viernes, 14 de febrero de 2014

Observe Ceres y Vesta de febrero a julio -2014-

Los asteroides no son enormes rocas, al menos no Ceres.
Recientes investigaciones sobre el planeta enano 1 Ceres, usando resultados obtenidos por el Telescopio Espacial Herschel, han encontrado emisiones esporádicas  de vapor de agua (sublimación de hielo en su superficie o crio-vulcanismo) y por consiguiente una atmósfera intermitente.

http://www.nature.com/nature/journal/v505/n7484/full/nature12918.html)

Quizás la primera película de “La Guerra de las Galaxias” (ahora episodio IV) nos motivó a considerar que los asteroides, especialmente los del cinturón entre Marte y Júpiter, eran enormes rocas secas y homogéneas. Esto seguro es cierto para los pequeños asteroides, pero no para el 1 Ceres. Ya desde el 2005 se presume una posible diferenciación en capas; un manto rico en agua sobre un núcleo rocoso.
Yo nunca he intentado observar a Ceres con mi C8, pero esta temporada podría ser mi año y quizás también el suyo. Así que acérquese a alguno de los grupos de aficionados en estos primeros meses del 2014, posiblemente intenten darle una miradita.

Pero además el asteroide Vesta, más pequeño que Ceres, pero más brillante, está en la misma región del cielo, en la constelación Virgo, donde también está Marte. A lo mejor le resulta una noche de dos y tres objetos interesantes, con solo variar muy poco los controles del telescopio.
Ceres-Vesta-Marte, en Virgo. 17/04/2014. / 04:00.

Mientras espera, ¿qué le parece repasar algunos cálculos sencillos, con solo unos pocos datos y los conceptos físicos aprendidos en el colegio y la U?
Desde luego, nuestros valores serán diferentes a los anotados en las referencias de los observatorios, pero no mucho.
Si tenemos cuidado que todas las cantidades de los cálculos, estén expresadas en el SI, no tendremos problemas con el resultado, también estará en unidades SI.

Algunos datos sobre Ceres:
Semieje mayor= 4,139 x108 km
Perihelio= 382 520 000 km= 2,5570 ua.
Afelio=  445 280 000 km= 2,9765 ua.
Excentricidad= 0,075 797.
Periodo orbital= 4,60 años= 1680,99 días.
Inclinación de la órbita= 10,593° (respecto a la eclíptica).
Radio ecuatorial= 487,3 km.
Radio polar= 454,7 km.
Masa= 9,43x 1020 kg.
Densidad promedio= 2,077 g/cm3.
Periodo de rotación sideral= 0,3781 días= 0,974 horas.
Inclinación del eje ≈ 3°.
Magnitud aparente= 6,64 a 9,34.

Campo gravitatorio ecuatorial en la superficie (= gravedad):
gC= GM/R2= (6,67x10-11)(9,43x1020) / (4,873x105)2= 0,0265 N/kg≡ 0,0265 m/s2.
Rapidez orbital
promedio:
v
= 2πR/T= 2π(4,139x1011) / (1680,99)(24x3600)= 1,79x104 m/s.
Rapidez orbital
deducida por aplicación de la tercera ley de Kepler:
v
= (GMsol/R)1/2= [(6,67x10-11)(1,9891x1030) / 4,139x1011]1/2=  1,79x104 m/s.
Rapidez de un punto en el ecuado
r debido solamente a la rotación:
v’
= 2π(4,873x105) / (0,974)(24x3600)= 3,638 m/s.
Velocidad de escape
(de partículas en su superficie), deducida de la conservación de energía:
v
= (2GMceres/R)1/2= [2(6,67x10-11)(9,43x1020) / 4,873x105)1/2= 508 m/s.
Diámetro angular
cuando está en perihelio:
ángulo
= 2R/distanciaperihelio= 2(4,873x105) / 3,825x1011)= 2,548x10-6 radianes.
= 2,548 (180/π) = 1,459x10-4 grados de arco.
= 1,459x10-4(3600)= 0,526 segundos de arco. ¡La Luna se ve más de 3000 veces mayor!
Tiempo que tardaría una señal de radio
en ir y venir a una supuesta nave espacial en órbita cercana alrededor de Ceres:
t= 2(semieje mayor /c)=
2(4,139 x1011) / 2,99792458x108)= 2,76x103 s= 46 minutos.

Espero que seguirle la pista a la unidades (que no las expresé), no haya sido un problema para usted y que yo no me haya equivocado fuertemente. Sin embargo, du profesor de Física en el Colegio, seguro que sí las exigirá, es una buena costumbre que le produce menos errores de cálculo y mejores calificaciones.
Referencias adicionales:

Vesta, el asteroide más grande del Sistema Solar: http://fisica1011tutor.blogspot.com/2011/11/vesta-el-asteroide-mas-grande.html
Ceres y Vesta en el 2014: http://www.skyandtelescope.com/observing/objects/asteroids/Ceres-and-Vesta-in-2014-243533241.html
Planeta enano Ceres exhala agua: http://www.skyandtelescope.com/news/Dwarf-Planet-Ceres-Exhales-Water-241639001.html
4 Vesta: http://en.wikipedia.org/wiki/4_Vesta

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