El tamaño de un planeta se define al menos por un radio promedio (por ejemplo, el radio de la Tierra, el radio de Júpiter, etc.); a menudo se estiman los radios polares y ecuatoriales de un esferoide o formas elipsoidales triaxiales más generales (p. ej., elipsoide de referencia). Las cantidades derivadas incluyen el aplanamiento, el área superficial y el volumen. Conociendo más la velocidad de rotación y la masa, permite el cálculo de la gravedad normal.

Masa

La característica física que define a un planeta es que es lo suficientemente masivo como para que la fuerza de su propia gravedad domine las fuerzas electromagnéticas que unen su estructura física, lo que lleva a un estado de equilibrio hidrostático. Esto significa efectivamente que todos los planetas son esféricos o esferoidales. Hasta cierta masa, un objeto puede tener una forma irregular, pero más allá de ese punto, que varía según la composición química del objeto, la gravedad comienza a atraer un objeto hacia su propio centro de masa hasta que el objeto colapsa en una esfera.

La masa es también el atributo principal por el cual los planetas se distinguen de las estrellas. Si bien se estima que el límite de masa estelar inferior es alrededor de 75 veces el de Júpiter ( _MJ ), el límite de masa planetaria superior para la condición de planeta es de solo aproximadamente 13 MJ para _objetos con abundancia isotópica de tipo solar, más allá del cual logra condiciones adecuadas para fusión nuclear. Aparte del Sol, no existen objetos de tal masa en el Sistema Solar; pero hay exoplanetas de este tamaño. _{El límite} de 13 MJ no está universalmente acordado y la Enciclopedia de Planetas Extrasolares incluye objetos de hasta 60 MJ, y el _Exoplanet Data Explorer de hasta ₂₄ MJ.

El exoplaneta más pequeño conocido con una masa conocida con precisión es PSR B1257+12A, uno de los primeros planetas extrasolares descubiertos, que se encontró en 1992 en órbita alrededor de un púlsar. Su masa es aproximadamente la mitad de la del planeta Mercurio. Incluso más pequeño es WD 1145+017 b, que orbita alrededor de una enana blanca; su masa es aproximadamente la del planeta enano Haumea. Dicho esto, este objeto podría no calificar como planeta bajo todas las definiciones. El planeta más pequeño conocido que orbita una estrella de la secuencia principal que no sea el Sol es Kepler-37b, con una masa (y un radio) que probablemente sea ligeramente superior a la de la Luna.

Diferenciación interna

Cada planeta comenzó su existencia en un estado completamente fluido; en la formación temprana, los materiales más densos y pesados ​​se hundieron hacia el centro, dejando los materiales más livianos cerca de la superficie. Por lo tanto, cada uno tiene un interior diferenciado que consiste en un núcleo planetario denso rodeado por un manto que es o fue un fluido. Los planetas terrestres están sellados dentro de cortezas duras, pero en los planetas gigantes el manto simplemente se funde con las capas superiores de nubes. Los planetas terrestres tienen núcleos de elementos como hierro y níquel, y mantos de silicatos. Se cree que Júpiter y Saturno tienen núcleos de roca y metal rodeados por mantos de hidrógeno metálico. Urano y Neptuno, que son más pequeños, tienen núcleos rocosos rodeados de mantos de agua, amoníaco, metano y otros hielos.La acción fluida dentro de los núcleos de estos planetas crea una geodinamo que genera un campo magnético.

Atmósfera

Todos los planetas del Sistema Solar excepto Mercurio tienen atmósferas sustanciales porque su gravedad es lo suficientemente fuerte como para mantener los gases cerca de la superficie. Los planetas gigantes más grandes son lo suficientemente masivos como para mantener grandes cantidades de los gases ligeros hidrógeno y helio, mientras que los planetas más pequeños pierden estos gases en el espacio. La composición de la atmósfera de la Tierra es diferente de la de otros planetas porque los diversos procesos de vida que han ocurrido en el planeta han introducido oxígeno molecular libre.

Las atmósferas planetarias se ven afectadas por la insolación variable o la energía interna, lo que lleva a la formación de sistemas climáticos dinámicos como huracanes (en la Tierra), tormentas de polvo en todo el planeta (en Marte), un anticiclón de tamaño mayor que el de la Tierra en Júpiter ( llamada la Gran Mancha Roja), y agujeros en la atmósfera (en Neptuno). Se ha afirmado que al menos un planeta extrasolar, HD 189733 b, tiene un sistema meteorológico de este tipo, similar a la Gran Mancha Roja pero el doble de grande.

