Curso 2022-1
Ciencias Planetarias
Febrero 12 a Junio 4 de 2022

Información completa: http://astronomia-udea.co/cursos 

Jorge I. Zuluaga, Ph.D.
Profesor - Instituto de Física - U. de A.

Presentación

Los planetas son los cuerpos más abundantes (por número) del Universo.  También son los cuerpos más complejos creados después del Big-Bang y los únicos en los que sabemos ocurre el fenómeno más complejo del universo: la vida.  En este curso te ofrecemos una mirada general a la multidisciplina científica (una disciplina que reune una gran diversidad de disciplinas diferentes la astrofísica, la astronomía, la geología, la biología) que conocemos hoy como las ciencias planetarias.  Como vivimos sobre un planeta que a su vez esta acompañado de otros planetas, grandes y pequeños formando un sistema conocido como el sistema solar, el énfasis del curso es justamente en la familia de cuerpos que rodean al Sol (¡incluyendo por supuesto al Sol!).  Sin embargo, los planetas alrededor de otras estrellas también serán protagonistas.  Una aventura intelectual desde el polvo microscópico alrededor de las estrellas gigantes, pasando por los planetas y su increíble historia (física y cultural) hasta llegar a la vida en la Tierra y, quizás, más allá.

Contenido temático

Este es el contenido relativamente detallado de lo que veremos en el curso.  Se divide en unidades temáticas que agrupan temas relacionados entre sí.

Unidad 1.  Generalidades de los sistema planetarios

Anatomía de un sistema planetario: Descripción general de un sistema planetario con énfasis en el sistema solar.  Descripción de sus componentes principales, masa, composición. Regiones de concentración de componentes.  La ley de Titus-Bode.  Ubicación del sistema solar en la Galaxia.  Sin estrellas, ni pio: Propiedades generales de las estrellas.  La atmósfera de las estrellas y el viento solar.  La radiación de la estrella y su evolución en el tiempo.  Evolución estelar al vuelo. Historia de planetas: El descubrimiento de los planetas.  Teorías de la organización de los planetas.  El descubrimiento de la Tierra como planeta.  La observación histórica de los planetas.  El nacimiento de las ciencias planetarias.  Planeta o no planeta: esa es la cuestión: La definición original de planeta.  La definición clásica de planeta.  La transformación cultural de la definición de planeta.  Los planetas de la IAU.  Otras categorías: cuerpos pequeños, cuerpos menores.  ¿Cuántos cuerpos hay en el sistema solar?.

Unidad 2. Dinámica de sistemas planetarios

La danza de los planetas: principios de dinámica de los sistemas planetarios:
Las leyes de Kepler.  Los tipos de trayectorias planetarias.  Propiedades del movimiento de los planetas.  Dos son compañía, tres son multitud.  El movimiento bajo la perturbación gravitacional mutua.  Los planetas en el cielo: guía a la observación planetaria básica: Dónde buscar los planetas.  El movimiento de los planetas y sus ciclos en el cielo. Características observacionales básicas: brillo, tamaño.  El movimiento de las lunas.  La observación de la atmósfera y los anillos planetarios.  ¿Cómo pescar un planeta?: El reto de descubrir un planeta.  Los métodos básicos de descubrimiento de exoplanetas.  Caracterización de exoplanetas de acuerdo al método.  El zoológico de planetas en el Universo.

Unidad 3.  Orígenes

Del polvo a los planetas gigantes

El inicio de los planetas en discos protoplanetarios.  La vida temprana de un sistema planetario.  La conversión de polvo en planetesimales.   La acumulación de gas. La formación de lunas y anillos planetarios.  Migración planetaria y otras catástrofes dinámicas.  Cómo hacer un planeta y no morir en el intento: Formación de los planetas rocosos.  Formación de asteroides.  La violencia de la infancia del sistema solar: el caso de Mercurio y Venus.  La formación de la Luna de la Tierra.

Unidad 4.  Planetología comparada

Superficies planetarias: Un poco de mineralogía y formación de las rocas.  Tectónica.  Volcanismo. Criovolcanismo.  Ríos, lagos y mares.  Formación de cráteres.  Atmósferas planetarias: El origen y la evolución de las atmósferas planetarias.  Composición y estructura de las atmósferas planetarias.  Interacción de las atmósferas con la luz y el viento solar.  Los planetas por dentro: Cómo conocer el interior de los planetas: el caso de la Tierra y la Luna.  Planetología comparada: el interior de otros planetas.  El interior de los planetas gigantes.  Los tipos de planetas.  Campos magnéticos planetarios.

Unidad 5. Temas especiales

La exploración del sistema solar: Historia al vuelo de la exploración del sistema solar.  Misiones interplanetarias más relevantes.  Los retos futuros de la exploración interplanetaria.  El diseño de las órbitas de las naves interplanetarias.  La amenaza de las NEAs: Los asteroides cercanos a la Tierra.  Origen y distribución.  ¿Los conocemos todos?.  Probabilidad de impacto.  Meteoros y lluvias de estrellas.  Vida en el sistema solar: La vida como un fenómeno planetario.  Condiciones planetarias para la vida.  La habitabilidad planetaria.  Nichos habitables en el sistema solar.

Cronograma

Actualizado: Marzo 28 de 2022

En esta tabla se hace una programación preliminar de las jornadas de lecciones.  Cada jornada está hecha típicamente de 2 lecciones.  El orden y la duración puede cambiar durante el semestre.  El orden de los temas se escoge para mayor disfrute del curso y no sigue necesariamente el orden de unidades descrito arriba.

* Sesión solo virtual: el profesor y todos los participantes están en Zoom.

* Sesión semipresencial: el profesor y algunos participantes están en un aula real mientras los demás se conectan por Zoom.

Bibliografía

Las ciencias planetarias son tan amplias que es difícil encontrar todo lo que debes saber en un solo libro.  En la lista a continuación encontrarán algunas fuentes que es posible que el profesor use en el semestre.  Se trata de libros que van desde textos semi profesionales (S) a textos divulgativos (D).

• Universo, Rees (2012) [D]
• Asteroids, meteorites and comets, Linda Elkins-Tanton (2010) [D]
• Life in the Universe, Benett y Shostak (2012) [D]
• Encyclopedia of the Solar System.  Tilman spohn (2001) [S]
• An introduction to modern astrophysics, Carroll & Ostlie (2007) [S]
• Fundamental astronomy, Karttunen (2017) [S]
• Artículos selectos de la revista “Investigación y Ciencia) [D]