El tamaño del sistema solar

Hace unos años se descubrió un método más perfecto que la paralaje para medir las distancias de los cuerpos celestes.

Consiste en emitir microondas al espacio. Las microondas son ondas de radio muy cortas, como las que se utilizan en el radar. Cuando las ondas llegan a un cuerpo celeste, rebotan en él y vuelven a ser captadas y detectadas en la Tierra. La velocidad a la que se desplazan las microondas se conoce; el tiempo transcurrido entre la emisión y la recepción también puede medirse con una gran precisión. Por lo tanto, esta técnica permite saber, con mayor precisión que el método de la paralaje, la distancia de ida y vuelta recorrida por las microondas y, por tanto, la distancia de un cuerpo celeste.

Existen cuatro formas de expresar las distancias, todas ellas muy interesantes de conocer.

Se pueden expresar en millones de millas. Esta unidad es muy corriente en Gran Bretaña y Estados Unidos para medir grandes distancias.

También se pueden expresar en millones de kilómetros. El kilómetro es la unidad que se usa normalmente en los países civilizados, exceptuando los anglosajones, para medir grandes distancias. La utilizan también los científicos de todo el mundo, incluidos los Estados Unidos y Gran Bretaña. Un kilómetro son 1093,6 yardas o 0,62137 millas. También podemos decir que un kilómetro es 5/8 de milla.

Si queremos evitar los millones de millas o de kilómetros, se puede establecer que la distancia media de la Tierra al Sol valga una “unidad astronómica”, que se abrevia U. A. Así, podemos expresar las distancias en U. A., donde 1 U. A. vale 92.950.000 de millas o 149.588.000 de kilómetros. Normalmente, se dice que 1 U. A. es igual a 150.000.000 de kilómetros.

Y por último, la distancia también se puede expresar en función del tiempo que tarda la luz en recorrerla. En el vacío, la luz se mueve a una velocidad de 299.792,5 kilómetros por segundo, aunque este valor se puede redondear hasta 300.000 kilómetros por segundo sin cometer un error excesivo. Equivale, también, a 186.282 millas por segundo.

Así pues, podemos definir una distancia de 300.000 kilómetros como “un segundo-luz”, o sea, la distancia recorrida por la luz en un segundo. Sesenta veces esa cantidad, es decir, 18.000.000 de kilómetros es “un minuto-luz”, y sesenta veces ésta, 1.080.000.000 de kilómetros, es “una hora-luz”.

Por lo tanto, desde los tiempos de Cassini ya se sabía que el diámetro del sistema solar, de un extremo de la órbita de Saturno, al otro, medía casi tres mil millones de kilómetros.

Esta cifra quedó superada también con el paso del tiempo. En 1781, este diámetro aumentó al doble de golpe, cuando William Herschel, astrónomo germano-inglés, descubrió Urano. Volvió a doblarse este diámetro otras dos veces, en 1846, cuando el astrónomo francés Urbain Jean Joseph Leverrier descubrió Neptuno, y en 1930, cuando el astrónomo americano Clyde William Tombaugh descubrió Plutón.

Como la órbita más externa es la de Plutón, y no la de Saturno, vemos que el diámetro del sistema solar no es de tres mil millones de kilómetros, sino de doce mil millones. Un rayo de luz tardaría casi medio día en atravesar el sistema solar.

El científico inglés Isaac Newton formuló en 1684 la ley de la gravitación universal. Esta ley explica de un modo matemático directo, la existencia del modelo kepleriano del sistema solar y permite calcular la órbita de un cuerpo celeste alrededor del Sol aunque sólo sea visible durante parte de dicha órbita.

Esto hacía posible también el estudio de los cometas. Antiguamente, y también en tiempos medievales, los astrónomos creían que los cometas surgían a intervalos irregulares y que seguían trayectorias no sujetas a ninguna ley natural. La gente pensaba que los cometas predecían algún tipo de desastre.

El astrónomo inglés Edmund Halley, amigo de Newton, aplicó los cálculos gravitatorios a los cometas, y observó que algunos aparecían en el cielo cada setenta y cinco o setenta y seis años. En 1704, Halley formuló la hipótesis de que todos los cometas eran realmente un solo cuerpo que se movía alrededor del Sol en una elipse regular, pero tan alargada, que la mayor parte de la órbita quedaba muy lejos de la tierra. En ese caso, no era visible, pero cada 75 ó 76 años pasaba más cerca del Sol y de la Tierra y entonces sí podía vérsele.

Halley calculó la órbita del cometa y predijo que volvería a ser visible en 1758. Dieciséis años después de la muerte de Halley, el cometa volvió a aparecer, y desde entonces el cometa se llama “cometa Halley”. La primera aparición de este cometa data del año 240 a. C.

En el momento de su máxima aproximación al Sol, el cometa Halley está sólo a noventa millones de kilómetros de él, llegando a cruzar la órbita de Venus, aunque en el instante de su máximo alejamiento del Sol, el Halley está a unas tres veces y media la órbita de Saturno, unos 5300 millones de kilómetros. Esto quiere decir que en el año 1760, los astrónomos ya se habían dado cuenta de que el sistema solar era mucho mayor de lo que los griegos se habían imaginado.

El cometa Halley es uno de los más cercanos al Sol. Existen otros cuyas órbitas alrededor del Sol son tan alargadas que sólo son visibles cada muchos siglos e incluso milenios. Se alejan del Sol no ya miles de millones de kilómetros, sino cientos de miles de millones. En 1950, Jan Hendrik Oort, astrónomo holandés, formuló una teoría según la cual es posible que exista una gran nube de cometas con órbitas muy distantes del Sol y por lo tanto jamás visibles.

Por lo tanto el sistema solar podría tener un diámetro de un billón de kilómetros o más. Un rayo de luz necesitaría cuarenta días para cubrir esta distancia, así que el diámetro del sistema solar podría estimarse en más de 1 mes-luz.

Por otro lado, la insignificancia de la Tierra tampoco es sólo cuestión de distancias. A través de un telescopio, los cuatro planetas exteriores, Júpiter, Saturno, Urano y Neptuno, se convierten en esferas totalmente mensurables. Pero cualquiera de ellos es un gigante comparado con la Tierra, aunque resultan enanos si los comparamos con el Sol.

Este es la fotografía ‘PaleBlueDot’ de la Tierra tomada por la nave Voyager 1 el 6 de julio de 1990. La Tierra es la partícula relativamente brillante dentro del círculo azul.

Cada uno de esos planetas gigantes tiene un sistema de satélites, y junto a ellos la Tierra resulta insignificante. De los satélites exteriores, los primeros en ser descubiertos fueron los cuatro más grandes de Júpiter, observados por Galileo a través de su primer telescopio en 1610. De los grandes satélites, se descubrió Tritón, satélite de Neptuno, en último lugar. Fue detectado en 1846 por el astrónomo inglés William Lassell. Más tarde fueron descubiertos otros satélites más pequeños.

Esta ilustración muestra el tamaño aproximado de los planetas respecto a los demás.