Se ha demostrado que los Júpiter calientes, debido a sus proximidades extremas a sus estrellas anfitrionas, están perdiendo sus atmósferas en el espacio debido a la radiación estelar, al igual que las colas de los cometas. Estos planetas pueden tener grandes diferencias de temperatura entre sus lados diurno y nocturno que producen vientos supersónicos, aunque los lados diurno y nocturno de HD 189733 b parecen tener temperaturas muy similares, lo que indica que la atmósfera de ese planeta redistribuye efectivamente la energía de la estrella alrededor del planeta.

Magnetosfera

Una característica importante de los planetas son sus momentos magnéticos intrínsecos, que a su vez dan origen a las magnetosferas. La presencia de un campo magnético indica que el planeta sigue geológicamente vivo. En otras palabras, los planetas magnetizados tienen flujos de material conductor de electricidad en su interior, que generan sus campos magnéticos. Estos campos cambian significativamente la interacción del planeta y el viento solar. Un planeta magnetizado crea una cavidad en el viento solar a su alrededor llamada magnetosfera, que el viento no puede penetrar. La magnetosfera puede ser mucho más grande que el propio planeta. Por el contrario, los planetas no magnetizados solo tienen pequeñas magnetosferas inducidas por la interacción de la ionosfera con el viento solar, que no pueden proteger eficazmente al planeta.

De los ocho planetas del Sistema Solar, solo Venus y Marte carecen de dicho campo magnético. Además, la luna de Júpiter Ganímedes también tiene uno. De los planetas magnetizados, el campo magnético de Mercurio es el más débil y apenas puede desviar el viento solar. El campo magnético de Ganímedes es varias veces más grande, y el de Júpiter es el más fuerte del Sistema Solar (tan fuerte, de hecho, que representa un grave riesgo para la salud de futuras misiones tripuladas a todas sus lunas hacia el interior de Calisto). Los campos magnéticos de los otros planetas gigantes son más o menos similares en fuerza a los de la Tierra, pero sus momentos magnéticos son significativamente mayores. Los campos magnéticos de Urano y Neptuno están fuertemente inclinados con respecto al eje de rotación y desplazados del centro del planeta.

En 2004, un equipo de astrónomos en Hawái observó un planeta extrasolar alrededor de la estrella HD 179949, que parecía estar creando una mancha solar en la superficie de su estrella madre. El equipo planteó la hipótesis de que la magnetosfera del planeta estaba transfiriendo energía a la superficie de la estrella, aumentando su ya alta temperatura de 7.760 °C en 400 °C adicionales.

Caracteristicas secundarias

Varios planetas o planetas enanos del Sistema Solar (como Neptuno y Plutón) tienen períodos orbitales que están en resonancia entre sí o con cuerpos más pequeños. Esto también es común en los sistemas de satélites (por ejemplo, la resonancia entre Io, Europa y Ganímedes alrededor de Júpiter, o entre Encelado y Dione alrededor de Saturno). Todos excepto Mercurio y Venus tienen satélites naturales, a menudo llamados "lunas". La Tierra tiene uno, Marte tiene dos y los planetas gigantes tienen numerosas lunas en sistemas complejos de tipo planetario. Muchas lunas de los planetas gigantes tienen características similares a las de los planetas terrestres y los planetas enanos, y algunas han sido estudiadas como posibles moradas de vida (especialmente Europa).

Los cuatro planetas gigantes también están orbitados por anillos planetarios de diferente tamaño y complejidad. Los anillos están compuestos principalmente de polvo o partículas, pero pueden albergar diminutas 'lunas' cuya gravedad moldea y mantiene su estructura. Aunque los orígenes de los anillos planetarios no se conocen con precisión, se cree que son el resultado de satélites naturales que cayeron por debajo del límite de Roche de su planeta padre y fueron desgarrados por las fuerzas de las mareas.

No se han observado características secundarias alrededor de los planetas extrasolares. Se cree que la enana submarrón Cha 110913-773444, que ha sido descrita como un planeta rebelde, está orbitada por un pequeño disco protoplanetario y se demostró que la enana submarrón OTS 44 está rodeada por un disco protoplanetario sustancial de al menos 10 masas terrestres.